Food Science & Technology

Production capacity:	From 1500 to 4500 pieces/hour
type of ice cream :	CUPS/CONES
Dimensions	126 X 126 X 183H
Dimensions (packed):	155 X 155 X 210H
Net weight Kg	500
Gross weight	770
Required electrical power	1,5
Description:
The basic machines is entirely built in stainless steel. The wide rotary table is made out of a single piece stainless steel and its easy movement is ensured by an electronic motovariator and a self-life-lubricated indexing box. All the basic movements of the machine are mechanically synchronised by means of cam discs, whereas some secondary movements are pneumatically operated. The machine is supplied with 12 round cavities for cups, having a max. diameter of 110 mm. and cones. The line is complete with ; • One set of round sizes for cups • One set of round sizes for cones and is supplied with following station: - Cups dispenser - Cones dispenser - Paper cone calibration - Chocolate spraying - Time elapse filling 1-2 colours - Chocolate topping - Nuts distributor - Lid dispenser - Lid pressing and cramping - Ejection of finished product

Dimensioni senza imballo cm:	85X41X126h
Dimensions cm	140X50X170h
Net weight Kg	110
Gross weight	140
Required electrical power	1,85 kW
Description:
TEKNO-ICE washing unit has been designed for the cleaning and sanitary operations of the ageing vats, continuous ice-cream freezers, plate heat exchangers, etc. as to avoid dismantling all parts of the equipment hich have been in contact with the mix. Entirely built in stainless steel, C.I.P. washing unit is provided with a high pressure centrifugal pump for the circulation of non-foaming cleaning solutions. The unit is basically supplied wheelmounted for an easy displacement. It is provided with supporting shoulders suitable to hang up freezer dashers and other parts to be cleaned. The machine complies to the EEC 89/392 Directive.

THE TEKNOMIX 600  IS AN AUTOMATIC LINE FOR ICE-CREAM 
MIX PROCESSING

The plant is pre-assembled on a stainless steel platform and is
complete with :

- N. 2 Pasteurizers in stainless steel, cap. 600 lt each.
- N. 1 Centrifugal sanitary pump
- N. 1 Programmable liter counter
- N. 1 Tubular filter
- N. 1 Plate heat exchanger for the ice cream mix pre-
                      cooling and cooling
- N. 1 Homogenizer of 600 lph
- N. 1 Control panel, in stainless steel, with all control and
                       security systems of the entire plant.
- N. 1 Gas boiler


Technical data of the plant:
Installed power  Kw: 11
Dim.: mm 4420x1500x1600h

روغن درخت ”پالم“ نیز یکی از انواع روغن‌های گیاهی است. با این تفاوت که پالم یک میوه است و از دانه‌های روغنی برای استحصال روغن خبری نیست.     
        
