1-3-2- رابطه های لی- کسلر………………………………………… 7
1-3-3- رابطه های وین- ثیم…………………………………………… 8
1-3-4- رابطه های تعمیم یافته ریاضی- دابرت………………………. 9
1-3-5- رابطه های تعمیم یافته لین- چاوو………………………….. 11
1-3-6- رابطه های واتنسیری………………………………………… 14
1-3-7- رابطه ارائه شده توسط پازوکی و همکارانش………………. 15
1-3-7-1- مقایسه بین مدل پازوکی با داده های تجربی………….. 16
1-3-8- مدل یاسر خلیل و همکارانش………………………………… 17
فصل دوم: روش های انجام تحقیق
2-1- مقدمه ای بر روش های انجام تحقیق…………………………… 20
2-2- شبکه عصبی مصنوعی…………………………………………… 20
2-2-1- سابقه تاریخی شبکه عصبی………………………………….. 21
2-2-2- شبکه عصبی اشتراک به جلو……………………………………. 22
2-2-3- مزیت های شبکه های عصبی…………………………………  23
2-2-4- انواع یادگیری برای شبکه های عصبی…………………………… 23
2-2-5- ساختار شبکه‌های عصبی………………………………………… 25
2-2-6- تقسیم بندی شبکه‌های عصبی…………………………………….27
2-2-6-1- تقسیم بندی داده ها در شبکه عصبی مصنوعی……………. 28
2-2-7- کاربرد شبکه‌های عصبی…………………………………………… 29
2-2-7-1-کاربرد شبکه عصبی مصنوعی در این تحقیق………………….. 30
2-2-8- معایب شبکه‌های عصبی………………………………………….. 31
2-3- سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی (انفیس) ………………..31
2-3-1- دسته بندی  قواعد انفیس……………………………………….. 32
2-3-1-1- مدل تاکاگی- سوگنو-کانگ……………………………………..32
2-4- شاخص های ارزیابی مدل های بدست آمده………………………. 34
فصل سوم: بحث و نتیجه گیری
3-1-هدف تحقیق ……………………………………………………………36
3-2- مدل های نیمه تجربی ارائه شده…………………………………… 36
3-2-1- مدل ارائه شده برای دمای بحرانی……………………………….. 37
3-2-2- مدل ارائه شده برای حجم بحرانی………………………………. 37
3-2-3- مدل ارائه شده برای فشار بحرانی……………………………….. 38
3-3- مقایسه مدل های ارائه شده با داده های تجربی…………………. 38
3-3-1- مقایسه مدل ارائه شده  برای دمای بحرانی با داده های تجربی..38
3-3-2- مقایسه مدل ارائه شده  برای حجم بحرانی با داده های تجربی..39
3-3-3- مقایسه مدل ارائه شده  برای فشار بحرانی با داده های تجربی..40
3-4- توزیع خطای نسبی مدل های ارائه شده……………………………. 41
3-5- مدل های ارائه شده توسط شبکه عصبی مصنوعی……………….. 42
3-5-1- مدل ارائه شده توسط شبکه عصبی مصنوعی برای دمای بحرانی..42
3-5-1-1- مقایسه مدل ارائه شده توسط شبکه عصبی مصنوعی برای دمای بحرانی…46
3-5-2- مدل ارائه شده توسط شبکه عصبی مصنوعی برای حجم بحرانی…47
3-5-2-1-مقایسه مدل ارائه شده توسط شبکه عصبی مصنوعی برای حجم بحرانی..51
3-5-3- مدل ارائه شده توسط شبکه عصبی مصنوعی برای فشار بحرانی…52
3-5-3-1- مقایسه مدل ارائه شده توسط شبکه عصبی مصنوعی برای فشار بحرانی..56
3-6- مدل های ارائه شده توسط انفیس……………………………………. 57
3-6-1- مدل ارائه شده توسط انفیس برای دمای بحرانی…………………. 57
3-6-1-1- مقایسه مدل ارائه شده توسط انفیس باداده های تجربی برای دمای بحرانی…59
3-6-2- مدل ارائه شده توسط انفیس برای حجم بحرانی…………………59
3-6-2-1- مقایسه مدل ارائه شده توسط انفیس با داده های تجربی برای حجم بحرانی…61
3-6-3- مدل ارائه شده توسط انفیس برای فشا ر بحرانی……………… 61
3-6-3-1- مقایسه مدل ارائه شده توسط انفیس باداده های تجربی برای فشار بحرانی…63
3-7- مقایسه مدل های ارائه شده با مدل های دیگر…………………. 63
3-7-1- مقایسه مدل ارائه شده برای دمای بحرانی………………….. 64

 

3-7-2- مقایسه مدل ارائه شده برای حجم بحرانی…………………….. 65
3-7-3- مقایسه مدل ارائه شده برای فشار بحرانی………………….. 66
3-8- نتیجه گیری………………………………………………………… 68
3-9- پیشنهادات…………………………………………………………. 69
3-10- منابع……………………………………………………………… 70
جدول ضمیمه…………………………………………………………….. 74
چکیده:
مشخصات بحرانی برای مواد از قبیل دمای بحرانی، حجم بحرانی و فشار بحرانی مشخصات مهمی برای پیش گویی بسیاری از خواص ترمودینامیکی مواد مختلف هستند. در کلیه عملیات های تولید و فرایند هیدروکربن ها دانستن خواص بحرانی نقش اساسی دارد. زیرا این عملیات ها در شرایط بسیار نزدیک به نواحی نقاط شبنم و حباب صورت می گیرد و اغلب با پدیده های هم دما یا هم فشار همراه است.
