عنوان                                                                                                                                 صفحه

چکیده 1

فصل اول 2

1-1- دانه های روغنی 2

1-2- روغن کانولا 2

1-2-1- گیاه شناسی دانه روغنی کانولا 2

1-2-2- تاریخچه کشت کانولا 3

1-2-3- ترکیب روغن کانولا 4

1-2-4- مکانیسم آنتی اکسیدانی روغن کانولا 4

1-3- اکسیداسیون چربی ها و روغن ها 5

1-3-1-انواع اکسیداسیون 5

1-3-2- آنتی اکسیدان ها 6

1-3-3-  مکانیسم آنتی اکسیدانی 7

1-4- گیاه هلپه 8

1-4-1- ترکیبات گیاه هلپه 8

1-4-2- کاربرد گیاه 8

1-4-3- خاصیت آنتی اکسیدانی عصاره 9

فصل دوم 10

مروری بر تحقیقات انجام شده 10

فصل سوم 29

مواد و روشها 29

3-1- مواد اولیه 29

3-2- لوازم آزمایشگاهی 30

3-3- تهیه و آماده کردن پودر گیاه هلپه 30

3-4- استخراج عصاره (عصاره گیری بوسیله شیکر(ماسراسیون)) 31

3-5- آماده سازی نمونه های روغن 31

3-6- اندازه گیری ترکیبات فنولی 32

3-6-1- رسم منحنی استاندارد و معادله خط رابطه جذب و غلظت اسید گالیک (منحنی کالیبراسیون) 32

3-6-2- اندازه گیری ترکیبات فنولی روغن کانولای بدون آنتیاکسیدان سنتزی 33

3-6-3- اندازه گیری ترکیبات فنولیک عصاره گیاه هلپه 34

3-7- اندازه گیری ترکیبات توکوفرولی 34

3-7-1- ترسیم منحنی کالیبراسیون 34

3-7-2- اندازه گیری ترکیبات توکوفرولی نمونه روغن بدون آنتیاکسیدان 35

3-7-3- اندازه گیری ترکیبات توکوفرولی عصاره گیاه هلپه 35

3-8- بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره 36

3-8-1- آزمون حذف رادیکال های آزاد DPPH 36

3-8-2- آزمون بتاکاروتن – لینولئیک اسید 37

3-8-3- شاخص پایداری اكسایشی(OSI) 38

3-9- آزمون پایداری روغن 39

3-9-1 شرایط حرارت دهی 39

3-9-2- اندیس اسیدی 39

3-9-3- شاخص پایداری اکسایشی (OSI) 39

3-9-4- اندازگیری عدد پراکسید (PV) 40

3-9-5- اندازگیری عدد کربونیل 41

3-9-6- شاخص رنگی 42

3-9-7- اندازگیری مقدار کل ترکیبات قطبی 42

3-9-7-1- آماده سازی سیلیکاژل 42

3-9-7-2- پر کردن ستون کروماتو گرافی 43

3-9-7-3- تهیه و آماده سازی نمونه وحلال جداسازی 43

3-9-8- اندازه گیری عدد دیان مزدوج (کونژوگه) 43

3-9-9- اندازگیری عدد یدی 44

 

 

3-10- تجزیه و تحلیل آماری 44

فصل چهارم 45

نتایج 45

4-1- محتوای ترکیبات فنولیک عصارههای مختلف گیاه هلپه 45

4-2- مقدار توکوفرول به دست آمده از عصاره های گیاه هلپه 46

4-3- نتایج به دست آمده برای فعالیت آنتی اکسیدانی، طبق آزمون های مختلف برای عصاره های گیاه هلپه 47

4-4- بررسی خاصیت آنتیاکسیدانی عصارههای گیاه هلپه با غلظت ppm 200 در روغن کانولا 50

4-4-1- تغییرات عدد اسیدی طی فرایند حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتیگراد 51

4-4-2- تغییرات عدد پراکسید طی فرایند حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتیگراد 52

4-4-3- تغییرات عدد یدی طی فرایند حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتیگراد 54

4-4-4- تغییرات عدد کربونیل طی فرایند حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتیگراد 55

4-4-5- تغییرات عدد کنژوگه طی فرایند حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتیگراد 56

4-4-6- تغییرات شاخص پایداری اکسایشی طی فرایند حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتیگراد 57

4-4-7- تغییرات مقدار فنول طی فرایند حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتیگراد 59

4-4-8- تغییرات شاخص رنگی طی فرایند حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتیگراد 60

4-4-9- تغییرات مقادیر کل ترکیبات قطبی طی فرایند حرارت دهی در دمای 180 درجه سانتیگراد 61

فصل پنجم 63

بحث و نتیجه گیری 63

5-1- شاخص کیفی روغن اولیه. 63

5-2- اندازه گیری محتوای ترکیبات فنولیک عصاره گیاه هلپه. 64

5-3- ترکیبات توکوفرولی عصاره های گیاه هلپه. 65

5-4- بررسی فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره های مختلف گیاه هلپه. 66

5-4-1- اندازه گیری فعالیت آنتی اکسیدانی با درصد مهار رادیکال آزاد  DPPH  66

5-4-2- اندازه گیری قدرت آنتی اکسیدانی با روش بتا کاروتن- لینولئیک اسید  67

5-4-3- بررسی شاخص پایداری اکسایشی عصاره های گیاه هلپه. 68

5-5- آزمون پایداری حرارتی روغن. 69

5-5-1- تغییرات عدد اسیدی. 69

5-5-2- عدد پراکسید. 70

5-5-3- تغییرات عدد یدی. 70

5-5-4- تغییرات عدد کربونیل. 71

5-5-5- تغییرات عدد کنژوکه. 72

5-5-6- شاخص پایداری اکسایشی. 73

5-5-7- تغییرات ترکیبات فنولی. 73

5-5-8- تغییرات شاخص رنگی. 74

5-5-9- مقادیر کل ترکیبات قطبی. 74

نتیجه گیری کلی. 75

پیشنهادات. 78

فهرست منابع. 79

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                                 صفحه

جدول 4-1: میانگین مقدار فنول کل عصارهها با روش های مختلف عصاره گیری از گیاه Helpeh  46

جدول 4-2: میانگین مقدار توکوفرول عصاره با روش های مختلف عصاره گیری از گیاه Helpeh  47

جدول 4-3: میانگین درصد مهار رادیکال آزاد DPPH در عصاره های مختلف گیاه Helpeh  48

جدول 4-4: میانگین درصد بی رنگ شدن بتاکاروتن در عصاره های مختلف گیاه Helpeh  49

جدول 4-5: میانگین مقدار شاخص پایداری اکسایشی در غلظت ppm200 عصارههای مختلف گیاه Helpeh. 50

جدول4-6: میانگین تغییرات عدد اسیدی در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی دوره حرارت دهی. 51

جدول4-7: میانگین تغییرات عدد پراکسید در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی دوره حرارت دهی. 53

جدول4-8: میانگین تغییرات عدد یدی در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی دوره حرارت دهی. 54

جدول4-9: میانگین تغییرات عدد کربونیل در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی دوره حرارت دهی. 55

جدول4-10: میانگین تغییرات عدد کنژوگه در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی دوره حرارت دهی. 57

جدول4-11: میانگین تغییرات شاخص پایداری اکسایشی در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی دوره حرارت دهی. 58

جدول4-12: میانگین تغییرات مقدار فنول در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی دوره حرارت دهی. 59

جدول4-13: میانگین تغییرات شاخص رنگی در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی دوره حرارت دهی. 61

جدول4-14: میانگین تغییرات ترکیبات قطبی در عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 طی دوره حرارت دهی. 62