برای مصرف روغن پالم در ایران برنامه‌های زیادی داریم امروزه برای مصارف روغن در ایران از انواع این محصولات که همگی نباتی هستند استفاده می‌شود. روغن سویا، کوفولا، کلزا، دانه آفتاب‌گردان، پنبه و... انواع روغن‌هائی است که به ایران وارد می‌شود و در مقادیر بالا از کارخانجات به‌صورت بسته‌بندی شده ارائه می‌گردد.
روغن درخت ”پالم“ نیز یکی از انواع روغن‌های گیاهی است. با این تفاوت که پالم یک میوه است و از دانه‌های روغنی برای استحصال روغن خبری نیست. روغن پالم یک نوع صددرصد طبیعی و سالم است و مالزی به‌عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده این روغن (که بیش‌تر در مناطق حاره جهان عمل می‌آید) مطرح است. در گفت‌وگوئی با محمد رزالی‌بن‌محی‌الدین وابسته علوم سفارت مالزی در تهران به مزایا و نقاط قوت روغن پالم و مصرف آن اعم از صنعتی و خانگی پرداختیم. رزالی در این مصاحبه ۲ ساعته با حوصله و دقت فراوانی از نحوه بهره‌برداری و مزایای استفاده از روغن پالم در کشورهای مختلف جهان گفت. به‌گفته او مصرف این روغن هیچ نوع خطری را برای مصرف‌کننده در بر ندارد چرا که کاملاً طبیعی است. رزالی نسبت به برنامه‌های کنونی خودکفائی دانه‌های روغنی در ایران نیز اطلاعات بسیار بالائی داشت و معتقد بود که این برنامه‌ها دست آخر به‌جائی راه نمی‌برد.
ایران باید ۷۵ درصد نیاز خود را به روغن وارد کند پس چه بهتر که موانع قانونی و استانداردهای سخت‌گیرانه برطرف شود تا مردم ایران یک روغن ”سالم“ استفاده کنند.
▪ پالم یک میوه است و برخلاف دیگر مواد اولیه روغن به‌صورت ”دانه“ تولید نمی‌شود. برای شروع صحبت‌هایمان از ارزش غذائی این میوه روغنی بگوئید.
ـ روغن پالم یکی از ۱۷ نوع روغن خوراکی دنیاست که ارزش غذائی بسیار بالائی دارد اصلی‌ترین آن داشتن ویتامین A است که به این روغن رنگ قرمز خاصی می‌دهد. این رنگ قرمز نقطه مثبتی در روغن پالم محسوب می‌شود. نکته دیگر در روغن پالم وجود ویتامین‌های غنی از نوع E است که برای بدن بسیار مفید است. ترکیب این دو نوع ویتامین در بدن موجب می‌شود که غنای ویتامینی در بدن انسان به‌دست بیاید.
▪ این نوع ویتامین‌ها در دانه سویا یا دیگر دانه‌های روغنی وجود ندارد؟
ـ شاید این نوع ویتامین‌های E در دیگر دانه‌های روغنی هم وجود داشته باشد. اما باید گفت که این نوع ویتامین‌ها در پوسته دانه‌های روغنی وجود دارد نه در خود روغن. بنابراین روغن پالم در مقایسه با دیگر روغن‌ها ارزش غذائی بالائی دارد. علاوه بر این دو نوع ویتامین اصلی که بدن به آنها نیاز دارد یک‌سری ویتامین‌ها هم در روغن پالم وجود دارد که بسیار مفید است. مثل ترکیبات آنتی‌اکسیدان که این روغن را از سایر روغن‌های موجود در بازار متمایز می‌کند.
▪ بهره‌وری این نوع روغن در مقایسه با دیگر انواع روغن گیاهی چگونه است؟
ـ همه روغن‌ها طبیعی هستند. نمی‌توان گفت که یکی از انواع روغن‌ها بر دیگری مزیت دارد به‌دلیل این‌که هر نوع روغن مزایای خاص خود را دارد. ما هم به‌دنبال این نیستیم که بگوئیم روغن پالم تنها و بهترین روغن طبیعی دنیاست. اما بهره‌وری این روغن چیزی حدود ۵ برابر روغن‌های دیگر است. البته این آمار در مقیاس محصول به‌دست آمده در هر هکتار است. یعنی تولید روغن پالم از یک هکتار زمین ۵ برابر دیگر انواع دانه‌های روغنی است. در صورتی‌که برای دانه‌های روغنی رقم‌های دیگری به‌دست می‌آید. مثلاً کلزا ۲/۱ تن در هکتار و یا سویا یک تن در هکتار عملکرد دارد. بنابراین کشت پالم از لحاظ کمبود زمین‌های کشاورزی به‌صرفه‌تر است. چرا که اگر زمین‌های بیشتری را برای تولید روغن اختصاص دهید فضا برای سکونت کم‌تر خواهید داشت. یکی از نقاط مثبت روغن پالم این مسئله است.
▪ از میوه پالم چند نوع روغن استحصال می‌شود؟
ـ دو نوع. اول از پوسته سخت پالم و دیگری از هسته داخلی. هر دو این روش‌ها از طریق فیزیکی به‌دست می‌آید نه از طریق شیمیائی. این هم یکی دیگر از نکات مثبت استفاده از روغن پالم است که در فرآیند استحصال آن هیچ نوع مواد شیمیائی و احتمالاً سرطان‌زا استفاده نمی‌شود.
از خصوصیات دیگر روغن پالم این است که به اشکال مختلف جامد، نیمه‌جامد و مایع قابل مصرف و ارائه است. البته برای جامد ساختن این روغن نیازی نیست که از هیدروژن استفاده شود. هیدروژن در روغن موجب ایجاد بیماری‌های مختلفی از جمله سرطان می‌شود و این هم یکی دیگر از مزایای روغن پالم است.
▪ روغن پالم کاربرد غیرخوراکی هم دارد؟
ـ بله علاوه بر تغذیه در حوزه‌های بهداشتی و داروئی هم کاربرد دارد. استحصال این روغن همان‌گونه که گفتم به‌صورت فیزیکی است و به همین دلیل هیچ صدمه‌ای به محیط زیست نمی‌زند و مواد زائد برای محیط زیست به بار نمی‌آورد. تنها چیزی که برای این فرآیند فیزیکی لازم است خلاء و حرارت است.
توجه کنید که مهم نیست چه روغنی استفاده شود فقط باید طبیعی باشد و مواد شیمیائی در آن استفاده نشده باشد. گاز هیدروژن برای جامدسازی روغن تولید اسیدهای چرب ترانس می‌کند و حتی برای بیماران قلبی نیز مضر است. حتی توصیه می‌شود که بیماران قلبی از این نوع روغن‌ها استفاده کنند.
▪ به‌طور خاص در صنعت بهداشتی آرایشی یا داروئی استفاده‌ای از روغن پالم می‌شود؟
ـ در حال حاضر روغن پالم بیشتر مصرف غذائی دارد. اما ۱۰ تا ۲۰ درصد روغن پالم برای مصارف غیرغذائی است. مصارف متعددی هم در صنعت غذا دارد. در شکلات یا بستنی‌ها یا کافی‌میت‌ها که هرکدام در جای خود استفاده از روغن پالم را دارند. در مورد مصارف غیرغذائی و داروئی هم باید گفت که به اشکال مختلفی روغن پالم استفاده می‌شود.
▪ در مورد مصرف روغن پالم و میزان صادرات این نوع روغن به کشورهای جهان آماری دارید؟
ـ ترکیه، چین، ژاپن، کشورهای اروپائی و آمریکائی بازارهای جدید برای روغن پالم محسوب می‌شود. شما بدون این‌که اطلاع داشته باشید روغن پالم را در زندگی هرروزه‌تان استفاده می‌کنید. هم‌اکنون محصولاتی مثل ”چی‌توز“ یا ”پریس“ از روغن پالم استفاده می‌کنند. بسیاری از محصولات در بازار به‌صورت ترکیبی عرضه می‌شود یا محصول ذرت، کلزا یا آفتابگردان خیلی کم در بازار وجود دارد. اکثر این محصولات با روغن پالم عرضه می‌شود. حتی در صابون‌سازی روغن پالم استفاده می‌شود. چربی‌های حیوانی عمده مواد اولیه تشکیل‌دهنده صابون است. اما این موضوع شاید برای یک مسلمان که از ذبح اسلامی دام مطمئن نیست مشکل‌ساز باشد. روغن پالم این مشکل را حل کرده است.
هم‌اکنون صنعت صابون‌سازی پاکستان به‌صورت صددرصدی از روغن پالم بهره می‌گیرد. روغن پالم از یک درخت به‌دست می‌آید بنابراین کاملاً می‌توان به موازین شرعی آن اطمینان داشت. به هر حال ایران هم بازار جدیدی است و چند سالی می‌شود که روغن پالم در آن به فروش می‌رود. در حال حاضر مصرف روغن پالم در ایران به ۵۰۰ هزار تن در سال می‌رسد.
▪ از صحبت‌های شما این‌گونه استنباط می‌شود که روغن پالم بیشتر مصرف صنعتی دارد تا خانگی. درست است؟
ـ در حال حاضر فقط به‌صورت صنعتی ارائه می‌شود. در کشورهای واقع در مناطق حاره و نزدیک خط استوا چون تولید روغن پالم بالاست به‌طور مستقیم برای مصرف روغن در منازل هم از روغن پالم استفاده می‌شود. چون روغن‌های تولیدشده از سویا یا کلزا برای آنها گران تمام می‌شود. از جانب دیگر روغن پالم برای مصرف خانگی نیاز به یک پردازش خاص غذائی هم دارد.
▪ کارخانه‌های روغن ایران، روغن خام را وارد کرده و تولید می‌کنند. یعنی خود فرآیند روغن‌کشی را انجام نمی‌دهند. امکان این‌کار در مورد روغن پالم وجود دارد؟
ـ بله این ممکن است. در ایران استانداردهائی اجراء می‌شود که استفاده از روغن‌های صددرصد خالص را در مصارف خانگی برای روغن‌های سرخ‌کردنی مورد استفاده در رستوران‌ها، بیمارستان‌ها و... مجاز می‌داند. یعنی از لحاظ قانونی مشکلی در این زمینه وجود ندارد. اما این‌که روغن پالم وارد ایران شود و در کارخانجات ایران فرآوری شود باید گفت که چندان اقتصادی نیست چون باید در حجم بالا صورت بگیرد. مثلاً برای ۱۰۰ تن در روز فرآوری روغن پالم هزینه بسیار بالائی دارد، بنابراین ترجیح این است که در کشورهای مبدأ تولیدکننده این فرآوری صورت بگیرد. اما پس از جابه‌جائی و حمل و نقل این روغن هم مثل روغن‌های دیگر افت کیفیت پیدا می‌کند. بنابراین لازم است که در محل استفاده روغن پالم کمی فرآوری مختصر بر روی روغن انجام پذیرد تا برای مصرف انسانی آماده شود. این موضوع برای دانه سویا هم به‌کار می‌رود. سویا به‌صورت صددرصد خام وارد نمی‌شود بلکه به‌صورت نیمه فرآوری شده وارد می‌شود و در کارخانجات روغن‌کشی فرآوری مجدد بر روی آن صورت می‌گیرد و سپس بسته‌بندی شده و در اختیار مصرف‌کننده قرار می‌گیرد.
▪ میزان تولید روغن پالم در مالزی به‌عنوان بزرگ‌ترین تولیدکننده این نوع روغن چقدر است؟ آیا از کشورهای دیگر تولیدکننده این نوع روغن رقیبی هم دارید؟
ـ مالزی تقریباً ۱۶ میلیون تن در سال تولید روغن پالم دارد. بقیه کشورها مثل پاپوا گینه‌نو، کلمبیا، نیجریه و تایلند و اندونزی هم تولید روغن پالم دارند. البته مالزی و اندونزی حدود ۹۰ درصد تولید جهانی این محصول را در اختیار دارند. پیش‌بینی می‌شود که کشورهای آمریکائی هم به این جمع اضافه شود.
البته تولید مالزی در حال افزایش است و این به‌دلیل وجود زمین‌های مستعد کشت پالم در این کشور است. چیزی حدود ۵/۱ میلیون تن از تولید روغن پالم مالزی به مصرف داخلی می‌رسد و بقیه به کشورهای دیگر صادر می‌شود. این را هم بگویم که روغن پالم به‌عنوان میوه درخت پالم در مناطق حاره و در فاصله ۱۰ درجه خط استوا به‌عمل می‌آید. رشد تولید روغن دانه سویا در نتیجه بهیاست‌های به‌کار گرفته شده توسط آمریکا افزایش یافته است. البته در کنار سویا، روغن‌های دانه کلزا، کانولا و ذرت هم تولید می‌شود. ۸۰ درصد مصرف روغن در جهان در اختیار این نوع دانه‌های روغنی است و سهم کوچکی از بازار در اختیار دیگر دانه‌های روغنی است. بنابراین وقتی که از انواع روغن صحبت می‌کنیم باید به این موضوع توجه داشته باشیم که تمامی این محصولات متأثر از شرایط و عوامل خاصی است.
▪ آقای رزالی! شما مصرف روغن پالم را در یک نگاه کلی در ایران چگونه می‌بینید؟ با توجه به این‌که قبلاً گفتید ایران سالیانه ۵۰۰ هزار تن روغن پالم وارد می‌کند. ضمن این‌که خبر دارید که در ایران برنامه‌های عظیمی برای کشت دانه‌های روغن اعمال می‌شود.
ـ ایران فقط حدود ۲۰ درصد از نیاز به روغن خود را از طریق روغن داخلی تأمین می‌کند که البته این رقم پیش از این ۱۵ درصد بوده است. در حال حاضر دولت یارانه‌های سنگینی را به کشاورزان برای کشت دانه‌های روغنی پرداخت می‌کند. اما باید توجه داشت که برای کشت دانه‌های روغنی در ایران محدودیت‌های طبیعی فراوانی وجود دارد. به هر حال زمین‌های آماده کشاورزی در ایران محدود است. مگر این‌که سراغ زمین‌های بایر بروید که این هم جواب نمی‌دهد. چون منابع آب برای کشت دانه‌های روغنی حرف اول را می‌زند، کشت دانه‌های روغنی در ایران پرهزینه است. اگر دولت یارانه لازم را پرداخت نکند بسیاری از کشاورزان اقدام به این‌کار نخواهند کرد.
در بهترین حالت ممکن است ایران ۲۵ درصد از نیاز خود به روغن را تولید کند. اگر هم قصد داشته باشید که به زمین‌های دیگر کشاورزی روی بیاورید. مثل زمین‌های زیر کشت گندم که این به ادامه روند کشت دیگر محصولات صدمه خواهد زد. بنابراین صادرات روغن به ایران همچنان ادامه خواهد داشت. حال چه روغن به‌دست آمده از دانه‌های روغنی یا روغن پالم. من اعتقاد ندارم که روغن پالم یک روغن ارزان است. اما در مقایسه با دیگر روغن‌ها ارزان‌تر است.
▪ یعنی با برنامه‌های دولت ایران برای خودکفائی دانه‌های روغنی نشانه‌هائی از کاهش واردات روغن پالم از مالزی دیده نشده است؟ به‌عبارت دیگر مشکل خاصی در زمینه صادرات روغن پالم به ایران نداشته‌اید؟
ـ در مورد سیاست‌های خودکفائی دانه‌های روغنی ایران باید گفت که موانع و مشکلات بسیاری در این راه وجود دارد. ایران باید راجع به این سیاست‌ها بازنگری کند. چرا که باید بررسی شود که چگونه و با چه هزینه‌ای قرار است این خودکفائی به‌دست بیاید. در حال حاضر برنامه‌های خودکفائی در دانه‌های روغنی با سه برابر هزینه‌ای که باید پرداخت شود در ایران اجراء می‌گردد.
در عرض ۶ سال گذشته صادرات روغن پالم به ایران تقریباً ۳۰ درصد افزایش داشته بنابراین باید بگویم که این سیاست‌ها تأثیری بر واردات روغن پالم نداشته است. از طرف دیگر نیاز به سایر دانه‌های روغنی مثل سویا به عوامل مختلف بستگی دارد. خودکفائی برای ایران یک برنامه بلندپروازانه است و فکر می‌کنیم در نهایت خوشبینی ایران هیچ‌وقت سابقه خوبی از کشت دانه کلزا نداشته است. در سال آینده پیش‌بینی‌ها بر این اساس است که تولید کلزا در ایران به ۳۰۰ هزار تن برسد. اما این تولید ناچیز به زحمت ۲۵ درصد بازار ایران را جوابگوست. من معتقدم روغن پالم تهدیدی برای ایران به حساب نمی‌آید.
▪ جنابعالی برای گسترش مصرف روغن پالم در ایران به‌عنوان یک روغن صددرصد طبیعی چه پیشنهادی دارید؟
ـ البته منظور من این نبود که روغن‌های دیگر ”مضر“ است. این فرآیند هیدروژنه کردن روغن است که برای سلامتی زیان‌آور است. اگر روغنی هیدروژنه نباشد سالم و طبیعی است. اما در مورد سئوال شما باید بگویم که در اصل دلیل حضور من در اینجا همین است. ما به‌دنبال گسترش فرهنگ مصرف روغن پالم در صنایع ایران هستیم. به‌دنبال همکاری با صنایع مختلف هستیم تا به آنها برای تولید یک محصول سالم کمک کنید. یکی از کارهائی که باید انجام شود این است که مشخصات استانداردها بهبود پیدا کند. طبق پروژه‌ای که طی یک‌ماه آینده در دست اجراء داریم ۷۰ درصد روغن پالم در روغن‌های خوراکی استفاده خواهد شد. ”سوپراولین“ (Super Oleain) به بازار معرفی خواهد شد که صددرصد آن روغن پالم است. به‌همین دلیل هم هست که اعتقاد دارم باید در استانداردها تجدیدنظر شود تا از این محصول بتوان به‌صورت صددرصد خالص استفاده کرد.
▪ در واقع بزرگ‌ترین مشکل حاضر شما همین استانداردها هست؟
ـ استانداردها به کمی تغییر و اصلاح نیاز دارد. به‌عنوان مثال وقتی روغن پالم برای محصولات معروف چیپس استفاده می‌شود چرا مردم نتوانند به‌صورت خوراکی از آن استفاده کنند؟ این استانداردها هم‌اکنون هم در حال تغییر و بازنگری هستند.
▪ برنامه‌های آینده شما برای حضور در ایران چیست؟
ـ در حال حاضر برنامه‌هائی برای حضور در کارخانه‌های بزرگ در ایران داریم که به‌صورت طبیعی روغن پالم را در ایران تولید کنند. ما کار زیربنائی کردیم و به‌جای تبلیغ برای مصرف روغن پالم به‌دنبال توسعه مصرف روغن پالم در ایران هستیم. وقتی کار زیربنائی انجام گیرد حتی در روغن لادن تولیدشده در ایران هم روغن پالم استفاده می‌شود. روغن پالم برای مصرف سرخ‌کردنی بسیار پایدار است. تا ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد و به مدت ۲۵ ساعت قابل حرارت دادن است بدون این‌که مشکلی به‌وجود بیاید. در حالی‌که شاید برای روغن‌های دیگر این موضوع صدق نکند. این روغن ۱۰ برابر پایدارتر از روغن‌های دیگر است و بالاتر از روغن‌های دانه پنبه کلزا و سویا قرار دارد. از این روغن برای مصارف خوراکی می‌توان استفاده کرد و هیچ پایه علمی برای رد کردن این موضوع که روغن پالم روغن شماره یک سرخ‌کردنی است وجود ندارد.
▪ مزایای روغن پالم را بارها گفتید. در مورد قیمت هم صحبت کنید و این که قیمت این محصول برای واردات به صرفه است؟
ـ در محصولات مختلف روغن پالم قابل استفاده است. این به صرفه‌جوئی هزینه‌ها کمک می‌کند و تولیدکننده‌ها بیشتر راغب به استفاده از این روغن می‌شوند. این محصولات با قیمت بسیار پائین‌تری نسبت به دیگر روغن‌ها عرضه می‌شود. من به شما قول می‌دهد در سال‌های آینده این مزایا موجب می‌شود که قیمت روغن پالم نسبت به دیگر انواع روغن‌ها هم‌چنان کم‌تر باشد.
▪ یک سئوال دیگر و این‌که تاکنون با مقررات وارداتی گمرک ایران نیز مشکلی داشته‌اید؟
ـ ۶ سال پیش مشکلاتی وجود داشت چون در آن زمان تعرفه گمرکی برای روغن دانه سویا صفردرصد بود اما برای روغن پالم ۶۰ درصد اما با مذاکرات مختلفی که انجام دادیم آنها را متقاعد کردیم که روغن پالم هم یک نوع روغن مثل دیگر روغن‌هاست. در حال حاضر هیچ تفاوتی میان روغن پالم با دیگر روغن‌ها از نظر عوارض واردات وجود ندارد و ۱۵ درصد تعرفه گمرکی برای آن وضع شده است.
همین‌قدر که در حال حاضر تبعیضی در مورد واردات روغن پالم در ایران وجود ندارد خوشحالم و امیدوارم مالزی در سال‌های آینده به‌عنوان یک کشور اسلامی بتواند از نرخ‌ تعرفه‌های توجیحی برخوردار شود و بتوانیم از این شیوه به تجارت روغن پالم در ایران بهبود بخشیم

چكيده :

فناوري فشار بالا يكي از روشهاي بسيار مهم در نگهداري مواد غذايي بدون استفاده از حرارت است. اين تكنولوژي نه تنها براي نگهداري مواد غذايي بلكه براي بهبود خواص رئولوژيكي و عمل كنندگي مواد غذايي به كار مي رود.