تاكنون روش های مختلفی برای تخمین خواص بحرانی مواد آلی ارائه شده كه اساس كار آنها با هم متفاوت می باشد.
در این تحقیق با در دست داشتن 7000 مشخصه ی بحرانی مواد آلی، مدلهای نیمه تجربی جدید برای خواص بحرانی ارائه شده است. در ادامه، مدلهایی برگرفته از هوش مصنوعی یعنی شبکه عصبی مصنوعی و سیستم استنتاج تطبیقی عصبی- فازی ارائه شده اند.
در مدلهای نیمه تجربی ارائه شده با در دست داشتن نقطه جوش نرمال و جرم مولکولی ماده (ورودی های دمای بحرانی)، تعداد اتم و جرم مولکولی ماده (ورودی های حجم بحرانی) و دمای بحرانی و حجم بحرانی ماده (ورودی های فشار بحرانی)، می توانیم خواص بحرانی را تخمین بزنیم.
مدلهای پیشنهادی در عین سادگی خطای کمی دارند. از دیگر مشخصات مدلها می توان به عمومیت معادلات و قابل دسترس بودن پارامترهای ورودی نیز اشاره کرد.
در پایان تحقیق با مقایسه بین مدل های پیشنهادی و مدل های برگرفته از هوش مصنوعی و نیز 4 رابطه نیمه تجربی، مشخص می شود که مدلهای پیشنهادی دقت خوبی جهت تخمین خواص بحرانی مواد دارند.
میانگین خطای نسبی مدل نهایی برای دمای بحرانی، حجم بحرانی و فشار بحرانی به ترتیب برابر با 86/3 ، 06/5 و 57/5 می باشد که حاکی از دقت کافی مدلها می باشد.
فصل اول
مشخصات بحرانی: مباحث تئوری
1-1- مقدمه
پیش بینی درست خواص بحرانی در تعیین خواص فازی سیستم ها اهمیت زیادی دارد. حالت بحرانی تنها شرایطی است که فازهای مایع و بخار را شناسایی می کند و در تئوری و عمل به یک اندازه مهم می باشد. در کلیه عملیات تولید و فرایند هیدروکربن ها دانستن شرایط بحرانی نقش اساسی دارد. زیرا این عملیات ها در شرایط بسیار نزدیک به نواحی نقاط شبنم و حباب صورت می گیرد و اغلب با پدیده های هم دما یا هم فشار عقب روی[1]همراه است]1[. پیش بینی خواص سیالات و طراحی محاسبات در این ناحیه بسیار مشکل است و دانستن نقطه بحرانی در حل این مشکل به ما کمک می کند.
از دید تئوری، بسیاری از خواص ترمودینامیکی با بهره گرفتن از خواص بحرانی تعیین می گردند و از دید عملی بسیاری از روابط تجربی بر پایه این خواص سیستم های مورد مطالعه، بنا نهاده شده است.
هر چند داشتن خواص بحرانی در تئوری و عمل بسیار مهم می باشد ولی تعیین این خواص از طریق آزمایش بسیار مشکل است و از لحاظ اقتصادی نیز روش آزمایشگاهی برای تعیین خواص بحرانی مناسب نمی باشد]2.[
مشخصات بحرانی برای مواد خالص از قبیل فشار بحرانی، دمای بحرانی و حجم بحرانی مشخصات مهمی برای پیش گویی رفتار فازی مواد هستند. همچنین این مشخصات برای تخمین تعادل بین فاز گاز و مایعVLE)) به همراه معادله حالت اندازه گیری می شوند. به عنوان مثال این مشخصات برای صنعت گاز و نفت و پتروشیمی پارامترهای مهمی هستند و نیز برای توصیف فرایند اجزا نفتی تعریف نشده ضروری هستند.
1-1-1- هدف از انجام تحقیق
با توجه به اهمیت مشخصات بحرانی مواد خالص شامل دمای بحرانی، فشار بحرانی و حجم بحرانی در صنعت به ویژه در صنعت نفت و پتروشیمی و همچنین با توجه به این که اندازه گیری این پارامترها توسط آزمایشگاهی کاری دشوار و هزینه بر است، لذا بر آن شدیم تا مدل های مختلفی برای تخمین مشخصات بحرانی مواد خالص ارائه کنیم. همچنین با توجه به حجم کم کارهای پیشین در ارائه ی مدل های جامع، این تحقیق مدل سازی را براساس 7000 ماده آلی صورت داده است. در عین عمومیت داشتن مدل ها، مدل های موجود دارای سادگی و خطای ناچیزی می باشند.
2-1- تاریخچه
اولین روش های یافتن خواص بحرانی، تجربی بوده اند که در مورد سیستم های هیدروکربنی به کار می رفته است. میان این روش ها، کاتز[1] و کاراتا[2] در سال 1942 شناخته شده تر می باشد]3.[ همچنین شرایط ریاضی نقطه بحرانی اولین بار توسط گیبس ارائه شد و بعدها در سال 1954 تصحیحاتی توسط دیفای[3] و پریگاگین[4] و در سال 1977 توسط رید[5] و بیگل[6] روی آن صورت گرفت]5-4.[
مشخصات فیزیکی مواد خالص در طول سال های اخیر اندازه گیری شده اند. این مشخصات شامل چگالی ویژه، نقطه جوش نرمال، جرم مولکولی، مشخصات بحرانی و ضریب خارج از مرکزی می باشد.