جدول 5-1: ساختار اسید چرب روغن كانولای فاقد آنتی اكسیدان. 63

جدول 5-2: خصوصیات شیمیایی روغن كانولای فاقد آنتی اكسیدان. 64

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                                                 صفحه

شکل 3- 1- دستگاه شیکر. 31

شکل3-2- منحنی استاندارد غلظت اسید گالیک در برابر میزان جذب خوانده شده درطول موج ٧۶٥ نانومتر. 33

شکل 3-3- منحنی كالیبراسیون میزان آلفا- توكوفرول در برابر میزان جذب خوانده شده در طول موج 520 نانومتر. 35

شکل 3-4- دستگاه اسپکتروفتومتر. 38

شکل 3- 5- دستگاه رنسیمت مدل 743. 39

شکل3-6- منحنی كالیبراسیون غلظت آهن ш در برابر جذب خوانده شده درطول موج 500 نانومتر  40

شکل 4-1: مقایسه میانگین مقدار فنولیک عصارههای گیاه هلپه. 46

شکل 4-2: مقایسه میانگین مقدار ترکیبات توکوفرولی عصارههای گیاه هلپه. 47

شکل 4-3: مقایسه میانگین درصد مهار رادیکال آزاد DPPH در عصاره های مختلف گیاه هلپه در غلظت ppm 200. 48

شکل 4-4: مقایسه میانگین درصد بی رنگ شدن بتاکاروتن در عصاره های مختلف گیاه هلپه در غلظت ppm 200. 49

شکل 4-5: مقایسه میانگین شاخص پایداری اکسایشی در عصاره های مختلف گیاه هلپه در غلظت ppm 200. 50

شکل 4-6: مقایسه میانگین تغییرات عدد اسیدی عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی دوره حرارت دهی. 52

شکل 4-7: مقایسه میانگین تغییرات عدد پراکسید عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی دوره حرارت دهی. 53

شکل 4-8: مقایسه میانگین تغییرات عدد یدی عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی دوره حرارت دهی. 54

شکل 4-9: مقایسه میانگین تغییرات عدد کربونیل عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی دوره حرارت دهی. 56

شکل 4-10: مقایسه میانگین تغییرات عدد کنژوگه عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی دوره حرارت دهی. 57

شکل 4-11: مقایسه میانگین شاخص پایداری اکسایشی عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی دوره حرارت دهی. 59

شکل 4-12: مقایسه میانگین تغییرات مقدار فنول عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی دوره حرارت دهی. 60

شکل 4-13: مقایسه میانگین تغییرات شاخص رنگی عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی دوره حرارت دهی. 61

شکل 4-14: مقایسه میانگین تغییرات ترکیبات قطبی عصارههای مختلف در غلظت ppm 200 در روغن کانولا طی دوره حرارت دهی. 62

 

چکیده

اکسیداسیون روغن­ها علاوه بر تغییر ویژگیهای روغن­ها، بر سلامت مصرف کنندگان تاثیر سوئی می­گذارد. یکی از مهمترین روشها، جهت جلوگیری از اکسیداسیون، استفاده از آنتی­اکسیدانها است. به دلیل اثرات مضر آنتی­اکسیدانهای سنتزی، در سال­های اخیر توجه زیادی به آنتی­اکسیدانهای طبیعی استخراج شده از گیاهان شده است. در این پژوهش اثر روش استخراج با سه نوع حلال (آب، اتانول و اتانول – آب 50 درصد) بر راندمان و خصوصیت آنتی اکسیدانی عصاره گیاه هلپه ارزیابی شد تا مناسبترین روش استخراج برای استفاده بهینه از این محصول جانبی، تعیین شود. در این روش استخراج با حلال، گیاه خورد شده با سه حلال فوق به نسبت (1به 10) مخلوط و در مدت زمان 24 ساعت در دمای اتاق و بر روی شیکر با سرعت rpm 250 انجام شد. اندازه گیری فنل تام عصاره ها با بهره گرفتن از روش فولین سیوکالتیو و فعالیت آنتی اکسیدانی عصاره ها با بهره گرفتن از روش های حذف رادیکال های آزاد DPPH، تست بتاکاروتن- لینولئیک اسید و شاخص پایداری اکسایشی با دستگاه رنسیمت طی شرایط حرارتی اندازه گیری و با آنتی اکسیدان سنتزی BHA مقایسه گردید. در ادامه سه نوع عصاره بدست آمده را با غلظت ppm 200 جهت پایدارسازی حرارتی روغن کانولا به آن اضافه شد و با آنتی اکسیدان BHA در دمای 180 درجه سانتیگراد در فواصل زمانی 5 ساعته و به مدت 30 ساعت  با 8 شاخص حرارتی از جمله OSI، عدد پراکسید، عدد کربنیل، عدد کونژوگه، شاخص رنگی، ترکیبات قطبی، اندیس اسیدی و اندیس یدی مقایسه گردید. نتایج بدست آمده نشان داد که بیشترین میزان فنول (ppm 03/232/61) بدست آمده مربوط به عصاره­ی (اتانول- آب) می­باشد که بر مبنای اسید گالیک بیان می­ شود همچنین بیشترین میزان توکوفرول (ppm 87/258/95)، مربوط به عصاره­ی (اتانول- آب) می­باشد ولی مقدار آن از لحاظ آماری با سایر نمونه ها اختلاف معنی دار نداشت. همچنین بیشترین درصد مهار در آزمون حذف رادیکال­های آزاد (71/2±19/47) و در سیستم بتاکاروتن- لینولئیک اسید (92/1±50/33)، هر دو مربوط به عصاره هیدروالکلی (اتانول- آب) ماسراسیون در غلظت ppm 200 میباشد. نتایج حاصل از شاخص پایداری اکسیداتیو در غلظت ppm 200 نیز نشان داد نمونه حاوی آنتی اکسیدان سنتزی BHA (22/0±08/5 ساعت) موثر تر از  بقیه ی عصاره ها واقع شد و با سایر نمونه ها اختلاف معنی دار داشت.

مواد و روشها

درباره تأثیر صنایع‌دستی بر رشد و توسعه استان گیلان تاكنون تحقیقی صورت نگرفته است، اما در خصوص صنایع‌دستی تحقیقات زیادی صورت گرفته، از جمله فیروزه نواب اكبر، نوذر منفرد و علیرضا رضائی در تحقیقی تحت عنوان عوامل مؤثر بر كمیت و كیفیت تولید صنایع‌دستی بین زنان عشایر در سال 1379 نشان دادند تولید صنایع‌دستی بر میزان درآمد ناخالص سالانه خانوار، هزینه‌ها و ارزش افزوده تأثیر معناداری دارد. فرهود گلمحمدی در پژوهشی، تحت عنوان توسعه صنایع‌دستی و فناوری متوسط با هدف گسترش توریسم و اشتغال پایدار روستایی، در سال 1389 نشان داد كه برای دستیابی به اشتغال و توسعه پایدار در روستاها ظرفیت بخش كشاورزی محدود است و باید به دنبال گزینه‌های دیگری برای ایجاد كار و درآمد برای روستائیان بود. ایجاد و گسترش صنایع‌دستی و فناوری متوسط و توسعه توریسم می‌تواند سهم مهمی حتی بالاتر از سهم كنونی بخش كشاورزی در ایجاد كار و درآمد برای روستائیان داشته باشد.

