2-5-3- معیار آرمانی.. 30

2-5-4- استراتژی لیست کاندید.. 31

2-5-5- استراتژی تقویت… 32

2-5-6- استراتژی تنوع بخشی.. 32

2-5-7- معیار توقف…. 33

2-6- الگوریتم جستجوی متغیر همسایگی (VNS). 34

2-6- 1- فرآیند ارتعاش…. 35

2-6- 2- فرآیند جستجوی محلی.. 36

2-7- مدل­های بهینه سازی چند هدفه. 37

2-7-1- مفهوم غلبه در مسائل بهینه سازی چندهدفه. 38

2-8- الگوریتم چند هدفه ژنتیک (NSGA II). 38

2-9- فرآیند تحلیل سلسه مراتبی (AHP). 42

2-9-1- درخت سلسه مراتبی.. 42

2-9-2- انجام مقایسات زوجی.. 43

2-9-3- محاسبه ضرایب اهمیت… 44

2-9-4- تعیین امتیاز نهایی گزینه­ها 45

2-9-5- بررسی سازگاری سیستم.. 45

2-10- جمع­بندی.. 48

فصل سوم: روش تحقیق.. 49

3-1- مقدمه. 50

3-2- جدول زمانی دروس دانشگاهی مبتنی بر ترجیحات اساتید، دانشجویان و دانشگاه. 50

3-2-1- مفروضات مسأله ارائه شده. 51

3-2-2- مهمترین تصمیمات اتخاذ شده در مدل ارائه شده. 52

3-3- روش جمع آوری اطلاعات… 52

3-4- الگوریتم­های تکاملی مورد استفاده. 52

3-5-مدل ریاضی.. 53

3-5-1- محدودیت­های سخت… 53

3-5-2- محدودیت­های نرم. 54

3-5-3- پارامترها و مجموعه­های مدل.. 55

3-5-4- متغیر تصمیم.. 56

3-6- مدل ریاضی تک هدفه. 56

3-7- تشریح مدل ریاضی.. 57

3-8- الگوریتم جستجوی ممنوعه (TS). 57

3-8- 1- نحوه نمایش جواب… 58

3-8-2- تولید جواب اولیه. 59

3-8-3- همسایگی.. 59

3-8-4- لیست ممنوعه. 59

3-8-5- معیار آرمانی.. 60

3-8-6- استراتژی لیست کاندید.. 60

3-8-7- استراتژی تقویت… 61

3-8-8- استراتژی تنوع بخشی.. 61

3-8-9- معیار توقف…. 62

3-9- الگوریتم جستجوی همسایگی متغیر در جستجوی ممنوعه (TS-VNS). 64

3-9-1- استراتژی­های ساختار همسایگی.. 64

3-10- فرآیند تحلیل سلسه مراتبی (AHP). 67

3-10-1- درخت سلسه مراتبی.. 69

3-10-2- انجام مقایسات زوجی.. 69

3-10-3- محاسبه ضرایب اهمیت… 70

3-10-4- تعیین امتیاز نهایی گزینه­ها 70

3-10-5- بررسی سازگاری سیستم.. 70

3-11- مدل ریاضی چند هدفه. 71

3-12- الگوریتم ژنتیک چند هدفه (NSGA II). 73

3-12-1- نحوه نمایش جواب و جمعیت اولیه. 73

3-12-2- انتخاب… 74

3-12-3- تقاطع. 74

3-12-4- جهش…. 77

3-12-5- معیار توقف…. 78

3-13- الگوریتم جستجوی ممنوعه چند هدفه (MOTS). 79

3-14- جمع­بندی.. 81

فصل چهارم: محاسبات و یافته­های تحقیق.. 82

4-1- مقدمه. 83

4-2- تنظیم پارامترهای الگوریتم­های فراابتکاری.. 83

4-3- اجرای الگوریتم­ها 86

4-4- نتایج محاسباتی الگوریتم­های مدل تک هدفه و تجزیه و تحلیل آنها 86

4-4-1- تحلیل نتایج بهترین مقدار تابع هدف… 87

4-4-2- تحلیل نتایج اولین زمان رسیدن به بهترین مقدار تابع هدف… 89

4-5- نتایج محاسباتی الگوریتم­های مدل چند هدفه و تجزیه و تحلیل آنها 91

4-5-1- تحلیل نتایج شاخص میانگین فاصله از نقطه ایده آل (MID). 92

4-5-2- تحلیل نتایج شاخص تعداد جوابهای آرشیو پاراتو. 95

4-5-3- تحلیل نتایج شاخص یکنواختی پاراتو. 98

4-5-4- تحلیل نتایج شاخص پوشش مجموعه. 100

4-5-5- تحلیل نتایج شاخص بیشترین گستردگی.. 102

4-5-6- تحلیل نتایج زمان اجرای الگوریتمها 104

4-6- جمع­بندی.. 106

فصل پنجم: نتیجه­گیری و پیشنهادات.. 108

5-1- نتیجه­گیری.. 109

5-2- پیشنهادها برای تحقیقات آتی.. 110

5-2-1- تحقیقات مربوط به گسترش مدل مسأله. 110

5-2-2- تحقیقات مربوط به رویکرد حل مسأله. 111

مراجع.. 112

فهرست جداول

جدول 2-1. محدودیت­های نرم و سخت بکار رفته در تحقیقات گذشته. 16

جدول 2-2. فهرست الگوریتم­های مبتنی بر یک جواب و الگوریتم­های مبتنی بر جمعیت… 26

جدول 2-3. مقیاس نه کمیتی ساعتی برای مقایسات زوجی.. 43

جدول 2-4. شاخص تصادفی بودن R.I. 47

جدول3-1. پارامترها و مجموعه ها 55

جدول 3-2. مشخصات ماتریس های جواب… 58

جدول 3-3. عناصر الگوریتم جستجوی ممنوعه. 62

جدول 4-1. پارامترهای الگوریتم TS. 85

جدول 4-2. پارامترهای الگوریتم TS-VNS. 85

جدول 4-3. پارامترهای الگوریتم NSGA II. 85

جدول 4-4. پارامترهای الگوریتم MOTS. 85

جدول4-5. پارامترهای استفاده شده در فرمول (4-1). 87

جدول 4-6. داده­های نرمالایز شده بهترین مقدار تابع هدف در دو الگوریتم TS, TS-VNS. 88