برای تخمین مشخصات بحرانی مواد که گروه ساده ی مولکولی دارند روش هایی مانند جوبک[7]، پیتزر[8]، لیدرسن[9]، فدورس[10]، کلینسویچ[11] و هالم[12] مهمترین روش ها هستند. از مزیت مهم ترین ویژگی این روش ها این است که بدون انجام منابع محاسباتی قابل توجهی می توان مشخصات بحرانی را تخمین زد. در میان روش های فوق روش جوبک آسان تر وخطای کمتری دارد]11-6.[
بسیاری از خواص مواد خالص در طول سالیان متمادی، اندازه گیری و گرد آوری شده اند. این خواص، اطلاعات اساسی را برای مطالعه رفتار حجمی و تعیین خواص ترمودینامیکی مواد خالص و مخلوط هایشان فراهم می آورند. مهم ترین این خواص عبارتند از :
– فشار بحرانی، pc
– دمای بحرانی، Tc
– حجم بحرانی، Vc
– ضریب تراکم پذیری بحرانی، Zc
– ضریب خارج از مرکزی، ω
– وزن مولکولی، MW.
معمولاً خواص مخلوط های هیدروکربنی، بیش از خواص مواد خالص مورد توجه مهندسین نفت می باشد. البته، این ثابت های ویژه مواد خالص، می توانند با متغیر های مستقل[13] مانند فشار، دما و ترکیب به کار روند تا خواص فیزیکی و رفتار فازی مخلوط ها را مشخص و تعریف نمایند[12].
3-1- روابط موجود در تخمین خواص بحرانی
رابطه های زیادی جهت برآورد خواص بحرانی مواد خالص وجود دارند. اکثر این رابطه ها چگالی نسبی(γ) و دمای نقطه جوش (Tb) را به عنوان پارامتر های رابطه[1] به کار می برند. انتخاب مقادیر مناسب برای پارامترهای فوق، بسیار مهم است، زیرا تغییرات کوچک در این پارامترها، می توانند موجب انحراف قابل توجهی در نتایج مورد انتظار شوند. تعدادی از این رابطه ها در زیر ارائه می شوند:
1-3-1- روابط کاوت
کاوت (1962) روابطی را برای تخمین فشار و دمای بحرانی مواد بیان کرد. این روابط مقبولیت وسیعی در صنعت نفت پیدا کرده اندکه دلیل آن قابلیت برون یابی در شرایطی که اطلاعات مورد استفاده، خارج از محدوده ی رابطه های دیگر است می باشد. رابطه پیشنهاد شده به صورت تحلیلی به عنوان توابعی از نقطه جوش نرمال و چگالی API بیان شده اند. کاوت برای تخمین دما،  فشار و حجم بحرانی مواد مدل های زیر را پیشنهاد کرد:
Tc = a0 + a1 Tb + a2 Tb2 + a3 (API)(Tb) + a4 (Tb)3 + a5 (API) (Tb) 2 + a6 (API)2   + (Tb)2
Log(Pc) = b0 + b1 (Tb) + b2(Tb)2 + b3 (API) (Tb) + b4 (Tb)3 + b5 (API) (Tb)2 + b6 (API)2 (Tb) + b7 (API)2 (Tb)2
ضریب های معادله های1-1 و 1-2در جدول 1-1درج شده اند. کاوت این رابطه را بدون ذکر مرجع از نظر نوع و منبع اطلاعات مورد استفاده، ارائه کرد.
[1]Correlation parameters
[1]Katz
[2]Kurata

پلیمریزاسیونهای زنجیره ای…………………………………………………… 5
پلیمریزاسیونهای مرحله ای…………………………………………………….. 5
فقط مونومرهایی وارد واکنش میشوند که دارای مراکز فعّال (مانند رادیکال آزاد و یا یون) باشند….5
هردو مونومری که دارای دو عامل فعّال مختلف در دو سرخود باشند قابلیت وارد شدن در واکنش را دارند….5
غلظت مونومر به طور یکنواخت در طول واکنش کاهش مییابد……………. 5
مونومرها بسرعت در مراحل اولیّۀ واکنش از بین میروند…………………… 5
پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا به سرعت به وجود میآیند………………… 5
وزن مولکولی زنجیره های پلیمری همگی با هم به آهستگی در طول زمان افزایش مییابد…5
سرعت واکنش بسیار زیاد میباشد………………………………………….. 5
سرعت واکنش آهسته و کند است………………………………………….. 5
از ابتدای واکنش، زنجیره هایی با درجه تبدیل بالا بدست میآیند………….. 5
برای بهدست آوردن زنجیره هایی با درجه تبدیل بالا میبایستی واکنش را تا بیش از90% ادامه داد…5
واکنش در چند مرحله، شروع، انتشار و اختتام انجام میپذیرد…………… 5
واکنش فقط در یک مرحله صورت میپذیرد………………………………….. 5
فقط پلیمرهای خطی یا مولکولهایی با انشعابات کم را تولید میکند…….5
مولکولهایی با ساختار متفاوت، از مولکولهای خطی سادۀ بدون شاخه تا شبکه های حجیم با اتصالات عرضی زیاد به دست میدهد…5
1-2-1- واکنشهای پلیمریزاسیون رادیکال آزاد……………………………… 5
1-2-1-1- آغاز…………………………………………………………………..6
1-2-1-2- رشد (انتشار………………………………………………………..6
1-2-1-3- پایان………………………………………………………………… 6
1-2-1-4- انتقال زنجیر………………………………………………………….. 7
1-2-2- طبقه بندی روشها و یا سیستمهای پلیمریزاسیون بر اساس محیط واکنش…..7
1-2-2-1- پلیمریزاسیون همگن……………………………………………… 8
1-2-2-1-1- روش پلیمریزاسیون تودهای (جرمی) (Bulk Polymerization)…8
1-2-2-1-2- روش پلیمریزاسیون محلولی (Solution Polymerization)….9
1-2-2-2- پلیمریزاسیون ناهمگن…………………………………………… 10
1-2-2-2-1- روش پلیمریزاسیون تعلیقی (Suspension Polymerization)…10
1-2-2-2-2- روش پلیمریزاسیون امولسیونی (Emulsion Polymerization)…10