در این تحقیق درپی بررسی تحلیل اقتصادی صنایع‌دستی استان گیلان و تأثیر آن در رشد و توسعه این استان هستیم. جهت گردآوری اطلاعات،آمار و سوابق و یافته‌های پژوهشی در زمینه موضوع تحقیق از كتابخانه‌ها و مراكز اطلاع‌رسانی و اسناد، سالنامه‌های آماری استان گیلان، مقالات، ارتباطات اداری سازمانی، استعلام از سازمان میراث فرهنگی، صنایع‌دستی و گردشگری استان گیلان و استفاده از سایتهای اینترنتی و كتابخانه‌های دیجیتالی و بررسی مصاحبه‌ها و نظرات دست‌اندركاران و مسئولان ذیربط و نظرات صنعتگران شاغل در این بخش استفاده شده است. روش تحقیق توصیفی، کمّی و كاربردی است و در نهایت ارائه راهكارها و الگوهای كاركردی در موضوع تحقیق، از روشها و اهداف اصلی تحقیق است.

در این پژوهش همچنین تأثیر صنایع‌دستی بر بخشهایی چون گردشگری، درآمد سرانه، تولید ملی، توسعه صادرات و اشتغال استان بررسی می‌گردد. مشكلات و موانع توسعه صنایع‌دستی استان گیلان مورد بررسی قرار می‌گیرد و در ادامه راهكارها و پیشنهادهایی برای توسعه و ارتقاء جایگاه و تقویت بازار صنایع‌دستی استان گیلان ارائه می‌گردد. اطلاعات مورد نیاز این تحقیق كه جمع‌ آوری شده و مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته اند، شامل موارد زیرند:

– تعداد افراد شاغل در بخش صنایع‌دستی به تفكیک شاخه‌های صنایع‌دستی استان گیلان در سال 1390.

– تعداد صنعتگران شناسایی شده در بخش صنایع‌دستی استان گیلان بین سالهای 1384 تا1390.

– نسبت شاغلان بخش صنایع‌دستی به كل شاغلان استان گیلان طی سالهای 1384 تا 1390.

– میزان فروش صنایع‌دستی استان گیلان بین سالهای 1388 تا 1390.

– آمار صادرات گمركات استان گیلان بین سالهای 1385 تا 1387.

محدوده جغرافیایی (مکانی) تحقیق حاضر، كلیه مناطق شهری و روستایی استان گیلان را شامل می‌شود و جامعه آماری تحقیق نیز كلیه صنعتگران شاغل در بخش صنایع‌دستی استان گیلان می‌باشد، محدوده زمانی پژوهش نیز بین سالهای 1384 تا 1390 در نظر گرفته شده است و فرض تحقیق براین است که رشد صنایع‌دستی در استان گیلان از جنبه‌های مختلف سبب توسعه اقتصادی استان می‌گردد.

 

تجزیه و تحلیل

در بخش اقتصاد، هدفهای اصلی دولت، افزایش تولید و درآمد ملی، رشد اقتصادی، رسیدن به اشتغال کامل و کاهش نرخ بیکاری، ثبات قیمتها، توسعه صادرات و افزایش درآمدهای ارزی است. کشورهای در حال توسعه در اجرای برنامه‌های مورد نظر خود با مشکلات زیادی همانند رشد بی‌رویه جمعیت، وجود انواع مختلف بیکاری و در نتیجه پایین بودن سطح درآمد گروه زیادی از مردم، كمبود سرمایه داخلی و نبود منابع مالی کافی برای اجرای برنامه‌های توسعه اقتصادی جهت فراهم آوردن امکان بهره‌برداری بهینه از منابع انسانی، طبیعی و کشور روبرو هستند. با توجه به کاهش منابع درآمد ملی، که اساساً متکی به درآمد حاصل از صدور نفت بوده، و شدت یافتن آهنگ رشد جمعیت که تعداد متقاضیان در بازار کار را هر ساله به طور روز افزونی افزایش می‌دهد، در حال حاضر اولویتها ایجاب می‌کند، صرف‌نظر از طرحهای زیربنایی و اساسی کشور، در زمینه تولید روی طرحها و پروژه‌های کاربر یا کارطلب بیشتر تکیه داشته باشیم تا طرحهایی که عمدتاً سرمایه‌بر و به‌ویژه ارزبر می‌باشند. در این راستا

 صنایع‌دستی با توجه به ویژگیهایی که دارد شاید بیش از هر فعالیت تولیدی دیگری با شرایط موجود مطابقت داشته باشد و از این‌رو می‌توان نقش شایسته‌تری در برنامه‌ریزی آینده کشور برای آن در نظر گرفت که از آن جمله افزایش سهم تولید ناخالص ملی خواهد بود (بختیاری، حمید، تحلیلی بر ماهیت صنایع‌دستی و جایگاه آن در نظام برنامه‌ریزی). مهمترین ویژگیهای صنایع‌دستی عبارتند از: کاربر بودن و ارزش افزوده بسیار بالا، نیاز به سرمایه اندک برای ایجاد و بهره‌برداری، تأمین قسمت عمده‌ی مواد اولیه مصرفی از منابع داخلی، عدم نیاز به كارشناس و متخصص خارجی و سازگاری و استفاده از مهارتهای بومی، عدم آثار مخرب زیست‌محیطی، قدرت اشتغالزایی با سرمایه اندك، برخورداری از ابزار كار ساده، بازار ساده فروش محصولات، قابلیت و توانایی ایجاد درآمد مکمل، بالا رفتن درآمد كشور از طریق جذب گردشگر و ارتقای صنعت توریسم. صنایع‌دستی بخشی از صنعت فرهنگی و دارای ظرفیت ایجاد ارزش افزوده بالا برای یک كشور است که از نزدیک با بخشهای مختلف صنعتی مرتبط شده است. کشورها در حال اعمال تلاشهای سازگار برای توسعه صنایع‌دستی خود به سوی صنایعی با ارزش افزوده اقتصادی و صنایع منحصر به‌فرد به لحاظ فرهنگی می‌باشند (یانگ هون آهن، صنایع‌دستی كره و صنعت گردشگری، 2006). صنایع‌دستی از جنبه‌های مختلفی سبب رشد اقتصادی یک كشور می‌شود، كه از جمله می‌توان به موارد ذیل اشاره كرد:

 

صنایع‌دستی بهترین راه اشتغالزایی

با توجه به بالابودن هزینه اشتغال در بخشهای دیگر اقتصادی، توسعه و سرمایه‌گذاری روی صنایع‌دستی یكی از راه های كم هزینه و مناسب برای ایجاد اشتغال می‌باشد. با توجه به اهمیت این نكته كه، برای ایجاد اشتغال و رفع بیكاری باید آن‌را در بخشهای روستایی، شهری و استانی با توجه به مزیتهای نسبی و فرهنگ بومی هر منطقه جستجو كرد، صنایع‌دستی با قابلیت‌ها و خصوصیات ویژه خود، از جمله استفاده از مواد اولیه داخلی، ارزان و فناوری ساده و عدم نیاز به سرمایه‌گذاری زیاد و امکان ایجاد و توسعه در مناطق روستایی، به‌ویژه در داخل محل سکونت روستاییان، می‌تواند نقش مهمی در مبارزه با انواع بیکاری داشته باشد و مهمترین منبع کار، به خصوص برای روستاییان و زنان روستایی، محسوب گردد. صنایع‌دستی جنبه‌های زیادی به عنوان محرک اقتصادی دارد. صنایع‌دستی با اشتغال در خارج از فصل برای اعضای جوامع کشاورزی این امكان را فراهم می‌كند تا درآمد خود را تكمیل كنند. مهمتر این‌كه، این صنایع اشتغال و فرصتهای درآمدی مورد نیاز زیادی را برای افرادی که به‌طور سنتی از اقتصاد محلی محرومند، مانند زنان، اعضای اقلیتهای قومی، جوانان، کارگران غیر ماهر، افراد معلول و سالمند، فراهم می‌كنند (مك كرچر، باب، گردشگری بعنوان یک كاتالیزور، 2006). توسعه بخش صنایع‌دستی همچنین می‌تواند به کاهش مهاجرت روستاییان به شهرها کمک کند که بسیاری از کشورها را با ازدحام بیش از حد در شهرها و ناتوانی برای ایجاد فرصتهای شغلی و افت ناشی از آن برای اقتصاد روستایی، به ستوه آورده است (اوكونور، دیوید، صنایع‌دستی و ارتباط آن با گردشگری، 2006).

