منحنی مشخصه­ی P-V در خروجی MPPT، با روش FLC

منحنی توان خروجی MPPT، در روش FLC

منحنی جریان خروجی آرایه در روش FLC

منحنی دوره­ کار ردیاب ماکزیمم توان در روش FLC
شکل­های (۴-۱۸) ، (۴-۱۹)، (۴-۲۰) و (۴-۲۱) به ترتیب بیانگر توان خروجی مبدل برحسب ولتاژ(Pout-V)، توان خروجی مبدل برحسب زمان، مشخصه­ی I-V ردیاب ماکزیمم توان بر حسب ولتاژ و دوره­ کار مبدل در طول شبیه سازی بر حسب زمان با روش ANFIS می­باشد.

منحنی مشخصه­ی P-V در خروجی MPPT، با روش ANFIS

منحنی توان خروجی MPPT، در روش ANFIS

منحنی جریان خروجی آرایه در روش ANFIS

منحنی دوره­ کار ردیاب ماکزیمم توان در روش ANFIS
با توجه به نتایج شبیه سازی استفاده شده در این پایان نامه، و شکل موج­های فوق می­توان به این نتیجه رسید که استفاده از روش ANFIS، نسبت به روش FLC ، بسیار کاراتر و دارای عملکرد بهتری می­باشد اما در پاسخ دینامیک این روش به بالازدگی برخورد می­کنیم. به عبارتی این روش در ردیاب ماکزیمم توان باعث ایجاد یک بالازدگی^[۳۶] و یا فرورفتگی^[۳۷] در شکل موج می­ شود اما سرعت پاسخ­دهی بسیار افزایش خواهد یافت. در هر دو روش بیش­ترین ولتاژ تولیدی، در حدود ۲۰.۱۷ولت، می­باشد که در شکل­های (۴-۱۴) و (۴-۱۸) نشان داده شده است.خروجی ناشی از این روش­ها، با توجه به شکل (۴-۱۳)، در نهایت به مبدل مورد نظر خواهند رفت. بنابراین می­توان دید بیشینه توان قابل تحویل در خروجی مبدل در حالت پایدار برابر با ۱۲۱ وات، می­باشد.

• • • • 1. 1. شبیه سازی در تابش و دمای متغیر

         

         

     

     

در این بخش، پاسخ گذرای ولتاژ خروجی مبدل، نتایج ناشی از اغتشاش و تغییر در میزان تابش نور به سطح سلول را مشخص می­ کند. در شرایط اولیه و شروع بازه شبیه­سازی، مقدار تابش خورشید برابر با W/m21000، می­باشد و در ثاتیه ۵ام به مقدار W/m2800، می­رسد و در ثانیه­ی ۲۵ به مقدار اولیه­ خود برمی­گردد.
در شرایط اولیه، دمای سلول خورشیدی برابر با مقدار ۵۰ درجه می­باشد که در ثانیه­ی ۱۰ام به مقدار ۲۵ درجه کاهش می­یابد و در همین مقدار تا پایان شبیه­سازی ثابت خواهد ماند. اما میزان تابش از ثانیه­ی ۲۵ام به بعد به مقدار مورد نظر در بخش قبل می­رسد. بنابراین از ثانیه­ی ۲۵ به بعد می­توان گفت، میزان شبیه سازی مشابه قبل خواهد بود. بنابراین در کل میزان توان خروجی برابر با ۱۲۱ وات، نخواهد بود، و به مقداری کمتر از میزان بیان شده خواهد رسید و این به دلیل افزایش دما می­باشد که جریان خروجی سلول را کاهش خواهد داد، اما این تغییر باعث می­ شود تا دوره­ کار مبدل به نحوی تغییر کند که بتوان در ماکزیمم نقطه از توان خروجی باشیم، که در شکل (۴-۲۴)، نشان داده شده است.
از ثانیه­ی ۱۰ام تا ۱۵ام، مقدار تابش نور خورشید، مشابه شکل (۴-۲۲) روی مقدار W/m2 800، ثابت می­باشد، اما دما مشابه شکل (۴-۲۳) از مقدار ۵۰ درجه به ۲۵ درجه­ سلسیوس کاهش خواهد یافت. این تغییرات در دما باعث می­ شود که توان خروجی مبدل به مقدار ۸۸ وات کاهش یابد. در واقع تغییر در دمای سلول P-V، باعث ایجاد تغییر معکوس در میزان جریان خروجی می­ شود.

میزان تابش متغیر نور خورشید بر حسب W/m² در طول زمان

میزان دمای متغیر در سطح سلول بر حسب درجه­ سلسیوس در طول زمان
نتایج شبیه­سازی ناشی از ورودی های دما و تابش مشابه شکل­های (۴-۲۲) و (۴-۲۳)، به صورت زیر خواهد شد.

منحنی توان خروجی MPPT، در روش FLC

منحنی دوره­ کار ردیاب ماکزیمم توان در روش FLC

منحنی توان خروجی MPPT، در روش ANFIS

منحنی دوره­ کار ردیاب ماکزیمم توان در روش ANFIS
از ثانیه­ی ۲۰ به بعد، دما روی مقدار ۲۵ درجه­ سلسیوس ثابت خواهد شد، اما میزان تابش نور خورشید از مقدار W/m2800 به W/m21000، خواهد رسید. در این صورت میزان توان خروجی به مقدار ۹۸ وات خواهد رسید و به مقداری بیشتر خواهد رسید، که علت این پدیده، افزایش جریان خروجی مبدل می­باشد.
تغییر در مقدار دوره­ کار مبدل بسیار کوچک می­باشد و بیشتر به تغییر پارامترهای محیطی بستگی دارد. این تغییر در مقدارD، مقدار ولتاژ خروجی را تحت تاثیر قرار می­دهد و به مقدار ۲۰.۵ می­رساند. به این دلیل که مقدار D، خیلی کم تغییر می­ کند بنابراین مقدار ولتاژ نیز بسیار کم تغییر خواهد کرد.
میزان راندمان بر اساس تغییرات ولتاژ در روش FLC، به صورت زیر می­باشد.

راندمان سیستم خورشیدی در روشFLC
میزان راندمان بر اساس تغییرات ولتاژ در روش ANFIS، به صورت زیر می­باشد.

راندمان سیستم خورشیدی در روشANFIS

شبه راه حل منازعه: یک سازمان نماینده ائتلافی از اعضای خود است که این اعضاء اهداف متفاوت و قدرت غیر متعادل جهت تاثیرگذاری بر روی اهداف سازمان دارند. اهداف سازمانی با ورود کارمندان جدید و خروج کارمندان قدیمی تغییر می کند. بین اهداف متعدد اعضای سازمان به نوعی مخاصمه وجود دارد. حتی اگر اهداف شخصی افراد را کنار بگذاریم، بین بخش و واحد های سازمان مانند تولید، فروش و موجودی تناقض وجود دارد. این تناقضات از طریق سه روش قابل حل است: عقلانیت محلی، قواعد تصمیم قابل قبول، توجه مرتب به اهداف.^[۱۳۴]
اجتناب نامطمئن: سازمان در یک محیط نامطمئن زندگی می کند. رفتار بازار، عرضه کنندگان، سهام داران و حکومت غیر قطعی است. تئوری رفتاری تصمیم گیری سازمانی می گوید که سازمان مسیری را تعقیب می نماید که از ریسک و بی اطمینانی به بهای ارزش مورد انتظار اجتناب نماید. عموما، یک تصمیم گیر حاضر است که که کاهش ارزش مورد انتظار را بپذیرد و در عوض اطمینان نتیجه بالاتر برود. یک شخص احتمالا بیشتر مایل است که ده دلار را با احتمال ۹۰ درصد بدست آورد تا صد دلار را با احتمال ۱۲درصد، اگرچه ارزش مورد انتظار دومی بیشتر است. در مورادی از تبانی توسط فروشندگان و برای بدست آوردن سهم بیشتر بازار، سود توطئه گران بیشتر نمی شود، بلکه نفع اصلی آنان در این است که نااطمینانی را کاهش می دهند. چند روش حقوقی برای اجتناب از بی اطمینانی عبارتند از: بازخور کوتاه مدت و چرخه واکنش، محیط مذاکره شده.^[۱۳۵]

