روغن­های اسانسی به عنوان جایگزین­های طبیعی افزودنی­های شیمیایی در نظر گرفته شده و استفاده از آنها در مواد غذایی مطابق خواسته­های مصرف­کنندگان برای محصولات با فرآوری کمتر و یا طبیعی می باشد که در صنایع غذایی مدرن پروسه­های خفیف به منظور بدست­آوردن فرآورده­های سالم که برچسب طبیعی یا سبز دارند مورد استفاده قرار می­گیرد(برت، 2004). با این حال کاربرد علمی روغن­های اسانسی بدلیل ملاحظات طعم محدود است و همچنین اثرشان با توجه به فعل و انفعالات آنها با مواد و ساختار غذایی در حد میانه است (اسکاندامیس و همکاران،2001). روغن­های اسانسی گیاهان و ترکیبات آنها و فرآورده هایی از متابولیسم ثانویه گیاهان کاربردهای بسیاری در داروهای محلی، طعم غذا، محافظت و همچنین عطر و صنایع دارویی دارند (فابیان[16] و همکاران، 2006).

 

لغت روغن­های اسانسی در قرن 16 از نام Quinta توسط اصلاح­طلب داروی سویسی به نام پاراسلسوس وون هوهنهیم[17] مشتق شده است، او ترکیبات موثر یک دارو را کواینتا اسنشیال[18] نامید (گاستافسون، 1948). 3000نوع روغن اسانسی شناخته شده است که در حدود 300 مورد آنها مخصوصاً به عنوان عطر و ادکلن اهمیت تجاری دارند. همچنین مدت مدیدی است که مشخص شده برخی از روغن های اسانسی خواص آنتی­میکروبی دارند که در گذشته به عنوان خواص آنتی میکروبی ادویه جات بررسی شده بود اما افزایش اخیر میل مصرف کننده ی سبز منجر به تجدید مطالعه ی علمی این مواد شد. علاوه بر این مشخص شده است که روغن­های اسانسی و ترکیبات آنها خواص ضد ویروس، ضد مخمر، ضد میکروب، ضد توکسین، ضدانگل و ضد­قارچ دارند که شاید این خواص به عملکرد ترکیبات آنها در گیاهان بستگی دارد (برت، 2004)

 

 

 

1-2-2- تاریخچه استفاده از روغن­های اسانسی

 

عوامل آنتی میکروبی طبیعی، مشتق شده از منابعی همچون روغن­های گیاهی شناخته شده بوده که برای قرن ها در نگهداری غذا استفاده می شدند. روغن های اسانسی و ادویه ها توسط مصریان اولیه استفاده می­شده و قرن­ها در کشورهای آسیایی همچون چین و هند مورد استفاده قرار می­گرفته است. برخی از ادویه ها همچون میخک، دارچین، خردل، سیر، زنجبیل و نعناع هنوز هم به عنوان درمان جایگزینی در هند استفاده می شود. عصاره های گیاهی و ادویه ها علاوه بر اینکه در عطر و طعم شرکت می­کنند می تواند بر ضد پاتوژن های گرم مثبتی همچون لیستریامونوسیتوژنز عمل کنند. آنها همچنین با استفاده از اجزای فعالی همانند فنل ها، الکل ها، آلدهیدها، کتون ها، اترها، و هیدروکربن ها که مخصوصاً در ادویه هایی همچون دارچین، میخک، سیر، خردل و پیاز وجود دارد می توانند ثبات ذخیره سازی را افزایش دهند (برت،2004).

 

روغن های اسانسی از زمان آغاز بشر وجود داشتند؛ باستان شناسان6500 سال پیش در پاکستان یک دستگاه تقطیر کشف کردند. در مصر در آرامگاه کینگ توت[19] (1932)350 لیتر روغن اسانسی مشاهده شد. بیش از 200کتاب مقدس به روغن­های اسانسی کندور، مر، زوفا و … اشاره کرده­اند (رایبرن،2010).

 

مصریان باستان از 3000 تا 14700 سال پیش یک مجموعه ی فارماکولوژیکی بسیار دقیق، موثر و معتبری از مواد متعدد بدست آمده از منابع طبیعی تهیه کردند (کاست[20]، 2003).