فشار بالا تغييرات زيادي در سيستم هاي بيولوژيكي (مرفولوژيكي ، بيوشيميايي،ژنتيكي)،غشاء سلولي و ديواره سلولي ميكروارگانيسم ها به وجود آورد.

تأثير اين فناوري بر سيستم مختلف غذايي امروزه مورد بررسي قرار گرفته است.

خصوصيات آب پنير و فرآورده هاي آن به عنوان محصولات كاربردي در صنايع غذايي ،نيز تحت اين تيمار تغيير مي كند. مي توان با تنظيم شرايط تيمار به گونه اي باعث اين تغييرات شد، كه اكثر خصوصيات Functional آن بهبود يابد.

تغيير در قابليت انحلال اين فرآورده ها در شرايط مختلف تيمار، بهبود خاصيت ايجاد كف با تنظيم شرايط تيمار ، بهبود خصوصيات سطحي پروتئين ها و خواص امولسيفايري آنهابوسيله بهبود آبگريزي سطحي پروتئين ها، تأثير بر توزيع اندازه ذرات پروتئين ها، تأثير اين تيمار بر ساختار ژلهاي حاصل از محصولات آب پنير و حتي در مواردي بهبود هيدروليز پروتئين ها و كاهش خاصيت آنتي ژني يپروتئين هاي تيمار شده با فشار بالا از جمله تغييرات در خواص Functional پروتئين هاي آب پنير مي باشد.

 اين خواص بهبود يافته در اثر تيمار، مي تواند باعث گسترش و پيشرفت كاربردفرآورده هاي آب پنير در صنايع غذايي شود.

فهرست مطالب

مقدمه .................................................... 1

تاريخچه و كليات ........................................... 2

پروتئين هاي آب پنير در برابر تيمار فشار بالا ................ 3

    الف)تأثير بر توزيع اندازه ذرات پروتئين ها .............. 3

    ب)تأثير بر ابگريزي سطحي پروتئين ها ..................... 4

    ج)تأثير بر قابليت كف كنندگي ........................... 5

    د)تأثير بر ساختار ژل هاي پروتئيني ...................... 10

    هـ) كاهش در خاصيت آنتي ژني آبكافته ها ................. 11

    و)تأثير بر حلاليت پروتئين ها ............................ 12

    ز)تأثير بر خصوصيات امولسيفايري ........................ 12

نتيجه گيري ................................................ 14

منابع

مقدمه :

تركيبات متنوع آب پنير كاربردهاي گوناگون دارند و امروزه به عنوان يك جزء كاربردي بسيار مهم در صنايع غذايي شناخته شده اند اين تركيبات در فرمولاسيون هاي مختلف غذايي و در مجاورت با ساير تركيبات مي توانند واكنش هاي شديدي بدهند كه منجر به تغيير رفتار آنها مي شود . پودر آب پنير به عنوان يك جزء در فرآورده غذايي مي تواند خصوصيات ظاهري و ارگانو لپتيك ، خصوصيات هيدراتاسيون و سورفاكتانت ، خصوصيات ساختاري و بافتي حتي ويژگيهاي ژئولوژيكي را به نحوي بهبود دهند كه منجر به پذيرش نهايي بيشتر مصرف كننده محصول گردد به اين دليل در بيشتر موارد فرآورده هاي آب پنير به منظور بيش از يك هدف Functional  در مواد غذايي به كار مي روند.

مثلاً چون پروتئين هاي آب پنير در محدوده وسيعي از pH محلول مي مانند ( مخصوصاً  در 5/4 : pH ) مي توان از آنها به عنوان غني كننده هاي پروتئيني در نوشيدنهاي اسيدي بهره جست تا ضمن بهبود ارزش تغذيه اي محصول خصوصيات اموسيفايري آنها و حتي    ( در صورت مطلوب بودن در محصول ) turbidity (كدورت ) را در محصول بهبود دهند و يا در مواردي مثل انواع سوپ ها و سس ها گوشت ها ، غذاهاي بچه شكلاتها و محصولات صنايع پخت مي توان از پودر آب پنير به جاي پودر شير استفاده نمود

جدول 1 : نگاهي كلي به Functional property آب پنير دارد

در ليست داده شده نيز مي توان به كاربرد whey در محصولات غذايي ، نگاهي اجمالي داشت اولين مطالعات در مورد فرآيند شير با كاربرد تيمار فشار بالا در پايان قرن 19 توسط Hite انجام شد امروزه مي توان به جرات گفت كه اين تكنولوژي تنها روشي است كه جايگزين تيمار حرارتي مي شود و محدوده متنوعي از محصولات را ضمن حفظ كيفيت نهايي محصول توليد مي كند.  علاوه بر اين محصولات توليدي high – pressure عاري از هر نوع افزودني مي باشد اين عوامل كه تقاضاي مصرف كننده را پاسخ         مي دهد مي تواند ، هزينه بالاي لازم براي نصب و راه اندازي  اين تكنولوژي را به خوبي توجيه كند .

تيمار فشار بالا بر functional property  پروتئين ها از طريق تخريب و بازسازي مجدد پيوندهاي هيدروژني و تعاملات هيدروفوني و جدا سازي جفت يون ها تاثير مي كند كه اين تغييرات به طور كلي به ساختار پروتئين ها ، ميزان فشار ، دما ، ph ، قدرت يوني ، تركيب حلال و غلظت پروتئين بستگي دارد .

پروتئين هاي آب پنير تجاري هم به طور وسيع در صنايع غذايي كاربرد دارند و اساساً كاربردهاي ( Functionalities ) آب پنير هم مي تواند انعكاس دهنده خصوصيات كاربردي پروتئين كروي amphiphlic ( دو قطبي ) آب پنير باشد

به طور كلي Functional property  پروتئين هاي غذايي در سه گروه هستند :

الف ) خصوصيات آبپوشي ( hydration properties )  : بستگي به واكنش هاي ميان آب و پروتئين ها دارد و تاثير مهمي بر خواص wettability ( نم دار شدن پروتئين ها) تورم چسبندگي، توزيع پذيري، حلاليت ،ويسكوزيته، جذب و نگهداري فيزيكي آب در پروتئين ها دارد .

ب) ويژگي هاي لايه سطحي ( interfacial properties)   شامل ويژگي هاي مثل توليد كف و ايجاد امولسيون هاي پايدار مي باشد .

ج ) ويژگي هاي تجمعي    ( aggrega tion )  و خصوصيت توليد ژل : gelation  كه در ارتباط با واكنش هاي بين پروتئين ها مي باشد.

 اين خصوصيات كاربردي را مي توان با تيمار فشار بالا بهبود داد .

فشار بالاي ديناميكي كه در آن فشار بالا طي مدت زمان كوتاهي اعمال مي شود             ( ) از سيستم فشار بالاي استاتيكي متفاوت است در نوع ديناميكي پديده هاي كاويتاسيون، برش، توربولانسي و افزايش دماي محصول به طور همزمان با نيرو تحريك و تشديد مي گردد .

پروتئين هاي آب پنير در برابر تيمار فشار بالا :

درميان پروتئين هاي آب پنير تبالا كتوگلوبولين ( فراوان ترين پروتئين و اساسي جزء functional  آب پنير ) كه شامل 2 اتصال دي سولفيدي و يك گروه سولفيدريل آزاد است نسبت به فشار در مقايسه با آلفا لاكت آلبومين كه شامل 4 اتصال دي سولفيدي است حساس تر مي باشد مقاومت لاكت آلبومين در برابر فشار در حضوري يونهاي كليسم تشديد مي شود زيرا اين يون ها ساختار دوم آلفا لاكت را تقويت مي كنند

تاثير فشار بالا بر پروتئين هاي آب پنير در وهله اول در ارتباط با قطع شدن پيوندهاي غير كووالان درون مولكول پروتئين ها و تشكيل مجدد پيوند هاي درون و برون ملكول هاي پروتئين مي باشد.

مطالعات ثابت كرده اند كه كاربرد فشار بر تعاملات هيدروفوبي و الكتر واستاتيكي بين مولكولي تاثير تخريبي دارد اما پيوندهاي هيدروژني نسبتاً به فشار حساس هستند ، در حاليكه تيمار فشار بالا قادر به ايجاد شكست پيوندهاي كووالان نمي باشد و اين بدين معني است كه فشار بالا ساختار سوم و چهارم پروتئين هاي كروي را تخريب مي كند و تاثير نسبتاً كمي ساختار دو مشان دارد .

الف. تاثير تيمار ديناميكي high-pressure برتوزيع اندازه ذرات

 ( Particle sizedistribution )

بررسيها نشان دادند كه توزيع اندازه ذرات در محلولهاي wpI ( % 30 وزني / وزني ) عمل آوري شده با فشار بالا، به صورت تجمعات بزرگ با اندازه هاي بيش از  است و طبق نمودار ارائه شده همراه با افزايش شدت تيمار توزيع اندازه ذرات به سمت اجزايي با particle size كمتر از  مي رود.

در سال 1997 Sanchez و همكارانش اعلام كرده اند كه تيمار فشار بالاي هيدرواستاتيك بر محلولهاي WPI ميتواند اندازه تجمع هاي پروتئيني آب پنير را كاهش مي دهد بدون شك اين كاهش اندازه ذرات بر خصوصيات كاربردي آب پنير تاثير دارد علاوه بر اين در تست اعمال بر اين محلول WPI  دماي محلول خروجي به صورت تابعي از فشار اعمال شده ، همراه با افزايش فشار افزايش نشان مي داد كه اين افزايش دماي سيال را به دليل فشار ويسكوزي مي دانند كه بر سيال اعمال مي گردد .

ب – تاثير تيمار فشار بالا بر ابگريزي سطحي پروتئين هاي آب پنير :

نتايج حاصل از اعمال تيمار فشار بالاي ديناميكي بر محلول WPI  ( % 3 ) نشان دادند كه اين تيمار خصوصيات سطحي پروتئين هاي آب پنير را تغيير مي دهد ( Bauaouina et al 2006 )  بسياري از نتايج مبين اين بودند كه همراه با افزايش فشار تا 300 MPa آبگريزي سطحي تدريجاً به دو برابر افزايش داشت. همين نسبت در سال 2000 توسط Galzka و همكارانش نيز مشاهده شد آنها تيمار فشار بالاي هيدرواستاتيك ( تا 800 mpa ) را بر كنسانتره پروتئيني آب پنير اعمال كردند و به همين نتايج رسيدند كاربرد و عملكرد ملكولهاي پروتئين بستگي به پارامترهاي الكترواستاتيكي ، هيدروفوبيك و استريك ساختار شان دارد. در سال 1983 Naki به ارتباط نزديك بين آبگريزي سطحي پروتئين ها ظرفيت اموسيفايري و پايداري امولسيونيپروتئين ها اشاره نمود تيمار فشار بالا بر ساختار اصلي پروتئين ها  افزايش ظرفيت اتصال به چربي در ارتباط با افزايش خاصيت آبگريزي پروتئين ميباشد native structure آنها بي تأثير استاما با تغيير كانفورماسيون پروتئين ها (آرايش فضايي) به نحو ي كه آبگريزي سطحي آنها تشديد شود باعث بهبود خصوصيت اتصال به عوامل عطر و طعم زا در اين پروتئين ها مي شود . اين صفت به عنوان يك صفت Functional بهبود يافته مي تواند باعث بهبود عطر و طعم در مواد غذايي شود. مثلاً اين تيمار مي تواند باعث افزايش تعداد محل هاي اتصال wpc به مواد آليفاتيك (cpA) Parinaric Acid – cis و آروماتيك ( ANS) 1-anilino –naphthalene  -sulfonale  به گونه ايكه تعداد محل هاي اتصال Wpc به ANS از 16/0 به 10/1 در هر ملكول پروتئين بعد از 30 دقيقه احتمال فشار بالاي هيدرواستاتيك مي رسد و اين افزايش در تعداد محل هاي اتصال WPC به مواد آلنفاتيك CPA بعد از اعمال فشار تا min 10 رخ مي دهد. بررسي ها نشان دادند كه بهبود در اين صفت functional به علت حضور غالب تبالاكتوگلوبولين در wpc مي باشد.