 

جدول 1 : تعداد افراد شاغل در بخش صنایع دستی در سال 1390به تفكیک شاخه‌های صنایع دستی استان گیلان

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

رشته	تعداد افراد مشغول بكار	نسبت شاغلان این رشته به كل شاغلان بخش صنایع دستی        (به درصد)
گلیم بافی	3200	83/27
حصیربافی	2000	39/17
بافتنی های سنتی	800	96/6
چادر شب بافی	600	22/5
قلاب بافی	350	04/3
مروارید بافی	220	91/1
قلاب دوزی	120	04/1
معرق چوب	100	87/0
سفال و سرامیك	100	87/0
منبت	70	61/0
خراطی	70	61/0
نازك كاری	50	43/0
بامبو بافی	50	43/0
سایر رشته ها	3770	78/32

     منبع :اداره كل میراث فرهنگی استان گیلان

جدول شماره1 تعداد افراد مشغول بكار در شاخه‌های مختلف صنایع‌دستی استان را به ترتیب از بیشترین افراد شاغل در یک رشته تا كمترین آنها نمایش می‌دهد. این جدول همچنین نسبت فعالان هر یک از شاخه‌ها به كل شاغلان حوزه صنایع‌دستی استان را در سال1390 نشان می‌دهد. بیشترین نسبت شاغلان مربوط به گلیم‌بافی است و حصیربافی و بافتنیهای سنتی در مراتب بعدی قرار دارند. منظور از سایر رشته‌ها، آنهایی هستند كه افراد شاغل در آنها بسیار كمتر از50 نفر می‌باشند.

جدول 2 :تعداد صنعتگران شناسایی شده در بخش صنایع دستی استان گیلان بین سالهای 1384 تا 1390،

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

سال	تعداد صنعتگران شناسایی شده	نرخ رشد به درصد
1384	700	——
1385	1200	43/71
1386	350	83/70-
1387	700	100
1388	1300	71/85
1389	1500	38/15
1390	5700	280

                منبع :اداره كل میراث فرهنگی استان گیلان

کلمات کلیدی: سد، زاینده­رود، شاخص ­های زیستی، درشت بی­مهرگان کفزی، کیفیت آب.

تحت عنوان:اثر سد زاینده رود بر کیفیت آب و غنای درشت بی­مهرگان کفزی رودخانه زاینده رود

چکیده

رودخانه­ها به عنوان یکی از مهم­ترین منابع آبی، نسبت به فعالت­های انسانی بسیار آسیب­پذیر هستند. ایجاد مخازن و سدها یکی از قدیمی­ترین اشکال دخالت انسان در اکوسیستم­های آبی است. سدها با وجود مزایای زیاد (تولید انرژی برق­آبی، کنترل سیلاب و تنظیم سطح آب) پتانسیل تغییر جمعیت موجودات آبزی را نیز دارند. احداث سدها تغییرات مهمی را در رژیم جریان، حمل و انتقال ذرات معلق، مورفولوژی رودخانه، درجه حرارت آب و شرایط شیمیایی به خصوص در پایین دست رودخانه­ها ایجاد می­ کنند. درشت بی­مهرگان کفزی تحت تأثیر تغییرات ایجاد شده در زیستگاه قرار می­گیرند. اثر سدها بر جوامع بی­مهرگان کفزی به خاطر نقشی که در عملکرد اکوسیستم رودخانه­ای ایفا می­ کنند، بسیار مهم است. رودخانه زاینده رود یكی ازبزرگترین رودخانه­های ایران و مهم­ترین رودخانه جاری درفلات مركزی ایران است که رژیم جریان آن تحت تاثیر سد زاینده رود قرار دارد. به منظور ارزیابی اثر اکولوژیکی ناشی از احداث سد زاینده رود بر جوامع زیستی و کیفیت آب رودخانه زاینده رود، تعداد 6 ایستگاه (ایستگاه­های خرسونک و اورگان قبل از سد، ایستگاه چادگان درفاصله نزدیک زیردست سد و ایستگاه­های حجت آباد، مارکده و هوره در پایین­دست سد) انتخاب و وضعیت کیفی آب و کفزیان رودخانه به روش کمی از تیر ماه 1392 تا خرداد 1393 مورد بررسی قرار گرفت. نمونه برداری از آب و کفزیان رودخانه در هر ایستگاه با 3 تکرار و در تناوب­های زمانی 45 روزه ( هر فصل دو بار) انجام شد. پارامترهای دما، اکسیژن محلول، نیترات، فسفات، BOD5، COD، EC و pH نمونه­های آب به روش استاندارد اندازه گیری شد. شاخص ­های زیستی شامل غنای تاکسونی، BMWP و ASPT و همچنین شاخص ­های تنوع شانون، سیمپسون و مارگالف برای جوامع کفزی محاسبه شد. نتایج حاصل در مجموع نشان داد که خصوصیات فیزیکی وشیمیایی آب رودخانه (به جز دما) بین مناطق بالادست و پایین­دست تحت تاثیر ساختار سد نبوده و بیشتر متاثر از تغییرات فصلی است. همچنین شاخص ­های تنوع شامل غناء، شاخص ­های تنوع شانون، مارگالف و سیمپسون کاهش معنی داری را به خصوص در ایستگاه زیردست سد و کاهش قابل توجهی را در ایستگاه های پایین­دست سد نشان دادند که می ­تواند تحت تاثیر سازه سد باشد. تراکم بسیاری از خانواده­های کفزیان در ایستگاه سد کاهش قابل توجهی را نشان داد. در ایستگاه­های پایین­دست سد نیز علاوه بر کاهش تراکم، نوع موجودات نیز تغییر کرده و با نمونه­های سازگار با شرایط جدید جایگزین شدند. همچنین شاخص ­های زیستی BMWP و ASPT به ترتیب وضعیت کیفی آب را در ایستگاه زیر دست سد مشابه آب­های آلوده و مشکوک به آلودگی تا آلودگی متوسط احتمالی نشان داد. این افت کیفیت ناشی از آلودگی­های آلی نبوده و بیشتر در اثر تغییر در تراکم و تنوع خانواده­های کفزیان حاصل شده است.

 

فصل اول

مقدمه

آب­های جاری یا رودخانه­ها از مهم­ترین منابع آب هستند که نقش مهمی در تأمین آب مورد نیاز فعالیت­های مختلف کشاورزی، صنعت، شرب و تولید برق دارند. آگاهی از کمیت وکیفیت منابع آب یکی از نیاز­های مهم در برنامه ­ریزی و توسعه منابع آب، حفاظت و کنترل آن است. بدیهی است برای آگاهی ازكیفیت منابع آب وتولید اطلاعات جامع و کامل باید پایش­های دائمی انجام شود. چرا كه داشتن اطلاعات جامع، صحیح وقابل اطمینان با دوره­ های زمانی مناسب می ­تواند عامل مهمی در تصمیم گیری­ها و سیاست­گذاری­ها باشد [13].

رودها نه تنها آب بلکه مقدار زیادی رسوب، کانی­های محلول و پوده­های غنی از مواد غذایی حاصل از پسماند گیاهان و جانوران زنده و مرده را به پایین دست حمل می­ کنند. تغییرات یک رودخانه نه تنها وابسته به سرزمین­های گوناگونی است که از آنها می­گذرد، بلکه به تغییرات فصلی و تفاوت میان سال­های خشک و تر نیز مربوط می­ شود. تغییرات سالانه و فصلی حجم آب، رسوبات و مواد مغذی شسته شده در یک حوزه آبخیز ممکن است بسیار زیاد باشد، به ویژه در مناطق خشک که بخش بزرگی از بارش سالانه در چند طوفان می­بارد [24].