 

اگر چه ادویه ها به خاطر عطر خوبشان ،گلها وخصوصیات محافظتی از دوران باستان استفاده می شدند اما از روغن های اسانسی شناخته شده فقط روغن تورپنتین[21] توسط مورخان رومی و یونانی نامبرده شده بود. تقطیر به عنوان روش تولید روغن­های اسانسی اولین بار در شرق (مصر، هند و ایران) استفاده می­شد و بیش از 2000سال پیش بهبود یافته و با آغاز تکنولوژی­های مدرن­تر در قرن 9 توسط عربها گسترش یافت. اولین نوشه معتبر در مورد تقطیر روغن­های اسانسی بوده که توسط یک پزشک کاتالانی بنام ویلانوا[22] نوشته شده بود. در قرن 13 روغن­های اسانسی توسط داروخانه ها تولید شده و اثرات دارویی آنها در کتاب­های داروشناسی توضیح داده شد (بوئر[23] و همکاران، 2001)؛ اما به نظر می رسد استفاده از آنها در اروپا گسترش نیافته بود؛ تا اینکه در قرن16در لندن مورد داد و ستد قرار گرفت. در همان قرن مطالبی در مورد تقطیر و استفاده از روغن­های اسانسی منتشر شد اما تنها به تعداد نسبتا کمی از روغن­های اسانسی همچون رزماری، اسطوخودوس، میخک، جوز، دارچین و رازیانه اشاره شد. در قرن 17 آماده سازی روغن های اسانسی به خوبی شناخته شده بود و در داروخانه ها عموماً 15 الی 20 روغن مختلف وجود داشت. در قرن 18 از روغن چای به منظور اهداف پزشکی در استرالیا استفاده می شد اما احتمالاً قبل از آن هم توسط استرالیایی­های بومی این روغن استفاده می­شده است. به هر حال استفاده از روغن­های اسانسی در پزشکی در قرن 19 و20 عموماً به استفاده ثانویه آنها بخاطر عطر و طعمشان تبدیل شد (کاربردهای پزشکی پس از عطر و طعم دومین کاربرد روغن های اسانسی شد) (گاستافسون، 1948 و بوئر و همکاران، 2001).

 

اولین مطالعات علمی پتانسیل نگهداری ادویه ها توصیف فعالیت آنتی میکروبی روغن دارچین بر ضد اسپورهای باسیل سیاه زخم در دهه1880 گزارش شد و همچنین اولین آزمایش اندازه­گیری خواص باکتریوسیدی بخارات روغن­های اسانسی توسط دلاکرایکس[24] در سال 1881 انجام گرفت (برت،2004)؛ علاوه بر این میخک به عنوان نگهدارنده در برابر فساد تغییردهنده گوشت، شربت­ها، سس­ها و شیرینی­جات مورد استفاده قرار گرفت. از آن به بعد دیگر ادویه ها همچون فلفل شیرین، برگ خشک بو، زیره سیاه، گشنیز، زیره سبز، پونه کوهی، رزماری، مریم گلی و آویشن گزارش شد که خواص باکتریوستاتیکی قابل توجهی دارند. بیشتر ادویه­ها منشا شرقی دارند با این حال برخی از آنها پس از کشف دنیای جدید معرفی شده­اند همانند: فلفل قرمز، فلفل شیرین، ساسافراس[25] و وانیل که به منظور طعم­دهندگی و خواص دارویی در غذاها استفاده می­شوند (تاج کریمی و همکاران؛ 2010).

 

در حال حاضر روغن های اسانسی در دانشگاههای سراسر جهان و پژوهشهای پزشکی در صدها بیمارستان آمریکا استفاده می شود (رایبرن، 2010).

 

 

 

1-2-3- استفاده کنونی از روغن­های اسانسی

 

بزرگترین مصرف روغن­های اسانسی در غذا (به عنوان طعم دهنده)، در عطاریها (عطرها و ادکلن ها) و نیز در داروسازی ها (بمنظور خواص کاربردیشان ) می باشد. استفاده متداول روغن­های اسانسی در آروماتراپی[26] بوده که کمی بیشتر از 2% کل بازار را شامل می شود. ترکیبات منحصر به فرد روغن­های اسانسی به عنوان طعم دهنده­های غذایی نیز استفاده می­شوند که یا از مواد گیاهی استخراج شده و یا به طور مصنوعی تولید می­شود. خصوصیات آنتی­باکتریایی روغن­های­اسانسی و ترکیبات

 

آنها در تولیدات متنوع تجاری همچون ضدعفونی­کننده­ها و مکمل­های غذایی مورد استفاده قرار می­گیرند. مواد نگهدارنده حاوی روغن­های اسانسی در حال حاضر به صورت تجاری در دسترس هستند. پروتکتا1 و پروتکتا2 مخلوط عصاره های گیاهی تولید شده توسط شرکت FL و Apopka بایرن در ایالت متحده آمریکا هستند که عموماً به عنوان افزودنی­های غذایی ایمن(GRAS)[27] در ایالات متحده می­باشند. با این حال محتویات دقیق آنها برای کارخانجات شناخته شده نیستند، اما احتمالاً این عصاره­ها شامل یک یا چند روغن اسانسی بوده که به ترتیب در محلول­های سیترات سدیم و کلرید سدیم حل می شوند. علاوه بر اثرات فیزیولوژیکی، روغن­های اسانسی برای استفاده ی گسترده در محصولات مختلف مثل از بین برنده های تجاری جوانه های سیب زمینی و مواد دافع حشرات تولید می­شوند (برت، 2004).