تحقیق موضوعی: تحقیق برای یافتن راه حل بخاطر آن است که مسئله و مشکلی وجود دارد که مایل به تصمیم گیری در مورد آن هستیم. احتمالا ما خیلی کم با تحقیق برنامه ریزی شده ای مواجه می شویم که بخاطر حل مشکلی نباشد. تئوری رفتاری، تحقیق در مورد مسئله را بر مبنای دو قاعده زیر می داند:
۱-تحقیق در محلهایی که نزدیک به بیماری و یا راه حل هستند. بعنوان مثال، عدم توفیق در رسیدن به هدف فروش، باعث شروع تحقیق در دپارتمان فروش و برنامه فروش خواهد گشت.
۲-اگر تحقیق فوق به نتیجه نرسید، بررسی را به اولین منطقه که بلحاظ سازمانی بیشتر آسیب پذیر است گسترش می دهیم. مناطق آسیب پذیر مناطقی با منابع بی فایده (مثلا پرسنل بیش از اندازه) هستند و یا مناطقی با اهدافی که رسیدن به آن اهداف را نمی توان کمی کرد (مانند بخش پژوهش).^[۱۳۶]
آموزش سازمانی: سازمانها از خود رفتار تطبیقی در طول زمان نشان می دهند. سازمانها اهداف خود را تغییر داده و بر اساس تجربه، مسائل خود را بازبینی می نمایند. سطوح آرمانی (مورد انتظار) اهداف، در عکس العمل به تجربیات و نتایج تغییر می نمایند. در حالت مطالعه، سطوح آرمانی بالاتر از نتایجی است که بدست می آید، با این تفاوت که اگر دستاوردها افزایش پیدا کند، سطوح آرمانی از نتایج عقبتر خواهدافتاد و اگر دستاوردها به کاهش میل پیدا کنند، سطوح آرمانی نیز کاهش می یابند، اما همیشه بالاتر از سطح نتایج خواهند بود. این پدیده ها برای برنامه ریزی و کنترل با اهمیت هستند، زیرا برنامه ها همواره منعکس کننده سطوح آرمانی هستند. کنترل (مانند نوشتن گزارش)، می تواند دارای پیامدهای مثبت و یا منفی بر روی عرضه دستاوردها داشته باشد. البته مثبت و یا منفی بودن آن بسته به سطوح آرمانی که مورد ارزیابی قرار گرفته است، می باشد.
تصمیم گیری تدریجی^[۱۳۷]:
مجموعه ای از مفاهیم مربوط به اقناع و ارضاء ما را به این رهیافت افزایشی رهنمون می سازد که تصمیم گیری در سازمان در تغییرات کوچک در محدوده سیاست ها و رویه های فعلی محصور است. تاکید، همواره بر تصحیح و یا بهبود سیاست های موجود و کنش هاست. میدان انتخاب های ما خیلی باریک است و منعکس کننده توافق گروه هایی است که در مواضع نفوذ و قدرت قرار دارند. در حقیقت، معیار اقناع کننده برای استراتژی های تصمیم گیری همانا توافق و اجماع است. مدل تصمیم گیری تدریجی بر روی عوامل سیاسی و اجتماعی کمتر متمرکز شده و بیشتر متوجه ترتیب ساختاری فعالیت هایی است که می تواند به راه حل یک مسئله برسد.^[۱۳۸] این رهیافت همان است که توسط لیندبلوم در مقاله خود به نام “علم کورمال کورمال راه رفتن” در مورد آن بحث نموده است.^[۱۳۹]. برخی از اساتید از این مدل در زبان فارسی به نام مدل تصمیم گیری رویشی نام برده اند.^[۱۴۰] این مدل هم در مورد حکومت صادق است و هم در مورد سازمانهای بزرگ. این موضوع ما را به یک استراتژی مستدل رهنمون می سازد: در زمانی که اجماع برای تغییرات مورد نیاز است و تغییرات نیز نمی تواند بزرگ و کلی باشد، طبیعت تدریجی تغییرات به ما می گوید که، زمانی که ما بدنبال تغییرات اساسی در سیاستگذاری و فعالیت های خود هستیم استفاده از این استراتژی مناسب نیست^[۱۴۱]. نکته دیگر آن است که به نظر لیندبلوم، توافق در باره یک سیاست، شرط کیفیت آن است. یعنی اگر همگان بر اتخاذ یک سیاست خاص توافق کرده باشند، این توافق به معنای این است که آن سیاست، خوب و از کیفیت بالایی برخوردار است.
این فرمول که توافق معادل با کیفیت است در جوامع دمکراتیک از جذابیت خاصی برخوردار است. گاهی اوقات تحت شرایطی، رفتار تصمیم گیرنده کاملا عکس آن چیزی است که مدل لیندبلوم پیش بینی می کند. گاه تصمیم گیرنده قدم به راهی گذارده که بریدن و برگشت از آن بسیار دشوار است، حتی موقعی که همه چیز، چنین حکم کند.^[۱۴۲] اتزیونی از یک مدل تصمیم گیری به نام تصمیم گیری متواضع یاد می کند که در تاریخ سابقه دار است. او روش تدریجی را روشی می داند که بر روی تغییرات جزئی متمرکز شده و اذعان می دارد که بشر از داشتن همه اطلاعات در هر مورد بهتر است ناامید باشد. در عوض مناسب است که هر مقدار که از اطلاعات قابل دسترس بود را بکار بریم. درست مانند پزشکان که هیچگاه خود را همواره متعهد به اولین تشخیص خود درمورد بیماری مریض نمی دانند، بلکه با بهره گرفتن از روش سعی و خطا، به بیمار پیشنهاد می کنند که مقدار x از دارو را در y روز بخورد و اگر افاقه نکرد، دارو را به مقدار z تغییر دهد. مدیران نیز می توانند از همین راه در تصمیم سازی های خود استفاده کرده و انعطاف و تطابق خود با محیط را افزایش دهند^[۱۴۳]. اتزیونی پیشنهاد می کند که سازمان یک استراتژی تلفیقی را برای تصمیم گیری در مواقعی که برای تصمیمات کوچک از الگوی تدریجی بهره می برد، اتخاذ نماید.^[۱۴۴] یکی از محسنات تصمیم گیری تدریجی در تصمیم گیری گروهی خود را نشان می دهد. در تضاد رسیدن به یک اجماع در مورد یک تصمیم و بازدهی فرایند تصمیم، برخی از صاحبنظران به این نتیجه رسیده اند که مطرح نمودن تدریجی مسائل و جلب توافق همکاران در سازمان موثرتر است.^[۱۴۵] شکل (۶) الگوی تصمیم گیری مرحله ای را نشان می دهد.^[۱۴۶]
تصمیم گیری در بحران:
مفهوم کلی بحران اشاره به وضعیتی است که در اثر بروز یک حادثه غیر مترقبه دگرگون می شود. این حادثه ممکن است یک رویداد بالقوه یا بالفعل باشد.^[۱۴۷] توجه به بحران به عنوان یک متغیر وضعی که احتمال یک تصمیم معین را افزایش می دهد، بی شباهت به مدل آشنای روانشناسی تحریک-واکنش نیست. بحران به عنوان یک عامل محرک عمل می کند و تصمیمات متخذه واکنش یا پاسخ در مقابل تحریک هستند. تعریف بحران در مدل تحریک-واکنش به کیفیت رفتار و سلوک تصمیم گیرندگان، یعنی درک و احساساتشان از علائم محرکه و واکنش آنان در مقابل تحریک انجام شده مربوط می شود. در این چارچوب، بحران عبارت است از وضعیتی که:
۱-هدفهای عالی و حیاتی واحد تصمیم گیرنده را تهدید می کند.
۲-زمان واکنش را برای اتخاذ تصمیم محدود می کند.
۳-عناصر و عوامل تصمیم گیرنده را با بروز ناگهانی خود غافلگیر می کند.
پس سه عامل مهم در تعریف و تشخیص بحران از دیدگاه روش تصمیم گیری نقش عمده دارند که عبارتند از تهدید، زمان و غافلگیری.^[۱۴۸]
کارولین اسمارت برای تصمیم گیری در شرایط بحرانی مدلی را ارائه نموده است. بنظر وی ماهیت تصمیم گیری در شرایط بحرانی با مسائل زیر در ارتباط است:
۱-در شرایط بحرانی، از قوه درک و توان ذهنی و شعوری تصمیم گیرنده کاسته می شود.
۲-در شرایط بحرانی اطلاعات تحریف می شود.
۳-شرایط بحرانی موجب آشفتگی و اختلال در تصمیمگیری گروهی می شود.
اجبار به اطاعت از دستورات و مقررات موجود، موجب تشدید بحران می شود.
۵-عدم آمادگی برای تصمیم گیری در شرایط بحرانی بروز می کند.^[۱۴۹]
