ت تصادفی اندازهگیری شد که مرکز نمونهی فیلم را نیز شامل میشود. بیشترین مقدار برای 100 و کمترین مقدار برای آن 0 است. a* مثبت بعنوان قرمز و a*منفی بعنوان سبز مشخص شد در حالی که b* مثبت بعنوان زرد و b* منفی به عنوان آبی مشخص گردید.

3-4-3- نفوذ پذیری بخار آب (WVP)
از روش اصلاح شده کاپ گراومتریک به روش استاندارد ملی آمریکا ASTM E96-05 که برای تعیین میزان نفوذ پذیری در فیلم ها استفاده شده است ] 16[. در این آزمون کاپ ها با آب پر شدند و هوا حدود 5/1 سانتیمتر بین سطح فیلم و آب بود. فیلم ها به اندازه دهانه کاپ بریده شدند و به کمک خمیر بازی بر روی کاپ نگه داشته شدند. در ابتدا وزن اولیه کاپ ها با ترازو با دقت 0001/0 اندازه گیری شد و سپس درون دسیکاتور که با سیلیکاژل(خشک کن) برای تولید رطوبت نسبی %0 پر شده بود قرار گرفتند. پس از آن هر 2 ساعت یک بار نمونه ها توزین شد تا 7 نقطه این روند ادامه داشت. سپس از نمودار وزن بدست آمده در مقابل زمان برای تعیین (WVTR) استفاده شد. شیب قسمت خطی این نمودار نشان دهنده مقدار حالت پایدار از نفوذ بخار آب در میان فیلم در هر واحد زمان (g/h) (WVTR) بر اساس gr بر m2 در هر روز بیان شد. رگرسیون دامنه ضرایب %99/0 یا بالاتر بدست آمده. (WVP) فیلم توسط ضرب کردن (WVTR) در ضخامت متوسط فیلم و تقسیم آن بر فشار بخار آب در سطح فیلم محاسبه می شود.

WVP=(WVTR ×t)/(A(P1-P2))

3-4-4- حلالیت فیلم ها
حلایت فیلمها در آب بر طبق نظر مایزورا27 و دیگران ]64[ و با قدری تغییرات تعیین شد پس از تعیین میزان رطوبت موجود در هر فیلم میزان مواد جامد موجود در آن قابل تعیین بود با توجه به این مسأله، تکههای از فیلم (600میلی گرم) بریده شده در یک دسیکاتور با ( (0% RH کلرید کلسیم به مدت 24 ساعت در دمای 40 درجه سانتیگراد حرارت داده شد. سپس درون بشر با 100 سیسی آب دیونیزه قرار داده شد این نمونهها با تکان خوردنهای دائمی به مدت24 ساعت در دمای اتاق به همزده شدند. سپس مخلوط فیلم و آب بر روی یک کاغذ صافی که قبلا به وزن ثابت رسیده و دقیقا توزین شده بود صاف شد. کاغذ صافی به همراه نمونه تا رسیدن به وزن ثابت در دمای40 درجه سانتیگراد قرار داده شد. درصد حلالیت فیلمها در آب از رابطه زیر محاسبه گردید.

100×(فیلم اولیه شده خشک وزن –فیلم نهایی شده خشک وزن)/(فیلم اولیه شده خشک وزن)= درصد حلالیت
3-4-5- ظرفیت جذب آب (WAC)
برای بررسی میزان ظرفیت جذب آب تکه هایی از فیلم (2×2 cm) بریده و در دسیکاتور که زیر آن کلرید کلسیم (برای صفر شدن رطوبت) قرار داشت به مدت 2 روز قرار داشت. نمونه ها با ترازویی با دقت 0001/0 توزین گردید، درون دسیکاتوری که زیر آن آب قرار دارد، قرار داده میشود. و بعد از 24 ساعت نمونهها توزین شدند، و از طریق فرمول زیر میزان جذب آب بدست آمد:

وزن خشک فیلم/وزن آب جذب شده =WAC

3-4-6- نفوذ پذیری به اکسیژن
اندازهگیری نفوذپذیری فیلمها به وسیله MoconOxtran 2/21 انجام شد و با استفاده از نرمافزار نفوذپذیری WinPermTM و با کمک روش استاندارد ASTM-D3985-05 نفوذ پذیری به اکسیژن به دست آمد. فیلمها در پوششهای فویل آلومینیوم با یک فضای باز cm25 قرار داده شدند و روی یک سل دیفوزیون قرار داده شدند. آزمون در دمای ℃25، فشار اتمسفری و رطوبت نسبی %50 (RH)، %21 گاز اکسیژن به عنوان تست گاز انجام شد. اکسیژن منتقل شده از میان فیلمها با استفاده از حمل کننده گاز (N2/H2) به سنسورهای کالمتریک عبور داده میشود. حمل کننده خارجی هر 1 ساعت 1 بار برای رسیدن به حالت پایدار انتقال اکسیژن به صورت همگرا اندازه گیری شد.
ضریب نفوذپذیری cc-cm/(m2 day atm) بر اساس نرخ انتقال اکسیژن در حالت ثابت با در نظر گرفتن ضخامت فیلم محاسبه شد ]15[.
3-4-7- خاصیت ضد میکروبی
کارآیی ضد میکروبی فیلم آماده با استفاده از ارزیابی روش لرزش فلاسک توسط Appendini and Hotchkiss (2002) مورد بررسی قرار گرفت. برای روش لرزش فلاسک هشت نمونه ( cm 5 /1 × 2) از فیلمهای نانو کامپوزیت در ml 100 از محیط کشت استریل نوترینت براث برای باکتری 150 دور در دقیقه غوطه ور شد و سپس در انکوباتور دمای 37 درجه سانتیگراد قرار داده شدند. مدارک و شواهد حاکی از رشد میکروبی بود. مدارک و شواهد از رشد میکروبی با خواندن تغییرات جذب در 600 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در فواصل منظم (2 ساعت) به دست آمد ( هان و همکاران، 2007). جذب دادهها با استفاده از معادله گامپرتز که تغییر افتهاست توسط 1990 Zwietering et al ارائه شده، مدل شد.
برای تخمین پارامترهای سنتیک رشد میکروبی

X = غلظت سلولی میکروارگانیسم در محیط کشت
0X= مقدار اولیه جذب t= زمان λ= فاز تاخیر
A= حداکثر غلظت باکتریایی بدست آمده در فاز ثابت و مقدار اولیه آن است
µmax= حداکثر سرعت رشد ویژه (h-1).

3-5- تجزیه و تحلیل آماری
از آزمون های آنووا دو طرفه و توکی (یا دانکن) برای ویژگی های فیزیکی و مکانیکی، و پارامترهای مختلف در میان انواع مختلف فیلم در سطح معنی دار %5 به کار برده شد. تجزیه و تحلیل با استفاده از گراف پد پریزم 6، انجام شد. برای انجام مدل سازی از تکنیک کمینه کردن مجموع مربعات اختلاف داده های تئوری و عملی به کمک افزونه Solver در نرم افزار اکسل 2010 استفاده شد.

این مطلب رو هم توصیه می کنم بخونین:   مقاله با موضوعسابقه خدمت، پرسش نامه، سطح معنادار، مقدار خطا

فصل چهارم
نتایج و بحث

4-1- ارزیابی کیفی فیلم زیستتخریبپذیر خوراکی
4-1- 1- بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص ظاهری فیلمهای نشاسته تاپیوکا
فیلمهای تهیه شده ، فیلمهای کاملاً یکنواخت بودند که نانو ذرات دی اکسید تیت
انیوم به طور یکدست در آن پخش شده بودند. سطح روی فیلم ها براق بودند، فیلمها به راحتی و بدون هیچ ابزاری از سطح پلیت کاستینگ جدا شدند. ضخامت در نقاط مختلف تقریبا یکسان بوده و با افزایش درصد نانو ذرات تأثیری روی ضخامت فیلم ها مشاهده نشد در حالی که بر روی رنگ فیلم ها تأثیر واضحی داشت به طوری که فیلم شاهد بی رنگ و تقریبا شفاف بوده و با افزایش غلظت نانو ذرات تا 5% غلطت فیلم کاملاً شیری رنگ بود.

شکل 4- 1: رنگ فیلمهای نشاسته تاپیوکا با غلظت های متفاوت ( %0 و 5%) نانو دی اکسید تیتانیوم.

4-1-2- بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر ضخامت فیلمهای نشاسته تاپیوکا
برای اندازهگیری ضخامت فیلمها از ریزسنج دستی استفاده شد که ضخامت کلی فیلمهای نانو کامپوزیتی بدست آمده، بدون تغییر با اضافه کردن نانو ذرات باقیماند. مقادیر میانگین ضخامت کلی فیلمها 12/0-13/0 میلی متر میباشد و در (جدول4-1) نشان داده شده است.

جدول 4- 1: میانگین ضخامت فیلمهای شاهد نشاسته تاپیوکا و نمونههای حاوی نانو دی اکسید تیتانیوم.
ضخامت
نوع نمونه
01/0 ± 12/0a
0% ( نمونه شاهد)
03/0 ± 12/0a
1% نانو دی اکسید تیتانیوم
02/0 ± 13/0a
3% نانو دی اکسید تیتانیوم
01/0 ± 13/0a
5% نانو دی اکسید تیتانیوم
داده ها بیانگر میانگین ± انحراف معیار می باشد. مشابه بودن حروف لاتین بیانگر عدم وجود اختلاف معنی دار بین میانگین ها در سطح احتمال 5% می باشد.