 

[1] Rigor-mortis

 

[2] Listeria monocytogenes

 

[3] Gutierrez

 

[4] Li

 

[5] Burt

 

[6] Escherichia coli

 

[7] Brandi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

hydrophila

media

sobria

 

Aeromonas

 

 

 

haloplanktis

 

 

Alteromonas

 

 

 

oryzae

 

 

Aspergillus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

subtilis

licheniformis

circulans

 

Bacillus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

bifidium

thermophilum

 

Bifidobacterium

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

divergens

nhibens

maltaromaticum

piscicola

 

Carnobacterium

 

 

 

hansenii

 

 

Debaryomyces

 

 

 

faecalis

 

 

Enterococcus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

delbrueckii

rhamnosus

sakei

 

Lactobacillus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

johnsonii

lactis

 

Lactococcus

 

 

 

luteos

 

 

Micrococcus

 

 

 

acidilactici

 

 

Pediococcus

 

 

 

fluorescens

 

 

Pseudomonas,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

boulardii

cerevisiae

 

Saccharomyces

 

 

 

faecium

 

 

Streptococcus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

alginolyticus

fluvialis

 

Vibrio

 

 

–4-1انتخاب گونه مناسب به عنوان پروبیوتیک

 

ویژگیهای مورد نظر جهت انتخاب گونه مناسب پروبیوتیک به دو دسته ویژگی های ضروری¹ و ویژگی های مطلوب² قابل تقسیم بندی است (2010; Merrifield et al., 2008.(Gómez and Balcázar, بر این اساس ویژگی های ضروری شامل: برای میزبان، حیوانات آبزی و انسان پاتوژن نباشد، مقاومت در برابر صفرا وpH پایین دستگاه گوارش، فاقد پلازمیدهای حاوی ژن مقاوم در برابر آنتی بیوتیک باشد. همچنین ویژگی های مطلوب عبارتند از: توانایی مستقر شدن و رشد کردن درون موکوس روده، توانایی تشکیل کلونی در سطح مخاطی روده، به عنوان یک افزودنی غذایی ثبت شده باشد، قابلیت مقابله با یک یا چند پاتوژن را داشته باشد، تولید آنزیم های گوارشی خارج سلولی و یا ویتامین ها، جزء فلور طبیعی میزبان یا محیط پرورش باشد و در نهایت میزان بقای بالا و طولانی مدت در شرایط ذخیره سازی غیر عادی و فرایند های صنعتی تولید را داشته باشد.

 

 

 

5-1– مخمر ساكارومایسس سرویسیه

 

مخمر ساكارومایسس سرویسیه از نظر طبقه بندی جزو سلسله قارچ ها، شاخه آسكومایكوتا، رده ساکارومایستس، راسته ساکارومایستالس، خانواده ساكارومایستاسه آ، جنس ساكارومایسس و گونه سرویسیه می باشد. جدول 2-1 جایگاه سیستماتیک ساكارومایسس سرویسیه را نشان می دهد (1838, ).

 

 

 

1) Essential charactristics

 

2) Favourable charactristics

 

جدول 2-1 جایگاه سیستماتیک ساكارومایسس سرویسیه (1838, ).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kj/Kg.K

 

 

ظرفیت گرمایی ویژه گاز

 

 

C_p

 

 

 

m

 

 

قطر درونی

 

 

D_i

 

 

 

m

 

 

ضخامت پوشش درونی

 

 

e₁

 

 

 

m

 

 

ضخامت لوله

 

 

e₂

 

 

 

m

 

 

ضخامت پوشش بیرونی

 

 

e₃

 

 

 

–

 

 

ضریب اصطکاک

 

 

f_f

 

 

 

m

 

 

ارتفاع اولیه خط لوله از سطح دریا

 

 

H₁

 

 

 

m

 

 

ارتفاع ثانویه خط لوله از سطح دریا

 

 

H₂

 

 

 

 

W/m².K

 

 

ضریب جابهجایی هوا

 

 

h_air

 

 

 

W/m².K

 