از طرف دیگر از آنجائیکه در شرایط بحرانی مشکلات اجرا بیشتر خود را نشان می دهد بنابر این شناخت وضعیت بحرانی و مشکلات آن ضروری است. در این جهت اولا در شرایط بحرانی، اجرای دقیق و سریع تصمیمات ضروری است. ثانیا، اجراء تصمیمات نیاز به مساعدت و پشتیبانی تمامی واحدهای سازمانی و یا دولتی دارد، ثالثا، ممکن است بهترین تصمیم با اجرای نادرست مواجه گردد. و نهایتا، معمولا در سازمانهای بزرگ و دولت، تعداد واحد های اجرایی زیاد و بعضا موازی هستند و در هر واحد اجرایی، امکان، موقعیت، قدرت و توان برای اینکه آن واحد بر حسب نظر و اختیار خود عمل کند نیز وجود دارد^[۱۵۰].
بدین دلایل، توصیه ها و دستوراتی برای رویارویی و دفع بحران و همچنین افزایش کیفیت تصمیم گیری و اجرای بهتر در زیر آورده می شود:
۱-باید از رسیدن به یک توافق زودرس و بی موقع در تصمیمگیری جلوگیری کرد.
۲-باید از تحریف اطلاعات جلوگیری نمود.
۳-باید از تصمیم گیری غلط در گروه جلوگیری کرد.
۴-انعطاف پذیری بیشتر ی در دستورات و دستورالعمل ها بوجود آورد.
۵-برای تصمیم گیری آمادگی داشت.
۶-مانع از شکست در اجرای تصمیمات شد.^[۱۵۱]
تصمیم گیری در بحران از دید روانشناختی معرفتی خود رشته ای جدید و جالب توجه است. بصورت کلی دو گروه از رهیافت های نظری در ارتباط با بحران با توجه به متغیرهای توضیحی پیشنهاد شده است. گروه اول وکسانی مانند مارگارت هرمان به دو موضوع علاقه نشان می دهند:
۱-تاثیرات بحران به عوامل متعددی از قبیل متغیرهای متعدد فردی مانند تصویر از خود، حافظه تاریخی از عملکرد در بحران قبلی.
۲-تاثیرات بحران بخاطر عوامل موقعیتی مانند برگشت پذیری و شدت تهدیدات فعلی
هرمان عقیده دارد که یک مدل تصمیم گیری در شرایط بحرانی میتواند شامل خصوصیات ملی، عوامل مربوط به حکومت، ساختار و پروسه تصمیم گیری، متغیرهای موقعیت و روابط خارجی کشور باشد. اما او اضافه می نماید که ویژگیهای شخصی و تمرکز رهبران به مسائل خارجی دو موضوع ارزشمند در تلاش ما رای تلفیق عوامل و ساختن مدل روانشناختی تصمیم گیری در بحران است.^[۱۵۲]
گروه دوم، افرادی مانند دانیل دراکمن بیشتر به ویژگی های موقعیت بحرانی توجه نموده و نتایج بحران را مایل به برون داد چنین متغیر هایی می دانند. این دسته به محیط مذاکره در مورد بحران توجه جدی نشان می دهند.^[۱۵۳] شکل (۷)، مدل مفهومی فرایند تصمیم گیری در شرایط بحرانی را نشان می دهد.
تصمیم گیری در شرایط تنش روانشناختی:
مدل های تصمیم گیری که تا کنون بدان ها پرداخته ایم، همگی (بجز تصمیم گیری بحرانی) در شرایط آرام با پروسه منطقی حتی در مواقعی که به وضعیت عقلایی محدود و یا دیگر محدودیت های انسانی پرداختیم، پیش می رفت. اما تصمیماتی که انسان ها و یا سازمان ها می گیرند، با احساسات همراه است، زیرا تصمیم گیر امید قوی دارد که با این تصمیم به اهداف خود رسیده و یا از خطرات و پیامدهای منفی در امان بماند. بنابر این در افراد، گرایشات قوی متخالف برای عمل و عکس العمل وجود دارد. نتیجه به نوعی منازعه تصمیمی است که یک منبع مهم برای تنش های روحی است. تنش هایی ناشی از منازعه تصمیمی باعث معیوب نمودن پروسه تصمیم می گردد.^[۱۵۴]
منازعه تصمیمی درمواقعی که قرار است یک تصمیم مهم گرفته شود، افزایش پیدا می کند. این موضوع زمانی تشدید می شود که تصمیم گیر متوجه می شود که احتمال ضرر های ناشی از هر راه حل تا چه اندازه مهم است. به بیان دیگر، هر نوع که او تصمیم بگیرد، بهر حال به منازعه تصمیمی دچار خواهد شد. ولی نشانه های جدی بیماری زمانی خود را نشان می دهند که تمام راه حل ها نتایج غیر مقبول نیز داشته باشند. این نشانه های بیماری جدی منازعه تصمیمی، نگران کننده، تردیدآمیز، نوسانی و همراه با رنج است.^[۱۵۵] اما تصمیم همچنان در جهان گرفته می شود، لیکن با کنار آمدن با نقش ها^[۱۵۶].
کنار آمدن با نقش ها:
مدل منازعه می تواند در مواقع اضطراری مانند آتش سوزی و سیل کاربرد داشته باشد. این مدل همچنین می تواند در تمامی تصمیماتی که به نوعی اهداف تصمیم گیر مورد تهدید واقع می شوند نیز بکار گرفته شود. چهار سئوال اساسی برای کنار آمدن با نقش ها وجود دارد:
۱-آیا در غیاب یک تغییر، ریسک جدی وجود دارد؟
۲-آیا در صورت تغییر، ریسک افزایش پیدا میکند؟
۳-آیا به انتظار رسیدن به یک راه حل بهتر نشستن، واقع بینانه است؟
۴-آیا زمان کافی برای تحقیق و سنجش وجود دارد؟
اگر پاسخ به سئوال اول، نه است، بنابراین تغییری نباید رخ دهد. اگر پاسخ، بله است، سپس سئوال دوم مطرح است. اگر پیامدهای تغییر محسوس است ولی جدی نیست، پس باید تغییر صورت گیرد اما بدون منازعه تصمیمی. اگر پیامدها جدی است، بنابراین باید به سئوال سوم مراجعه نمود. اگر راه حل بهتر امکان ناپذیر است، اجتناب دفاعی^[۱۵۷] احتمالا بهترین راه است. اگر راه حل بهتری فکر می شود امکان پذیر بوده و زمان نیز موجود است، استراتژی مناسب، پروسه هوشیارانه تحقیق، برآورد، و برنامه ریزی اقتضائی است. اگر زمان مکفی وجود ندارد (مانند آتش سوزی)، بهترین راه هوشیاری بیش از اندازه^[۱۵۸] است.
هوشیاری بیش از اندازه، یک عکس العمل به فجایع طبیعی است. شخصی که بر روی پیامدهای نامطلوب مورد انتظار یک فاجعه متمرکز می شود، دیگر نمی تواند اطلاعاتی که مشخص می کند که ممکن است این فاجعه دیگر رخ ندهد را بپذیرد. فرد فشاری را احساس می کند که باید هرچه زودتر دست به اقدام بزند و با عجله فعالیت هایی را انجام می دهد بدون آنکه تمامی جوانب را سنجیده و یا راه حل های دیگر را مدنظر قرار دهد.^[۱۵۹]
اجتناب دفاعی: اجتناب دفاعی بعنوان یکی از استراتژی های تطبیقی مسلط مورد توجه تصمیم گیران قرار گرفته است تا از اطلاعات مزاحم، تفکرات باطل، تحریف اطلاعات رسیده و بی توجهی گزینشی اجتناب گردد. اگر تصمیم گیر احساس نماید که ریسک تعویق یک تصمیم کم است، از تعلل و تعویق اجتناب نمی کند. اگر اینطور نباشد، ممکن است که تصمیم گیر اصلی، فرد دیگری را مسئول تصمیم سازد. قبل از تصمیم گیری تحت سرمشق اجتناب دفاعی، تصمیم گیران ممکن است تاکتیک های حمایتی از یک راه حل بروز دهند، اگر منتظر اطلاعات دیگری راجع به راه حلهای دیگر نباشند. پس از تصمیم گیری، فعالیت های حمایتی برای کاهش ناسازگاری ادراکی در مورد تصمیم بکار می رود. موارد زیر چند نوع از تاکتیک های حمایتی هستند:
۱-غلو نمودن در مورد پیامدهای راه حل مطلوب
۲-کم اهمیت دادن پیامدهای نامطلوب راه حل مورد نظر
۳-نفی حالت های مخالف
۴-بزرگنمایی در مورد دوردست بودن فعالیت هایی که پس از تصمیم باید بدان دست یازیم.
۵-فرض نمودن عدم توجه جامعه به این تصمیم (در مورد تصمیمات فردی)
۶-کم نمودن مسئولیت های فردی (در مورد فشار اجتماعی و یا فرمان ها)^[۱۶۰]
نظام های پشتیبانی تصمیم گیری