رودخانه­های یک حوضه آبخیز به عنوان شریان­های حیاتی به شمار می­روند که هر گونه فعالیت بشری به طور مستقیم یا غیر مستقیم بر آنها تأثیر گذار است. امروزه وارد شدن انواع فاضلاب­های صنعتی، شهری، خانگی و کشاورزی و دفع غیر اصولی آنها از یک سو و ایجاد سدها، تغییر مسیر رودخانه­ها و انتقال آب بین حوضه­های آبی از سوی دیگر سبب بروز مشکلات فراوانی در حوضه ­های آبخیز می­ شود که مرگ و میر آبزیان، آلوده

 شدن منابع آب زیر زمینی، آلودگی آب رودخانه­ها و دریاچه­ها از پیامد­های محیط زیستی آن است [28، 58]. بهره­ گیری از منابع طبیعی تا حد تحمل محیط زیست، آسیب جبران ناپذیری بر اکوسیستم وارد نمی­ کند اما منجر به تغییرات حتمی در آن می­ شود [34].

گستردگی کشور، تنوع شرایط اقلیمی، توزیع نامناسب عرصه ­های سکونت و فعالیت، نگاه فیزیکی تصمیم گیران کشور به پدیده­ها، گرایش توجه عمومی به منافع کوتاه مدت و مانند آن، همه دست به دست هم داد تا مدیران و افکار عمومی را متقاعد سازد که تنها راه مبارزه با خشکسالی و کم آبی، ایجاد سدهای متعدد بر روی تمامی جریان­های آبی کشور است. ایجاد سدهای مخزنی و سایر سازه­های آبی از جمله فعالیت­هایی است که با وجود منافع اقتصادی و اجتماعی می ­تواند خسارت­های جبران ناپذیری بر منابع زیستی و زیست بوم­های آبی وارد نماید [59].

از آنجایی که هر رودخانه به دلیل الگوی خاص جریان خود، سرزمینی که در آن جاری است و نیز گونه ­هایی که به آن وابسته­اند، یک پدیده ویژه و منحصر به فرد است، طراحی و الگوی بهره برداری از سد و همچنین پیامدهای آن بر رودخانه و اکوسیستم­های پیوسته به آن نیز ویژه و منحصر به فرد است. تعداد زیادی از سدهای بزرگ و نیز همه سدهای مهم جهان در 6 دهه گذشته تکمیل شده ­اند در حالی که پیامدهای محیط زیستی یک سد تا صدها سال پس از ساخت آن نیز ممکن است پدیدار نشود [24]. یک سد را می­توان یک تجربه محیط زیستی بزرگ و برگشت ناپذیر و بدون کنترل تلقی نمود. یک سد، همه شبکه به هم پیوسته حیات در دره رودخانه را از هم می­گسلد. سدها مهم­ترین عامل به خطر افتادن یا انقراض یک پنجم از ماهی­های آب شیرین جهان هستند. سدها زندگی ماهی­ها، دوزیستان، حلزون­ها، حشرات، پرندگان آبزی و سایر گونه­ های حیات وحش رودخانه­ای و تالابی را به خطر می­اندازند [79]. سد به عنوان یک مانع در بستر رودخانه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی در پایاب را تحت تأثیر قرار می­دهد. ساختمان سد به عنوان یک مانع در مقابل حرکت و عبور اجزاء شناور باعث اختلال در رژیم طبیعی رودخانه شده و آثاری چون تجمع رسوبات در مخزن، تأثیر بر منابع آب زیرزمینی، خشک نمودن تالاب­ها، باتلاق­ها، ایجاد امواج بلند و سیل­های خطرناک ناشی از رهاسازی جریان، ایجاد زلزله­های القایی، تجمع مواد مغذی در آب دریاچه و بروز پدیده پر مغذی شدن آب، لایه­بندی حرارتی و … را در پی دارد [9]. مهم­ترین پیامد از میان هزاران اختلال زیست محیطی پیچیده و به هم پیوسته سدها آن است که اکوسیستم رودخانه را پراکنده و تکه تکه کرده، جمعیت گونه­ های موجود در بالا دست و پایین دست سد را دست خوش انزوا ساخته، مهاجرت ماهی­ها یا جابجایی سایر گونه­ ها را متوقف کرده [60] و بی گمان باعث کاهش شمار گونه­ های موجود در آبخیز کمک می­ شود. کاهش سودمندی­های ناشی از انتقال مواد مغذی در اثر طغیان رودخانه­ها ممکن است به تنهایی بزرگ­ترین پیامد اکولوژیک زیان آور یک سد باشد [24].

ایجاد سدها، از طریق تأثیر بر رژیم آبی و بستر جریان در ناحیه زیر دست سد تغییرات شگرفی را بر غلظت مواد مغذی، بار مواد آلی و معدنی حمل شده به وسیله رودخانه، میزان اکسیژن محلول، تغییرات شرایط دمایی و … ایجاد نموده و از این طریق بر تنوع جوامع زیستی و غنای گونه­ای تأثیر گذاشته و گاه خسارت­های جبران ناپذیری را بر زیست بوم رودخانه وارد می­ کند [54].

بی­مهرگان کفزی از جمله موجوداتی هستند که به دلیل قدرت تحرک ناچیز، وابستگی و تأثیر پذیری شدید از شرایط فیزیکی، شیمیایی و زیستی محیط رودخانه می­توانند اثرات ناشی از تخریب زیستگاه و تغییرات کوتاه مدت یا بلند مدت آن را نشان دهند. تغییر در پارامترهای زیستگاه از جمله شیب، جنس بستر، سرعت جریان آب، دمای آب و تغییرات اقلیمی می­توانند کمیت و کیفیت جوامع زیستی یک زیست بوم آب جاری را تغییر دهند، ارزیابی تغییرات ایجاد شده در ویژگی­های جمعیتی این موجودات می ­تواند تأثیر هر یک از پارامترهای فوق را روشن سازد [40، 68].

به نظر می­رسد ساختن سد روی رودخانه­ها و ایجاد مخازن در حال حاضر یکی از مهم­ترین علل از بین رفتن زیستگاه­ها و تغییرات هیدرولوژیک در آب­های جاری است. اگر چه بیش از نیمی از سیستم­های رودخانه­ای بزرگ جهان متأثر از سد سازی هستند، اما مطالعات زیستی که سیستم رودخانه­ای را قبل و بعد از احداث سد مقایسه کند بسیار کم است[80].

رودخانه زاینده رود یكی ازبزرگترین رودخانه­های ایران و مهم­ترین رودخانه جاری درفلات مركزی ایران است که رژیم جریان آن تحت تاثیر سد زاینده رود قرار دارد. این تحقیق به منظور بررسی اثر سد زاینده رود بر ویژگی­های کیفی آب و جوامع درشت بی­مهرگان کفزی بستر رودخانه زاینده رود در ناحیه بالا دست و پایین دست سد صورت گرفت.

اهداف تحقیق:

• بررسی خصوصیات کیفی و زیستی رودخانه زاینده رود در طی یک سال به منظور مشخص شدن اثر سد هر یک از این پارامترها
• بررسی شاخص ­های کیفی آب و شاخص ­های تنوع بی­مهرگان کفزی در رودخانه زاینده رود و همبستگی بین آن­ها

فصل دوم

بررسی و مرور منابع

 رودخانه­ها سیستم­های دینامیکی هستند که اگرچه وسعت بسیار کمی از سطح کره زمین را به خود اختصاص داده­اند، اما زیستگاه تعداد زیادی از گونه­ های گیاهی و جانوری می­باشند. اهمیت رودخانه­ها و سیستم­های زیستی آن­ها به ویژه برای کشور ایران که در اقلیمی خشک واقع شده بسیار حائز اهمیت است. افزایش جمعیت و رشد روز افزون مصرف آب از یک سو و محدودیت منابع آب به خصوص در اقلیم­های خشک از سوی دیگر بشر را با چالشی بزرگ مواجه ساخته است [59].