 

ضریب انتقال حرارت جابهجایی گاز

 

 

h_gas

 

 

 

0.23

 

 

ثابت بدون بعد

 

 

k₁₇

 

 

 

W/m.K

 

 

ضریب هدایت حرارتی پوشش درونی

 

 

k_ci

 

 

 

W/m.K

 

 

ضریب هدایت حرارتی پوشش بیرونی

 

 

k_co

 

 

 

W/m.K

 

 

ضریب هدایت حرارتی لوله

 

 

k_pipe

 

 

 

W/m.K

 

 

ضریب هدایت حرارتی خاک

 

 

k_soil

 

 

 

m

 

 

طول معادل

 

 

L_m

 

 

 

10⁶ Kg/day

 

 

دبی جرمی گاز طبیعی

 

 

m_g

 

 

 

kpa

 

 

فشار ورودی

 

 

P₁

 

 

 

kpa

 

 

فشار خروجی

 

 

P₂

 

 

 

101.56 kpa

 

 

فشار استاندارد

 

 

P_s

 

 

 

MMSCMD

 

 

دبی حجمی

 

 

Q

 

 

 

m².K/W

 

 

مقاومت هوا

 

 

R_air

 

 

 

m².K/W

 

 

مقاومت کل

 

 

R_eq

 

 

 

m².K/W

 

 

مقاومت پوشش درونی

 

 

R_{inside-coating}

 

 

 

m².K/W

 

 

مقاومت پوشش بیرونی

 

 

R_{outside-coating}

 

 

 

m².K/W

 

 

مقاومت خاک

 

 

R_soil

 

 

 

K

 

 

دمای خروجی

 

 

T₂

 

 

 

K

 

 

دمای هوا

 

 

T_air

 

 

 

288.9 K

 

 

دمای استاندارد

 

 

T_s

 

 

 

K

 

 

دمای خاک

 

 

T_soil

 

 

 

W/m².K

 

 

ضریب انتقال حرارتی کلی خط لوله

 

 

U

 

 

 

–

 

 

ضریب تراکم پذیری میانگین گاز

 

 

Z_avg

 

 

 

–

 

 

 

• معادلات حاکم بر آبرسانی شهری 48

   

  • قوانین بقا                                                                                                                           48

   

  • خطوط تراز هیدرولکی انرژی                                                                                                    50

   

 

 

 

 

ت

 

تلفات هیدرولکی                                                                                                                 50

 

 

• حل معادلات شبکه های آب                                                                                                  51

 

 

• شبکه آبرسانی شهرستان لنگرود 52

 

• تشخیص صحت اطلاعات شبکه 54

 

• مدلسازی وضعیت فعلی شبکه 61

 

فصل پنجم: کالیبراسیون و مطالعه ی وضعیت فعلی شبکه                             63

 

 

• مقدمه 64

 

• پژوهشهای انجام گرفته در کالیبراسیون شبکه ی آب           65

 

• تخمین دبی در گره های اصلی شبکه      71

   

  • روش منحنی های تیسن 73

   

  • منطقه بندی و تخمین تراکم جمعیتی لنگرود           74

 

 

• کالیبراسیون ضرایب زبری 76

 

• نتایج و مباحث پیرامون کالیبراسیون و تصحیح دبی           78

 

• تحلیل وضعیت موجود شبکه 84

 

فصل ششم: بهینه سازی و بررسی نتایج آن                                    96

 

 

• مقدمه 97

 

• توضیحی درباره ی معادلسازی الگوریتم           98

 

• شرایط بهینه سازی 98

 

• بررسی صحت الگوریتم بهینه سازی      100

 

• نتایج حاصل از بهینه سازی مدل کلی شبکه ی آبرسانی لنگرود               101

 

فصل هفتم: نتیجه گیری                                              110
فصل هشتم:پیشنهاد برای ادامه ی پژوهش                                     112
مراجع                                                         115
 
فهرست جدول ها:
3-1- تناظر یک به یک بین عوامل فرآیند جفتگیری و پارامترهای الگوریتم                    44
4-1- جمعیت لنگرود در سرشماری های سالهای مختلف                                53
4-2- فشارهای خوانده شده در گره های شبکه                                      60
5-1- دبی های بدست آمده از روش تیسن برای گره های متناظر                           75
5-2- فشارهای ران 22                                           78
5-3- دبی های ران 22                                           78
5-4- ثابت های هیزن ویلیامز برای لوله ها در ران 22                                79
6-1- قطر لوله های پلی اتیلن به کار رفته در بخش بهینه سازی بهمراه هزینه و ضریب زبری             98
 