روش پلیمریزاسیون………………………………………………………… 14
مزایا …………………………………………………………………………..14
معایب………………………………………………………………………… 14
پلیمریزاسیون……………………………………………………………….. 14
توده ای……………………………………………………………………… 14
فرایند ناپیوسته…………………………………………………………….. 14
سادگی فرایند، انعطاف پذیری، هزینۀ پایین جداسازی……………….. 14
حرارت زایی واکنش، توزیع وزن مولکولی پهن، افزایش شدید ویسکوزیته و در نتیجه مشکل اختلاط و انتقال حرارت در حین واکنش…14
فرایند پیوسته………………………………………………………………. 14
قابل کنترل بودن واکنش توسط درجه حرارت، قابل کنترل بودن وزن مولکولی، خواص محصولات و در نتیجه هزینه جداسازی پایین…14
درجه تبدیل پایین، جدایی مونومر از پلیمر، نیاز به درجه حرارت بالا و در برخی مواقع نیاز به فشار بالا، چسبندگی پلیمربه دیواره راکتور…14
پلیمریزاسیون محلولی……………………………………………………. 14
نسبت به سیستم تودهای ویسکوزیتۀ کمتر و در نتیجه اختلاط و انتقال حرارت بهتر، قابل کنترل بودن واکنش توسط کنترل دما، قابل مصرف بودن مستقیم محلول واکنش، چسبندگی کم پلیمر به بدنه راکتور…14
هزینۀ استفاده از حلّال، آلودگی محیط به علت وجود حلّال، هزینۀ خشکسازی و جدا سازی، مشکل وجود پدیده انتقال رادیکال….14
پلیمریزاسیون تعلیقی……………………………………………………. 14
قابل کنترل بودن کیفیت محصول و واکنش توسط کنترل دما، قابل مصرف بودن مستقیم دانه های خشک جامد و در نتیجه هزینه پایین جداسازی، ویسکوزیته کم و درنتیجه انتقال حرارت مناسب…………14
عدم امکان استفاده از فرایندهای پیوسته، نیاز به وجود همزن و افزودنیهای خاص، چسبندگی ذرات پلیمری به بدنه راکتور…14
پلیمریزاسیون امولسیونی……………………………………………….. 14
قابل کنترل بودن واکنش توسط دما، سرعت بالای واکنش، ویسکوزیته کمتر (نسبت به سیستم های محلولی و تودهای)، انتقال حرارت مناسب، قابل مصرف بودن لانکس تولیدی………14
نیاز به غلظت بالای امولسیفایر، نیاز به پایدارسازی ذرات، چسبندگی ذرات به بدنه راکتور……..14
1-2-3- اهمیت پلیمریزاسیون امولسیونی…………………………….. 14
1-2-4- مکانیسم پلیمریزاسیون امولسیونی…………………………. 15
1-2-5- مراحل پلیمریزاسیون امولسیونی……………………………… 18
1-2-6- مکانیسم ایجاد ذرّه ………………………………………………22
1-2-6-1- هسته‌زایی مایسلی…………………………………………..22
1-2-6-2- هسته‌زایی همگن……………………………………………. 23
1-2-6-3- هسته‌زایی قطرهای…………………………………………. 23
1-2-7- پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین……………………………. 24
1-2-8- معرفی مونومر بوتادین……………………………………………. 24
1-2-9- مواد مورد استفاده در پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین…….27
1-2-9-1- امولسیفایر…………………………………………………….. 27
1-2-9-2- شروع كننده……………………………………………………. 28
1-2-9-3- بافر…………………………………………………………… 29

 

1-2-10- مروری بر کارهای انجام شده در زمینۀ شبیه سازی وکنترل توزیع اندازه ذرّات….29
فصل دوم…………………………………………………………………… 35
سینتیک پلیمریزاسیون امولسیونی…………………………………… 35
2-1- مقدمه……………………………………………………………… 36
2-2- رخدادهای فاز پیوسته……………………………………………. 36
2-3- رخدادهای فاز قطرات مونومری………………………………….. 36
2-4- رخدادهای فاز ذرات پلیمری……………………………………… 37
2-5- مایسلهای متورّم شده با مونومر……………………………….. 38
2-6- مدلسازی………………………………………………………….. 42
2- 6-1- واکنشهای آغازین…………………………………………….. 42
2-6-2- الیگومرهای فاز آبی…………………………………………… 43
2-6-3- هسته‌زایی……………………………………………………. 44
2-6-4- موازنۀ منومرها………………………………………………… 45
2-6-5- موازنه ماده فعال سطحی………………………………………. 47
2-6-5-1- مدل صفر – یك………………………………………………. 48
2-6-5-2- مدل شبه توده………………………………………………. 49
2- 6-6- معادلات مدل شبه توده برای موازنه جمعیتی ذرات پلیمری….49
2-6-6-1- تعداد متوسط رادیکالها در ذّرات………………………….. 50
2-6-6-2- رشد ذرات پلیمری…………………………………………. 51
2-6-6-3- ورود الیگومرها به ذرّات…………………………………… 51
2-6-6-4- دفع الیگومرها از ذرّات……………………………………. 52
2-6-6-5- اختتام در داخل ذرّات……………………………………. 52
2-6-7- معادلات مدل صفر-یک برای موازنۀ جمعیتی ذرّات پلیمری…..52
2-6-8- حل عددی معادلات موازنه جمعیتی…………………….. 55
2-6-8-1- المان محدود (Finite Elements)………………………. 56
2-6-8-2- حجم/تفاضل محدود……………………………………… 57
فصل سوم…………………………………………………………… 59
محاسبۀ CMC با بهره گرفتن از نتایج هدایت سنجی……………… 59
3-1- مقدمه…………………………………………………………. 60
3-2- آزمایش…………………………………………………………. 61
3-3- تأثیرات الکترولیتها بر روی CMC در دمای 25ºC……………
3-4-1- تأثیر تک تک الکترولیتها بر روی CMC در دمای 60ºC……..