جدول 4-7. داده­های نرمالایز شده اولین زمان رسیدن به بهترین مقدار تابع هدف در دو الگوریتم TS, TS-VNS. 90

جدول 4-8. نتایج محاسبه شاخص MID برای دو الگوریتم MOTS, NSGA II. 93

جدول 4-9. خروجی بدست آمده از آزمون­های فرض T_n-1برای شاخص MID.. 95

جدول 4-10. نتایج محاسبه شاخص تعداد جواب های آرشیو پاراتو برای دو الگوریتم MOTS, NSGA II. 96

جدول 4-11. خروجی بدست آمده از آزمون­های فرض t_n-1 برای شاخص تعداد جواب­های پاراتو. 97

جدول 4-12. نتایج محاسبه شاخص یکنواختی پاراتو برای دو الگوریتم MOTS, NSGA II. 99

جدول 4-13. خروجی بدست آمده از آزمون­های فرض t_N-1 برای شاخص بیشترین گستردگی.. 100

جدول 4-14. نتایج محاسبه شاخص پوشش مجموعه برای دو الگوریتم MOTS, NSGA II. 101

جدول 4-15. نتایج محاسبه شاخص بیشترین گستردگی برای دو الگوریتم MOTS, NSGA II. 103

جدول 4-16. خروجی بدست آمده از آزمون­های فرض t_n-1برای شاخص بیشترین گستردگی.. 104

جدول 4-17. نتایج زمان اجرای دو الگوریتم MOTS, NSGA II. 105

جدول 4-18. خروجی بدست آمده از آزمون­های فرض t_n-1 برای زمان اجرای دو الگوریتم MOTS, NSGA II. 105

فهرست اشکال

شکل 2-1. انواع روش­های حل برای مسائل بهینه سازی.. 24

شکل 2-2. نمودار درختی الگوریتم­های فراابتکاری.. 27

شکل 2-3. شبه کد الگوریتم فراابتکاری جستجوی ممنوعه (TS) 33

شکل 2-4. نمای شماتیک جستجوی همسایگی در الگوریتم VNS. 35

شکل 2-5. شبه کد الگوریتم فراابتکاری جستجوی همسایگی متغیر(VNS) 36

شکل 2-6. شبه کد الگوریتم فراابتکاری NSGA II. 41

شکل 3-1. فلوچارت جستجوی ممنوعه پیشنهادی.. 63

شکل 3-2. چهار استراتژی بکار رفته در الگوریتم های TS, TS-VNS. 65

شکل 3-3. فلوچارت الگوریتم TS-VNS. 66

شکل 3-4. فلوچارت الگوریتم فرایند تصمیم گیری AHP. 68

شکل 3-5. فلوچارت درخت سلسله مراتبی.. 69

شکل 3-6. فرایند تقاطع در الگوریتم NSGA II. 76

شکل 3-7. فرایند جهش در الگوریتم NSGA II. 77

شکل 3-8. فلوچارت الگوریتم NSGA II. 78

شکل 3-9 فلوچارت الگوریتم MOTS. 80

شکل 4-1. نمودار میانگین و فاصله اطمینان 95% بهترین مقدار تابع هدف TS, TS-VNS. 89

شکل 4-2. نمودار میانگین و فاصله اطمینان 95% اولین زمان رسیدن به بهترین مقدار تابع هدف TS, TS-VNS. 91

شکل 4-3. نمودارهای همگرایی دو الگوریتم برای مسائل در سه سایز کوچک، متوسط و بزرگ…. 94

فصل اول

مقدمه وکلیات تحقیق

 

1-1-مقدمه

امروزه زمانبندی جزء ضروریات اجتناب ناپذیر زندگی بشری است. در برنامه­های کلان کشورهای توسعه یافته، یکی از بخش­هایی که در نیل به تحقق برنامه­ها و اهدافشان نقش به سزا و مؤثری ایفا کرده، نظام آموزشی است. بنابراین با توجه به نقش کلیدی نظام آموزشی در هر جامعه، می­توان به اهمیت برنامه­ریزی درست و مناسب در این سیستم پی برد. به طوری که یک زمانبندی مناسب سبب ارتقای کیفیت آموزشی و رضایتمندی کارکنان می­باشد. جدول زمانی^[1]نوع خاصی از مسأله زمانبندی است. مسأله زمانبندی در دانشگاه­ها به دو دسته جدول زمانی برای امتحانات و زمانبندی دروس تقسیم می­شود. مقصود از زمانبندی در این تحقیق، دسته دوم است. در این تحقیق تلاش شده است که تا حد امکان از مقالات اخیر در حوزه جدول زمانی، بویژه جدول زمانی دروس دانشگاهی و همچنین مقالات مربوط به روش­های حل فراابتکاری استفاده شود تا بیان نوین و کارا با اثربخشی مناسب ایجاد گردد.

1-2-بیان مسأله

جدول زمانی نوع خاصی از مسأله زمانبندی است، در سال 1996، آقای رن[2] تهیه جدول زمانی را بعنوان مسئله قرار دادن منابع خاص، با توجه به محدودیت­ها، در تعداد محدودی بازه زمانی و مکان، با هدف ارضاء مجموعه­ای از اهداف تا حد ممکن توصیف کرد. این تعریف عمومی توصیفی از مسائل تهیه جدول زمانی است که به طور کلی پذیرفته شده است.

جدول زمانی در مسائلی با دامنه­های وسیع و متنوع کاربرد دارد که از آن جمله می­توان مسائل آموزشی، مسابقات ورزشی، مسائل حمل­ونقل، برنامه­ی کاری کارکنان، زمانبندی جلسات و زمانبندی فرآیندهای تولیدی نام برد.