( Holman 2002 و Incropera et al, 2005).
k: ضریب رسانایی (وات بر متر درجه سلسیوس) ، : دانسیته ذره بی اثر (کیلوگرم بر متر مکعب) ، h: ضریب همرفتی هوای خشک کننده (وات بر متر مربع درجه سلسیوس). T_i1: دمای ذره بی اثر در زمان اولیه. T₁₁: دمای گره ۱ در زمان اولیه. T₃₁: دمای گره ۳ در زمان اولیه. T₈₁: دمای گره ۸ در زمان اولیه. T_i2: دمای ذره بی اثر در گام زمانی دوم. T_a: دمای هوای خشک کننده.
c_i: ظرفیت گرمایی ویژه ذره بی اثر (ژول بر کیلوگرم درجه سلسیوس) ، v_i: حجم ذره بی اثر (مترمکعب)،
A_i,a: سطح تماس بین ذره حامل انرژی و هوای گرم (m²)، A_i,g: سطح تماس بین یک ذره بی اثر (حامل انرژی) و دانه ذرت (m²) است.
در این رابطه اندیس i نشان دهنده ذره بی اثر و اندیس g نشان دهنده دانه ذرت می باشد.
پس از بدست آمدن تغییرات حرارتی ذره بی اثر با زمان، می توان تغییرات دمای گره های مختلف دانه ذرت را با زمان مانند حالتی که ذرات بی اثر وجود نداشتند، بدست آورد.
در اولین ترتیب قرارگیری ذرات بی اثر، فرض می شود در اطراف هر دانه ذرت ۴ ذره بی اثر وجود داشته باشد (شکل۳-۱۱). در این حالت نیز مانند حالت قبلی دانه ذرت به ۲۴ گره تقسیم شده و شکل المان بندی دارای تقارن در دو جهت افقی و عمودی می باشد. پس فقط کافی است که توزیع حرارت در گره های ۱، ۲، ۳، ۷، ۸ و ۹ بدست آورده شود. اما معادلات تعادل حرارتی برای همه گره های مذکور به جز گره ۲، که در تماس با ذره بی اثر است، مانند حالت الف (بدون حضور ذرات بی اثر) می باشد.