4-2- بررسی اثر نانو دی اکسید تیتانیوم بر خواص مکانیکی فیلمهای نشاسته تاپیوکا
نتایج خواص مکانیکی بدست آمده از دستگاه آنالیز بافت در شکلهای (4-2 ،4-3 و 4-4 )، نشان داده شده است. نتایج نشان داد هنگامی که غلظت نانو دی اکسید تیتانیوم در فیلم از صفر تا 5% افزایش می یابد، مقاومت به کشش مربوط به این فیلم ها از 86/16 تا 79/24 مگاپاسکال به صورت معنی داری افزایش یافت (05/0>p) که با توجه به نتایج حاصل از تحقیقات جییوآگو 28و همکاران در سال 2009، نتایج مشابهی به دست آمد این محققین نشان دادند هر چه میزان نانو ذرات ترکیبی ZnO _ CMC از صفر تا 5 درصد وزنی افزایش پیدا کند قدرت کششی(TS) هم افزایش مییابد، افزایش در مقاومت کششی یک معیار اساسی و واجب برای کاربرد های بسته بندی غذاست چون مقاومت کششی بالا به فیلم های بسته بندی اجازه می دهد که در برابر فشارهای نرمالی که در طی جابجایی غذا، بارگیری و حمل و نقل مواجه میشوند مقاومت کنند ]45 و 82 [.
میزان درصد کشیدگی با افزایش غلظت نانو دی اکسید تیتانیوم از حدود 70/23 تا 63/15 درصد، کاهش معنی داری (05/0>p) مییابد. محققین دیگری نانو ذرات اکسید روی را در سه شکل (P-N-W) به پلیمر پلی پروپیلن (PP) اضافه کردند. که نتایج نشان داد ساختار شش ضلعی یا چند وجهیrod اجازه می دهد، استرس به طور موثرتری نسبت به دیگر نانو ذراتZnO به ماتریکس پلیمری منتقل شود که سبب افزایش قدرت و سفتی کامپوزیت می شود. پر کننده نانو اکسید روی کمترین میزان کشیدگی (E%) را دارد که بدین علت است که بطور متوسط سایز کریستال کوچکتر است و تمایل دارد به آگلومیریزه شدن (بهم پیوستن) در هنگام مخلوط شدن با پلی پروپیلن، در نتیجه ماتریکس حاصل خواص کششی پایئن تری دارد ]60[. در تحقیقی دیگر که اثر افزودن نانو ذرات اکسید روی بر سطح فیلم های پلی ونیل کلراید بررسی کردند، به این نتیجه رسیدند که پوشش ذرات اکسید روی بر روی سطح فیلم های PVCاثر ناچیزی بر روی درصد کشیدگی(E%) دارد که علت آن این بود که در این تحقیق نانو ذرات اکسید روی بر شکاف های زنجیرهPVC پر نشده بلکه روی سطح فیلم پوشیده شدند. بنابراین تعامل بین نانو ذرات و زنجیره هایPVC ممکن است ایجاد نشود. این مطلب گویای این است که چگونگی قرار گرفتن ذرات نانو در زنجیره های پلیمر بر اثر بخشی آن ها بر خواص مکانیکی بسیار حائز اهمیت است ]57[.
مدول یانگ (نسبت تنش به کرنش در ناحیه خطی) نیز با افزایش غلظت نانو دی اکسید تیتانیوم از 76/0 تا 16/1 مگاپاسکال، افزایش معنی داری (05/0>p) داشت. این نتایج با نتایج بدست آمده از تحقیقات جییوآگو 29و همکاران در سال 2009 مطابقت داشت ]45[.

شکل 4- 2: نمودار مقاومت به کشش فیلمهای نشاسته تاپیوکا با غلظتهای مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستونها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال میباشد ( 05/0 >р).

شکل 4- 3: نمودار درصد کشیدگی فیلمهای نشاسته تاپیوکا با غلظتهای مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستونها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال میباشد ( 05/0 >р).

شکل 4- 4: نمودار مدول یانگ فیلمهای نشاسته تاپیوکا با غلظتهای مختلف نانو دی اکسید تیتانیوم.
*متفاوت بودن حروف لاتین بر روی ستونها نمایانگر اختلاف معنی دار در سطح 5% احتمال میباشد ( 05/0 >р).


دیدگاهتان را بنویسید