جدول زمانی دروس دانشگاهی^[3]عبارت از تخصیص تعداد معینی از منابع مانند اساتید و دروس، به تعداد محدودی از دوره­های زمانی و کلاس در یک دوره مشخص با توجه به مجموعه­ای از محدودیت­ها، جهت رسیدن به یکسری از اهداف مشخص است. معمولاً در این نوع مسائل محدودیت­ها به دو دسته سخت و نرم تقسیم می­شوند. محدودیت­های سخت، محدودیت­هایی هستند که حتماً باید برآورده شوند و شدنی بودن جواب را تضمین می­کنند و محدودیت­های نرم بیان کننده مطلوبیت و ترجیحات مسأله هستند که برای کیفیت بهتر جدول زمانی در نظر گرفته می­شوند و حتماً لزومی ندارد که همانند محدودیت­های سخت به طور کامل برآورده شوند. برای بدست آوردن یک جدول زمانی باکیفیت، باید مسأله شدنی و کمترین تعداد تجاوز را در محدودیت­های نرم داشته باشیم [4].

محدودیت­های نرم از طریق تابع پنالتی ارزیابی می­شوند و تابع هدف این مسائل از مجموع وزن دهی شده توابع پنالتی محدودیتهای نرم تشکیل می­شود.

محدودیت­های سخت عمومی به کار گرفته شده در این مسائل به صورت زیر هستند:

1. یک منبع (درس، استاد، دانشجو) نمی­تواند در آن واحد در چند جا (کلاس، پریود زمانی) استفاده شود.

1. در هر دوره زمانی باید منابع در دسترس برای مواردی که زمانبندی شده­اند کافی باشد.

اما محدودیت­های نرم با توجه به نوع و ترجیحات، برای هر مسأله متفاوت است. ما در این تحقیق ترجیحات اساتید، دانشجویان و دانشگاه را مد نظر قرار داده­ایم.

در حال حاضر در اغلب دانشگاه­ها زمانبندی دروس به صورت دستی و توسط افراد مجرب انجام می­گیرد. در برنامه­ریزی دستی، با روشی تکراری دروس زمانبندی می­شوند بدین صورت که در هر تکرار، یک درس انتخاب می­شود و زمانبندی از دو درسی شروع می­شود که تعداد دانشجوی بیشتری همزمان برای آن دو درس ثبت نام کرده باشند و بنابراین این دو درس نباید در یک زمان ارائه شوند و باید انتخاب استاد و بازه زمانی به گونه­ای صورت گیرد که محدودیتهای دیگر را نیز نقض نکند. این روند همچنان ادامه پیدا می­کند تا تمامی دروس به استاد و زمانی تخصیص داده شوند.