3-4-2- تأثیر تلفیق الکترولیتها بر روی CMC……………………….
فصل چهارم…………………………………………………………..70
شبیهسازی امولسیونی پلیبوتادین و مقایسه با داده های تجربی….70
4-1- مقدمه………………………………………………………….. 71
4-2- مدلسازی………………………………………………………. 73
4-2-1- مقیاس مدلسازی……………………………………………. 73
4-2-2- مراحل مدلسازی در واکنشها و فرایندهای پلیمریزاسیون….74
4-2-3- روش های انتخاب مدل در واکنشها و فرایندهای پلیمریزاسیون….75
4-3- مدلسازی سینتیكی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین…….75
4-4- فرضیّات در نظر گرفته شده در طرح سینتیكی ارائه شده برای پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین…..76
4-5- حل معادلات حاصل شده در مدلسازی سینتیكی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین……77
4-5-1- گسسته سازی معادلات دیفرانسیلی جزیی موازنه جمعیتی…..78
4-6- پارامترهای استفاده شده در مدلسازی سینتیكی پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین…..79
4-7- مقایسۀ نتایج حاصل از مدلسازی سینتیكی با داده های آزمایشگاهی…..81
4-7-1- شرح دستگاه و تجهیزات………………………………… 81
4-7-2- روش آزمایش……………………………………………… 82
4-7-3- خوراک هر آزمایش………………………………………. 84
4-7-4- پلیمریزاسیون با سدیم دودسیل سولفات……………. 84
فصل پنجم……………………………………………………….. 103
پیشبینی هدایت در طول فرایند پلیمریزاسیون………………. 103
5-1- مقدمه………………………………………………………. 104
5-2- آزمایش……………………………………………………… 105
5-3- پیشبینی هدایت الکتریکی محلولها بدون واکنش شیمیایی…..106
5-3-1 پیشبینی هدایت الکتریکی محلولهای SDS در غلظتهای مختلفی از الکترولیتهای Na2CO3 و KPS در دمای 25ºC و 60ºC
5-3-2 پیشبینی هدایت الکتریکی محلولهای SDS در غلظتهای مختلفی از تلفیق الکترولیتهای Na2CO3 و KPS در دمای 60ºC
5-4- پیشبینی هدایت الکتریکی واکنش پلیمریزاسیون امولسیونی نانو ذرّات پلیبوتادین (به صورت Online)…146
فصل ششم…………………………………………………….. 148
نتیجه گیری و پیشنهادات……………………………………… 148
6-1 نتیجه گیری…………………………………………………. 149
6-2- پیشنهادات………………………………………………… 150
مراجع………………………………………………………………. 152
پیوستها…………………………………………………………… 158
محاسبه CMC در حضور 5/0 گرم Na2CO3 در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 25°C……….
محاسبه CMC در حضور 75/0 گرم KPS در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 25°C………….
محاسبه CMC در حضور 5/0 گرم Na2CO3 در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 60°C………..
محاسبه CMC در حضور 1 گرمKPS در محیط با تیتراسیون SDS در دمای 60°C………………
چکیده:
بخش عمده ای از خواص نهایی محصول در پلیمریزاسیون امولسیونی توسط توزیع اندازه ذرّات تعیین می‌­گردد. در این پروژه، یک مدل دقیق بر مبنای معادلات موازنه جمعیتی ( مدل صفر- یک) که دربرگیرندۀ پدیده­های هسته زایی و رشد ذرّه می‌­باشد برای پیش ­بینی توزیع اندازه ذرّات انتخاب گردیده است. برای حل معادلات موازنه جمعیتی از روش حجم محدود استفاده شده است. در این مطالعه، اثر پارامتر غلظت اولیه ماده فعال سطحی روی درصد تبدیل و توزیع اندازه ذرّات بصورت تجربی و به كمك شبیه­سازی بررسی گردیده است. بر اساس نتایج حاصله، با کاهش مقدار ماده فعال سطحی، اندازه ذرّات افزایش می­‌یابد. در کلیّه موارد فوق، نتایج شبیه­سازی و تجربی تطابق مطلوبی دارند. در این پروژه، روابط مناسبی برای محاسبۀ تجربی CMC با بهره گرفتن از داده ­های آزمایشگاهی به­صورت y=A Ln(x) + B در دو دمای 25 و 60 درجه سانتیگراد ارائه شد، و نیز در دمای 60 درجه سانتیگراد فرمول تجربی برای تلفیق دو الکترولیت Na2CO3 و KPS که در پلیمریزاسیون امولسیونی نانو ذرات پلی­بوتادین به­ترتیب به­عنوان بافر و شروع­کننده استفاده می­ شود با روش حداقل مربعات به صورت z=A(x)m(y)n به­دست آمد که در تمام موارد فوق ضرایب به­گونه­ای به­دست آورده شد که با داده ­های آزمایشگاهی بهترین تطابق را داشته باشد.