از یک قرن قبل، انسان به فکر احداث سد به منظور ذخیره آب افتاد و پس از جنگ جهانی دوم با پیدایش علوم مهندسی و پیشرفت تکنولوژی، سدهای زیادی در کشورهای مختلف جهان ساخته شد. پیشرو این حرکت کشور آمریکا بود که با تکیه بر سرمایه و تکنولوژی پیشرفته به این کار مبادرت ورزید. مهندسان به توجیه سدسازی و پیدا نمودن محل مناسب و اجرای سدهای بزرگ پرداخته و با تصاحب اراضی منابع طبیعی و ایجاد مزارع بزرگ اراضی پایین دست رودها را از آب محروم کردند. کشاورزان مزارع خود را رها کرده و بیابان­های وسیعی به وجود آمد. در ایران نیز توسعه اقتصادی، سدسازی را از بهترین گزینه­ های خود دانسته و سالیانه مبالغ هنگفت و درصد قابل توجهی از بودجه عمرانی کشور را برای سدسازی به مصرف می­رساند [22].

1-1- کلیات……………………………………. 2

1-2- اجرای پروژه………………………………….. 6

1-3- هدف از انجام تحقیق……………………………………. 7

فصل 2- مروری بر منابع…………………………………… 8

2-2- تعریف مواد کامپوزیتی……………………………………. 10

2-3- سیستم‏های کامپوزیتی تقویت‏شده با الیاف (FRC)……………….12

2-4- کامپوزیت‏های زمینه پلیمری (PMC)………………………………….. 12

2-4-1- رزین‏های مورد استفاده در کامپوزیت زمینه پلیمری……………….. 12

2-4-2- الیاف (تقویت‏کننده)………………………………….. 15

2-5- ساخت کامپوزیت‏ها………………………………….. 17

2-5-1- لایه‏ گذاری دستی……………………………………. 17

2-5-2- فرایند قالب‏گیری کیسه ‏ای……………………………………. 18

2-5-3- رشته پیچی……………………………………. 18

2-5-4- برون‏کشی……………………………………. 18

2-6- کاربردهای کامپوزیت‏های زمینه پلیمری……………………………………. 20

2-6-1- کاربرد در صنعت اتومبیل‏سازی……………………………………. 20

2-6-2- کاربردهای دریایی……………………………………. 21

2-6-3- کاربردهای هوا-فضا………………………………….. 22

2-6-4- مواد کامپوزیتی در تکنولوژی انرژی بادی………………………………. 23

2-7- خستگی……………………………………. 25

2-8- خستگی در مواد کامپوزیتی زمینه پلیمری……………………………… 27

2-8-1- آسیب خستگی……………………………………. 28

2-8-2- مدهای مختلف واماندگی خستگی در مواد کامپوزیتی……………….. 31

2-8-3- مقایسه‏ای بین شکست خستگی و استاتیکی………………………. 32

2-8-3-1- واماندگی‏های بین لایه‏ای……………………………………. 33

2-8-3-1-1- مورفولوژی‏های شکست در مد I بارگذاری سیکلی………………… 33

2-8-3-1-2- مورفولوژی‏های شکست در مد II بارگذاری سیکلی……………….. 34

2-8-3-1-3- مورفولوژی‏های شکست در مد ترکیبی I/II بارگذاری سیکلی………. 35

2-8-3-2- واماندگی داخل لایه ‏ای……………………………………. 37

2-9- فاکتورهای تأثیرگذار بر روی رفتار خستگی کامپوزیت‏های زمینه پلیمری………38

2-9-1- نوع الیاف……………………………………. 38

2-9-2- زمینه و محیط……………………………………. 40

2-9-3- شرایط بارگذاری……………………………………. 41

2-10- آزمون‏های مکانیکی متداول بر روی کامپوزیت‏های زمینه پلیمری………….. 43

2-10-1- آزمون کشش…………………………………….. 43

2-10-2- آزمون فشار………………………………….. 44

2-10-3- آزمون خستگی……………………………………. 45

2-11- آنالیز حرارتی کامپوزیت‏های زمینه پلیمری…………………………….. 46

2-12- مروری بر تحقیقات انجام شده………………………………….. 48

2-12-1- تحقیقات انجام شده در رابطه با روش‏های مختلف ساخت کامپوزیت‏های زمینه پلیمری………..48

2-12-2- تحقیقات انجام شده در رابطه با آزمون کشش کامپوزیت‏های زمینه پلیمری…………….49

2-12-3- تحقیقات انجام شده در رابطه با خواص خستگی کامپوزیت‏های زمینه پلیمری…………….50

2-12-4- تحقیقات انجام شده در رابطه با مکانیزم واماندگی خستگی………………51

2-12-5- تحقیقات انجام شده در رابطه با آنالیز حرارتی کامپوزیت‏های زمینه پلیمری……………56

فصل 3- مواد آزمایش و روش تحقیق……………………………………. 58

3-1- مشخصات رزین……………………………………. 59

3-2- روش‏های ساخت نمونه…………………………………… 60

3-2-1- روش لایه‏ گذاری دستی……………………………………. 60

3-2-2- روش تزریق رزین به کمک خلأ (VIP)………………………………….. 61

3-3- آماده‌سازی نمونه…………………………………… 63

3-4- انجام آزمون کشش بر روی نمونه ‏های آماده شده………………….. 64

 

 

3-5- انجام آزمون خستگی……………………………………. 65

3-5-1- مشخصات نمونه ‏های تست خستگی……………………………………. 66

3-5-2- آزمون خستگی کشش–کشش…………………………………….. 67

3-6- آنالیز وزن سنجی حرارتی (TGA)………………………………….. 69

3-7- تصویربرداری SEM…………………………………….

فصل 4- نتایج و بحث…………………………………… 71

4-1- نتایج آنالیز وزن‏سنجی حرارتی (TGA)………………………………….. 72

4-2- نتایج تست کشش…………………………………….. 76

4-3- نتایج آزمون خستگی……………………………………. 78

4-3-1- ترسیم منحنی S-N با بهره گرفتن از روابط مختلف خستگی…………… 84

4-3-2- مقایسه منحنی‏های S-N کامپوزیت‏های تولید شده به وسیله فرایندهای دستی و VIP…………

4-3-3- مقایسه منحنی‏های S-N به دست آمده در فرایندهای ساخت VIP و دستی با استاندارد GL………….

4-4- نتایج تصویربرداری SEM…………………………………….

4-4-1- نتایج تصویربرداری SEM از سطوح شکست خستگی نمونه‏ های دستی………..97

4-4-2- نتایج تصویربرداری SEM از سطوح شکست خستگی نمونه ‏های VIP………..

4-4-3- مقایسه مکانیزم‏های واماندگی خستگی برای نمونه ‏های دستی و VIP………….