تأثير تيمار high – pressure بر قدرت توليد كف ( foamability) و پايداري كف (foam stability) توليد شده در محلول WPI : كف عبارتست از حباب پراكنده در فاز مايع ( يا نيمه جامد). نرمي يك كف نيز بستگي به حجم حباب ، ضخامت و خصوصيات رئولوژيكي ديواره آن دارد.

حجم گاز داخل شده به مايع حجم مايع

توانايي يك ماده در ايجاد و كف Foaming power:  را مي توان طبق رابط ذيل سنجيد

100 ×                                   = fp ثبات يك كف عبارتست از طول مدت زماني كه يك واحد حجم گاز مي تواند در يك كف باقي بماند و به مقاومت ديواره كف بستگي دارد و پايداري كف را مي توان با افزايش الاسيتسيته ديواره حباب ، افزايش و سكوزيته بخشمايع و سطوح ديواره زياد نمود.  

  تيمار فشار بالا و زمان اين تيمار در پارامترمهم مؤثر بر توانايي توليد كف در پروتئين هاي آب پنير هستند. اين تيمار باز شدن زنجيره هاي پروتئين را تحريك مي كند كه موجب واكنش هاي بعدي بين ملكولهاي پروتئيني به محض انتشار (آزاد شدن) فشار   مي شود.

ج-تأثير شدت فشار و زمان كاربرد آن بر پايداري و حجم كف در محلولي WPI نامحدوده 7-5 : PH بررسي گرديد:

1 Fig: توانايي كف كنندگي WPI در محدوده فشار Mpa 450 – 150 و دوره تيمار25- 5  min را نشان مي دهد افزايش در فشار و زمان تيمار باعث بهبود حجم كف در 7 : PH گرديد. اين پديده زماني رخ مي دهد كه كاربرد فشار بازشدن ساختار پروتئين ها را تحريك مي كند و باعث افزايش سرعت جذب پروتئين ها مي شود، تيمار فشار بالا، تعاملات هيدروفوبي و باندهاي يوني را تخريب مي كند كه باعث مي شوند ملكولهاي پروتئيني براي جذب سطحي سريعتر ، فعال تر باشند.

طبق 2 fig و 3 fig تيمار فشار بالا در 5= PH و 6= PH توانايي كف كنندگي WPI را كاهش داد. افزايش حجم كف شايد به دليل تغيير تدريجي در ساختار پروتئين ها ، زمانيكه مدت تيمار افزايش دارد، باشد. اما توانايي كف كنندگي زمانيكه مدت تيمار در فشارهاي پيش از Mpa 150 زياد مي شود ، تدريجاً از بين مي رود ( 2 Fig)

وقتي محلول WPI به مدت min 5 تحت تيمار قرار گرفت تأثير مشخصي از فشار بر توانايي كف كنندگي آن مشاهده نشد اين پديده مبين اينست كه براي بهينه كردن تغييرات ساختاري تحت فشار كه بر خصوصيات كاربردي اين پروتئين ها مؤثر است شدت و دوره فشار لازم است كه بهينه گردند.

كاهش حجم كف در محلول هاي با Ph را به علت كمبود حلاليت محلول WPI        مي دانند كاهش واضح در حلاليت پروتئين هاي آب پنير توسط فشار به تأييد رسيده است كه اين كاهش مخصوصاً زمانيكه فشار نزديك نقطه ايزوالكتريك پروتئين ها اعمال مي شوند، بيشتر است و منتج به كاهش توانايي كف كنندگي بعد از اعمال فشار در 5 : PH مي شود.

همچنين تأثير معكوسي بر خصوصيات اموسيفايري پروتئين ها از زمانيكه نزديك نقطه ايزوالكتريك تيمار شده اند ، ديده مي شود اين كاهش در حلاليت بدليل تجمع پروتئين ها در نقطه ايزوالكتريك مي باشد اين تجمع به دليل تشكيل مجدد پيوندهاي هيدروفوب بين ملكولهاي باز شده در اثر فشار است و بدليل عدم حضور نيروهاي رانشي نيز تسهيل مي شود.

MPa 300 Min 15

اجزاء پروتئيني اصلي از ابتدا رفتار Functional در WPI را تحت فشار بالا تعيين مي كنند. بتا لاكتوگلوبولين به عنوان يك جزء مهم در WPI حلاليت خود را تحت

تيمار                نزديك نقطه ايزوالكتريك از دست مي دهد. (در حاليكه در حلاليت آلفا – لاكت آلبومين اختلالي وارد نمي شود) و كاهش توانايي كف كنندگي محلول WPI را در اين شرايط به محتوي بالاي تبا لاكتوگلوبولين در آن نسبت مي دهند.

4 fig تغييرات پايداري كف زماني كه فشار Mpa 450 – 150 در محدوه زماني min  25 – 5 در 7 : PH را نشان مي دهد. پايداري كف تا فشار Mpa 300 افزايش مي يابد و پس از آن با افزايش شدت فشار كاهش دارد. با وجود اينكه پايداري كف در 7 : PH بدليل افزايش در آبگريزي پروتئين ها تحت فشار افزايش مي يابد كاهش در اين پايداري در فشارهاي بيش از Mpa 300 ديده مي شود اين كاهش در نتيجه ، تأثير مضر باز شدن بيش از حد ساختار پروتئين ها مي باشد كه باعث ايجاد لايه اي با ويسكوالا استيستيه كم و با تعداد كم واكنش هاي بين ملكولي مي شود.

تأثير زمان تيمار بر پايداري كف بسيار شديد است و با افزايش زمان تيمار پايداري كف در Mpa 450 – 150 زياد مي شود اين امر به دليل تجمع پروتئين ها به محض برداشتن فشار مي باشد زيرا با افزايش تجمع ضخامت لايه هاي پروتئيني افزايش مي يابد و آبگيري لايه پروتئيني توليد كننده كف را كند و پايداري آنرا بيشتر ميكند.

در 6: PH ( 5 fig) پايداري كف تا Mpa 300 افزايش و از آن به بعد كاهش مي يابد. در اين PH ميتوان حداكثر پايداري را در Mpa 300 براي min 15 بدست آورد.

در در مي يابد. (6 Fig ) پايداري كف با محدوده فشار mpa 450 – 150 در زمان min 5 بهبودي يابد افزايش در زمان تيمار پايداري كف را در هر فشاري كاهش مي دهد. تجمع پروتئين ها در PH اسيدي به سادگي رخ مي دهد در نتيجه در اين PH ها ميزان پروتئين در دسترس براي جذب سطحي كاهش داردكه باعث كاهش پايداري كف در PH هاي نزديك PH ايزوالكتريك مي شود.

در محلول هاي پروتئيني خيلي غليظ نيز با اعمال اين تيمار ، كاهش در حجم و پايداري كف مشاهده شد. اين پديده شايد مبين تجمع شديدي باشد كه در غلظت هاي زياد پروتئيني رخ مي دهد.

 -بررسي ساختار ژل هاي پروتئيني حاصل از محلول WPI (15%پروتئين ) تحت تيمار فشار بالا:

. به طور كلي ساختار ژل هاي پروتئيني در نتيجه فرايند دو مرحله اي است:

1-دناتوراسيون جزئي پروتئين ها كه باعث دسترسي بيشتر گروههاي جانبي فعال        مي شوند  2-تجمع اين پروتئين ها براي ايجاد يك شبكه پايدار سه بعدي

ساختار ژل ايجاد شده از محلول WPI تحت تيمار فشار بالا (MPa 600) و دما cْ 30 با زمان holding 30- 0 دقيقه بررسي شد. با استفاده از هر ميزان فشار ژل پايداري حاصل شد كه غالب پيوندهاي پايداركننده آن از نوع باندهاي سولفيدي بود.

دناتوراسيون (بازشدن جزئي پروتئين ها) فرايند پيچيده اي است كه توسط ساختار پروتئين ها ، شرايط تيمار (فشار ، دما ، PH، قدرت يوني و تركيب حلال ) مؤثر است. مثلاً درMPa 400 براي min 30 به منظور تشكيل ژلي پايدار حدود   gr 110 پروتئين (wpc)و در Mpa 200 حدود     gr 220 پروتئين براي تشكيل ژل كافي است.

اين ژل ها با افزايش مدت زمان فشار الاستيك تر و قوي تر مي شوند. علاوه بر اين اعلام كردند كه قدرت اين نوع ژل ها و نيروي شكست آنها با افزايش غلظت پروتئين ها افزايش مي يابد كه اين امر به دليل گسترش پيوند هاي بين پروتئين هاي دناتوره      مي باشد.

زمان هاي holding فشارهاي بالاتر قدرت شبكه ژلي را همزمان با تشكيل تعاملات بين ملكولي شديدتر ، تشديد مي كند در واقع بازشدن بتالاكتوگلوبولين در اثرفشار  منجر به روآمدن گروههاي SH – فعال مي شود و متعاقباً باندهاي دي سولفيدي از طريق اكسايش گروههاي تيول و تبديل گروه تيول – دي سولفيد تشكيل شود ثابت شده است كه پيوندهاي دي سولفيدي تعاملات مهمي در تجمع هاي پروتئيني تحريك شده با فشار و ژل ها هستند و تعداد اين باندها به طور مستقيم ، بر خصوصيات بافتي اين ژل ها اثر مي كند.

سيستم هاي بافري متفاوتي  براي     تأثير PH بر ژل هاي پروتئيني wpc بكار مي روند.

در 5:PH پيوندهاي الكترواستاتيكي و احتمالا باندهاي هيدروژني در پايدارسازي شبكه پروتيني سهيم است و در PH قليايي و خنثي ( 9-7 : PH) باندهاي دي سولفيدي در اين امر سهيم اند چرا كه واكنش گروههاي SH – در PH قليايي و طبيعي افزايش دارد كه باعث ايجاد باندهاي دي سولفيدي پايدار كنندة ژل مي شود و بطور كلي پيوندهاي هيدرونوب در ژل هاي حاصل از WPC ايجاد شده با فشار بالا سهم زيادي ندارند.

-خاصيت آنتي ژني كاهش يافته آبكافته هاي (hydrolysate) پروتئين هاي آب پنير :

تأثير تركيبي تيمارهاي فشار بالا و تيمار آنزيم ها بر خاصيت آنتي ژني هيدروليزهاي حاصل از پروتئين هاي آب پنير بررسي گرديد. 4نوع پروتئاز بدين منظور بر محلول پروتئيني آب پنير اثرداده شدند. براي تعيين خاصيت آنتي ژني باقيمانده در محصولات حاصل از هيدروليز از تست غير مستقيم Elisa بهره گرفتند.

نتايج مبين اين بود كه تيمار pressure – high مي تواند هيدروليز پروتئين هاي آب پنير را تشديد كند و بسته به نوع آنزيم هيدروليز كننده ، خاصيت آنتي ژني باقيمانده در آبكافته هاي (hydrolysate) آلكافته ها) را كاهش مي دهد اين نوع صفت Functional بهبود يافته مي تواند درگسترش و بهبود فرمولاسيون هاي غذايي بدون آلرژي در كودكان ، كاربرد داشته باشد.

تأثير تيمار فشار ديناميكي بر حلاليت پروتئين هاي آب پنير:

تأثير اين تيمار بر حلاليت پروتئين هاي آب پنير بستگي به شرايط اعمال تيمار دارد مخصوصاً به شدت فشار و غلظت محلول پروتئيني اگر تيمار به صورت محدود ( تا 0 MP 300) بر محلولهاي WPI (3%  w/w ) اعمال گردد . به گونه اي كه باعث دناتوراسيون قابل برگشت در پروتئين ها گردد بر حلاليت پروتئين ها اثر نمي كند.

اما اگر شدت فشار بالاي MPa 300 باشد تأثير شديد و غير قابل بازگشتي بر پروتئين ها دارد كه اين تأثيرات شامل باز شدن ساختار مرنومرها . تجمع آنها و ايجاد ساختار ژلي مي باشد و موجب كاهش حلاليت مي شود.

همچنين حلاليت محلول wpc در اكثر غلظت ها با اعمال فشار كاهش مي يابد.