 
فهرست نمایه ها و نمودارها:
3-1- ترسیمه ی الگوریتم جفتیابی زنبورهای عسل                              43
4-1- فایل آرک مَپ با مختصات غلط نقشه ی شبکه                              55
4-2- فایل ایپنت بدست آمده از شرکت مشاور که تنها شصت در صد اطلاعات شبکه را دارد            56
4-3- نقشه ی مسکونی شهر در محیط آرک مَپ                                   56
4-4- تصویر شبکه ی آبرسانی با مختصات اصلاح شده در آرک مَپ                           57
4-5- تصویر لوله های اصلی شبکه و گره های اصلی پس از انجام عملیات طی شده                   57
4-6- جانمایی نهایی مورد استفاده جهت کالیبراسیون و بهینه سازی                          59
4-7- نمایه ی جانمایی نهایی در تحلیلگر ایپنت                                  60
5-1- نمایه ی منحنی های تیسن بدست آمده برای گره های اصلی                          74

 

1-3-2-2. اپراتورهای نرم                      8

 

1-3-2-3. اپراتورهای میانگین                   9

 

۴-۱. تصمیم بهینه                              9

 

1-5. متغیر زبان شناختی                        10

 

فصل دوم: آشنایی با مدلهای برنامه‌ریزی‌آرمانی

 

2-1. مقدمه                                      13

 

۲-۲. تعاریف                                   13

 

 

 

۳-۲. مزایا و معایب روش برنامه‌ریزی‌آرمانی       ۱6

 

2-4. مدلهای روش برنامه‌ریزی‌آرمانی              ۱7

 

2-4-1. مدل ارشمیدسی                           19

 

۲-۴-۲. مدل الفبایی                            ۲1

 

2-4-3. مدل مینیمم-ماکسیمم                     ۲4

 

فصل سوم: آشنایی با مدلهای برنامه‌ریزی‌آرمانی فازی

 

۱-۳. مقدمه                                    ۲7

 

3-2. تفاوت برنامه‌ریزی آرمانی با برنامه‌ریزی آرمانی فازی   29

 

3-۳. تعاریف                                   29

 

۴-۳. مدلهای برنامه ریزی آرمانی فازی           ۳3

 

۱-۴-۳. مدل ناراسیمهان                         ۳3

 

۲-۴-۳. مدل هنن                                38

 

۳-۴-۳. مدل یانگ                               41

 

۴-۴-۳. مدل تیواری                             42

 

۱-۴-۴-۳. مدل جمعی ساده                        43

 

۲-۴-۴-۳. مدل جمعی وزن‌دار                      44

 

۳-۴-۴-۳. اولویت بندی در مدل جمعی              45

 

۵-۴-۳. مدل چن و تسایی                         48

 

 

 

۱-۵-۴-۳. مدل چن و تسایی برای آرمانهایی با اهمیت متفاوت   49

 

 

۲-۵-۴-۳. اولویت‌بندی در مدل چن و تسایی         50

 

۶-۴-۳. مدل دامنه متغیر                          ۵3

 

۱-۶-۴-۳. روش بهینه‌سازی دامنه متغیر با دامنه متغیر دوطرفه 54

 

۳-4-6-2. روش بهینه‌سازی دامنه متغیر با دامنه متغیر یک طرفه    55

 

۷-۴-۳. مدل اُکوز و پترویک                      59

 

فصل چهارم: بهینه‌سازی مطلوب برنامه‌ریزی آرمانی فازی

 

4-1.مقدمه                                     ۶5

 

4-2. روش بهینه‌سازی مطلوب برنامه‌ریزی آرمانی فازی ۶6

 

4-2-1. مدل‌ بهینه سازی مطلوب برنامه‌ریزی آرمانی فازی برمبنای مدلهای برنامه‌ریزی آرمانی                             69

 

4-3.آنالیز پارامتر                            ۷5

 

4-3-1.تغییرات                                 ۷5

 

4-3-2.طریقه یافتن                           ۷6

 

4-4 .آزمون عددی برای بهینگی M-پارتو           ۷7

 

4-5. الگوریتم بهینه‌سازی                       ۷8

 

4-6. مثال عددی                                79

 

4-6-1. مینیم سازی                             ۸1

 

۲-۶-۴. تست بهینگی M-پاراتو                    ۸2

 

 

 

۳-۶-۴. کارایی                                 83

 

۴-۶-۴. انعطاف پذیری                           ۸5

 

۵-۶-۴. تحلیل حساسیت                           ۸5

 

۷-۴. نتیجه‌گیری                                ۹2

 

پیوست                                          ۹3