 همچنین، هدایت اولیه الكتریكی سیستم بر حسب غلظت یونها، در حضور الکترولیت­های موجود در پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین در دو دمای 25 و 60 درجۀ سانتیگراد با چهار روش به­دست آمده است. ابتدا با روش تجربی و با بهره گرفتن از داده ­های آزمایشگاهی فرمولی به­صورت y=A(x) برای هدایت الکترولیت­های فوق در دو دمای 25 و 60 درجه سانتیگراد به­دست آمده است. سپس دو روش ارائه شده در مقالات بررسی شده است، و در نهایت روشی ابداعی برای محاسبه هدایت الکتریکی محلول­های فوق ذکر گردیده و درصد خطای هرکدام از روش­ها به صورت جداولی آورده شده است. در نهایت هدایت الكتریكی سیستم پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین بدون خضور مونومر و نیز به صورت Online در حضور واکنش بدست آمده است. صحّت این روابط از طریق داده ­های آزمایشگاهی مورد تایید قرار گرفت.
فصل اول: بر فرایندهای پلیمریزاسیون
1-1- مقدمه
پلیمر به مولکولهای بسیار بزرگی اطلاق می­ شودکه از واحدهایی متعدد و دارای اتصالات داخلی ساخته شده باشند. به عبارت دیگر، می­توان اینگونه اظهار نمود که پلیمرمولکول بزرگی است که از تعداد زیادی مولکولهای کوچکترساخته شده است. مولکولهای کوچکی که به­عنوان قطعات سازندۀ این مولکولهای بزرگ بکار می­روند، مونومر نامیده می­شوند]1[.
در این فصل، پس از تعریف واژۀ پلیمر و انواع پلیمریزاسیون، در این فصل، به گذر مختصری بر پلیمریزاسیون امولسیونی پرداخته و مکانیسم کلی آن را بررسی می­کنیم، مراحل کلی آن را شرح و بسط داده و به صورت شماتیک به تفسیر آن می­پردازیم. پس از آن گریز مختصری بر مونومر بوتادین داشته و خواص کلی این مونومر را توضیح می­دهیم. در نهایت، خواهیم داشت بر کارهایی که در زمینۀ مدلسازی و شبیه­سازی پلیمریزاسیون امولسیونی تاکنون انجام شده است.
هدف نهایی این مطالعه کنترل توزیع اندازه ذرّات در راکتور ناپیوسته پلیمریزاسیون امولسیونی پلی­‌بوتادین می‌­باشد. همانطور كه اشاره شد در زمینۀ توزیع اندازه ذرّات در پلیمریزاسیون امولسیونی، مقالات اندکی وجود دارد. برای کنترل کامل توزیع اندازه ذرّات نیاز به شبیه­سازی و مدلسازی دقیق فرایند می­‌باشد. با توجه به طبیعت هتروژن محیط پلیمریزاسیون امولسیونی پدیده­های زیادی مانند هسته‌زایی، رشد ذرّه، دفع و جذب رادیکال­ها به ذرّات و … در سیستم روی می­‌دهد که همگی این پدیده ­ها در مدلسازی دیده شده است. برای هر یک از این پدیده­ها، در مقالات روابط متعددی ارائه شده است که پس از بررسی، مناسبترین آنها انتخاب گردیده است.
در فصل دوم سینتیک پلیمریزاسیون امولسیونی بوتادین به طور کامل مورد بحث و بررسی قرار گرفته است و روش­های حل عددی معادلات موازنه جمعیتی ارائه شده، به اختصار توضیح داده شده است. در فصل سوم، پارامتر غلظت بحرانی مایسل (CMC) که یکی از پارامتر­های مجهول مدل است در دمای Cº25 و Cº60 (دمای راکتور) با بهره گرفتن از نتایج هدایت­سنجی محاسبه شده است و فرمولی برای این پارامتر در محلول در حضور یون­های شروع­کننده و سورفکتانت ارائه شده است. درفصل چهارم نتایج شبیه‌­سازی درجۀ تبدیل و توزیع اندازه ذرّات در پلیمریزاسیون امولسیونی آمده است. مدلسازی توزیع اندازه ذرّات در پلیمریزاسیون امولسیونی دارای ساختار موازنه جمعیتی می‌­باشد که شامل مجموعه‌ای از معادلات جزئی- انتگرالی و دیفرانسیل معمولی و جبری می­‌باشد که باید بطور همزمان حل شوند. چنانچه پیشتر گفته شد بدلیل اختلاف زیاد سرعت پدیده­های سیستم، معادلات بسیار سخت(Stiff) بوده و حل آنها بسیار مشکل است. پس از شبیه­سازی، نتایج آن با داده ­های تجربی، مقایسه شده است. همچنین در این فصل، اثر پارامتر­هایی نظیر میزان اولیّه ماده فعال سطحی روی درصد تبدیل و توزیع اندازه ذرّات بصورت تجربی و به كمك شبیه­سازی بررسی شده است. در فصل پنجم هدایت الکتریکی سیستم بدون واکنش (تنها در حضور یون­های شروع­کننده و سورفکتانت در محلول) درهر دو دمای Cº25 و Cº60 (دمای راکتور) مورد بررسی قرار گرفته است و فرمول­های موجود در مقالات برای پیش ­بینی هدایت الکتریکی سیستم ارائه شده است. پس از آن فرمولی برای پیش ­بینی بهتر هدایت الکتریکی سیستم پیشنهاد شده است که صحّت این فرمول با داده ­های تجربی گوناگونی بررسی شده است. در نهایت هدایت سیستم به صورت Online در دمای Cº60 (دمای راکتور) پیش ­بینی شده است و نتایج قابل قبولی به دست آمده است که با نتایج تجربی توافق بسیار خوبی را نشان می­دهد.