تأثير تيمار فشار بالا بر خصوصيات اموسيفا يري آب پنير:

بتالاكتو گلوبولين فراوان ترين پروتئين آب پنير است اين پروتئين گروي و دو قطبي ( amphiphile) توانايي جذب سطحي در سطح مشترك water/oil دارد . و بدين طريق با كاهش دادن كشش لايه سطحي ( interfacial tension) مي تواند بين دو فاز (آب و روغن ) لايه پايداري تشكيل داده و در تشكيل سس ها شركت كند B-LG در سطح مشترك باز مي شود و ارتباطات بين ملكولي ( ميان ملكولي) را هم توسط پيوندهاي هيدروفوب و هم بوسيله باندهاي دي سولفيدي ايجاد مي كند. اين خصوصيت كاربردي نيز مي تواند با تيمار فشار بالا تأثير پذيرد.

خصوصيت اموسيفايري پروتئين هاي آب پنير مي تواند بوسيله هيدروليز آنزيمي پروتئين ها نيز تغيير كند اما هيدروليز شديد منجر به كاهش توانايي امور سيفايري و پايداري امولسيون ها مي شود در حاليكه هيدروليز جزئي خصوصيات اموز سييفايري را بهبود مي دهد اين بهبود بدليل افزايش تماس مناطق هيدروخوب ، افزايش تحرك   آنها و وزن ملكولي كافي براي تشكيل فيلم هاي پايدار در سطح مشترك مي باشد.

در سال 2003 بر خاصيت امور سيفايري محصولات حاصل از هيدروليز جزئي پروتئين هاي آب پنير توسط  پروتئيناز غير تخصصي PN-L –Corolase مطالعاتي صورت گرفت اين آبكافته ها با wpc و B-LG خالص در سيستم سس هايي كه تحت فشار بالا تهيه شده بودند، مقايسه شدنداين سه نوع سس در نهايت از نظر ساختار Scanning Electron Microscopy  پايداري امولسيون و ويژگيهاي رئولوژيكي مقايسه شدند. اين سسها در نوعي هموژنانيز بنام Microfluidizer تهيه شدند اين دستگاه هموژنايزي است با فشارهايي بالاتر از هموژنانيزهاي معمولي و به شكلي است كه اجازه مي دهد محصولي با  امولسيوني نرم تر در حين تغيير ماكروملكولها بدست آيد. wpc كلا سسهاي رقيق ( كم چگال ) تشكيل ميدهد. اما سسهاي تهيه شده با فراكسيون هاي هيدروليز شده wpc بتا لاكتوگلوبولين اساساً خامه اي بودند هيچكدام از سه نوع سس جداسازي فارچربي را نشان ندادند اما synersis مشاهده شد.

تنوع در محتوي پروتئين و چربي در پايداري سس ها مؤثر بود همراه با افزايش پروتئين از 4%-2% و محتوي روغن از 30% - 5% پايداري سس هاي حاوي بتالاكتوگلوبولين خالص و هيدر.وليزهاي wpc بيشتر افزايش يافت اما ساختار سس wpc هموژن تر و بدون تجمع بود.

نتيجه گيري:

خشک‌کن مخزنی مطبق مناسب برای خشک کردن آلو در مناطق روستایی استان در بخش تحقیقات فنی و مهندسی مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی طراحی و ساخته شد. مراحل طراحی و ساخت این دستگاه توسط حسین چاجی از محققین و اعضای هیات علمی مرکز تحقیقات استان به انجام رسیده و دارای گواهینامه ثبت اختراع از اداره ثبت شرکتها و مالکیت صنعتی کشور است.

در حال حاضر بیشتر این محصول به روشهای سنتی خشک و فرآوری می شود که این روشها باعث افت کمی و کیفی محصول گردیده و مشکلات بهداشتی را در پی دارد. خشک‌کن ساخته شده طوری طراحی گردیده که تا حد ممکن  معایب روش سنتی را نداشته باشد. این دستگاه گنجایش 28 طبق به ابعاد 51 × 88  سانتی متر مربع را دارد. به منظور تامین گرمای مورد نیاز دستگاه از 5 عدد چراغ خوراک‌پزی نفتی که روی یک مخزن یکپارچه نصب شده‌اند، استفاده گردیده است. گازهای ناشی از احتراق از مسیرهای خاص خود عبور کرده، هیچ تماسی با محصول ندارد و هوای داخل خشک‌کن از طریق تماس با بدنه لوله‌ها گرم می شود. با ارزیابی فنی دستگاه بهترین شرایط بهره‌برداری از دستگاه به لحاظ استفاده یا عدم استفاده از حرارت‌گیر و دمای محیطی مناسب برای کار با دستگاه تعیین گردید.

این دستگاه براحتی قابل گازسوز شدن است و می‌توان از آن برای خشک‌ کردن اکثر میوه و سبزی‌جات و گیاهان دارویی نیز استفاده نمود.

مولای غریبم سلام

آقا جان بی تو عیدم عید نیست

بی تو بهارم خزانه آقا

بی تو زندگی بی معناست

بی تو نفس کشیدن شرم داره

بی تو خندیدن خطاست

آقا جان شما چیز بزرگی از ما نخواستی

آدم شدن رو راست شدن با خود ، با خدا

ما برای خودمون ارزش قائل نیستیم که نمیتونیم آدم بشیم

آقا برامون دعا کن

دعا کن بفهمیم

دعا کن اهل عمل بشیم

دعا کن همتمون بالا بره

دعا کن این سال جدید با همه سالهامون فرق کنیم

دعا کن بتونیم اونطوری بشیم که خودتون میخواید

مولای غریبم دعامون کن بفهمیم

گل نرگسم ما رو ببخش

شرمنده ایم

استخراج اورانیوم از معدن

اورانيوم كه ماده خام اصلي مورد نياز براي توليد انرژي در برنامه هاي صلح آميز يا نظامي هسته اي است، از طريق استخراج از معادن زيرزميني يا سر باز بدست مي آيد. اگر چه اين عنصر بطور طبيعي در سرتاسر جهان يافت مي شود تنها حجم كوچكی از آن بصورت متراكم در معادن موجود است.

اورانیوم چیست؟

یکی از چگالترین فلزات رادیو اکتیو است که در طبیعت یافت می شود. این فلز در بسیاری از قسمتهای دنیا در صخره ها، خاک و حتی اعماق دریا و اقیانوس ها وجود دارد. اگر بخواهید از میزان موجودیت آن ایده ای بدست آورید باید بگوییم که میزان وجود و پراکندگی آن از طلا، نقر یا جیوه بسیار بیشتر است.

اورانیوم در طبیعت بصورت اکسید و یا نمک های مخلوط در مواد معدنی (مانند اورانیت یا کارونیت) یافت می شود. این نوع مواد اغلب از فوران آتشفشانها بوجود می آیند و نسبت وجود آنها در زمین چیزی معادل دو در میلیون نسبت به سایر سنگها و مواد کانی است. این فلز به رنگ سفید نقره ای است و کمی نرم تر از استیل بوده و تقریباً قابل انعطاف است. اورانیوم در سال 1789 توسط مارتین کلاپورت (Martin Klaproth) شیمی دان آلمانی از نوعی اورانیت بنام Pitchblende کشف شد. وجه تسمیه این فلز به کشف سیاره اورانوس بازمی گردد که هشت سال قبل از آن، ستاره شناسان آن را کشف کرده بودند. اورانیوم یکی از اصلی ترین منابع گرمایشی در مرکز زمین است و بیش از 40 سال است که بشر برای تولید انرژی از آن استفاده می کند. دانشمندان معتقد هستند که اورانیوم بیش از 6.6 بیلیون سال پیش در اثر انفجار یک ستاره بزرگ بوجود آمده و در منظومه شمسی پراکنده شده است. برای درک بهتر از توانایی اورانیوم در تولید انرژی لازم است نگاهی به ساختمان اتمی این فلز داشته باشیم.

اورانیوم را بهتر بشناسیم

اورانیوم را درواقع می توان سنگین ترین (به بیان دقیقتر چگالترین) عنصر در طبیعت نامید. شاید بد نباشد بدانید که در این میان هیدروژن سبک ترین عناصر طبیعت است. اورانیوم خالص حدود 18.7 بار از آب چگالتر است و همانند بسیاری از دیگر مواد رادیو اکتیو در طبیعت بصورت ایزوتوپ یافت می شود. بطور ساده ایزوتوپ حالت خاصی از حضور یک عنصر در طبیعت است که در هسته آن به تعداد مساوی - با عنصر اصلی - پروتون وجود دارد اما تعداد نوترون های آن متفاوت است. بنابراین طبق این تعریف ساده می توان دریافت که ایزوتوپ های یک عنصر عدد اتمی مشابه خود عنصر را خواهند داشت اما وزن اتمی متفاوتی دارند. اورانیوم شانزده ایزوتوپ دارد که هریک از آنها دارای وزن اتمی خاصی هستند. حدود 99.3 درصد از اورانیومی که در طبیعت یافت می شود ایزوتوپ 238 (U-238) است و حدود 0.7 درصد ایزوتوپ 235 (U-235)، كه هر دو داراي تعداد پروتون يكساني بوده و تنها تفاوتشان در سه نوترون اضافه اي است كه در هسته U۲۳۸ وجود دارد. اعداد ۲۳۵ و ۲۳۸ بيانگر مجموع تعداد پروتونها و نوترونها در هسته هر كدام از اين دو ايزوتوپ است. سایر ایزوتوپ ها بسیار نادر هستند. در این میان ایزوتوپ 235 برای بدست آوردن انرژی از نوع 238 آن بسیار مهمتر است چرا که U-235 (با فراوانی تنها 0.7 درصد) آمادگی آن را دارد که تحت شرایط خاص شکافته شده و مقادیر زیادی انرژی آزاد کند. به این ایزوتوپ Fissil Uranium، به معنای اروانیوم شکافتنی هم گفته می شود و برای این عملیات از اصطلاح شکافت هسته ای یا Nuclear Fission استفاده می شود. اورانیوم نیز همانند سایر مواد رادیواکتیو دچار پوسیدگی و زوال می شود. مواد رادیو اکتیو دارای این خاصیت هستند که از خود بطور دائم ذرات آلفا و بتا و یا اشعه گاما منتشر می کنند. U-238 با سرعت بسیار کمی فسیل می شود و نیمه عمر آن چیزی در حدود 4,500 میلون سال (تقریبآ معادل عمر زمین) است. این موضوع به این معنی است که با فسیل شدن اورانیوم با همین سرعت کم انرژی معادل 0.1 وات برای هر یک تن اورانیوم تولید می شود و این برای گرم نگاه داشتن هسته زمین کافی است.

نگاهی به شکاف هسته ای اورانیوم

هنگامي كه هسته اتم اورانيوم در يك واكنش زنجيره اي شكافته شود مقداري انرژي آزاد خواهد شد.

گفتیم که U-235قابلیت شکاف هسته ای دارد. این نوع از اتم اورانیوم دارای 92 پروتون و 143 نوترون است (بنابراین جمعآ 235 ذره در هسته خود دارد و به همین دلیل U-235 نامیده می شود)، کافی است یک نوترون دریافت کند تا بتواند به دو اتم دیگر تبدیل شود. براي شكافت هسته اتم اورانيوم، يك نوترون به هسته آن شليك مي شود و در نتيجه اين فرايند، اتم مذكور به دو اتم كوچكتر تجزيه شده و تعدادي نوترون جديد نيز آزاد مي شود كه هركدام به نوبه خود ميتوانند هسته هاي جديدي را در يك فرايند زنجيره اي تجزيه كنند. ( شکل 1 )

در این حالت یک اتم U-235 به دو اتم دیگر تقسیم می شود و دو ، سه و یا بیشتر نوترون آزاد می شود. نوترون های آزاد شده خود با اتم های دیگر U-235 ترکیب می شوند و آنها را تقسیم کرده و به همین منوال یک واکنش زنجیره ای از تقسیم اتم های U-235 تشکیل می شود. مجموع جرم اتمهاي كوچكتري كه از تجزيه اتم اورانيوم بدست مي آيد از كل جرم اوليه اين اتم كمتر است و اين بدان معناست كه مقداري از جرم اوليه كه ظاهرا ناپديد شده در واقع به انرژي تبديل شده است، و اين انرژي با استفاده از رابطه ۲E=MC يعني رابطه جرم و انرژي كه آلبرت اينشتين نخستين بار آنرا كشف كرد قابل محاسبه است.