معادله تعادل حرارتی گره ۲:
در خصوص تعادل حرارتی گره ۲ باید ذکر گردد که این گره در تماس مداوم با ذره بی اثر قرار دارد و لذا از آنجایی که ذره بی اثر دارای رسانایی بسیار بالا می باشد، می توان فرض کرد که دمای گره ۲ با دمای ذره بی اثر برابر است. بنابراین از همان رابطه ۳-۲۱ می توان برای تعادل حرارتی گره ۲ نیز استفاده کرد.
اما قبل از ورود به حل معادلات باید سطح تماس دانه و ذره بی اثر (A_i,g) به دست آورده شود. هنگامی که یک کره با صفحه صاف در تماس باشد، شعاع دایره تماس آنها مساوی ۱/۰ شعاع کره خواهد بود (Mohsenin, 1986). به این ترتیب A_i,g (سطح تماس بین ذره بی اثر و دانه) و A_i,a (سطح تماس بین ذره بی اثر و هوا) را می توان محاسبه نمود.
(۳-۲۲)
(۳-۲۳)
که d قطر و A سطح رویه ذره بی اثر است.
۳-۴-۲-۲-حالتی که ۸ عدد ذره بی اثر به صورت لایه ای، مطابق شکل ۳-۱۲، در اطراف دانه ذرت قرار گیرند.
شکل۳-۱۲ ترتیب قرار گیری دانه و ذرات بی اثر در حالتی که از ۸ ذره بی اثر استفاده شود.
در این حالت نیز شکل در دو جهت افقی و عمودی دارای تقارن است. بنابراین فقط کافی است معادلات تعادل حرارتی فقط برای گره های ۱، ۲، ۳، ۷، ۸ و ۹ به دست آورده شود. اما در گره هایی که در تماس با ذره بی اثر نیستند، معادلات تعادل مانند معادلات قسمت الف بوده و فقط در دو گره ۲ و ۳، که در تماس مداوم با ذره بی اثر هستند، معادلات تعادل با حالت الف متفاوت بوده و مثل معادله ۳-۲۰ خواهند بود.
۳-۴-۲-۳- حالتی که ۱۲ عدد ذره بی اثر به صورت لایه ای، مطابق شکل ۳-۱۳، در اطراف دانه ذرت قرار گیرند.
شکل ۳-۱۳- ترتیب قرار گیری دانه و ذرات بی اثر در حالتی که از ۱۲ ذره بی اثر استفاده شود.
در این جا نیز مانند همه حالت های مذکور، تقارن در دو جهت افقی و عمودی وجود دارد، پس فقط کافی است که معادلات تعادل برای گره های۱، ۲، ۳، ۷، ۸ و ۹ بدست آورده شود. از طرفی معادلات تعادل در گره هایی که در تماس با ذره بی اثر نیستند، مثل حالتی که ذرات بی اثر وجود نداشتند و در گره هایی که در تماس با ذره بی اثر قرار دارند، مانند معادله ۳-۲۱خواهد بود.
۳-۴-۳- حل معادلات
معادلات بدست آمده، همگی بر اساس اصل بقای انرژی و به شکل تفاضل محدود به دست آمده اند. با حل کردن آنها می توان به منحنی های توزیع دما دست یافت. برای حل معادلات دیفرانسیل دو روش تحلیلی و عددی وجود دارد. اما از آنجایی که معادلات به دست آمده، در حالت گذرا^[۱۳۹] می باشند و شرایط مرزی با گذشت زمان متغیر است، روش عددی بهترین شیوه حل خواهد بود. برای حل معادلات دیفرانسیل به شیوه عددی، روش های المان محدود^[۱۴۰] و تفاضل محدود^[۱۴۱] وجود دارند. در این پژوهش به دلیل پیچیدگی کمتر و دقت نسبتاً خوب، روش تفاضل محدود انتخاب شده است (خدابخش و همکاران، ۱۳۹۱). روش تفاضل محدود بر پایه تغییرات متغیر وابسته نسبت به تغییرات متغیر مستقل بنا نهاده شده است. عموماً روش تفاضل محدود برای حل عددی کلیه معادلات دیفرانسیل و جزئی مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش، مقدار دما در هر نقطه (گره) را می توان به سه صورت تفاضل پیش رو^[۱۴۲]، تفاضل پس رو^[۱۴۳] و تفاضل مرکزی^[۱۴۴] تعریف نمود (Incropera et al, 2005). در این پژوهش از روش تفاضل پیش رو استفاده گردید. در تفاضل پیش رو، مقدار دما در نقطه بعدی را با بهره گرفتن از دمای نقطه موجود به دست می آورند. همچنین روش تفاضل محدود از نظر المان بندی زمانی می تواند به دو طریق روش ضمنی^[۱۴۵] و روش صریح^[۱۴۶] بیان گردد. در روش صریح، معادله به صورت مستقیم قابل حل است ولی در روش ضمنی بایستی دستگاه معادلات نوشته شده و مجموعه معادلات حل شوند که در تحقیق حاضر به دلیل سادگی از روش صریح استفاده گردید. در این شیوه دما در زمان t+dt مستقیماً از دمای زمانt بدست می آید (Holman, 2002).
فصل چهارم
نتایج و بحث
قبل از انجام آزمایش ها، امکان سنجی خشک شدن دانه های ذرت با کمک ذرات بی اثر بررسی گردید که در ادامه نتایج این بررسی آورده می شود.
پس از حل معادلات بدست آمده در فصل سوم با کمک روش تفاضل محدود، تغییرات دمای دانه در حالت های مختلف خشک شدن سه ضریب همرفتی: ۷۴/۱۸h₁=، ۶۱/۲۹h₂= و ۷۰/۳۸h₃= وات بر متر مربع درجه سلسیوس و سه دمای هوای خشک کننده: ۵۰، ۶۰ و ۷۰ درجه سلسیوس و چهار حالت با کمک ذرات بی اثر (با ۴، ۸ و ۱۲ عدد ذره بی اثر در اطراف هر دانه ذرت) و بدون استفاده از ذرات بی اثر بررسی گردیدند. حالت های مختلف کاربرد ذرات بی اثر به صورت i=0 برای عدم کاربرد، i=4 برای کاربرد ۴ عدد ذره بی اثر، i=8 برای کاربرد ۸ عدد ذره بی اثر و i=12 جهت کاربرد ۱۲ عدد ذره بی اثر نشان داده شدند.
میانگین دمای دانه ذرت، در حالت های مختلف خشک شدن با بهره گرفتن از میانگین دمای گره های مختلف دانه بدست آورده شد. در نمودارهای ۴-۱ تا ۴-۹ تغییرات میانگین دمای دانه ذرت در حالت های مختلف آورده شده است. دو نتیجه کلی می توان از این نمودار ها بدست آورد:
الف) هنگامی که از ذرات بی اثر برای خشک کردن استفاده شده است، نرخ خشک شدن افزایش یافته است. هر چه تعداد ذرات بی اثر زیادتر شده است، نرخ خشک شدن نیز افزایش داشته است. که این دقیقاً همان چیزی است که در اهداف پژوهش بیان گردید. زیرا با فرستادن ذرات بی اثر به داخل دانه های ذرت دمای دانه ها بدون این که از منبع گرمایی دیگری کمک گرفته شود، سریع تر بالاتر رفته و موجب می شود ضریب انتشار رطوبت دانه بهبود یافته و لذا دانه زودتر خشک شود. پدیده مذکور به این دلیل اتفاق می افتد که ذرات حامل انرژی دارای رسانایی بالاتر و ظرفیت گرمایی پایین تری نسبت به دانه ذرت بوده در نتیجه حرارت هوای گرم را خیلی سریع جذب کرده و در زمان کمی به دانه های ذرت منتقل می نمایند.
ب) با افزایش ضریب همرفتی هوای خشک کننده دمای دانه ذرت بیشتر می شود. این پدیده به دلیل افزایش میزان حرارت انتقالی از هوای گرم به دانه می باشد. همچنین با بالا رفتن ضریب همرفتی اثر کاربرد ذرات حامل انرژی تا حدودی کاهش می یابد. زیرا با افزایش ضریب همرفتی مقدار حرارتی که به دانه منتقل می شود بیشتر شده در نتیجه دمای آن سریع تر بالاتر می رود. ولی برای انجام این کار(بالابردن ضریب همرفتی)، باید از فن بزرگتر و میزان انرژی بیشتری استفاده کرد و لذا هزینه بیشتری نیز صرف خواهد شد. اما در حالتی که افزایش دمای دانه ذرت، با کاربرد ذرات بی اثر تسریع یابد، فقط هزینه اولیه خرید ذرات بی اثر وجود دارد.
۴-۱- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت در حالت های مختلف خشک شدن بر اساس امکان سنجی
زمان خشک شدن (ثانیه)
نمودار۴-۱- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت در اثر پیشرفت فرایند خشک شدن در ضریب همرفتی ثابت W/m²°C 74/18تحت دمای هوای خشک کننده ثابت C°۵۰ با و بدون کمک ذرات حامل انرژی
