تبدیل شیمیایی
علی قاسمی چهاردهی؛ قاسم اسدپور؛ سید مجید ذبیح زاده؛ اسماعیل رسولی گرمارودی
چکیده
سابقه و هدف: مقدار سالیانه ضایعات مواد غذایی، حدود یک‌سوم مقدار تولید جهانی غذای خوراکی را شامل می‌شود. یکی از دلایل اصلی ضایعات مواد گوشتی، بیماری ایجاد شده توسط میکروارگانیسم‌ها است. با استفاده از ردیابی پیوسته و لحظه‌ای تخریب ماده غذایی، می‌توان به‌طور چشمگیری ضایعات را کاهش داد. یکی از روش‌های اصلی شناسایی تغییر کیفیت ماده ...
بیشتر
سابقه و هدف: مقدار سالیانه ضایعات مواد غذایی، حدود یک‌سوم مقدار تولید جهانی غذای خوراکی را شامل می‌شود. یکی از دلایل اصلی ضایعات مواد گوشتی، بیماری ایجاد شده توسط میکروارگانیسم‌ها است. با استفاده از ردیابی پیوسته و لحظه‌ای تخریب ماده غذایی، می‌توان به‌طور چشمگیری ضایعات را کاهش داد. یکی از روش‌های اصلی شناسایی تغییر کیفیت ماده غذایی درون بسته‌بندی، تغییر pH است. با به‌کارگیری پلیمرهای طبیعی، حاوی مواد حساس به pH، می‌توان از وضعیت مواد گوشتی داخل بسته‌بندی، اطلاع پیدا کرد. از مواد طبیعی حساس به pH ، آنتوسیانین‌ها است. این پژوهش، به بررسی استفاده از ماده استخراجی از پوست بادمجان برای ساخت فیلم زیستی نانوسلولزی حساس به pH، به‌عنوان نشان‌دهنده فساد گوشت داخل بسته‌بندی، پرداخته است.مواد و روش‌ها: پوست بادمجان، پس از خرد شدن و عبور از الک، در دو روش مجزا (با و بدون اسید فرمیک)، تحت عصاره‌گیری قرار گرفت. مقدار آنتوسیانین، در هر روش، مورد بررسی قرار گرفت و سپس براساس مقدار آنتوسیانین به‌دست‌آمده، روش مناسب عصاره‌گیری، انتخاب گردید. آنتوسیانین حاصل، به‌عنوان ماده اصلی حساس به تغییرات pH، در درصدهای مختلف تا رسیدن به نتیجه مطلوب، برای ساخت فیلم نانوسلولزی، مورد استفاده قرار گرفت. در ساخت فیلم نانوسلولزی، آنتوسیانین با کمک دو نوع پلیمر اتصال‌دهنده عرضی، به نام‌های پنتاسدیم‌تری‌فسفات و پلی‌وینیل‌الکل، در دو مسیر جدا، در داخل فیلم نانوفیبرسلولزی، با روش casting، در دمای 40 درجه سلسیوس، به مدت 72 ساعت در آون، تثبیت گردید. فیلم حاصل، به‌عنوان نشانگر(Indicator) فساد گوشت، در فضای داخلی بسته‌بندی مواد گوشتی قرار گرفت. تعدادی از بسته‌بندی‌های مذکور، سه روز در دمای محیط و تعدادی دیگر، هفت روز در یخچال قرار گرفتند. تغییر رنگ فیلم‌ها در هر دو مورد، که نشان از آلودگی میکروبی گوشت بود، مشهود بود.یافته‌ها: نتایج نشان داد، مقدار آنتوسیانین در روش عصاره‌گیری با اسید فرمیک، دو برابر روش عصاره‌گیری بدون استفاده از اسید فرمیک است. آزمون L a b مربوط به فیلم‌های نانوسلولزی، نشان داد که برای فیلم‌های داخل بسته‌بندی پس از فساد گوشت، فاکتور b به‌اندازه سه و نیم برابر، افزایش داشته است. بررسی فیلم‌ها با کمک XRD، نشان داد اضافه شدن پلیمر اتصال‌دهنده و همچنین عصاره، باعث افزایش درجه کریستالیته فیلم نانوسلولزی می‌گردد. همچنین، بررسی فیلم‌ها به‌وسیله دستگاه FTIR نشان داد با افزودن پلیمرهای اتصال‌دهنده، گروه‌های عاملی جدید در فیلم‌نانوسلولزی، قبل و بعد از قرارگیری داخل بسته‌بندی، ایجاد می‌شود.