براي بدست آوردن بالاترين بازدهي در فرايند زنجيره اي شكافت هسته بايد از اورانيوم ۲۳۵ استفاده كرد كه هسته آن به سادگي شكافته ميشود. هنگامي كه اين نوع اورانيوم به اتمهاي كوچكتر تجزيه ميشود علاوه بر آزاد شدن مقداري انرژي حرارتي دو يا سه نوترون جديد نيز رها ميشود كه در صورت برخورد با اتمهاي جديد اورانيوم بازهم انرژي حرارتي بيشتر و نوترونهاي جديد آزاد ميشود.

اما بدليل "نيمه عمر" كوتاه اورانيوم ۲۳۵ و فروپاشي سريع آن، اين ايزوتوپ در طبيعت بسيار نادر است بطوري كه از هر ۱۰۰۰ اتم اورانيوم موجود در طبيعت تنها هفت اتم از نوع U۲۳۵ بوده و مابقي از نوع سنگينتر U۲۳۸ است.

فراوري
سنگ معدن اورانيوم بعد از استخراج، در آسيابهائي خرد و به گردي نرم تبديل ميشود. گرد بدست آمده سپس در يك فرايند شيميائي به ماده جامد زرد رنگي تبديل ميشود كه به كيك زرد موسوم است. كيك زرد داراي خاصيت راديو اكتيويته است و ۶۰ تا ۷۰ درصد آنرا اورانيوم تشكيل ميدهد.

دانشمندان هسته اي براي دست يابي هرچه بيشتر به ايزوتوپ نادر U۲۳۵ كه در توليد انرژي هسته اي نقشي كليدي دارد، از روشي موسوم به غني سازي استفاده مي كنند. براي اين كار، دانشمندان ابتدا كيك زرد را طي فرايندي شيميائي به ماده جامدي به نام هگزافلوئوريد اورانيوم تبديل ميكنند كه بعد از حرارت داده شدن در دماي حدود ۶۴ درجه سانتيگراد به گاز تبديل ميشود.

هگزافلوئوريد اورانيوم كه در صنعت با نام ساده هگز شناخته ميشود ماده شيميائي خورنده ايست كه بايد آنرا با احتياط نگهداري و جابجا كرد. به همين دليل پمپها و لوله هائي كه براي انتقال اين گاز در تاسيسات فراوري اورانيوم بكار ميروند بايد از آلومينيوم و آلياژهاي نيكل ساخته شوند. همچنين به منظور پيشگيري از هرگونه واكنش شيميايي برگشت ناپذير بايد اين گاز را دور از معرض روغن و مواد چرب كننده ديگر نگهداري كرد.

کیک زرد چیست؟

کیک زرد  یاYellowcake که بنام اورانیا (Urania) هم شناخته می شود در واقع خاک معدنی اورانیوم است که پس از طی مراحل تصفیه و پردازشهای لازم از سنگ معدنی آن تهیه می شود. تهیه این ماده به منزله رسیدن به بخش میانی از مراحل مختلف تصفیه سنگ معدن اورانیوم است و باید توجه داشت که فاصله بسیار زیادی برای استفاده در یک بمب اتمی دارد. روش تهیه کیک زرد کاملآ به نوع سنگ معدن بدست آمده بستگی دارد، اما بطور معمول از طریق آسیاب کردن و انجام پردازش های شیمایی بر روی سنگ معدن اورانیوم، پودر زبر و زرد رنگی بدست می آید که قابلیت حل شدن در آب را ندارد و حدود 80% غلظت اکسید اورانیوم آن خواهد بود. این پودر در دمایی معادل 2878 درجه سانتیگراد ذوب می شود.

روش تهیه

در ابتدا سنگ معدن توسط دستگاههای مخصوصی خرد شده آسیاب می شود و پس از آن برای جدا سازی اورانیم و بالا بردن خلوص خاک سنگ، آنرا در حمامی از اسید سولفوریک، آلکالاین و یا پراکسید می خوابانند، این عمل برای بدست آوردن اورانیوم خالص تر صورت می گیرد. پس از این محصول بدست آمده را خشک و فیلتر می کنند و نتیجه آن چیزی خواهد شد که به کیک زرد معروف است. امروزه روشهای جدیدی برای تهیه این پودر اورانیوم وجود دارد که محصول آنها بیشتر از آنکه زرد باشد به قهوه ای و سیاه نزدیک است، در واقع رنگ ماده بدست آمده به میزان وجود ناخالصی ها در این پودر دارد. نهادن این نام بر روی این محصول به گذشته بر می گردد که کیفیت روشهای خالص سازی سنگ معدن مناسب نبود و ماده بدست آمده زرد رنگ بود. ( شکل 2 )

مواد تشکیل دهنده کیک زرد

قسمت بیشتر کیک زرد (معادل 70-90 درصد وزنی) شامل اکسید های اورانیوم با فرمول شیمیایی ₈O₃ U - و یا سایر اکسید ها - است، و مابقی آن از دیگر موادی تشکیل شده است که مهمترین آنها عبارتند از : - هیدراکسید اورانیوم که در صنایع ساخت شیشه و سرامیک از آن استفاده می شود. این ماده تشعشع رادیو اکتیو دارد و باید تحت شرایط خاصی نگهداری و حمل شود. - سولفات اورانیوم که ماده ای بی بود با رنگ زرد لیمویی است.
- اکسید اورانیوم زرد (یا اورانیت سدیم) که ماده ای با رنگ زرد - نارنجی است. - پراکسید اورانیوم با رنگ زرد کم رنگ. یکی از کاربردهای کیک زرد تهیه هگزا فلوراید اورانیوم است. این گاز در حالت عادی حدود 0.7 درصد شامل ایزوتوپ 235 است و مابقی آن ایزوتوپ 238 است. در مرحله غنی سازی درصد U-235 به حدود 3.5 یا حتی بیشتر افزایش داده می شود.

کاربرد ها

کیک زرد عمومآ برای تهیه سوخت رآکتورهای هسته ای بکار برده می شود، در واقع این ماده است که پس از انجام پردازشهایی به ₂ UO تبدیل شده برای استفاده در میله های سوختی بکار برده می شود.

این ماده همچنین میتواند برای غنی سازی تبدیل به گاز هگزا فلوراید اورانیوم یا ₆UF تبدیل شود، چرا که در این صورت می تواند چگالی ایزوتوپهای اورانیوم 235 را در آن افزایش داد. در هر صورت کیک زرد در اغلب کشورهایی که معادن طبیعی اورانیوم دارند تهیه می شود و تولید این ماده مشکل خاصی ندارد و بطور متوسط سالانه 64 هزار تن از این ماده در جهان تولید می شود.

کانادا یکی از تولید کنندگان این ماده است، این کشور دارای معادنی است که خلوص سنگ اورانیوم آنها به 20% هم می رسد، در آسیا نیز کشوری مانند قزاقستان دارای صنایع بزرگ تولید این پودر است. قیمت این پودر در بازارهای بین المللی چیزی حدود 25 دلار برای هر کیلو است.

غني سازي

هدف از غني سازي توليد اورانيومي است كه داراي درصد بالايي از ايزوتوپ ۲۳۵ U باشد. اورانيوم مورد استفاده در راكتورهاي اتمي بايد به حدي غني شود كه حاوي ۲ تا ۳ درصد اورانيوم ۲۳۵ باشد، در حالي كه اورانيومي كه در ساخت بمب اتمي بكار ميرود حداقل بايد حاوي ۹۰ درصد اورانيوم ۲۳۵ باشد. يكي از روشهاي معمول غني سازي استفاده از دستگاههاي سانتريفوژ گاز است. سانتريفوژ از اتاقكي سيلندري شكل تشكيل شده كه با سرعت بسيار زياد حول محور خود مي چرخد. هنگامي كه گاز هگزا فلوئوريد اورانيوم به داخل اين سيلندر دميده شود نيروي گريز از مركز ناشي از چرخش آن باعث ميشود كه مولكولهاي سبكتري كه حاوي اورانيوم ۲۳۵ است در مركز سيلندر متمركز شوند و مولكولهاي سنگينتري كه حاوي اورانيوم ۲۳۸ هستند در پايين سيلندر انباشته شوند. ( شکل 3 ) اورانيوم ۲۳۵ غني شده اي كه از اين طريق بدست مي آيد سپس به داخل سانتريفوژ ديگري دميده ميشود تا درجه خلوص آن باز هم بالاتر رود. اين عمل بارها و بارها توسط سانتريفوژهاي متعددي كه بطور سري به يكديگر متصل ميشوند تكرار ميشود تا جايي كه اورانيوم ۲۳۵ با درصد خلوص مورد نياز بدست آيد.

آنچه كه پس از جدا سازي اورانيوم ۲۳۵ باقي ميماند به نام اورانيوم خالي يا فقير شده شناخته ميشود كه اساساً از اورانيوم ۲۳۸ تشكيل يافته است. اورانيوم خالي فلز بسيار سنگيني است كه اندكي خاصيت راديو اكتيويته دارد و از آن براي ساخت گلوله هاي توپ ضد زره پوش و اجزاي برخي جنگ افزار هاي ديگر از جمله منعكس كننده نوتروني در بمب اتمي استفاده مي شود. يك شيوه ديگر غني سازي روشي موسوم به ديفيوژن يا روش انتشاري است. دراين روش گاز هگزافلوئوريد اورانيوم به داخل ستونهايي كه جدار آنها از اجسام متخلخل تشكيل شده دميده ميشود. سوراخهاي موجود در جسم متخلخل بايد قدري از قطر مولكول هگزافلوئوريد اورانيوم بزرگتر باشد. در نتيجه اين كار مولكولهاي سبكتر حاوي اورانيوم ۲۳۵ با سرعت بيشتري در اين ستونها منتشر شده و تفكيك ميشوند. اين روش غني سازي نيز بايد مانند روش سانتريفوژ بارها و باره تكرار شود. سانتریفیوژ هایی که برای غنی سازی اورانیوم استفاده می شود حالت خاصی دارند که برای گاز تهیه شده اند که به آنها Hyper-Centrifuge گفته می شود. پیش از آنکه دانشمندان از این روش برای غنی سازی اورانیوم استفاده کنند از تکنولوژی خاصی بنام Gaseous Diffusion به معنی پخش و توزیع گازی استفاده می کردند.

 Diffusion Gaseou

در روش Gaseous Diffusion، گاز هگزافلوراید اورانیوم (₆UF) را با سرعت از صفحات خاصی که حالت فیلتر دارند عبور داده می شود و طی آن این صفحات می توانند به دلیل داشتن منافذ و خلل و فرج زیاد تا حدی  می توانند اوانیوم 235 را از 238 جدا کنند. در این روش با تکرار استفاده از این صفحات فیلتر مانند، بصورت آبشاری (Cascade)، میزان اورانیوم 235 را به مقدار دلخواه بالا می بردند. این روش اولین راهکارهای صنعتی برای غنی سازی اورانیوم بود که کابرد عملی پیدا کرد. Diffusio Gaseous  از جمله تکنولوژی هایی بود که ایالات متحده طی جنگ جهانی دوم در پروژه ای بنام منهتن (Manhattan) برای ساخت بمب هسته ای، با کمک انگلیس و کانادا به آن دست پیدا کرد.

Hyper-Centrifuge

اما در روش استفاده از سانتریفیوژ برای غنی سازی اورانیوم، تعداد بسیار زیادی از این دستگاهها بصورت سری و موازی بکار می برند تا با کمک آن بتوانند غلظت اورانیوم 235 را افزایش دهند. گاز هگزافلوراید اورانیوم  (₆UF ) در داخل سیلندرهای سانتریفیوژ تزریق می شود و با سرعت زیاد به گردش در آورده می گردد. گردش سریع سیلندر، نیروی گریز از مرکز بسیار قوی ای تولید می کند و طی آن مولکولهای سنگین تر (آنهایی که شامل ایزوتوپ اورانیوم 238 هستند) از مرکز محور گردش دور تر می گردند و برعکس آنها که مولکول های سبک تری دارند (حاوی ایزوتوپ اورانیوم 235) بیشتر حول محور سانتریفیوژ قرار می گیرند. در این هنگام با استفاده از روشهای خاص گازی که حول محور جمع شده است جمع آوری شده به مرحله دیگر یعنی دستگاه سانتریفیوژ بعدی هدایت  می گردد. میزان گاز هگزافلوراید اورانیوم شامل اورانیوم 235 ای که در این روش از یک واحد جداسازی بدست   می آید به مراتب بیشتر از مقداری است که در روش قبلی (Gaseous Diffusion) بدست می آید، به همین علت است که امروزه در بیشتر نقاط جهان برای غنی سازی اورانیوم از این روش استفاده می کنند.