فصل 5- نتیجه‏ گیری و پیشنهادات……………………………………. 110

5-1- نتیجه‏ گیری……………………………………. 111

5-2- پیشنهادات……………………………………. 113

6- مراجع…………………………………… 114

چکیده:

در این پژوهش، کامپوزیت­های زمینه پلیمری (رزین اپوکسی) تقویت شده توسط پارچه بافته شده از الیاف شیشه ­ای E-glass به دو روش لایه­گذاری دستی و تزریق رزین به کمک خلأ (VIP) ساخته شدند و رفتار خستگی آن­ها مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصل از آزمون کشش، استحکام کششی در نمونه­های تولید شده به روشVIP (MPa 362) بیشتر از نمونه‏های تولید شده به روش لایه­گذاری دستی (MPa 242) بود. بر اساس نتایج آزمون خستگی کشش-کشش (1/0=R)، عمر خستگی بیشتری برای نمونه­های VIP مشاهده شد در دامنه تنش MPa67، نمونه­های VIP، 106×11/2 سیکل را تا زمان واماندگی تحمل کردند در حالی که، در دامنه تنش پایین­تر MPa61، نمونه­های دستی 105×29/1 سیکل را تحمل نمودند. تعداد سیکل واماندگی نمونه­های VIP در تنش خستگی MPa200، برابر با 103×0/5 به دست آمد. اما، همین پارامتر برای نمونه‏های دستی در تنش خستگی پایین­تر MPa150 برابر با 103×2/1 حاصل شد. با توجه به نمودار S-N رسم شده، در تعداد سیکل ثابت 100،000 دامنه تنش قابل تحمل نمونه دستی حدود MPa60 تخمین زده شد؛ در صورتی دامنه تنش متناظر برای نمونه VIP حدود MPa90 بود. با توجه به تصاویر SEM سطح شکست نمونه­ها، مکانیزم­ های واماندگی غالب برای نمونه­های ساخته شده به روش لایه‏گذاری دستی تحت بار خستگی به صورت جدایش لایه ­ها و بیرون آمدن الیاف مشاهده شد. در حالی که، مکانیزم­ های واماندگی برای نمونه­های ساخته شده به روش VIP، جدایش الیاف از زمینه و ترک خوردن زمینه بود. نتایج حاصل از آنالیز وزن­سنجی حرارتی (TGA)، تنها نشان دهنده وجود اتصال مکانیکی بین الیاف و زمینه بود، که جدایش الیاف از زمینه و بیرون آمدن الیاف مشاهده شده در تصاویر SEM را توجیه می­کرد. بر اساس نتایج حاصل از این آنالیز، درصد وزنی الیاف برابر با 69% و 52% برای نمونه­های ساخته شده به روش VIP و لایه­گذاری دستی محاسبه شد.

فصل اول: مقدمه

1- مقدمه

1-1- کلیات

افزایش تأثیرات منفی انرژی فسیلی بر روی محیط زیست، مانند گرم شدن جهانی و بحران در دسترس بودن انرژی، بسیاری از کشورها را بر آن داشته است که از انرژی­های جایگزین دیگری مانند انرژی خورشید، باد و خورشید-هیدروژن استفاده کنند. این انرژی­ها تجدیدپذیر و دوست­دار محیط زیست هستند، به گونه‏ای که پاسخ­گوی تقاضای روزافزون بشر برای انرژی می­باشند. انرژی باد، سریع­ترین منبع انرژی رو به رشد در جهان، یک منبع انرژی تجدیدپذیر و تمیز است. اکنون کشورهای بسیاری، به خصوص در اروپا، ایالات متحده آمریکا، چین و ملل دیگر، توجه خاصی به این منبع انرژی دارند ]1[.

بر اساس اطلاعات سازمان انرژی­های نو ایران (سانا)،استفاده از انرژی باد در طول سالیان اخیر بیشترین رشد را در مقایسه با سایر انرژی­های نو تجربه کرده است و توربین­های بادی هر روز بهینه­تر و با ظرفیت توان بیشتر به بازار عرضه می­شوند. تاریخچه انرژی بادی یک سیر تکاملی را به استفاده از قطعات سبک و ساده برای به حرکت درآوردن پره­ها بوسیله نیروی بازدارنده[1] طی کرده است. آسیاب­های بادی که در قدیم مورد استفاده قرار می­گرفتند نخستین نوع توربین­های بادی بودند که به عقیده تمامی کارشناسان نخستین بار توسط ایرانیان به کار گرفته شد ]2[.

با وجود این پیشینه ارزشمند تاریخی و علی‌رغم پتانسیل­های موجود و مناطق مستعد بادخیز کشور، توسعه صنعت باد در ایران با پیشرفت مناسبی روبرو نشده است. در حال حاضر در وزارت نیرو، نصب MW5000 نیروگاه تجدیدپذیر در قانون برنامه پنجم توسعه هدف­گذاری شده است که از این میزان MW4500 آن برای توسعه باد در نظر گرفته شده است و می‌توان گفت در پنج سال آینده قریب به MW4000 بازار برای توسعه بخش خصوصی وجود خواهد داشت. هم اکنون سایت­های بادی بینالود و منجیل، بزرگ­ترین سایت­های بادی کشور محسوب شده که تقریبا MW100 از برق مورد نیاز کشور را تامین می­ کنند، این مقدار سهم ناچیزی از مقدار کل انرژی برق تولید شده در کشور را تشکیل می­دهد ]2[.

اما بر خلاف رویه موجود در داخل کشور، سایر کشورهای جهان به طور گسترده در راستای توسعه صنعت بادی خود گام برداشته اند و میزان انرژی الکتریکی تولید شده بوسیله باد روز به روز سهم بیشتری از کل انرژی تولیدی جهان را تشکیل می­دهد. به عنوان نمونه ­ای از سیاست­گذاری­های کلان در این زمینه می­توان به تصمیم اتحادیه اروپا برای تولید 20% از انرژی خود از منابع پاک تا سال 2020 اشاره کرد. شکل 1-1 ظرفیت کلی انرژی بادی تولیدی در جهان را تا سال 2011 را نشان می­دهد ]2[.

جدول1-1 نیز میزان ظرفیت نیروگاه­های بادی نصب شده در کشورهای شاخص استفاده کننده از انرژی باد را نشان می­دهد.

اغلب پره­های توربین، چه کوچک و چه بزرگ، قسمت ­های اصلی مشابهی دارند: پره­ها، شفت­ها، چرخ­دنده­ها، ژنراتور، و یک کابل (برخی از توربین­ها ممکن است دارای جعبه دنده نباشند). کلیه این قسمت ­ها با هم کار می­ کنند تا انرژی باد را به الکتریسیته تبدیل نمایند. در این بین، پره یکی از مهمترین اجزای توربین­های بادی است که وظیفه آن تولید نیروی لازم برای چرخاندن محور اصلی توربین است. طراحی پره توربین­های بادی یکی از مهم­ترین و اصلی­ترین بخش­های طراحی توربین به شمار می­ شود که با توجه به شرایط بسیار متغیر بهره ­برداری و اعمال بارهای شدید بر آن، انتخاب جنس و طراحی سازه­ای آن از اهمیت زیادی برخوردار است. مواد مورد استفاده در ساخت پره­ها به طور قابل ملاحظه­ای بر روی کارایی و خواص آن­ها، مانند وزن پره، مکانیزم آسیب، و عمر خستگی اثرگذار است. پره­های توربین­های بادی از مواد ناهمسان­گرد ساخته می‏شوند که معمولاً از کامپوزیت­های زمینه پلیمری، در ترکیبی از یک تک پوسته و کامپوزیت ساندویچی تهیه شده‏اند. طراحی­های امروزی عمدتاً بر اساس کامپوزیت­های تقویت شده با الیاف شیشه[1] (GFRP) صورت می‏گیرد. به طور کلی مواد مورد استفاده در ساخت پره­های توربین بادی بایستی تحمل بارگذاری­های خستگی شدید را در شرایط کاری داشته باشند ]1[.