نتیجه‌گیری: در این تحقیق، از عصاره پوست بادمجان برای ساخت فیلم نانوسلولزی حساس به pH، استفاده شده است. در استخراج عصاره، از نظر مقدار آنتوسیانین حاصل، روش با اسید فرمیک، بر روش بدون آن، برتری داشت. فیلم نانوسلولزی ساخته شده، در مجاورت گوشت فاسد، تغییر رنگ داده و به رنگ زرد مایل به سبز در آمد. نتایج حاصله نشان از افزایش درجه کریستالیته، در اثر برهم‌کنش بین اجزای فیلم دارد. خود عصاره نیز در pH اسیدی، به رنگ قرمز و در pH قلیایی، به رنگ قهوه‌ای مایل به سبز در‌آمد. درنهایت مشخص گردید، با استفاده از تغییر رنگ مشهود فیلم نانوسلولزی زیست‌تخریب‌پذیر مذکور، می‌توان به‌طور چشمی از وضعیت ماده غذایی داخل بسته‌بندی، اطلاع پیدا کرد.
خمیر کاغذ و کاغذ
رامین ویسی؛ عیسی رضازاده؛ سید اسحق عبادی
چکیده
سابقه و هدف: امروزه با افزایش جمعیت، افزایش تقاضای مصرف کاغذ و مقوا و همچنین محدودیت بیشتر مواد اولیه مصرفی، تولید کاغذ از خمیرکاغذ های پربازده و مکانیکی جایگاه ویژه و خاص خود را پیدا کرده است. این خمیرکاغذها راندمان بیش از 85 درصد دارند و مقدار ماده چوبی حل شده در آن ها کمتر از خمیرهای شیمیایی و نیمه شیمیایی است، اما بعلت وجود لیگنین، ...
بیشتر
سابقه و هدف: امروزه با افزایش جمعیت، افزایش تقاضای مصرف کاغذ و مقوا و همچنین محدودیت بیشتر مواد اولیه مصرفی، تولید کاغذ از خمیرکاغذ های پربازده و مکانیکی جایگاه ویژه و خاص خود را پیدا کرده است. این خمیرکاغذها راندمان بیش از 85 درصد دارند و مقدار ماده چوبی حل شده در آن ها کمتر از خمیرهای شیمیایی و نیمه شیمیایی است، اما بعلت وجود لیگنین، مواد عصاره‌ای و یون‌های فلزی موجود در این خمیرکاغذ ها، مصرف آن ها را به زمان های کوتاه مدت محدود کرده است و در طولانی مدت دچار برگشت روشنی و زردشدگی نوری می‌شوند. این تحقیق با هدف تاثیر افشاندن DTPA، نانوسلولز و نانوکیتوزان بر ویژگی‌های نوری خمیرکاغذ شیمیایی- مکانیکی (CMP) انجام گرفت. مواد و روش ها: به همین منظور، ابتدا مقداری ازخمیرشیمیایی-مکانیکی(CMP) رنگبری شده کارخانه چوب و کاغذ مازندران به عنوان نمونه شاهد انتخاب شد. از خمیرکاغذ‌های مذکور کاغذهایی با وزن پایه gr/m2 60 تهیه شد. در این تحقیق، نانوسلولز از نوع نانوسلولز فیبریله شده، با پتانسیل زتا منفی، که با روش مکانیکی تهیه شده، از شرکت دانش بنیان نانونوین پلیمر( پارک علم و فن آوری مازندران)(ساری-ایران)، با متوسط قطر الیاف 35 نانومتر و درصد خلوص حدود 99 درصد خریداری و در 2سطح 0 و 2 درصد بر روی کاغذ های حاصل از خمیرکاغذ CMP افشانده شد. نانوکیتوزان نیز که به صورت پودری کرم رنگ و شفاف می‌باشد، از شرکت Seafresh کشور تایلند با وزن ملکولی 270 کیلودالتون، درجه