ادبیات پژوهش… 3

سؤالات پژوهش… 5

سؤال اصلی.. 5

سؤال فرعی.. 5

فرضیه. 6

تعریف مفاهیم. 6

محدودیت ها و مشکلات پژوهش… 8

روش پژوهش… 8

قلمرو زمانی و مكانی تحقیق.. 8

سازمان دهی پژوهش… 9

فصل-2 مباحث نظری.. 11

مقدمه. 12

مکتب کپنهاک.. 13

1. مبانی هستی شناختی مکتب کپنهاک.. 15

1. مبانی معرفت شناسی مکتب کپنهاک.. 16

شش

3. امنیت از منظر مکتب کپنهاک.. 18

3-1. امنیتی ساختن در مکتب کپنهاک.. 19

4. سطح تحلیل امنیت در مکتب کپنهاک.. 20

4-1. امنیت بین المللی.. 21

4-2. امنیت منطقهای.. 24

5. ابعاد امنیت در مکتب کپنهاک.. 26

5. جنگ و الگوهای دوستی و دشمنی در مکتب کپنهاک.. 27

6-1. جنگ… 28

6-2. الگوهای دوستی و دشمنی.. 28

نتیجه‏گیری.. 29

فصل-3 تهدیدات حضور ناتو در منطقه قفقاز جنوبی برای ایران و روسیه. 31

مقدمه. 32

حضور ناتو در منطقه قفقاز جنوبی.. 32

1. گسترش ناتو به شرق.. 33

1. گسترش ناتو در منطقه قفقاز. 34

1. قفقاز و مشاركت برای صلح ناتو. 35

تهدیدات حضور ناتو در منطقه قفقاز جنوبی برای ایران. 39

1. تهدیدات سیاسی: 39

1-1. تمامیت ارضی جمهوری اسلامی ایران: 39

1-2. توسعه روابط با اسرائیل: 40

1-3. تثبیت نظام هژمونیك سلطه غرب: 40

1-4. تهدید نسبت به حاكمیت داخلی نظام: 41

1-5. تهدید نسبت به حاكمیت خارجی نظام: 41

هفت

2. تهدیدهای نظامی و امنیتی: 42

2-1. استراتژی دفاع موشكی آمریكا در منطقه: 42

2-2. هم تکمیلی محیط های امنیتی: 42

3- تهدیدهای اقتصادی: 43

3-1. تعیین رژیم حقوقی دریای خزر به صورت ناقص: 43

3-2. گسترش تحریم و جلوگیری از توسعه اقتصادی: 44

4- تهدیدات فرهنگی: 44

4-1. تشدید اختلافات قومی، زبانی و مذهبی: 44

4-2. ناتوی فرهنگی: 45

4-2-1. اهداف ناتوی فرهنگی: 45

4-2-2. ابزارهای اجرای ناتوی فرهنگی: 46

تهدیدات حضور ناتو در منطقه قفقاز جنوبی برای روسیه. 47

1. تهدیدات سیاسی: 47

1. تهدیدهای نظامی و امنیتی: 49

1. تهدیدات اقتصادی: 51

1. تهدیدات فرهنگی: 52

نتیجه گیری: 53

فصل-4 تفاوت رویکردها و اقدامات ایران و روسیه در مقابله با ناتو. 55

مقدمه. 56

نگرش ایران و روسیه به غرب و ناتو: 56

رویکردها و اقدامات دو کشور در مقابله با ناتو. 63

1. تفاوت در میزان و نوع تهدیدات ناتو برای دو کشور. 64

1. رویکرد و اقدامات روسیه در مقابله با ناتو. 67

هشت

2-1. سیر تحول روابط روسیه و ناتو. 67

2-2. زمینه های همکاری روسیه – ناتو. 71

2-3. حوزه های اختلاف و مناقشه. 73

3. رویکرد و اقدامات ایران در مقابله با ناتو. 75

نتیجه گیری: 79

فصل-5 تفاوت نگرش ایران و روسیه نسبت به هم. 81

مقدمه. 82

نگرش ایران به روسیه. 82

1-1. بدبینی تاریخی ایرانیان نسبت به روسیه. 83

1-2. سیاست نه شرقی نه غربی.. 85

1-3. عدم پایبندی روسیه به تعهداتش و کارشکنی در خصوص ایران. 87

2. نگرش روسیه به ایران. 90

2-1. نگاه ابزاری روسیه به ایران. 92

2-2. انحصارگری روسیه و نگرش رقیبانه به ایران در منطقه قفقازجنوبی.. 93

نتیجه گیری.. 97

نتیجه گیری پایانی.. 101

منابع و مآخذ: 107

عنوان

صفحه

فصل اول: طرح تحقیق

مقدمه

2

بیان مسئله

4

اهمیت و ضرورت انجام پژوهش

6

اهداف پژوهش

8

فرضیه های پژوهش

9

تعریف مفهومی و عملیاتی واژه های تحقیق

9

 

فصل دوم: ادبیات و پیشیه ی پژوهش

12

مقدمه

14

مبانی نظری

14

مفهوم اثربخشی

14

نظریه های اثربخشی

 

15

تفاوت كار ایی و اثر بخشی

19

مدل اثر بخشی سر جیوانی

22

مفهوم رهبری

28

تعریف سبك رهبری

30

نوع شناسی نظریه های رهبری

34

مفهوم جو سازمانی

41

انواع جو سازمانی

46

مكانیسم های جو سازمانی

47

پیشینه پژوهشی

تحقیقات خارجی

51

تحقیقات داخلی

56

جمع بندی

61

فصل سوم: روش شناسی پژوهش

 

روش انجام پژوهش

63

جامعه و نمونه آماری پژوهش

64

ابزار پژوهش

64

پایایی و روایی ابزارها

64

روش تحلیل داده ها

68

ملاحظات اخلاقی

69

فصل چهارم: یافته های پژوهش

یافته های توصیفی

70

یافته های استنباطی

72

فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری

خلاصه تحقیق

77

بحث و نتیجه گیری

78

دستاوردهای اصلی پژوهش

80

محدودیت های پژوهش

81

پیشنهادهای پژوهش

82

منابع و ماخذ

منابع فارسی

84

منابع لاتین

91

 

فصل اول : طرح تحقیق

 

مقدمه

قرآن کریم، بارها انسان را تشویق و ترغیب به تبیین و آشکار نمودن حقایق نموده است و خداوند متعال را حقیقت تمامی هستی معرفی می کند.

“سَنُرِیهِمْ آیَاتِنَا فِی الْآفَاقِ وَفِی أَنفُسِهِمْ حَتَّى یَتَبَیَّنَ لَهُمْ أَنَّهُ الْحَقُّ” (آیه 53 ،سوره فصلت).” آیات و نشانه های خود را در طبیعت و جهان هستی و در باطن و درون (انسان ها)، نشان می دهیم تا آشکار گردد که او( پروردگار) حق است “.

در جهان امروز توسعه هدف اصلی جوامع و از مهمترین سیاستگذاریهای دولتها محسوب می گردد. بدیهی است كه توفیق جوامع در زمینه های فرهنگی ، سیاسی و اقتصادی در گرو برخورداری از یك نظام آموزشی منسجم و پویاست و مدیریت مؤثر نقش اساسی در هدایت نظام آموزشی در نیل به اهداف توسعه بر عهده دارد (رضایی فرد،1378).

چنانچه هر مسئله ی سازمانی را به طور عمیق مورد تجزیه و تحلیل قرار دهیم، در نهایت به انسان و رفتارهای انسانی برمی خوریم بدین لحاظ توجه به نقش محوری انسان و منابع انسانی در پیشبرد اهداف سازمانی محرز می شود . سازمانها اگرچه در سیرتحولات تكوینی و تكاملی خود دارای انواع واهداف گوناگونی هستند و به منظور رفع نیازهای متنوع جامعه تلاش می كنند، اما درهیچ برهه ای نه تنها بی نیازازمنابع انسانی نبوده، بلكه برعكس این منبع ازتعیین كننده ترین منابع آنها محسوب می شود . چنین اهمیت و توجهی به بعد انسانی ، در سازمانهای آموزشی (آموزش و پرورش) به دلیل ویژگیهای منحصر به فردآن، مضاعف می شود . چرا كه سازمان آموزش و پرورش محیطی به تمام معنا انسانی بوده و مدیریت آن در شبكه ای گسترده و در عین حال پیچیده از روابط انسانی فعالیت می كند . (پور شا فعی، 1378).

1-6-1- تاریخچه. 16

1-6-2- اساس و روش کار. 18

1-6-3- مراحل PCR.. 19

1-6-4- پارامترهای مؤثر در PCR.. 20

1-7- مدل سازی.. 21

1-8- فرضیات پژوهش…. 25

1-9- اهداف پژوهش…. 25

فصل دوم

2-1- شناسایی باکتری های اسید استیک با استفاده از روش های مدرن.. 27

2-2- تولید سرکه زردآلو با استفاده ازAcetobacterجدا شده از زردآلوی ایرانی.. 34

2-3- تولید سرکه آناناس و بررسی تاثیر متقابل بین مخمر و باکتری اسید استیکی.. 34

2-4- جداسازی و شناسایی نژادAcetobacterاز گیلاس سفید- قرمز ایرانی به عنوان نژادی با قابلیت تولید اسید بالا در تولید سرکه 36