بزرگترین دستگاههای آبشاری سانتریفیوژ در کشورهایی مانند فرانسه، آلمان، انگلستان و چین در حال غنی سازی اورانیوم هستد. این کشورها علاوه بر مصرف داخلی به صادرات اورانیوم غنی شده نیز می پردازند. کشور ژاپن هم دارای دستگاههای بزرگ سانتریفیوژ است اما تنها برای مصرف داخلی اورانیوم غنی شده تولید می کند.

راكتور هسته اي

راكتور هسته اي وسيله ايست كه در آن فرايند شكافت هسته اي بصورت كنترل شده انجام مي گيرد. انرژي حرارتي بدست آمده از اين طريق را مي توان براي بخار كردن آب و به گردش درآوردن توربين هاي بخار ژنراتورهاي الكتريكي مورد استفاده قرار داد. اورانيوم غني شده ، معمولا به صورت قرصهائي كه سطح مقطعشان به اندازه يك سكه معمولي و ضخامتشان در حدود دو و نيم سانتيمتر است در راكتورها به مصرف ميرسند. اين قرصها روي هم قرار داده شده و ميله هايي را تشكيل ميدهند كه به ميله سوخت موسوم است. ميله هاي سوخت سپس در بسته هاي چندتائي دسته بندي شده و تحت فشار و در محيطي عايقبندي شده نگهداري مي شوند. ( شکل 4 )

در بسياري از نيروگاهها براي جلوگيري از گرم شدن بسته هاي سوخت در داخل راكتور، اين بسته ها را داخل آب سرد فرو مي برند. در نيروگاههاي ديگر براي خنك نگه داشتن هسته راكتور ، يعني جائي كه فرايند شكافت هسته اي در آن رخ ميدهد ، از فلز مايع (سديم) يا گاز دي اكسيد كربن استفاده مي شود. براي توليد انرژي گرمائي از طريق فرايند شكافت هسته اي ، اورانيومي كه در هسته راكتور قرار داده ميشود بايد از جرم بحراني بيشتر (فوق بحراني) باشد. يعني اورانيوم مورد استفاده بايد به حدي غني شده باشد كه امكان آغاز يك واكنش زنجيره اي مداوم وجود داشته باشد. براي تنظيم و كنترل فرايند شكافت هسته اي در يك راكتور از ميله هاي كنترلي كه معمولا از جنس كادميوم است استفاده ميشود. اين ميله ها با جذب نوترونهاي آزاد در داخل راكتور از تسريع واكنشهاي زنجيره اي جلوگيري ميكند. زيرا با كاهش تعداد نوترونها ، تعداد واكنشهاي زنجيره اي نيز كاهش مي یابد. حدوداً ۴۰۰ نيروگاه هسته اي در سرتاسر جهان فعال هستند كه تقريبا ۱۷ درصد كل برق مصرفي در جهان را تامين مي كنند. از جمله كاربردهاي ديگر راكتورهاي هسته اي، توليد نيروي محركه لازم براي جابجايي ناوها و زيردريايي هاي اتمي است.

دفن اورانیوم مصرف شده

پس از استفاده از اورانیوم برای تولید انرژی در رآکتور هسته ای، این سوخت دیگر قابل استفاده نیست و باید به روشی بازیافت یا دفن شود، که به دلیل تشعشع زیاد کار ساده ای نیست. روش کار این است که معمولآ سوخت مصرف شده را در حوضچه هایی برای سرد شدن اولیه نگهداری می کنند، به این ترتیب علاوه بر سرد شدن تا حدی از شدت تشعشع آنها کاسته می شود. این حوضچه ها به گونه ای ساخته شده اند که اجازه وارد کردن آسیب به طبیعت را از این مواد می گیرند، درواقع می توان برای مدتهای طولانی این زباله ها را در این حوضچه ها نگهداری کرد اما به دلایل بسیاری از جمله موارد اقتصادی این کار ممکن نیست. لذا باید روی سوخت فرآیندهایی انجام بگیرد تا بتوان آنرا در انبارهایی که از آنها نام بردیم ذخیره کرد. این فرآیندها شامل فعالیت هایی است که توسط آنها اورانیوم و پلوتونیوم (پلوتونیوم به دلیل سادگی عملیات fission بیشتر در ساخت سلاح های اتمی بکار برده می شود) از سایر مواد جدا می شوند. برای اینکار میله های سوختی را خرد کرده و آنها را در ظروف اسید قرار می دهند، اورانیوم و پلوتونیوم بازیافت شده به ابتدای چرخه سوخت باز می گردند تا قابل استفاده شوند و مازاد تفاله های سوختی را برای دفن آماده می کنند.

باز فراوري

براي بازيافت اورانيوم از سوخت هسته اي مصرف شده در راكتور از عمليات شيميايي موسوم به بازفراوري استفاده ميشود. در اين عمليات، ابتدا پوسته فلزي ميله هاي سوخت مصرف شده را جدا ميسازند و سپس آنها را در داخل اسيد نيتريك داغ حل مي كنند. در نتيجه اين عمليات، ۱% پلوتونيوم ، ۳% مواد زائد به شدت راديو اكتيو و ۹۶% اورانيوم بدست مي آيد كه دوباره ميتوان آنرا در راكتور به مصرف رساند. راكتورهاي نظامي اين كار را بطور بسيار موثرتري انجام ميدهند. راكتور و تاسيسات باز فراوري مورد نياز براي توليد پلوتونيوم را ميتوان بطور پنهاني در داخل ساختمانهاي معمولي جاسازي كرد. به همين دليل، توليد پلوتونيوم به اين طريق، براي هر كشوري كه بخواهد بطور مخفيانه تسليحات اتمي توليد كند گزينه جذابي خواهد بود. ( شکل 5 )

بمب پلوتونيومي

استفاده از پلوتونيوم به جاي اورانيوم در ساخت بمب اتمي مزاياي بسياري دارد. تنها چهار كيلوگرم پلوتونيوم براي ساخت بمب اتمي با قدرت انفجار ۲۰ كيلو تن كافي است. در عين حال با تاسيسات بازفراوري نسبتاً كوچكي ميتوان چيزي حدود ۱۲ كيلوگرم پلوتونيوم در سال توليد كرد. كلاهك هسته اي شامل گوي پلوتونيومي است كه اطراف آنرا پوسته اي موسوم به منعكس كننده نوتروني فرا گرفته است. اين پوسته كه معمولا از تركيب بريليوم و پلونيوم ساخته ميشود، نوترونهاي آزادي را كه از فرايند شكافت هسته اي به بيرون ميگريزند، به داخل اين فرايند باز مي تاباند. استفاده از منعكس كننده نوتروني عملا جرم بحراني را كاهش ميدهد و باعث ميشود كه براي ايجاد واكنش زنجيره اي مداوم به پلوتونيوم كمتري نياز باشد. ( شکل 6 ). براي كشور يا گروه تروريستي كه بخواهد بمب اتمي بسازد، توليد پلوتونيوم با كمك راكتورهاي هسته اي غير نظامي از تهيه اورانيوم غني شده آسان تر خواهد بود. كارشناسان معتقدند كه دانش و فناوري لازم براي طراحي و ساخت يك بمب پلوتونيومي ابتدائي، از دانش و فنآوري كه حمله كنندگان با گاز اعصاب به شبكه متروي توكيو در سال ۱۹۹۵ در اختيار داشتند پيشرفته تر نيست. چنين بمب پلوتونيومي ميتواند با قدرتي معادل ۱۰۰ تن تي ان تي منفجر شود، يعني ۲۰ مرتبه قويتر از قدرتمندترين بمب گزاري تروريستي كه تا كنون در جهان رخ داده است.

بمب اورانيومي

هدف طراحان بمبهاي اتمي ايجاد يك جرم فوق بحراني ( از اورانيوم يا پلوتونيوم) است كه بتواند طي يك واكنش زنجيره اي مداوم و كنترل نشده، مقادير متنابهي انرژي حرارتي آزاد كند. يكي از ساده ترين شيوه هاي ساخت بمب اتمي استفاده از طرحي موسوم به "تفنگي" است كه در آن گلوله كوچكي از اورانيوم كه از جرم بحراني كمتر بوده به سمت جرم بزرگتري از اورانيوم شليك ميشود بگونه اي كه در اثر برخورد اين دو قطعه، جرم كلي فوق بحراني شده و باعث آغاز واكنش زنجيره اي و انفجار هسته اي ميشود. كل اين فرايند در كسر كوچكي از ثانيه رخ ميدهد. جهت توليد سوخت مورد نياز بمب اتمي، هگزا فلوئوريد اورانيوم غني شده را ابتدا به اكسيد اورانيوم و سپس به شمش فلزي اورانيوم تبديل ميكنند. انجام اين كار از طريق فرايندهاي شيميائي و مهندسي نسبتاً ساده اي امكان پذير است. قدرت انفجار يك بمب اتمي معمولي حداكثر ۵۰ كيلو تن است، اما با كمك روش خاصي كه متكي بر مهار خصوصيات جوش يا گداز هسته اي است ميتوان قدرت بمب را افزايش داد. در فرايند گداز هسته اي ، هسته هاي ايزوتوپهاي هيدروژن به يكديگر جوش خورده و هسته اتم هليوم را ايجاد ميكنند. اين فرايند هنگامي رخ ميدهد كه هسته هاي اتمهاي هيدروژن در معرض گرما و فشار شديد قرار بگيرند. انفجار بمب اتمي گرما و فشار شديد مورد نياز براي آغاز اين فرايند را فراهم ميكند. طي فرايند گداز هسته اي نوترونهاي بيشتري رها ميشوند كه با تغذيه واكنش زنجيره اي، انفجار شديدتري را بدنبال مي آورند. اينگونه بمبهاي اتمي تقويت شده به بمبهاي هيدروژني يا بمبهاي اتمي حرارتي موسومند. ( شکل 7 )

کاربردهای انرژی هسته ای

انرژی هسته ای در پزشکی :  کاربرد انرژی هسته ای در پزشکی به دو بخش تقسیم می شود : تشخیص و درمان. پزشکی هسته ای یکی از شاخه های علم پزشکی است که در آن از مواد رادیواکتیو برای تشخیص و درمان بیماری ها استفاده می شود .به گزارش تارنمای سازمان انرژی اتمی ایران ، در زمینه تشخیص بیماری ها از رادیوداروهای (داروهایی متشکل از مواد رادیواکتیو ) مختلف درتصویر برداری جهت  تشخیص و بررسی  تومورهای سرطانی ، بررسی بیماری های کبد و کیسه صفرا ، بررسی عفونت و التهاب مفصلی استفاده می شود. هم چنین این مواد در تشخیص گرفتگی عروق خونی ، تشخیص نارسائی های قلب، کلیه و سایر ارگان های بدن کاربرد دارند. در آنالیز خون، پروتئین ها و سرم ها از پرتوهای رادیواکتیو استفاده می شود. هم چنین برخی از رادیوداروها تولید شده اند که برای تشخیص بیماری هایی مثل تیروئید به کار می روند. MRI نیز یکی از روش های تشخیصی در پزشکی هسته ای است . در حوزه درمان بیماری ها، رادیو داروهای مختلفی ساخته شده اند که برای از بین بردن کیست ها وتومورهای سرطانی استفاده می شوند. هم چنین در برخی از بیماری های مغزی می توان بدون نیاز به باز کردن جمجمه از اشعه برای جراحی استفاده کرد . در بیست سال اخیر جراحی پرتوی، اولین راه درمان پس از استفاده از شیمی درمانی ، پرتو درمانی و جراحی بوده است .

دانشمندان پزشکی هسته ای در حال بررسی روش های  تشخیصی جدیدی هستند تا بتوانند میزان عناصر اصلی و مهم موجود در بدن جنین را اندازه گیری کرده و با تغییر آنها پیش از تولد، از بروز ناهنجاری ها در نوزادان جلوگیری  کنند.