2-1- تقسیم بندی پلیمرها بر اساس مکانیسم پلیمریزاسیون
بر مبنای مکانیسم پلیمریزاسیون، دو نوع پلیمر مرحله‌ای و زنجیره‌ای خواهیم داشت. پلیمر مرحله‌ای طی پلیمریزاسیون مرحله‌ای[1] بدست می‌­آید و محصول یک پلیمریزاسیون زنجیره‌ای[2]، یک پلیمر زنجیره‌­ای خواهد بود. ضمناً ویژگی­‌های این دو مکانیسم بسیار متفاوت است. تفاوت اساسی این دو روش مدت زمان لازم جهت رشد کامل اندازۀ مولکول‌­های پلیمر است.
پلیمریزاسیون مرحله‌ای از طریق واکنش مرحله به مرحلۀ گروه­‌های عاملی واکنش­دهنده­‌ها پیشرفت می‌­کند به­ طوری­که در یک چنین واکنش‌­هایی اندازۀ مولکول‌های پلیمر با سرعتی نسبتاً کند رشد می‌­کند. واکنش از مونومر شروع شده تا دیمر، تریمر، تترامر و به همین شکل ادامه می‌­یابد:
که M مولکول مونومر یا مونومرها است. خاتمۀ واکنش، رسیدن به مولکول­‌های بزرگ حاوی تعداد زیادی از مولکول‌­های مونومر خواهد بود. در طول فرایند پلیمریزاسیون مرحله‌­ای، احتمال واکنش هر دو نوع مولکول با یکدیگر وجود دارد که این وضعیّت کاملاً متفاوت با پلیمریزاسیون زنجیره‌­ای است. در پلیمریزاسیون زنجیره‌­ای تقریباً خیلی سریع پس از شروع واکنش، مولکول­های کامل و هم­اندازۀ پلیمر حاصل می‌شوند ]2[.
در پلیمریزاسیون زنجیره­ای تنها مونومر­هایی قابلیت تبدیل شدن به دیمر را دارند که بتوانند در ابتدای امر فعّال (رادیکال یا یونیزه) شوند. در مرحلۀ بعدی نیز فقط همین دیمر­های فعّال شده به مونومرهای دیگر حمله کرده و طول زنجیره خود را افزایش می­ دهند و سریعاً به زنجیره­های بلندی تبدیل می­گردند. این پدیده در حالی اتفاق می­افتد که در محیط واکنش، هنوز بسیاری از مونومرهای عمل نکرده وجود دارند.
در پلیمریزاسیون زنجیره­ای با گذشت زمان، غلظت مونومرکاهش ثابتی را نشان می­دهد. در مرحلۀ اول، ناگهان پلیمری با وزن مولکولی بالا ایجاد شده و این وزن مولکولی با پیشرفت واکنش تغییرچندانی نمی­ کند. وزن مولکولی پلیمر، در ضمن واکنش، افزایش ثابتی دارد. طولانی کردن زمان واکنش، سبب افزایش وزن مولکولی شده و برای رسیدن به وزن مولکولی بسیار بالا عاملی ضروری است. در کلیّۀ مراحل واکنش، انواع ذرّات مولکولی، اعم از دیمرها تا پلیمرهای

1-1- مقدمه
بشر هوشمند و صاحب تفكر همیشه برای یافتن راهی كه زندگی­ اش را متحول و كامل گرداند، از طبیعت الهام گرفته است.
با گذشت قرن ها، احساس نیاز به الهام گرفتن از طبیعت اسرارآمیز و دوست داشتنی و صد البته منظم، قانونمند و دارای شعور فطری، شدت پیدا كرده است. به گونه ای كه از ریزترین موجودات همچون ویروس تا غول آساترین كهكشان ها، برای انسان كه همیشه در تكاپوی حقیقت و دانش است، همه، معلمان و راهنمایان خوبی محسوب گردیده­اند، چرا كه طبیعت همیشه رو به سوی كمال دارد.
آنچه كاملاً مشهود است، به نظر می آید جهان هستی از جزء تا كل با یک حركت آرام ولی پیوسته كه به ظاهر تصادفی است رو به یک نقطه بهینه درحال حركت است. در حقیقت طبق نظریه داروینی، طبیعت در حال بهینه كردن مسائل است.
به طور مثال اگر بخواهیم حجم معینی آب را از كوهستان به دریا منتقل كنیم و تمام ویژگیها و معادلات مربوط به سختی، نوع، دما، جنس و سایر مشخصات آب و محیط اطراف را تعیین كرده و با این معادلات مسیر را بیابیم دقیقاً به همان مسیر جویبارها و رودخانه­ها می­رسیم كه در طبیعت جریان دارند.