استیلاسیون 93 درصد تهیه شد. محلول نانوکیتوزان در 2سطح 0 و 2 درصد بر روی کاغذ های حاصل از خمیرکاغذ CMP افشانده شد. دی اتیلن تری آمین پنتا استیک اسید (DTPA) با مقدار مواد جامد 50 درصد و ویسکوزیته cps 25 از شرکت DIPER-Samchun (کره جنوبی) تهیه گردید. ابتدا مقداری DTPA بصورت محلول 0/5 درصد آماده سازی و سپس بر روی کاغذ های دست ساز افشانده شد. بعد از ساخت کاغذهای دست‌ساز 60 گرمی، عملیات افشاندن بر روی سطح تعدادی از نمونه‌های آزمونی با استفاده از 2 درصد نانو کیتوزان، 2 درصد نانوسلولز و 0/5 درصد DTPA ، به‌صورت جداگانه و همزمان و در زمان20 ثانیه و در فاصله 20 سانتی‌متر انجام شد. سپس با رعایت شرایط استاندارد، ویژگی‌های نوری نمونه ها شامل روشنی، ماتی، زردی و سبزرنگی کاغذ ها با استفاده از آزمون‌های استاندارد TAPPI و ASTMاندازه‌گیری شد.یافته های تحقیق: نتایج این پژوهش نشان داد که با افشاندن DTPA، نانوسلولز و نانوکیتوزان روشنی، زردی، سبزرنگی، فاکتور L* و ماتی افزایش و فاکتورa* در کاغذ حاصل روند کاهشی را نشان داده است. با افشاندن نانوسلولز بر روی نمونه‌های آزمونی اکثر ویژگی‌های نوری بجز زردی کاغذ حاصل بهبود معنی‌داری از خود نشان داده است. در این حالت مناسب‌ترین ویژگی‌ها در کاغذ حاصل از افشاندن DTPA و همچنین در تیمار افشاندن همزمان DTPA، نانوسلولز و نانوکیتوزان بر روی کاغذ های دست ساز مشاهده گردید، که باعث افزایش و بهبود تمامی ویژگی های نوری بصورت معنی‌داری شده است، که می‌توان آن را به عنوان تیمار برتر انتخاب و معرفی کرد. نتایج ارزیابی برگشت درجه روشنی کاغذ حاصل از خمیر کاغذ CMP نشان داد که اغلب تیمارها منجر به کاهش نسبی برگشت درجه روشنی کاغذ شده است. در بین تیمارهای مختلف، کمترین مقادیر برگشت درجه روشنی در کاغذ حاصل از افشاندن DTPA 5/0 درصد و بیشترین آن با افشاندن نانوکیتوزان بر روی کاغذ حاصل به‌دست آمده است. نتایج ارزیابی تصاویر SEM نمونه های آزمونی نیز نشان داد که در مقایسه با نمونه شاهد، با افشاندن نانو کیتوزان و نانوسلولز و همچنین در تیمار افشاندن همزمان DTPA، نانوسلولز و نانوکیتوزان کاغذ حاصل دارای ویژگی‌های سطحی و ساختاری مطلوب‌تری بوده و وجود فضاهای خالی (حفره) کمتر و سطح اتصال بیشتری الیاف در نمونه‌های آزمونی آن، می تواند ویژگی‌های نوری مطلوب‌تری را از خود دهد.نتیجه گیری: نتایج نشان داد که با افشاندن نانوسلولز، نانو کیتوزان و DTPA بر روی نمونه‌های آزمونی، خواص نوری، روشنی، سبزی، ماتی، فاکتور a* ، فاکتور l* ، زردی و برگشت روشنی بهبود یافته است. علاوه بر این، در بین تیمارهای مختلف، تیمار افشاندن با DTPA در کهنه شدگی حرارتی طولانی مدت و استفاده از نانو کیتوزان و نانو سلولز در کهنه شدگی حرارتی کوتاه‌مدت، اثرات قابل‌توجهی بر پایداری روشنی و کاهش بازگشت رنگ کاغذ داشته، در نتیجه، دوام کاغذ در برابر تخریب حرارتی افزایش یافته است.