2-5- بهینه سازی عوامل موثر در فرآیند تولید سرکه با استفاده از تخمیر موز. 36

2-6- روش های مدل سازی میکروبی.. 37

فصل سوم

3-1-زمان و مکان تحقیق.. 42

3-2- مواد مصرفی.. 42

3-2-1- خارک خرمای هلیله ای.. 42

3-2-2- سرکه خرما 42

3-2-3- مواد شیمیایی.. 43

3-2-4- مواد ژنتیکی.. 43

3-3- تجهیزات… 44

3-4- اندازه گیری ترکیبات خارک خرما 45

3-4-1- اندازه گیری قند. 45

3-4-2- اندازه گیری فیبر. 46

3-4-3- اندازه گیری فسفر. 46

3-4-4- اندازه گیری کلسیم. 47

3-4-5- اندازه گیری پتاسیم. 48

3-4-6- اندازه گیری رطوبت.. 48

3-4-7- اندازه گیری خاکستر. 49

3-4-8- اندازه گیری پروتئین.. 49

3-4- مرحله جداسازی و شناسایی باکتری های اسید استیکی و شناسایی آن ها 50

3-4-1- روش کشت.. 50

3-4-2- خالص سازی باکتری های استیکی.. 51

3-4-2-1- نگهداری جدایه های باکتری های اسید استیک…. 52

3-5-آزمون های تاییدی باکتری های استیکی.. 52

3-5-1-آزمون کاتالاز. 52

3-5-2- آزمون گرم. 53

3-6- استخراج DNA از جدایه های باکتریایی.. 54

3-7- انجام PCR و تکثیر ناحیه s rDNA16. 55

3-7-1- واکنش PCR. 55

3-7-2- تعیین توالی و مقایسه توالی ها 56

3-8- مرحله تولید الکل با استفاده از مخمر. 57

3-8-1-تهیه سوسپانسیون مخمر. 57

3-9- مرحله تهیه سرکه از محلول الکلی تهیه شده از تخمیر الکلی.. 59

3-9-1- انتخاب ایزوله های باکتری اسید استیک… 59

3-9-2- تهیه سوسپانسیون باکتری ها 59

3-10- آزمون های میکروبی و شیمیایی سرکه. 61

3-10-1- آزمون میکروبی.. 61

3-10-2- آزمون اندازه گیری pH.. 61

3-10-3- آزمون اسیدیته. 62

3-10-4- آزمون مواد جامد محلول. 62

3-10-5- آزمون اندازه گیری الکل. 62

3-11- مدل سازی.. 64

3-12- روش آماری تحلیلی داده ها 64

فصل چهارم

4-1- اندازه گیری ترکیبات خارک… 66

4-2- جداسازی وشناسایی فلور اسید استیکی نمونه های سرکه. 67

4-2-1- بررسی خصوصیات ظاهری پرگنه ها 67

4-2-2- آزمون های ابتدایی شناسایی (تایید اسید استیک باکتریایی بودن جدایه ها) 67

4-2-3- شناسایی جدایه ها در سطح جنس و گونه. 68

4-3- انتخاب جدایه های باکتری اسید استیک…. 70

4-3- تکنولوژی تولید سرکه. 73

4-3-1- آزمون های میکروبی.. 73

4-3-1-1- تغییرات رشد سلولی مخمرSaccharomyces cerevisiae. 73

4-3-1-2- تغییرات رشد سلولی باکتری های اسید استیکی.. 77

4-3-2- آزمون های شیمیایی.. 82

4-3-2-1-تغییرات pH نمونه های سرکه. 82

4-3-2-2-تغییرات اسیدیته نمونه های سرکه. 86

4-3-2-3- تغییرات مواد جامد محلول نمونه های سرکه. 90

4-3-2-4-تغییرات الکل نمونه های سرکه. 92

4-4- مدل سازی.. 97

4-4-1- مدل سازی رشد میکروبی.. 97

4-4-2- مدل سازی عوامل موثر بر تخمیر. 100

فصل پنجم

5-1- نتیجه گیری.. 111

5-2- پیشنهادات… 114

منابع.. 115

پیوست… 127

جدول 1-1- واکنش مخمرها طی فرآیند تخمیر الکلی.. 5

جدول 1-2- ترکیبات تشکیل دهنده خرما 8

جدول 1-3- طبقه بندی دوازده جنس خانوادهAcetobacteriacea. 11

جدول 1-4- روش های مولکولی شناسایی باکتری های اسید استیکی.. 16

جدول 1- 5- مدل های پیشبینی رشد میکروبی.. 23

جدول 2-1- شناسایی جدایه های باکتری اسید استیکی طی اسیدیفیکاسیون سرکه توسط تکنیک های متفاوت 29

جدول2-2- مدل های آزمایشی برای تخمیر سرکه آناناس با استفاده از yeast-S. cerevisiae M30 و AAB-A. aceti WK.. 34

جدول 3-1- لیست مواد شیمیایی مورد استفاده در این پژوهش…. 41

جدول 3-2- لیست مواد ژنتیکی مورد استفاده در این پژوهش…. 42

جدول 3-3- لیست تجهیزات مورد استفاده در این پژوهش…. 42

جدول 3-4- میزان مواد استفاده شده در واکنش PCR.. 55

جدول3-5- مراحل انجام واکنش PCR.. 56

جدول 3-6- نحوه تیماربندی جهت افزودن سوسپانسیون های مخمر و باکتری.. 61

جدول 4-1- ترکیبات اصلی خارک خرما رقم “هلیله ای”. 67

جدول 4-2 جدایه های مورد استفاده در واکنش PCR.. 69

جدول 4-3- مقایسه میزان اسیدیته و pH 30 جدایه اسید استیکی.. 71

جدول 4-4- مقایسه میزان رشد، مصرف الکل، اسیدیته و pH 12 جدایه اسید استیکی.. 72

جدول 4-5- نتایج حاصل از توالی یابی جدایه ها 73

جدول 4-6- مقایسه میانگین شمارش مخمر در طول 15 روز نگهداری.. 75

جدول 4-7- مدل سازی رشد مخمر طی تخمیر الکلیسرکه خارکخرما 98

جدول 4-8- مدل سازی رشد باکتری های اسید استیکی طی تخمیر استیکی سرکه خارک خرما 99

جدول 4-9- مدل های ارائه شده برای تغییرات بریکس با رشد باکتریA.pasteurianusدر عصاره های الکلی حاصل از 20، 30 و 40 درصد خارک خرما 104