نمودار ۴-۲- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت در اثر پیشرفت فرایند خشک شدن در ضریب همرفتی ثابت W/m²°C 61/29 تحت دمای هوای خشک کننده ثابت C°۵۰ با و بدون کمک ذرات حامل انرژی
نمودار۴-۳- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت در اثر پیشرفت فرایند خشک شدن در ضریب همرفتی ثابت W/m²°C 70/38 تحت دمای هوای خشک کننده ثابتC°۵۰ با و بدون کمک ذرات حامل انرژی
از هر کدام از این نمودار ها می توان نتیجه گرفت که با کاربرد ذرات بی اثر بیشتر می توان نرخ انتقال حرارت به دانه را افزایش داد. البته همان گونه که مشخص است در ضرایب همرفتی کمتر اثر این افزایش نرخ انتقال حرارت بیشتر خواهد بود. بنابراین با صرف هزینه کمتر به دلیل ایجاد دبی هوای کمتر می توان دانه را سریعتر گرم نمود. قابل ذکر است که هر چند ممکن است هزینه اولیه تهیه ذرات بی اثر مقداری بالا باشد، ولی می توان آنها را برای مدت زمان زیادی مکرراً استفاده کرد که بنابراین هزینه اولیه آنها جبران خواهد شد.
نمودار۴-۴- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت در اثر پیشرفت فرایند خشک شدن در ضریب همرفتی ثابت W/m² °C 74/18تحت دمای هوای خشک کننده ثابتC°۶۰ با و بدون کمک ذرات حامل انرژی
نمودار۴-۵- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت در اثر پیشرفت فرایند خشک شدن در ضریب همرفتی ثابت W/m² °C 61/29 تحت دمای هوای خشک کننده ثابتC°۶۰ با و بدون کمک ذرات حامل انرژی
نمودار۴-۶- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت در اثر پیشرفت فرایند خشک شدن در ضریب همرفتی ثابت W/m² °C 70/38 تحت دمای هوای خشک کننده ثابتC°۶۰ با و بدون کمک ذرات حامل انرژی
در نمودار های ۴-۴ تا ۴-۶ نیز مانند نمودار های ۴-۱ تا ۴-۳ اثرات کاربرد ذرات بی اثر در سه ضریب همرفتی ثابت هوای خشک کننده، دمای ثابت ۶۰ درجه سلسیوس و چهار سطح به کارگیری ذرات بی اثر آورده شده است. در این جا نیز می توان به وضوح نتیجه گرفت که هر چه تعداد ذرات بی اثر بیشتر شود، دمای متوسط دانه ذرت (در زمان یکسان) افزایش خواهد یافت. که دلیل آن این است که ذرات بی اثر به علت ظرفیت گرمایی کم و رسانایی بالا خیلی سریع گرم شده و موجب افزایش سریع تر دمای دانه ذرت می شوند. از مقایسه نمودار های ۴-۱ تا ۴-۳ با نمودار های۴-۴ تا ۴-۶ به راحتی می توان نتیجه گرفت که تاثیر کاربرد ذرات بی اثر در دمای ۶۰ درجه سلسیوس به مراتب بیشتر از دمای ۵۰ درجه سلسیوس است. از اطلاعات موجود در جدول ۴-۱ استنباط می شود که اختلاف دمای متوسط دانه ذرت زمانی که از هوای خشک کننده با ضریب همرفتی ثابت C°W/m²74/18 و حرارت ۶۰ درجه سلسیوس استفاده شود در مقایسه با حالتی که از هوای با ۵۰ درجه سلسیوس حرارت و همان ضریب همرفتی استفاده شود، بدون حضور ذرات بی اثر مساوی C°۲۶/۷، با کاربرد ۴ عدد ذره بی اثر، C°۹۵/۷، با ۸ عدد ذره بی اثر، C°۳۲/۸ و در صورت کاربرد ۱۲ عدد ذره بی اثر مساوی C°۶۰/۸ خواهند بود.
نمودار۴-۷- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت در اثر پیشرفت فرایند خشک شدن در ضریب همرفتی ثابت W/m² °C 74/18تحت دمای هوای خشک کننده ثابت C°۷۰ با و بدون کمک ذرات حامل انرژی
نمودار۴-۸- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت در اثر پیشرفت فرایند خشک شدن در ضریب همرفتی ثابت
W/m² °C 61/29 تحت دمای هوای خشک کننده ثابتC°۷۰ با و بدون کمک ذرات حامل انرژی
نمودار۴-۹- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت در اثر پیشرفت فرایند خشک شدن در ضریب همرفتی ثابت W/m² °C 70/38 تحت دمای هوای خشک کننده ثابتC°۷۰ با و بدون کمک ذرات حامل انرژی
در دمای هوای خشک کننده ۷۰ درجه سلسیوس نیز مانند دو دمای دیگر، تاثیر کاربرد سطوح مختلف ذرات بی اثر در گرم کردن سریع تر دانه ذرت در نمودار های ۴-۷ تا ۴-۹ نشان داده شده است. همان گونه که مشاهده می شود، با افزایش تعداد ذرات بی اثر، دانه ذرت نیز سریع تر گرم خواهد شد. از مقایسه این نمودارها (۴-۷ تا ۴-۹) با نمودارهای قبلی به راحتی می توان فهمید که اثر کاربرد ذرات بی اثر در دماهای بالاتر هوای خشک کننده نسبت به دماهای پایین تر محسوس تر است. به گونه ای که بهترین حالت کاربرد ذرات بی اثر در این آزمایشات دمای ۷۰درجه سلسیوس، ضریب همرفتی۷۴/۱۸ وات بر متر مربع درجه سلسیوس و تعداد ۱۲ ذره بی اثر به ازای هر دانه ذرت می باشد.
متوسط دمای دانه ذرت در ضرایب مختلف همرفتی هوای خشک کننده جهت مقایسه در ادامه آورده شده است.
نمودار۴-۱۰- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت تحت دمای هوای خشک کننده ثابت C˚۵۰ و ضرایب همرفتی مختلف، بدون حضور ذرات بی اثر
از نمودار ۴-۱۰ استنباط می شود که با افزایش ضریب همرفتی هوای خشک کننده، متوسط دمای دانه ذرت (در زمان یکسان) نیز افزایش می یابد. البته بعد از گذشت زمان حدود ۵۰۰ ثانیه نمودارها به همدیگر بسیار نزدیک شده اند. این امر کاملاً طبیعی است. کار تحقیقاتی مشابهی توسط Abbasi souraki , Mowla (2008) جهت شبیه سازی فرایند انتقال حرارت به درون گیاه سیر انجام گرفت. در شبیه سازی مذکور نیز پس از گذشت زمان حدود ۳۰۰ ثانیه همه گره های گیاه به دمای هوای خشک کننده رسید.
نمودار۴-۱۱- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت تحت دمای هوای خشک کننده ثابت C˚۵۰ و ضرایب همرفتی مختلف، در حالتی که از ۴ عدد ذره حامل انرژی استفاده شود.
از نمودار ۴-۱۱ نیز می توان متوجه شد که با افزایش ضریب همرفتی هوای خشک کننده، متوسط دمای دانه ذرت، سریعتر افزایش یافته و زودتر به دمای هوای خشک کننده می رسد. از مقایسه این نمودار با نمودار ۴-۱۰ به راحتی می توان فهمید که در حالتی که از ذرات بی اثر استفاده شود، متوسط دمای دانه ذرت، در زمان کمتری به دمای هوای خشک کننده می رسد (حدوداً در زمان۳۵۰ ثانیه هر سه حالت نمودار به دمای هوای خشک کننده رسیده اند).
نمودار۴-۱۲- تغییرات متوسط دمای دانه ذرت تحت دمای هوای خشک کننده ثابت C˚۵۰ و ضرایب همرفتی مختلف، در حالتی که از ۸ عدد ذره حامل انرژی استفاده شود.
در نمودار ۴-۱۲، نیز متوسط دمای دانه ذرت تحت دمای هوای خشک کننده ۵۰ درجه سلسیوس، در ضرایب مختلف همرفتی هوای خشک کننده و با کاربرد ۸ عدد ذره بی اثر آورده شده است. همان گونه که مشاهده می شود، با افزایش ضریب همرفتی هوای خشک کننده، دمای دانه ذرت، سریعتر افزایش می یابد. از مقایسه این نمودار با حالتی که از تعداد ذرات بی اثر کمتری استفاده می شود، (نمودار ۴-۱۱) می توان فهمید که با افزایش تعداد ذرات بی اثر، زمان افزایش دمای دانه ذرت نیز کمتر خواهد شد و بعد از گذشت تقریباً بیش از ۳۰۰ ثانیه هر سه نمودار به همدیگر و به دمای هوای خشک کننده بسیار نزدیک شده اند.