رامین ویسی؛ یوسف یوسفی گلوردی
چکیده
این تحقیق با هدف تاثیر استفاده از کیتوزان و نانوسلولز بر ویژگی های مقاومتی خمیرکاغذ شیمیایی- مکانیکی(CMP) انجام شد. به همین منظور، ابتدا مقداری ازخمیرشیمیایی-مکانیکی(CMP) رنگبری شده کارخانه چوب و کاغذ مازندران به عنوان نمونه شاهد انتخاب شد. سپس نانو الیاف سلولزی به صورت ژل سفید رنگ و در 3 سطح 0 ،2 و 3 درصد استفاده گردید. همچنین کیتوزان در ...
بیشتر
این تحقیق با هدف تاثیر استفاده از کیتوزان و نانوسلولز بر ویژگی های مقاومتی خمیرکاغذ شیمیایی- مکانیکی(CMP) انجام شد. به همین منظور، ابتدا مقداری ازخمیرشیمیایی-مکانیکی(CMP) رنگبری شده کارخانه چوب و کاغذ مازندران به عنوان نمونه شاهد انتخاب شد. سپس نانو الیاف سلولزی به صورت ژل سفید رنگ و در 3 سطح 0 ،2 و 3 درصد استفاده گردید. همچنین کیتوزان در 5 سطح 0، 5/0، 1، 5/1و2 درصد به سوسپانسیون خمیر کاغذ CMP حاصل اضافه شد. از خمیرکاغذ‌های مذکور کاغذهایی با وزن پایه gr/m2 60 تهیه و خواص نوری و مقاومتی آن ها طبق آزمون های استاندارد TAPPI اندازه گیری و مقایسه گردید. نتایج نشان داد که با افزودن کیتوزان مقاومت های به پارگی، کششی، ترکیدن، طول پارگی، مقاومت به عبور هوا،زردی و سبز رنگی در کاغذ حاصل از خمیرکاغذ CMP افزایش و روشنی، جذب آب و فاکتورa* کاهش یافته است. با افزودن نانو سلولز و کیتوزان به خمیرکاغذ CMP مقاومت های کششی، ترکیدن، طول پارگی و مقاومت به عبور هوا، جذب آب، زردی و فاکتورa* افزایش و مقاومت به پارگی، روشنی، سبز رنگی، ماتی کاهش یافته است. نتایج نشان داد که افزودن 2 درصد کیتوزان و همچنین افزودن همزمان2 درصد کیتوزان و 3 درصد نانو سلولز به خمیرکاغذ CMP باعث بهبود اکثر ویژگی ها درکاغذ حاصل شده است و می تواند به عنوان تیمار برتر انتخاب و معرفی گردد.
نازنین مطیع؛ مهدی جنوبی؛ محمد مهدی فائزی پور؛ اسونتا برزاکیلو
چکیده
در این تحقیق به بررسی ایجاد اتصالات عرضی در نانو الیاف سلولزی توسط ماده شیمیایی بوتان دیول دی‌گلیسیدیل اتر (BDDE) به‌عنوان اتصال‌دهنده عرضی پرداخته شده و برخی خواص فیزیکی هیدروژل حاصل مورد ارزیابی قرار گرفت. زنجیره‌های پلیمری تجدیدپذیر و قابل بازیافت مورد مطالعه شامل نانوالیاف سلولزی و هیدروکسی اتیل سلولز می‌باشند. برای ایجاد اتصالات ...