جدول 4-10- مدل های ارائه شده برای تغییرات pH با رشد باکتریA.pasteurianusدر عصاره های الکلی حاصل از 20، 30 و 40 درصد خارک خرما 105

جدول 4-11- مدل های ارائه شده برای تغییرات اسیدیته با رشد باکتریA.pasteurianusدر عصاره های الکلی حاصل از 20، 30 و 40 درصد خارک خرما 106

جدول 4-12- مدل های ارائه شده برای تغییرات الکل با رشد باکتریA.pasteurianusدر عصاره های الکلی حاصل از 20، 30 و 40 درصد خارک خرما 107

جدول 4- 13- جدول مقایسه ضرایب همبستگی و میزان خطا برای تغییرات بریکس…. 108

جدول 4- 14- جدول مقایسه ضرایب همبستگی و میزان خطا برای تغییرات pH.. 108

جدول 4- 15- جدول مقایسه ضرایب همبستگی و میزان خطا برای تغییرات اسیدیته. 109

جدول 4- 16- جدول مقایسه ضرایب همبستگی و میزان خطا برای تغییرات الکل.. 109

شکل 3-1- روش کشت سطحی.. 51

شکل 3-2- مراحل جداسازی جدایه های باکتریایی.. 53

شکل 3-3- مرحله تخمیر الکلی تولید سرکه خارک خرما 58

شکل 3-4- مرحله اسیدیفیکاسیون تولید سرکه خارک خرما 60

شکل 3-5- اندازه گیری الکل نمونه ها 63

شکل 4-1- تصویر محصولات PCR در ژل الکتروفورز. 70

شکل 4-2- تغییرات سلولی باکتری های اسید استیکی در عصاره الکلی حاصل از تخمیر 20 درصد خارک خرما طی 15 روز 79

شکل 4-3- تغییرات سلولی باکتری های اسید استیکی در عصاره الکلی حاصل از تخمیر 30 درصد خارک خرما طی 15 روز 80

شکل 4-4- تغییرات سلولی باکتری های اسید استیکی در عصاره الکلی حاصل از تخمیر 40 درصد خارک خرما طی 15 روز 80

شکل 4-5- تغییرات pH در مرحله تخمیر الکلی.. 82

شکل 4-6- تغییرات pH در عصاره های الکلی خارک خرما طی تخمیر استیکی.. 84

شکل 4-7- تغییرات اسیدیته در مرحله تخمیر الکلی.. 86

شکل 4-8- تغییرات اسیدیته در عصاره های الکلی خارک خرما طی تخمیر استیکی.. 88

شکل 4-9- تغییرات مواد جامد محلول طی تخمیر الکلی و استیکی در غلظت 20 درصد خارک خرما طی 15 روز 90

شکل 4-10- تغییرات مواد جامد محلول با استفاده از جدایه های استیکی در غلظت 30 درصد خرما طی 15 روز 91

شکل 4-11- تغییرات مواد جامد محلول با استفاده از جدایه های استیکی در غلظت 40 درصد خرما طی 15 روز 91

شکل 4-12- تغییرات الکل در مرحله تخمیر الکلی.. 93

شکل 4-8- تغییرات الکل در عصاره های الکلی خارک خرما طی تخمیر استیکی.. 94

پیوست “الف”- مقایسه میانگین اثر جدایه در غلظت های مختلف از ماده اولیه بر میزان مواد جامد محلول (TSS) 128

پیوست “ب”- مقایسه میانگین اثر جدایه در غلظت های مختلف از ماده اولیه بر میزان pH.. 129

پیوست “ج”- مقایسه میانگین اثر جدایه در غلظت های مختلف از ماده اولیه بر میزان اسیدیته. 130

پیوند “د”- مقایسه میانگین اثر جدایه در غلظت های مختلف از ماده اولیه بر میزان الکل.. 131

پیوست “ه”- مقایسه میانگین شمارش باکتری های استیکی در طول 15 روز نگهداری.. 132

پیوست “و”- توالی ناحیه s rRNA16 برای باکتریAcetobacterpasteurianusدر NCBI منطبق با توالی جدایه FR22 133

پیوست “ز”- مقایسه میزان مشابهت توالی جدایه FR22 با توالی تطبیق یافته در NCBI. 134

پیوست “ح”- توالی ناحیه s rRNA16 برای باکتریAcetobacteracetiدر NCBI منطبق با توالی جدایه FR43 135

پیوست “ط”- مقایسه میزان مشابهت توالی جدایه FR43 با توالی تطبیق یافته در NCBI. 136

پیوست “ی”- توالی ناحیه s rRNA16 برای باکتریAcetobactertropicalisدر NCBI منطبق با توالی جدایه FR61 137

پیوست “ک”- مقایسه میزان مشابهت توالی جدایه FR61 با توالی تطبیق یافته در NCBI. 138

فصل اول

مقدمه و کلیات

1- مقدمه

سرکه فرآورده­ای است که از مواد مختلف قندی و نشاسته­ای از طریق تخمیر الکلی و استیکی تهیه می­شود. سرکه می­تواند از مواد خام مختلف و با روش­های متفاوت تولید گردد. در گذشته از سرکه به­عنوان نگهدارنده استفاده می­شد به­طوری که یا به­صورت طبیعی در ماده غذایی تولید می­گردید و یا به آن اضافه می­شد تا از رشد میکروبی نامطلوب در ماده غذایی جلوگیری کرده و ویژگی­های حسی آن را حفظ نماید (دی اوری و همکاران، 2002). استیک اسید یک طعم­دهنده و ترکیب ضد­میکروبی در سرکه می­باشد. همچنین مطالعاتی در زمینه اهمیت اسید استیک به­عنوان یک افزودنی غذایی جهت کمک به فرآیندهای غذایی به­منظور از بین بردن آلودگی قبل از توزیع و مصرف انجام گرفته است (مارشال و همکاران، 2000).