کلسترول

۵/۸

اسید های چرب آزاد

۲۲

تری گلیسیرید ها

۳۵

مومها و استرهای مومی

۶/۱۸

اسکوالن

۳/۱۱

هیدروکربنهای متفرقه

۵

سبوم مصنوعی با ترکیباتی نسبتا مشابه سبوم طبیعی برای تحقیقات در مورد کارایی این فراورده ها ساخته شده است^(۶۲). از نکات مهم دیگر در این مورد چگونگی پخش سبوم ترشح شده بر روی پوست می باشد. تحقیقات نشان داده اند که پخش و گسترش سبوم در زمانی که موها توسط خشک کن برقی خشک شوند بیشتر و سریعتر از زمانی خواهد بود که عمل خشک کردن در دمای معمولی اتاق انجام گردد.

۴-۸- مروری بر خواص پاک کنندگی شامپوها
اگر چه امولسیونه کردن و مهمترین نقش را در خاصیت پاک کنندگی شامپوها اعمال می کنند، اما باید عوامل دیگری را نیز در نظر گرفت از قبیل خواص فیزیکوشیمیائی سبوم و تاثیر گذشت زمان بر خواص فیزیکوشیمیائی و رئولوژی آن که در قابلیت پاک شدن آن از روی پوست و مو موثر باشد. همچنین آلودگی های محلول در چربی معلق در هوا می توانند بر روانی و جریان پذیری سبوم تاثیر داشته باشند. برای درک بهتر عوامل موثر و مکانیسم های درگیر در این مسئله باید خصوصیات سبوم از جنبه های مختلف بصورت دقیق مشخص گردند.
۴-۹- کف کنندگی شامپوها
خاصیت ایجاد کف توسز شامپوها یکی از مهمترین خواص آنها بشمار رفته و نقش مهمی در پذیرش فراورده از جانب مصرف کننده دارد، زیرا یک نشانه عینی برای مشاهده قدرت پاک کنندگی شامپو برای مصرف کننده می باشد. شامپو باید به سرعت و به مقدار کافی کف کند. عمل کف کردن طی سه مرحله انجام می گیرد که به شرح ذیل می باشد :
تولید سریع کف
رسیدن کف به حداکثر مقدار خود
پایدار ماندن و غلظت مناسب کف ایجاد شده
ثبات و غلظت کف ایجاد شده باید به گونه ای باشدکه اصطلاحا حالت کرمی نامیده می شود. فرمولاتور شامپو باید این توانایی را داشته باشد که مقدار و خصوصیات اصلی کف تولید شده توسط فرآورده را بصورت کمی مورد ارزیابی قرار دهد، البته خصویلت کف از قبیل قابلیت تشکیل لایه نازک یا کشش بین سطحی آن نمی تواند معیار مناسب و قابل اطمینانی از کارایی عملی شامپو را در اختیار قرار دهد. یک روش برای ارزیابی و اندازه گیری کف تولید شده توسط فرآورده به نام روش رس- مایلز^[۴۷] نامیده شده که به شرح ذیل می باشد :
یک حجم استاندارد از شامپو از داخل یک ظرف قیف مانند در زمان مشخص به درون یک ظرف استوانه ای بزرک حاوی مقدار مشخصی آب ریخته می شود. ریزش فرآورده به درون آب سبب ایجاد کف می گردد که حجم ان قابل اندازه گیری می باشد. این روش را می توان مقداری تغییر نیز داد مثلا برای نزدیکتر شدن نتایج آن با میزان عملی در ظرف دوکی شکل نیز به جای استفاده از نیروی گرانشی برای ریزش فراورده می توان از پمپ استفاده کرد. آزمایشات دیگری نیز برای اندازه گیری کمی ظرفیت تولید کف شامپوها وجود دارد که به فراوانی مورد استفاده قرار می گیرند. در این آزمایشات برای ایجاد کف از روش های دیگری غیر از ریزش از قبیل بهم زدن فراورده یا دمیدن هوای پر فشار به داخل آن استفاده می شود، اما این روش ها از ضریب اطمینان بالایی برخوردار نیستند. به غیر از حجم کف ایجاد شده روش هائی برای ارزیابی سایر خواص کف موجود است اما به اندازه تعیین حجم کف عمومیت ندارند. این آزمایشات برای بررسی ثبات و غلظت کف ایجاد شده و اساس آنها بر پایه مدت زمان جریان یافتن کف مورد نظر از یک ظرف قیف مانند می باشد. بدیهی است که یک کف با ثبات و کرمی به مدت زمان بیشتری نسبت به یک کف بی ثبات، طریف و شکننده برای جریان یافتن در شرایط مشابه نیاز دارد. روش ایده آل برای پیش بینی قدرت تولید کف شامپوها به اینصورت است که شرایط معمولی استفاده از شامپو توسط مصرف کننده را شبیه سازی نماید. در این روش اجزا و مواد دخیل در فرایند طبیعی شستشوی سر از قبیل مو، سبوم، ماده پاک کننده و آب باید موجود باشد. همچنین دماو رطوبت نیز مشابه با شرایط طبیعی مصرف ننده باید بازسازی گردد. مهمترین عامل در این روش شرایط مکانیکی ودینامیکی تولید کف می باشد. در حال طبیعی شستشوی سر تولید کف با هیچ یک از روش های گفته شده در آزمایشات مانند ریزش، به هم زدن یا دمیدن هوا انجام نمی گردد. بلکه کف ایجاد شده در نتیجه فشرده شدن و وارد آمدن نیرو به موها در شرایط اشباع از شامپو ایجاد می گردد. در روش شبیه سازی، کف از فشرده شدن مقدار مشخصی موی آغشته به سبوم و محلول شامپو در بین انگشتان دست ایجاد می گردد.
۴-۱۰- اجزاء شامپوها:
اساس ساختمان یک شامپو یک محلول از مواد شوینده آن می باشد. خواص این محلول شوینده توسط مواد افزودنی به نحوی تغییر داده می شود که استفاده از آن راحت تر شده و آسیب دیدگی موها در نتیجه تماس با مواد شوینده به حداقل میزان ممکن کاهش یابد. لیست مواد مورد استفاده در فرمولاسیون شامپو به شرح ذیل می باشد:
ماده یا مواد پاک کننده اصلی
افزودنی ها و پاک کننده های کف
مواد مات کننده
مواد هیدروتورپ
تنظیم کننده های ویسکوزیته
مواد اکتیو
سایر …
بررسی جزئیات مواد تشکیل دهنده شامپو
آب :
اولین ماده ای است که در ترکیب شامپو وجود دارد و در حدود ۷۰ الی ۸۰ درصد از شامپو را تشکیل می دهد، آب است. آب مورد استفاده در شامپو دیونیزه و و در واق آبی است که عملیات خاصی برای برداشتن ذرات مختلف مانند ذرات فلزی یا یون های ناخواسته موجود در آن صورت گرفته است.
۴-۱۰-۱- بررسی مواد فعال کننده در سطح^(۶۴) :

فصل دوم
مروری بر پژوهش های پیشین
آسپیرین دارویی برای درمان سردرد، تب، روماتیسم مفصلی، بیماری های قلبی- عروقی و سرطان است. با توجه به مصرف زیاد آسپیرین در دنیا بررسی تاثیرات این دارو بر روی سیستم فیژیولوژیکی و پروتئین های بدن ضروری به نظر می رسد. Pinckard و همکاران در سال ۱۹۶۸ نشان دادند که آسپیرین توانایی استیله کردن ترکیبات سلولی مانند پروتئین ها، هورمون ها و اسیدهای نوکلئیک را دارد.