بیشتر
در این تحقیق به بررسی ایجاد اتصالات عرضی در نانو الیاف سلولزی توسط ماده شیمیایی بوتان دیول دی‌گلیسیدیل اتر (BDDE) به‌عنوان اتصال‌دهنده عرضی پرداخته شده و برخی خواص فیزیکی هیدروژل حاصل مورد ارزیابی قرار گرفت. زنجیره‌های پلیمری تجدیدپذیر و قابل بازیافت مورد مطالعه شامل نانوالیاف سلولزی و هیدروکسی اتیل سلولز می‌باشند. برای ایجاد اتصالات عرضی، از BDDE استفاده شد. BDDE یک ماده شیمیایی زیست تخریب پذیر است و نسبت به سایر اتصال-دهنده‌های عرضی که گروه‌های عاملی با پیوند اتری دارند، به میزان قابل ملاحظه‌ای دارای سمیت کمتر می‌باشد. جهت بررسی اثر BDDE بر خواص فیزیکی نانوسلولز، آزمون‌های FTIR، FESEM، اندازه‌گیری قابلیت واکشیدگی و بررسی خواص حرارتی انجام گرفت. نمونه‌های با نسبت کمتر نانوسلولز به هیدروکسی اتیل سلولز به دلیل پخش شدن در آب و تشکیل اتصالات عرضی کم، در آزمون اندازه گیری قدرت واکشیدگی، نامناسب شناخته شدند. اتصال عرضی در میان نمونه‌های با مقدار کمتر نانوسلولز به-خوبی ایجاد نشد. با افزایش مقدار نانوسلولز هیدروژل‌ها مقاومت کافی در تماس با آب نشان دادند و در آب پخش نشدند. در میان نمونه‌های با مقدار بیشتر نانوسلولز، با افزایش مقدار اتصال‌دهنده عرضی از 20% به 40% جذب آب به‌دلیل ایجاد پیوندهای بیشتر و کاهش حضور گروه‌های هیدروکسیل در دسترس در نانوسلولزها کاهش یافت. با توجه به نتایج FTIR، اتصالات عرضی در هر دو نمونه با مقدار نانوسلولز بالا، در مقادیر مختلف BDDE، به خوبی انجام گرفت. با افزایش مقدار BDDE پایداری حرارتی و دمای تبدیل شیشه به دلیل ایجاد پیوندهای عرضی مناسب در بین الیاف و تشکیل ساختار قویتر و پایدارتر افزایش یافت.
خمیر کاغذ و کاغذ
حمیدرضا رودی؛ علی سلیمانی ساداتی؛ حسین جلالی ترشیزی
چکیده
در این تحقیق، تأثیر استفاده از پرکننده کربنات کلیسم رسوبی به‌همراه نانوسلولز به‌عنوان مقاومت‌دهنده جهت جبران کاهش مقاومت‌های کاغذ تهیه‌شده از خمیرکاغذ باگاس مورد بررسی قرارگرفت. سوسپانسیون نانوسلولز با خشکی 1/0 درصد یکنواخت‌شده با فراصوت به مقدار 2 درصد بر مبنای وزن خشک الیاف به خمیرکاغذ دارای 15 درصد پرکننده کربنات کلسیم اضافه ...
بیشتر
در این تحقیق، تأثیر استفاده از پرکننده کربنات کلیسم رسوبی به‌همراه نانوسلولز به‌عنوان مقاومت‌دهنده جهت جبران کاهش مقاومت‌های کاغذ تهیه‌شده از خمیرکاغذ باگاس مورد بررسی قرارگرفت. سوسپانسیون نانوسلولز با خشکی 1/0 درصد یکنواخت‌شده با فراصوت به مقدار 2 درصد بر مبنای وزن خشک الیاف به خمیرکاغذ دارای 15 درصد پرکننده کربنات کلسیم اضافه شد و با همین نمونه بدون نانوسلولز و خمیرکاغذ پایه (بدون هرگونه افزودنی) مورد مقایسه قرارگرفت. کمک نگهدارنده پلی‌اکریل آمید کاتیونی به میزان ثابت 14/0 درصد بر اساس وزن خشک الیاف استفاده شد. تحلیل آماری نتایج نشان داد که با افزودن سامانه PCC و نانوسلولز به سوسپانسیون خمیرکاغذ باگاس، زمان آبگیری افزایش یافت. اضافه‌شدن نانوسلولز به‌علت تشکیل کلوخه‌های چسبنده، ماندگاری ذرات پرکننده را افزایش داده‌است. تصاویر الکترونی تهیه‌شده از نمونه‌های کاغذ نیز دلمه‌شدن ذرات پرکننده، ماندگاری بیشتر پرکننده و پراکندگی بهتر آن در شبکه کاغذ را تأیید می‌کند. به‌علاوه، در کاغذهای پرشده با PCC و نانوسلولز با ماتی و روشنی تقریباً مشابه، بطور معنی‌داری افت خواص مقاومتی ناشی از اضافه‌شدن پرکننده جبران شده‌است. گرچه زمان آبگیری به‌نسبت زیاد از این خمیرکاغذ یک محددویت اساسی است، ولی پیش‌تیمار پرکننده با نانوسلولز قبل از اضافه‌شدن آن به خمیرکاغذ می‌تواند به‌عنوان یک راهکار امیدوارکننده مورد بررسی قرار گیرد.