1-6-4-1- سایش با لیزر. 12

1-6-4-2- رسوب گیری بخار شیمیایی (CVD) 12

1-6-4-3- تخلیه قوس الكتریكی.. 13

1-6-4-4- اتوكلاو. 13

1-6-5- مقایسه ی خواص نانو لوله بورون نیترید با نانو لوله ی كربنی.. 13

1-6-5-1- الكترونگاتیویته. 14

1-6-5-2- شكل ظاهری.. 15

1-6-5-3- رسانایی و لومیسانس… 15

1-6-5-4- خواص مكانیكی و حرارتی.. 16

1-6-5-5- كاربرد. 16

1-6-6- كاربردهای نانو لوله بورون نیترید. 16

1-6-6-1- ذخیره هیدروژن. 16

1-6-6-2- نانو پركننده در كامپوزیت ها 16

1-6-6-3- سازگاری با بافت زنده و كاربرد آن. 17

1-6-6-4- كاربردهای دیگر. 17

1-7- مروری بر تحقیقات گذشته. 19

فصل دوم: مباحث تئوری.. 26

2-1- مقدمه. 27

2-2- مكانیك مولكولی (MM) 27

2-3- مكانیك كوانتومی (QM) 28

2-3-1- روش های نیمه تجربی.. 31

2-3-1-1- روش های تجربی میدان نیرو(مكانیك مولكولی) 31

2-3-2- روش های ab-initio. 32

2-3-3- توانایی های روش ab-initio. 32

2-3-4- محدودیت های روش ab-initio. 33

2-3-5- نكات قوت روشن ab-initio. 33

2-3-6- توابع پایه (basis set) 33

2-3-6-1- سری های پایه ی ظرفیتی ـ شكافته. 34

2-3-6-2- سری پایه ی قطبیده 35

2-3-6-3- سری پایه پخش شده 35

2-3-6-4- سری پایه ی اندازه ی حركت زاویه ای بالا. 35

2-3-7- روش هارتری ـ فاك… 36

2-3-7-1- روش هارتری ـ فاك محدود شده (RHF) و محدود نشده (UHF) 37

2-3-8- گرادیان و مشتقات مرتبه ی دوم هارتری ـ فاك… 37

2-3-9- همبستگی الكترونی.. 37

2-3-10- تئوری اختلال. 38

2-3-11- تئوریتابع چگال. 39

2-3-11-1- معادلات كوهن ـ شم. 41

2-3-11-2- اوربیتال های كوهن ـ شم. 42

2-3-11-2- روش چگالی موضعی (LDA) 44

2-3-11-4- روش های تصحیح گرادیان. 46

2-3-11-5- مزایا و معایب روش DFT. 46

2-4- روش های كامپیوتری.. 48

2-4-1- گوسین 98 (Gaussian 98) 48

2-4-2- نرم افزار Gauss view.. 50

2-4-3- هایپر كم. 50

2-4-4- Chem Draw.. 51

2-5- تاریخچه ی NMR.. 51

2-6- محاسبات آغازین پارامترهای NMR.. 52

2-6-1- روش های محاسبات كامپیوتری.. 53

2-6-2- روش GIAO.. 53

2-6-3- روش LGLO.. 54

فصل سوم: روش كار و بررسی داده ها 56

فصل چهارم: نتایج.. 75

4-1- بررسی نتایج حاصل برای ساختار B₂₁N₂₁در فاز گازی و دمای 298 كلوین. 76

4-2- بررسی نتایج حاصل برای ساختار B₂₁N₂₁در حلال های مختلف… 79

منابع.. 90

 

فهرست جداول

جدول (1-1) ویژگی های نانو لوله بورون نیترید در مقایسه با نانو لوله كربنی.. 14

جدول (1-2) بهبود هدایت گرمایی كامپوزیت های پلی مری نانو لوله های بورون نیترید. 17

جدول (2-1) مقایسه ی عملكرد روش های مختلف DFT (شباهت نتایج حاصل از روش MP2 یا روش تئوری تابعیت قابل توجه است) 47

جدول (3-1) مقادیر پارامترهای ترمودینامیكی برای نانو لوله B₂₁N₂₁تحت متدها و توابع گوسی مختلف در محیط گازی و دمای 298 كلوین 61

جدول (3-2) مقدار گشتاور دو قطبی تركیبی B₂₁N₂₁در متدها و توابع كوسی مختلف در فاز گاز و دمای 298 كلوین.. 61

جدول (3-3) توابع ترمودینامیكی به دست آمده در حال های مختلف تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G.. 63

جدول (3-4) باركلی ایجاد شده در حلال های مختلف.. 64

جدول (3-5) مقدار گشتاور دو قطبی تركیب B₂₁N₂₁تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال های مختلف.. 65

جدول (3-6) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به تركیب B₂₁N₂₁تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در فاز گاز و دمای 298 كلوین 66

جدول (3-7) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به تركیب B₂₁N₂₁تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال آب.. 68

جدول (3-8) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به تركیب B₂₁N₂₁تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال نیترومتان 69

جدول (3-9) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به تركیب B₂₁N₂₁تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال اتانول. 70

جدول (3-10) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به تركیب B₂₁N₂₁تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال استون 71

جدول (3-11) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به تركیب B₂₁N₂₁تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال دی كلرواتان 72

جدول (3-12) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به تركیب B₂₁N₂₁تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال كلروفرم 73

جدول (3-13) مقادیر پارامترهای NMR مربوط به تركیب B₂₁N₂₁تحت متد B3LYP و تابع پایه 6-31G در حلال تترا کلرید کربن 74

فهرست اشكال و نمودار

شكل (1-1)الف: ساختار كلی نانو لوله های تك لایه و چند لایه. 6

ب: نانو لوله تك لایه و چند لایه كربنی.. 6

شكل (1-2)الف: ساختار نانو لوله كربنی بسته با پیكربندی (a) صندلی شكل (b) زیگزاگی و © كایرال. 8