مطالعات متعددی در خصوص بررسی اثر استیلاسیون به وسیله ی آسپیرین بر روی عملکرد زیستی پروتئین های مختلف صورت گرفته است. در ادامه شرح پژوهش های انجام شده در ارتباط با تاثیر آسپیرین بر روی پروتئین های مختلف آمده است.
Hawkinsو همکاران در مطالعات مختلف در سال های ۱۹۶۸ و ۱۹۶۹ نشان دادند که آسپیرین توانایی استیله کردن آلبومین سرم انسانی در شرایط آزمایشگاهی و درون بدن را دارد. استیلاسیون این پروتئین سبب تغییر ساختار فضایی آن می گردد. آلبومین استیله دارای الگوی پپتیدی متفاوتی در مقایسه با پروتئین طبیعی می باشد. برش پروتئین آلبومین طبیعی سرم انسانی با آنزیم تریپسین منجر به تولید دو قطعه Bو C می شود، در حالی که تأثیر تریپسین بر شکل استیله این پروتئین همراه با تولید یک قطعه موسوم به قطعه ی A می باشد. به نظر می رسد که این تغییر به دلیل تشکیل ترکیب N- استیل با گروه ε- آمین اسید آمینه ی لیزین می باشد.
Minden و همکاران در سال ۱۹۶۷ و Honma و همکاران در سال ۱۹۹۱ گزارش کردند که در سرم افراد مبتلا به بیماری روماتیسم مفصلی که داروی آسپیرین مصرف می کنند آنتی بادی علیه آلبومین استیله وجود دارد. به نظر می رسد که آسپیرین با استیلاسیون این پروتئین موجب بروز پاسخ ایمنی در بدن می شود.
در مطالعاتی که توسط Walder و همکاران در سال ۱۹۷۷ و Shamsuddin و همکاران در سال ۱۹۷۴ بر روی هموگلوبین (HbA^[70] , HbS^[71]) صورت گرفت مشخص شد که هر دو زنجیره آلفا و بتای هموگلوبین به وسیله ی آسپیرین استیله می شود. بیشترگروه های استیل به لیزین های ۵۹، ۹۰ و ۱۴۴ در زنجیره بتای این پروتئین متصل می شود. با وجود اینکه Klotz و همکاران در سال ۱۹۷۳ گزارش کردند که این تغییر شیمیایی تمایل HbS برای مولکول اکسیژن را افزایش می دهد، مطالعه بعدی در سال ۱۹۸۳ توسط Greenberg این نتیجه را تائید نکرد.
Roth و همکاران در سال ۱۹۷۵ گزارش کردند که استیلاسیون پلاکت ها به مهار عملکرد آن منجر می شود.
Bjornsson و همکاران در سال ۱۹۸۸ مشاهده کردند که آسپیرین در شرایط آزمایشگاهی و در بدن پروتئین فیبرینوژن را استیله می کند. N- استیلاسیون باقی مانده لیزینی این پروتئین احتمال هضم لخته های فیبرین را افزایش می دهد.
Roth و همکاران در سال ۱۹۸۳ به بررسی اثر آسپیرین بر روی آنزیم های سیکلواکسیژناز ( Cox ) پرداختند. این گروه نشان دادند که آسپیرین به طور انتخابی گروه هیدروکسی باقی مانده سرین ۵۳۰ در آنزیم Cox-1 را استیله می کند. این تغییر شیمیایی ایجاد شده موجب مهار برگشت ناپذیر فعالیت سیکلواکسیژنازی این آنزیم می گردد.
Vane و همکاران در سال ۱۹۹۸گزارش کردند که آسپیرین به سرین ۵۱۶ در جایگاه فعال آنزیم Cox-2 وصل می شود. البته به دلیل بزرگتر بودن جایگاه فعال آنزیم Cox-2، درجه مهار آسپیرین برای این آنزیم نسبت به Cox-1 کمتر می باشد. با غیر فعال شدن آنزیم های سیکلواکسیژناز تولید پروستاگلاندین ها که مسئول ایجاد تب، درد و التهاب می باشند، کاهش می یابد.
آسپیرین به عنوان یک عامل ضد قندی شدن از طریق استیله کردن گروه های آمین آزاد در پروتئین ها عمل می کند و مانع تشکیل محصول آمادوری و محصول پیشرفته قندی شدن غیر آنزیمی می گردد. قندی شدن غیر آنزیمی پروتئین از عوارض ثانویه دیابت شیرین است. بنابراین فرایند استیله شدن پروتئین ها با آسپیرین می تواند این عارضه را کاهش دهد.
در مطالعات انجام شده در سال ۱۹۹۳ توسط Cherian و Qin مشخص شد که آسپیرین با استیله کردن اسیدآمینه های لیزین و سیستئین در گاما کریستالین لنز و ممانعت از قندی شدن آن اثر حفاظتی در برابر بیماری آب مروارید دارد.
Hadley و همکاران در سال ۲۰۰۱ پیشنهاد کردند که آسپیرین با استیله کردن پروتئین های کلاژن قرنیه مانع از قندی شدن آن در حضور گلوکز می شود.
طی پژوهشی که در سال ۱۹۸۶ توسط Rendell و همکاران صورت گرفت مشخص شد که آسپیرین توانایی مهار قندی شدن پروتئین های آلبومین و هموگلوبین از طریق استیلاسیون در شرایط آزمایشگاهی و در بدن را دارا می باشد. این پدیده می تواند در عملکردهای پروتئین آلبومین مانند خصوصیات اتصال به لیگاند آن تداخل ایجاد کند.
تاثیر داروهای ضد التهابی غیر استروئیدی (آسپیرین، ایپوپروفن، ناپروکسن و کتوپروفن) بر روی تشکیل فیبر آمیلوئیدی پروتئین های آمیلین و بتا آمیلوئید در شرایط آزمایشگاهی انجام شده است.
Thomas و همکاران در سال ۲۰۰۳ نشان دادند که داروهای ضد التهابی غیر استروئیدی مانند آسپیرین با ممانعت از تشکیل صفحات بتا در پروتئین آمیلین انسانی سبب مهار فرایند توده ای شدن این پروتئین در حضور ترکیب واسرشت کننده ی تری فلوئورو اتانول می شود. در مطالعه Hirohata و همکاران در سال ۲۰۰۵ نشان داده شد که داروهای ضد التهابی غیر استروئیدی مانند آسپیرین اثر ضد آمیلوئیدوژنیک دارد و در شرایط آزمایشگاهی تشکیل فیبریل های بتا- آمیلوئید (Aβ) را مهار می کند.
تاکنون مطالعه ای در مورد تاثیر استیلاسیون به وسیله ی عوامل استیله کننده مانند آسپیرین بر روی فیبریلاسیون پروتئین انسولین گزارش نشده است. قابل ذکر است در پژوهشی که توسط Lindsay وهمکاران در سال ۱۹۷۰ انجام شد مشاهده کردند که استیلاسیون گروه آمین لیزین ۲۹ انسولین با ترکیب N-هیدروکسی سوکسینیمید استات تاثیری بر روی فعالیت زیستی این هورمون ندارد. علاوه بر لیزین ۲۹، گروه های آمین انتهای دو زنجیره ی آلفا و بتای انسولین نیز قابلیت استیله شدن دارند. از این رو احتمالا الگوی استیلاسیون در حضور آسپیرین با آنچه در حضور ترکیب شیمیایی فوق الذکر انجام شده است متفاوت می باشد. در این پژوهش اثر استیلاسیون به وسیله ی داروی پرمصرف آسپیرین بر ساختار و ویژگی های آمیلوئیدی این هورمون مطالعه می شود.
اهداف پژوهشی
همانطور که پیشتر بیان شد آسپیرین داروی تجویزی برای افراد دیابتی به منظور کنترل و یا درمان عوارض قلبی– عروقی ناشی از این بیماری است. از آنجایی که آسپیرین به عنوان داروی درمانی در غلظت های مختلف استفاده می شود، امکان دارد که مصرف مکرر آن حتی در مقادیر کم و در بلند مدت به استیله شدن پروتئین هایی با نیمه عمر طولانی منجر شود (Alfonso و همکاران ۲۰۰۹). تغییرات ساختاری انسولین و تمایل این هورمون برای فرایند توده ای شدن یا تشکیل فیبر آمیلوئیدی در حالت استیله از منظر پزشکی اهمیت بسزایی دارد. با توجه به اینکه پروتئین انسولین به عنوان پروتئین مولد فیبر آمیلوئیدی شناخته شده است در این پژوهش بر آن شدیم تا تاثیر آسپیرین به عنوان عامل استیله کننده بر روی ساختار و ویزگی های آمیلوئیدی این پروتئین را بررسی کنیم.
هدف اصلی این پژوهش بررسی ساختار و خصوصیت آمیلوئیدی انسولین استیله و غیر استیله می باشد. در این پژوهش تاثیر استیلاسیون بر ساختار دوم و سوم انسولین بررسی می شود. بررسی محتوای ساختار دوم با دستگاه دورنگ نمای دورانی و مطالعه ی ساختار سوم انسولین به کمک دستگاه فلورسانس انجام می شود. از آنجایی که در مسیر فرایند توده ای شدن پروتئینی یا تشکیل فیبر آمیلوئیدی حد واسط هایی با وزن مولکولی بالا تشکیل می شود که گاها فوق العاده سمی می باشند هدف دیگر این پژوهش مطالعه پیدایش این حد واسط ها ضمن استیله شدن انسولین است که به کمک دستگاه پراکنش پویای نور (DLS) و روش SDS-PAGE در شرایط احیایی و غیر احیایی انجام می شود. از دیگر اهداف این پژوهش مقایسه سمیت فیبر آمیلوئیدی انسولین در دو حالت استیله و طبیعی است. همچنین مطالعه تشکیل فیبر آمیلوئیدی انسولین به کمک آزمون های نشر فلورسانس ThT، جذب کونگوی قرمز و همچنین به وسیله ی میکروسکوپ فلورسانس انجام می گیرد.
فصل سوم
مواد و روش های تحقیق
۳-۱- مواد مصرفی و رده ی سلولی
۳-۱-۱- مواد مصرفی
انسولین پانکراس گاوی (BPI)، آسپیرین ، دی تیو تریتول (DTT)، کلرید سدیم، کیسه دیالیز، آکریل آمید، بیس آکریل آمید، رنگ های حیاتی(تریپان بلو^[۷۲] و ^[۷۳]MTT)، RPMI^[74]، DMF^[75]، پلیت کشت سلولی ۹۶ خانه ای، تریس آمین، سدیم دو دسیل سولفات(^[۷۶]SDS)، NaH2PO4،Na2HPO4 ، آمونیوم پرسولفات ،TEMED^[77]، رنگ کنگوی قرمز، تیوفلاوین T(ThT)، اُ- فتالدهید^[۷۸] (OPA)، آنیلینو- نفتالین- سولفونیک اسید(ANS)، مرکاپتواتانول، اوره، تری فلوئورواتانول^[۷۹] (TFE) و فلورسامین^[۸۰].
۳-۱-۲- رده ی سلولی
در این پژوهش از رده ی سلولی Jurkat استفاده شد. در محیط RPMI-1640 حاوی ۱۰ درصد FBS^[81] و در محیط مرطوب و شرایط دمایی ۳۷ درجه سانتی گراد و ۵ درصد CO₂ نگهداری شد.
۳-۲- تهیه محلول ها
۳-۲-۱- تهیه محلول های مورد نیاز کشت سلول سرطانی
۳-۲-۱-۱- تهیه محلول MTT
پودر زرد زنگ MTT ابتدا در بافر فسفات سالین^[۸۲] (PBS) حل شد به طوری که غلظت نهایی آن ۲/۴ میلی گرم در میلی لیتر بود. سپس محلول MTT به منظور گند زدایی و حذف ذرات نامحلول احتمالی که در برخی نمونه های MTT وجود دارد از فیلتر ۲/۰ میکرو متری عبور داده شد و در دمای ۴ درجه سانتی گراد نگهداری شد. نگهداری محلول بیش از ۴ روز در دمای ۴ درجه سانتی گراد باعث تجزیه ترکیب وایجاد خطا در نتایج می گردد.
۳-۲-۱-۲- تهیه محلول تریپان بلو جهت رنگ آمیزی و شمارش سلول های زنده و غیر زنده
این محلول جهت رنگ آمیزی و شمارش سلول های زنده و غیر زنده به کار می رود. محلول تریپان بلو برای رنگ آمیزی سلول v) /w) 4/0 درصد تهیه می شود (Farndale و همکاران ۱۹۸۶). برای تهیه یک میلی لیتر محلول تریپان بلو ۴ میلی گرم پودر تریپان بلو در یک میلی لیتر PBS حل و در دمای ۴ درجه سانتی گراد نگهداری می شود.
۳-۲-۱-۳- تهیه محلول SDS-DMF
این محلول شامل SDS 10 درصد، DMF 50 درصد و H₂O 40 درصد می باشد. به منظور تهیه ۱۲ میلی لیتر از این محلول ۲/۱ گرم پودر SDS، ۶ میلی لیتر محلول DMFو ۸/۴ میلی لیتر آب استفاده شد.
۳-۲-۲- تهیه ی محلول های پروتئینی
۳-۲-۲-۱- تهیه ی محلول انسولین
مقدار جذب با غلظت نمونه اغلب رابطه خطی دارد و از قانون بیرلامبرت تبعیت می کند (A= ɛ.C.L).
در این معادله A مقدار جذب (OD) را نشان می دهد. جذب یک عدد بدون واحد بوده و معمولا محدوده بهینه آن برای تعیین غلظت ماکرومولکول ها بین ۲/۰ تا ۸/۰ می باشد. در غلظت های زیادتر یا کمتر انحراف مثبت یا منفی از قانون بیرلامبرت مشاهده می شود. در این رابطه ɛ ضریب جذب یا ضریب خاموشی است که به تعداد اسیدهای آمینه سیستئین منفرد، تیروزین و اسیدهای آمینه آروماتیک (که دارای خاصیت ذاتی کروموفور است) بستگی دارد. ضریب جذبی بیش تر نشان دهنده ی تمایل بیشتر کروموفور برای جذب نور است. در این رابطه C غلظت نمونه پروتئینی و L طول مسیر طی شده به وسیله ی نور است که معمولا ۱ سانتی متر می باشد. مقدار ضریب جذبی بالای اسید آمینه های آروماتیک در طول موج ۲۸۰ نانومتر باعث شده است که طول موج یاد شده به عنوان λ_max برای تعیین غلظت پروتئین ها به کار رود. هر پروتئین ضریب جذبی مختص به خود را دارد که برای تعیین غلظت به سادگی با خواندن مقدار جذب در λ_max آن می توان غلظت نمونه پروتئینی را تعیین کرد. ضریب جذب ( ɛ_۲۷۶) برای هورمون انسولین پانکراس گاوی معادل mg^-1 ml^-1 ۰۸/۱ به ازای هر ۱ میلی گرم در میلی لیتر است.
برای تهیه ی محلول انسولین، مقدار این پروتئین در حداقل حجم سود ۱/۰ مولار حل شد. بعد از اضافه کردن بافر فسفات ۱۰۰ میلی مولار ۴/۷ pH به آن به وسیله ی دستگاه اسپکتروفتومتر مدل T90⁺ UV/Vis و ضمن خواندن جذب ۲۷۶ نانومتر تعیین غلظت شد.

شکل ۳-۱- نمایی از طیف جذبی انسولین.
۳-۲-۲-۲- تهیه محلول های بتاکازئین و آلفاکریستالین
استوک پروتئین های تخلیص شده بتاکازئین و آلفاکریستالین که در بافر فسفات ۱۰۰ میلی مولار حل شده بود با توجه به ضریب جذب یا اپسیلون بتاکازئین و آلفاکریستالین (به ترتیب mg^-1 mL^-1 ۴۸/۰و ۸۵/۰)، ضریب رقت و با بهره گرفتن از معادله ی A=εCL تعیین غلظت شد (Yousefi و همکاران ۲۰۰۹ ،Khanova و همکاران ۲۰۱۲).
۳-۲-۳- تهیه ی محلول های مورد نیاز
۳-۲-۳- ۱- تهیه محلول بافر فسفات
در این پژوهش بافر فسفات ۱۰۰ میلی مولار با ۴/۷pH استفاده شد. این بافر حاوی نمک مونو سدیم فسفات (NaH₂PO₄) و نمک دی سدیم فسفات (Na₂HPO₄) می باشد.
جدول۳-۱- مقادیر لازم برای تهیه ی ۱ لیتر بافر فسفات