 انرژی هسته ای در بهداشت:  در سترون سازی وسایل یکبارمصرف پزشکی از پرتوهای رادیواکتیو استفاده می شود. هم چنین در صورتی که مواد اولیه داروها و مواد بهداشتی یا محصولات استریل پزشکی آلودگی داشته باشند، این آلودگی با کمک  مواد رادیو اکتیو قابل اندازه گیری است. با این روش آلودگی سبزیجات بسته بندی شده نیز قابل اندازه گیری است .

انرژی هسته ای در کشاورزی: از طریق روش های هسته ای اصلاح بذر، بذرگیاهانی مثل گندم ، برنج ، جو و پنبه به نحوی تغییر داده می شوند که در برابر بیماری های قارچی، سرما، خوابیدگی و مقاوم باشند. هم چنین با استفاده از این روش بذر و نهال گیاهان شورپسند با هدف پرورش و برداشت محصول در شرایط نامناسب وبرای جلوگیری از افزایش بیابانی شدن اراضی تولید می شود

 .

انرژی هسته ای در دامپزشکی و دامپروری: در تشخیص و درمان بیماریهای دام، تولید مثل دام، اصلاح نژاد دام در جهت بازدهی بیشتر مثل اصلاح نژاد گاوها به صورتی که گوشت قابل استفاده آنها به حداکثر برسد، از روش های هسته ای استفاده می شود.درخصوص بهداشت وایمن سازی­خوراک­دام از­پرتوهای رادیواکتیو،میتوان بهره جست

انرژی هسته ای در صنعت: چشمه های رادیواکتیو در صنعت برای بررسی جوشکاری های صنعتی ، جوش لوله های نفت و گاز و نشت یابی لوله های انتقال به کار می رود. از میکروسکوپ های الکترونی می توان در اندازه گیری لایه های اپتیکی ، کالیبره کردن دستگاه های اندازه گیری ، تعیین خواص مکانیکی مواد ، سطح سنجی و ضخامت سنجی استفاده می شود. در سازمان انرژی اتمی دستگاه هایی وجود دارند که بررسی خوردگی فلزات ، تعیین کیفیت فرآورده های صنعتی ، مواد اولیه و آلیاژها را انجام می دهند .

انرژی هسته ای در امنیت: کشف مین های ضد نفرو حتی بررسی تراکم گلوله ها و خمپاره ها از دستگاه هایی که بر مبنای فیزیک هسته ای کار می کنند ، امکان پذیر است .

انرژی هسته ای در باستان شناسی: کارهایی از قبیل بررسی نمونه های باستان شناسی مانند سکه ، سفال و غیره جهت عمرسنجی و تجزیه و تحلیل آنها از طریق علم هسته ای امکان پذیر است . برای تشخیص نمونه های تقلبی آثار باستانی و فسیل ها و عمرسنجی آنها ، میزان کربن رادیواکتیو موجود در نمونه ها اندازه گیری     می شود.

 انرژی هسته ای در اکتشافات:  با بکار گیری روش های هسته ای می توان محل دقیق معادن مختلف و حوزه های آب زیرزمینی را کشف کرد. برای شیرین کردن آبها نیز می توان از فن آوری هسته ای استفاده کرد .

 انرژی هسته ای در تولید برق: اگرچه ایران یکی از کشورهای غنی از لحاظ ذخایر نفت و گاز به شمار می رود اما باید پذیرفت که این منابع دائمی نیستند. بنابراین اگر نسل امروز هم چنان به امید سوخت های فسیلی دست روی دست بگذارد، نسل های آینده با بحران انرژی روبرو خواهند شد. بهترین و مطمئن ترین راه حل ، ساخت نیروگاه های هسته ای و استفاده از سوخت هسته ای است. مقدار انرژی تولید شده توسط نیروگاه های هسته ای قابل مقایسه با نیروگاه های آبی یا گازی نیست. در یک واکنش سوخت هسته ای ، بیست هزار برابر سوخت فسیلی انرژی تولید می شود . علاوه بر این، نیروگاه های هسته ای معضل آلودگی محیط را به همراه ندارد . تنها مشکل این نیروگاه ها ، زباله های هسته ای آنهاست که در صورت رعایت جوانب ایمنی و دفن اصولی آنها در محل های غیر مسکونی و دور از انسان ها خطر خاصی ایجاد نمی کنند .

 انرژی هسته ای در صنایع غذایی: کیفیت مواد غذایی ، بهداشتی و آشامیدنی از جمله مواردی است که با فن آوری هسته ای قابل تعیین است . با استفاده از سیستم های جذب اتمی تعیین مقدارعناصر سمی کم مقدار در مواد غذایی ، تشخیص پرتودیدگی مواد غذایی امکان پذیر است . پرتودهی مناسب به مواد غذایی موجب پاستوریزه و استریلیزه شدن و افزایش زمان ماندگاری آنها می شود .

موارد ذکر شده گوشه ای از کاربردهای گسترده انرژی و فن آوری هسته ای در حوزه های گوناگون و برخی فعالیتهای سازمان انرژی اتمی است . این کاربردها هر روز در حال گسترش و افزایش است . با این توصیفات می توان علت ایستادگی ایران بر حق خود مبنی بر دستیابی به انرژی صلح آمیز هسته ای را دریافت . پیشرفت سریع علم و فن آوری در مسیری است که در آینده نه چندان دور کشورهایی که فاقد توان تولید و استفاده از دانش هسته ای باشند ، از لحاظ اقتصادی و علمی عقب مانده و وابسته خواهند بود.

20 آوریل، روز جدا سازی رادیوم

در روز بیستم آوریل 1902، ماری (Marie) و پیر کوری (Pierre Curie) موفق شدند نمک رادیوم رادیواکتیو را از یک کانی پیچبلند - pitchblende (کانی سیاهرنگ محتوی اورانیوم و رادیوم) جدا کنند.

در سال 1898، کوری ها در حین تحقیقات خود بر روی کانی پیچبلند، عناصر رادیوم و پولونیوم را کشف کردند. یک سال بعد از جدا سازی رادیوم، آنها، همراه با هنری بکرل (A. Henri Becquerel) دانشمند فرانسوی  - کاشف رادیواکتیویته اورانیوم- ، جایزه نوبل فیزیک سال 1903 را به خاطر پیشگام شدن در تحقیقات رادیواکتیویته، از آن خود کردند.

 ماری کوری، با نام خانوادگی اسکلودوفسکا (Sklodowska)، در سال 1867 در ورشو، لهستان متولد شد. او دختر یک معلم فیزیک و دانش آموزی با استعداد بود و موفق شد در سال 1891 برای ادامه تحصیل به دانشگاه سوربن (Sorbonne) پاریس برود. او توانست تحصیلات خود را با درجه عالی در علوم فیزیک و ریاضیات به اتمام برساند و در همان سال (1894) با پیر کوری، فیزیکدان و شیمیست برجسته فرانسوی که کارهایی ارزنده در زمینه علوم مغناطیس انجام داده بود، آشنا شد و آنها در سال 1895 با یکدیگر ازدواج کردند. این ازدواج، آغاز یک همکاری علمی بود که توانست این زوج را به شهرت جهانی برساند. ماری در پی یافتن موضوعی برای تز دکترای خود به مطالعه اورانیوم پرداخت، که این با کشف رادیواکتیویته توسط بکرل همزمان بود. اصطلاح رادیواکتیویته، که پدیده پرتوافکنی ناشی از تجزیه اتم را توصیف میکند، درواقع توسط ماری کوری ابداع شد. او در آزمایشگاه شوهرش مشغول مطالعه بر روی کانی پیچبلند، که اورانیوم عنصر اصلی تشکیل دهنده آن است، بود و وجود احتمالی یک یا دو عنصر رادیو اکتیو دیگر را در آن اعلام کرد. پیر کوری در تحقیقات به او پیوست و در سال 1898، آنها دو عنصر رادیوم و پولونیم (که به خاطر زادگاه ماری Poland _لهستان_ به این نام خوانده شد) را کشف کردند.
در مدتی که پیر مشغول جستجو در خواص فیزیکی این عناصر جدید بود، ماری بر روی جدا سازی شیمیایی رادیوم از پیچبلند کار میکرد. برخلاف رادیوم و پولونیم، رادیوم به صورت آزاد در طبیعت وجود ندارد و ماری به همراه دستیارش آندری دوبیرن (Andrý Debierne)، به طور خستگی ناپذیری کار کردند تا در سال 1902 موفق شدند از چند تن کانی پیچبلند، تنها یک دهم گرم کلرید رادیوم خالص را جدا کنند. حاصل این تحقیقات ، دریافت درجه دکترا در ماه ژوئن 1903 و دریافت جایزه نوبل مشترک با شوهرش و بکرل بود. ماری کوری اولین زنی بود که موفق به دریافت این جایزه شد.

پیر کوری در سال 1904 به سمت استاد فیزیک دانشگاه سوربن منتصب شد و ماری به کوششهای خود در راه جدا سازی رادیوم خالص غیر کلرید ادامه داد. در 19 آوریل 1906، پیر کوری در یک تصادف کشته شد و ماری با وجود روحیه تباه شده خود، عهد کرد که کار علمی خود را به نتیجه برساند. او در ماه مه 1906 جانشین شوهر فقید خود در دانشگاه سوربن شد و در این مرحله از زندگی خود هم اولین زنی بود که بر کرسی استادی تکیه زد. بالاخره در سال 1910، او به اتفاق دوبیرن موفق شدند رادیوم خالص و فلزی را جدا کنند. ماری کوری به خاطر این دستاورد برنده جایزه نوبل شیمی سال 1911 شد و در اینجا برای بار سوم در زندگی خود، اولین شد، او تنها کسی بود که دوبار موفق به دریافت این جایزه شد. سپس او به موارد کاربرد مواد رادیواکتیو در پزشکی علاقمند شد و در طی جنگ جهانی اول بر روی رادیولوژی و همچنین امکانات بالقوه رادیوم در معالجه سرطان کار میکرد. انستیتو رادیوم دانشگاه پاریس، که کار خود را در 1918 آغاز کرد، تحت نظارت ماری کوری و از همان ابتدای کار، مبدل به یکی از مراکز اصلی شیمی و فیزیک هسته ای شد. در 1921، او به ایالات متحده سفر کرد و رئیس جمهور وقت، وارن جی. هاردینگ (Warren G. Harding)، با هدیه ای شامل یک گرم رادیوم به استقبال او رفت. دختر خانواده کوری، ایرن کوری (Irene Curie) نیز یک شیمی فیزیکدان بود و همراه شوهرش فردریک ژولیو (Frederic Joliot) به خاطر کشف رادیواکتیویته مصنوعی، موفق به دریافت جایزه نوبل شیمی 1935 شد.در سال 1934 ماری کوری در اثر سرطان خون ناشی از چهار دهه کار با مواد رادیو اکتیویته، درگذشت.

مصرف روزانه ۴ قاشق عسل، مواد محافظ بیشتری در خون فرد ذخیره كرده و ازگرفتگی رگ‌های خونی ‌جلوگیری می كند. ‌‌یك متخصص تغذیه افزود: تحقیقات نشان داده افرادی كه ‌به طور منظم ۴ قاشق عسل طبیعی در روز مصرف كرده‌اند، آنتی‌اكسیدان بیشتری دارند و آنتی‌اكسیدان ها از ‌بافت‌های بدن در مقابل اكسیژن‌های تهاجمی محافظت می كنند.‌ ‌وی با اشاره به تاثیر عسل در كاهش تپش قلب گفت: خوردن یك لیوان آبی كه درآن یك قاشق عسل و نصف ‌لیموترش حل شده باشد، پیش از خواب، یكی ازبهترین راه‌های درمان تپش قلب است.‌‌این متخصص با اشاره به اینكه عسل از ۷ هزار سال پیش ازمیلاد به عنوان عالی ترین غذاها شناخته شده است یادآور شد: ‌عسل تركیبی با بیش از ۲۰ نوع قند، ۸ نوع ویتامین، ۱۱ نوع ماده معدنی، ۱۶ نوع اسیدآمینه و چندین مواد ‌دیگر است كه فواید زیادی برای آن عنوان شده است.
روزنامه آفتاب یزد