ب: ساختار نانو لوله بورون نیترید باز با پیكربندی (a) صندلی شكل (b) زیگزاگی و © كایرال. 8

شكل (1-3) ساختار نانو لوله بورون نیترید با فرمول عمومی برای 10-1=n. 9

شكل (1-4) ساختارهای (a) صندلی، (b) زیگزاگ و © كایرال نانو لوله بورون نیترید. 11

شكل (1-5) نانو لوله كربنی و نانو لوله بورون نیترید. 14

شكل (1-6) شكل ظاهری نانو لوله كربنی (a) و نانو لوله بورون نیترید (b) 15

شكل (1-7) (a) تصویر TEM از نانو لوله بورون نیترید با ساختار فنجانی انباشته. (b) تصویر بزرگنمایی شده HREM نانو لوله © مدل ساختاری نانو لوله دارای چهار دیواره ای با ساختار فنجانی انباشته (d) تصویر TEM از نانو لوله بامبو مانند و (e) تصویر بزرگنمایی شده HREM مربوط به بخشی از تصویر d كه با فلش سفید نشان داده شده است. 18

شكل (3-1) ساختار B₂₁N₂₁از ابعاد مختلف.. 59

شكل (4-1) نمودار انرژی آزاد گیبس در متدها و توابع پایه ی مختلف.. 76

شكل (4-2) نمودار آنتالپی در متدها و توابع پایه ی مختلف.. 77

شكل (4-3) نمودار انرژی درونی در متدها و توابع پایه ی مختلف.. 77

شكل (4-4) نمودار zero point energy در متدها و توابع پایه ی مختلف.. 78

شكل (4-5) نمودار ممان دو قطبی سیستم B₂₁N₂در متدها و توابع پایه ی مختلف.. 79

شكل (4-6) نمودار گشتاورهای دو قطبی سیستم B₂₁N₂₁در حلال های مختلف.. 80

شكل (4-7) نمودار бise برای اتم های مختلف ساختار B₂₁N₂₁در حلال های مختلف.. 80

شكل (4-8) نمودار б_anisoبرای اتم های مختلف ساختار B₂₁N₂₁در حلال های مختلف.. 81

شكل (4-9) نمودار d برای اتم های مختلف ساختار B₂₁N₂₁در حلال های مختلف.. 81

شكل (4-10) نمودار h برای اتم های مختلف ساختار B₂₁N₂₁در حلال های مختلف.. 82

شكل (4-11) نمودار Dб برای اتم های مختلف ساختار B₂₁N₂₁در حلال های مختلف.. 82

شكل (4-12) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته ی سیستم B₂₁N₂₁در فاز گازی و دمای 298 كلوین.. 83

شكل (4-13) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته ی سیستم B₂₁N₂₁در حلال آب.. 83

شكل (4-14) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته ی سیستم B₂₁N₂₁در نیترومتان. 84

شكل (4-15) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته ی سیستم B₂₁N₂₁در اتانول. 84

شكل (4-16) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته ی سیستم B₂₁N₂₁در استون. 85

شكل (4-17) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته ی سیستم B₂₁N₂₁در 2 و 1- دی كلرو اتان. 85

شكل (4-18) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته ی سیستم B₂₁N₂₁در كلروفرم. 86

شكل (4-19) نمودار پارامترهای رزونانس مغناطیسی هسته ی سیستم B₂₁N₂₁در تتراكلرید كربن.. 86

شكل (4-20) نمودار بار كلی اتم ها بر حسب ساختار B₂₁N₂₁در حلال های مختلف.. 87

شكل (4-21) نمودار باركلی اتم ها بر حسب ساختار B₂₁N₂₁در فاز گازی و دمای 298 كلوین.. 87

شكل (4-22) نمودار باركلی اتم ها برحسب ساختار B₂₁N₂₁در حلال قطبی آب.. 88

شكل (4-23) نمودار باركلی اتم ها برحسب ساختار B₂₁N₂₁در حلال غیرقطبی تتراكلریدكربن.. 88

 

فصل اول

مقدمه و مروری بر تحقیقات گذشته

 

1-1- مقدمه

با نگاهی به تاریخ علم و تكنولوژی می توان مشاهده كرد كه اختراع و اكتشافات جدید راهبردی نو در عرصه زندگی بشر ایجاد كرده است، به گونه ای كه هر اختراع و اكتشافی عموماً جهت راحتی و آسایش بشر بوده است ولی در برخی موارد انسان با استفاده نادرست از این فناوری ها خود مسیر زندگی خویش را تغییر داده است و هر اختراعی بر شاخه های دیگر علوم نیز تأثیرگذار بوده است.

سال 1959 سالی تاریخی برای علوم و تكنولوژی است زیرا در این سال اتفاق های عظیمی به وقوع پیوست كه شامل پرتاب اولین شیء فضایی به ماه، ساخت اسیدهای نوكلئیك مصنوعی و ساخت اولین دستگاه زیراكس بود.[3]

در روزهای آخر سال 1959 ریچارد فاینمن[1] مشهورترین فیزیكدان دهه ی 60 میلادی، پیشنهاد كرد كه می توان اتم های مجزا را دستكاری كرد و مواد و ساختارهای كوچكی را تولید نمود كه خواص متفاوتی دارد. در آن زمان این فعالیت را نانوتكنولوژی نمی نامیدند. ریجارد فاینمن در سال 1965 موفق به ساخت سیلیكون های منفذدار و تولید نانوذرات فلزی شد و در همین سال برنده ی جایزه ی نوبل فیزیك شد. اریك دركسلر؛ دانشجوی فاینمن فعالیت های استاد خود را ادامه داد و یك تصویر اساس سیستم های ماشینی مولكولی ارائه داد و به فعالیت های خود و استادش نام «نانوتكنولوژی[2]» داد. در سال 1966 ریچارد فاینمن موفق به ساخت اولین وسیله در حد نانو شد.[3]