ساختار کامپوزیتی به عنوان یک نوع خاص از کامپوزیت­های لایه­ای  تلقی می­ شود و مقبولیت گسترده­ای به عنوان یک ساختار عالی برای دست­یابی به اجزایی با وزن کم و ساختارهایی با سفتی خمشی[2] بسیار بالا، استحکام زیاد، و مقاومت کمانشی بسیار زیاد به دست آورده است. این مواد توسط روش قالب­گیری انتقال رزین[3] (RTM)، RTM به کمک خلاء[4]، لایه­گذاری دستی و تزریق رزین به کمک خلاء[5] (VIP) ساخته می‏شوند. تفاوت روش VIP با روش RTM در آن است که در این روش تنها یک سمت از قالب جامد است در صورتی که در روش RTM هر دو سمت جامد هستند. علاوه بر آن، از یک خلأ اعمالی به منظور نیرو محرکه برای انتقال رزین به تقویت­کننده استفاده می­ شود ]3[.

در تولید پره‌های توربین بادی کوچک و متوسط معمولاً از روش لایه‌گذاری دستی و در پره بزرگ و حتی متوسط با توجه به اهمیت وزن و استحکام سازه از روش تزریق رزین به کمک خلأ (VIP) استفاده می‌شود. یکی از موضوعاتی که باید در طراحی محصولات مهندسی مورد استفاده قرار گیرد آن است که عمر محصول تولیدی چقدر خواهد بود. عمر در این محصولات به صورت مدت زمانی تعریف می­ شود که محصول قادر است تحت بارهای سرویس عمل­کرد مورد انتظار را داشته باشد. عمر یک قطعه می ­تواند به کوتاهی یک بار استفاده تعیین شود، از سوی دیگر در برخی محصولات باید قابلیت تحمل میلیون­ها سیکل در نظر گرفته شود که توربین­های بادی نیز از این دسته­اند. محصولاتی با چنین عمرهای بالایی مستعد برای شکست خستگی هستند.

گسترش ابزارهای مورد نیاز جهت تعیین عمر خستگی مواد ساخته شده از کامپوزیت با کندی روبروست، دلیل این امر را باید در ماهیت لایه­ای و غیریکنواخت این مواد جست و جو کرد، به طور مثال اگر در فلزات تنها عامل خرابی را طول ترک تشکیل می­دهد، مواد کامپوزیتی حالت‌های مختلف شکست را از خود بروز می­ دهند که از آن جمله می­توان به ترک خوردن زمینه[6]، جدایش الیاف از زمینه[7]، کمانش الیاف، جدایش لایه ­ها[8]، شکست تک­لایه و شکست الیاف اشاره کرد. معمولاً در یک شکست ناشی از خستگی در مواد کامپوزیتی ترکیبی از مکانیزم­ های فوق فعال است و این مسأله به خودی خود تحلیل­های خستگی را با چالش­های فراوانی روبرو می­ کند. حال اولین قدم در تحلیل­های خستگی تعیین منحنی S-N به صورت آزمایشگاهی و در قدم بعد شناسایی مکانیزم­ های مختلف واماندگی خستگی می­باشد. با مشخص شدن این داده‌ها، مهندسین می‌توانند به تخمین‏های اولیه خستگی جهت ساخت محصول برای صنعت و خریداران کمک نمایند.

2-1- اجرای پروژه

در گام اول نیاز صنعت در ساخت پره‌های توربین بادی مورد بررسی قرار گرفت، از آنجا که آزمون‎های دینامیک با توجه به نوع سازه حائز اهمیت هستند طی جلسات برگزار شده در پژوهشکده هوا خورشید دانشگاه فردوسی مشهد موضوع بررسی رفتار خستگی کامپوزیت­های زمینه پلیمری (اپوکسی) تقویت شده با پارچه بافته شده با الیاف شیشه ­ای E-glass، که در ساخت پره­های توربین بادی به کار می­روند، مطرح شد. در ادامه با مطالعه استانداردها و کارهای صورت گرفته بر روی خستگی کامپوزیت‌های زمینه پلیمری امکان‌پذیر بودن و قابلیت اجرای پروژه در دستور کار قرار گرفت. برای این کار لایه­گذاری نمونه­ها را به صورت ترکیبی از الیاف با جهات گوناگون در نظر گرفته شد که به نوعی شرایط به شرایط عمل­کرد واقعی پره­های توربین نزدیک‏تر شده باشد. در این مرحله نمونه سازی با بهره گرفتن از روش دستی و نیز تزریق به کمک خلأ در کارگاه کامپوزیت پژوهشکده هوا خورشید دانشگاه فردوسی مشهد، انجام گرفت. بعد از برش دادن ورق­های کامپوزیتی، به منظور ساخت نمونه، مقاطع برش خورده ماشین­کاری شده و در نهایت نمونه نهایی به دست آمد. پیش از شروع آزمون خستگی با تعریف آزمون‌های مورد نیاز و انجام آن‌ ها از کالیبره بودن دستگاه مورد استفاده اطمینان حاصل شد. در مرحله بعد با انجام تست کشش و شروع تست خستگی مشکلات اولیه انجام تست از جمله شکستن نمونه در فک‌های دستگاه و مشکلات ساخت نمونه‌ مورد بازبینی قرار گرفت و طی جلساتی راهکارهای حل مشکلات مطرح شد.

در گام بعدی با توجه به تعداد نمونه‌های لازم جهت آزمون خستگی و کشش ابعاد صفحه اصلی مشخص و نمونه نهایی تولید شد. با انجام آزمون کشش بارهای اعمالی برای انجام آزمون خستگی تعیین و تست بر روی نمونه‌ها آغاز شد. بر روی نمونه‌های آماده شد به هر دو روش دستی و VIP،رزین و الیاف آنالیز حرارتی TGA صورت گرفت تا بتوان با نتایج به دست آمده از تصویر برداری SEM از سطوح شکست خستگی مکانیزم‌های غالب خستگی شناسایی شود.

3-1- هدف از انجام تحقیق

با توجه به اهمیت موضوع خستگی در پره­های کامپوزیتی توربین­های بادی، در این پژوهش، اثر بارگذاری خستگی در دو روش VIP و لایه­گذاری دستی مورد بررسی قرار گرفت. لازم به ذکر است که در هر کدام از روش­های مذکور جهت­گیری­های معینی از الیاف و پارچه شیشه ­ای به کار گرفته شد تا بتوان تأثیر این پارامتر بر روی خواص خستگی و طول عمر پیش ­بینی شده برای پره­ها را مورد تحقیق و بررسی قرار داد.

در فصل 2 به بررسی مواد مورد استفاده برای ساخت؛ شامل رزین اپوکسی، الیاف و پارچه­های E-glass و روش­های مختلف تولید و آزمون‌های صورت گرفته بر روی آن­ها پرداخته می­ شود. در فصل 3 روش انجام آزمایش و نحوه آماده‌سازی نمونه‌ها برای آزمون کشش، آزمون خستگی تحت بارگذاری کشش-کشش، تصویربرداری SEM و آنالیز حرارتی TGA با دو روش ساخت، یعنی لایه­گذاری دستی و تزریق رزین به کمک خلأ (VIP) آورده شده است. درفصل 4 با بهره گرفتن از نتایج آزمون کشش و خستگی، منحنی S-N برای نمونه‏های ساخته شده به دو روش VIP و لایه­گذاری دستی رسم شد و تحلیل‌های لازم بر روی داده‌ها صورت گرفت. به کمک نتایج حاصل از تصویربرداری SEM و آنالیز حرارتی TGA، به ترتیب مکانیزم‌های واماندگی نمونه­های دستی و VIP تحت بارگذاری خستگی و درصد الیاف در نمونه­های ساخته شده به روش­های مذکور علاوه بر نوع اتصال بین الیاف تقویت کننده و زمینه تعیین شد. در انتها در فصل 5 نتیجه‌گیری و پیشنهاداتی به منظور ادامه پروژه ارائه شده است.

[1] Glass fiber reinforced plastic

[2] Bending stiffness

[3] Resin transfer molding

[4] Vacuum assisted RTM