بدیهی است كه خداوند معلمی است كه دانش آموزش، انسان را از طریق نشانه­ هایش در طبیعت به طور كامل هدایت می­كند.
هم اكنون كار روی توسعه سیستم­های هوشمند با الهام از طبیعت، از زمینه ­های پرطرفدار هوش مصنوعی است. الگوریتم ژنتیك[1] كه با بهره گرفتن از ایده تكامل داروینی و انتخاب طبیعی مطرح شده روش بسیار خوبی برای یافتن مسائل بهینه­سازی است. ایده تكاملی داروینی بیانگر این مطلب است كه هر نسل نسبت به نسل قبل دارای تكامل است و آنچه در طبیعت رخ می­دهد، حاصل میلیون­ها سال تكامل نسل به نسل موجوداتی مانند مورچه است.
حشراتی مانند مورچه، موریانه، زنبور كه به صورت كلونی زندگی می­كنند، بر رفتار به ظاهر بی­نظم­شان نظم و قانونمندی خاصی حكمفرماست كه دانشمندان و محققان را به خاطر این پیچیدگی منظم و راهگشا در حل مسائل بهینه­ سازی، شیفته خود ساخته است.
2-1- كمومتریكس
بدست آوردن داده تجزیه­ای یكی از مراحل اصلی تجزیه می­باشد، تا اواخر دهه پنجاه قرن بیستم این مرحله به عنوان مشكل­ترین بخش یک تجزیه به حساب می­آمد، همچنین زمان عمده یک تجزیه شیمیائی مربوط به جمع­آوری داده ­های تجزیه­ای می­شد.
اما ازآغاز دهه شصت قرن بیستم، زمانی كه دستگاه­های مدرن وارد آزمایشگاه­ها و مراكز تحقیقاتی گردید، این مشكل برطرف شد و در نتیجه استفاده از چنین دستگاه­های پیشرفته تعداد زیادی داده از یک نمونه بدست می­آید. جهت ثبت و ذخیره­سازی چنین داده ­های وسیعی نیاز به وسیله­ای بود كه بتواند از عهده چنین كاری برآید، به طور همزمان با ظهور دستگاه­های پیشرفته تعداد زیادی داده از یک نمونه بدست آمد و استفاده از كامپیوتر نیز به عنوان ابزاری جهت ثبت و ذخیره داده ­های حاصل از یک تجزیه شیمیائی رشد چشمگیری یافت، در نتیجه اتصال كامپیوتر به دستگاه­های آزمایشگاهی ثبت و ذخیره نمودن داده ­ها كه قبلاً به عنوان مشكل­ترین بخش یک تجزیه بوده تبدیل به ساده­ترین مرحله گردید. ولی مشكل دیگری كه به دنبال چنین پیشرفتی، ظاهر گردید، نحوه برخورد با چنین حجم وسیعی از داده بود كه باید به اطلاعات تبدیل می­شدند.
برای مدت­های طولانی، ریاضی و آمار برای تفسیر نتایج آزمایش­ها به كار گرفته می­شدند. ولی با ظهور نرم­افزارهای پیشرفته رایانه ای تحول شگرفی در نحوه استفاده ریاضی و آمار در حل مسائل شیمیایی به وجود آمد. به طوری كه استفاده از ریاضی ، آمار و كامپیوتر در شیمی منجر به ظهور شاخه­ای جدید به نام كمومتریكس[1] گردید. اگرچه شیمی­دانهای تجزیه بیش از سایر همکارانشان با این شاخه آشنا هستند و از آن بهره می­برند، ولی در رشته­های مرتبط با شیمی از جمله علوم داروئی، بیوشیمی و غیره نیز كاربردهای فراوانی دارد ]5-1[.
برای اولین بار در سال 1971 سوانت ولد[2] اصطلاح “كمومتریكس” را به كار برد و آن را هنر استخراج اطلاعات شیمیائی از داده ­های تجزیه­ای دانست . در سال 1974 با همكاری كوالسكی[3] انجمن بین ­المللی كمومتریكس تأسیس شد ]6[.
در سال 1982 كوالسكی و فرانك[4] كمومتریكس را شاخه­ای از علم شیمی كه در طراحی آزمایش­های بهینه­سازی، برقراری ارتباط بین نتایج تجربی با متغیرهای آزمایش و همچنین استخراج اطلاعات از سیستم­های شیمیایی با بهره گرفتن از ریاضی، آمار و كامپیوتر تعریف كردند ]7[.
ماسارت[5]، كمومتریكس را یک روش شیمیائی می­داند كه از منطق ریاضیات و آمار برای رسیدن به اهداف زیر بهره می­جوید ]8[:
1) طراحی با انتخاب فرایندهای تجربی بهینه شده
2) دسترسی به حداكثر اطلاعات مناسب شیمیائی از طریق داده­ های تجربی
3) بدست آوردن اطلاعات در زمینه سیستم­های شیمیائی
براون[1] سردبیر مجله كمومتریكس معتقد است كمومتریكس قسمتی از علم شیمی است كه كوشش در پاسخگوئی به سوالات مربوط به سنجش­های شیمیائی دارد ]9[. سوالاتی از قبیل:
1) اندازه ­گیری كجا و چگونه باید انجام پذیرد؟
2) سیگنال[2] و نویز[3] كدامند؟

 

3) چگونه می­ توان از اندازه ­گیری، اطلاعات مناسب را بدست آورد؟
4) منشأ خطاها در نتایج حاصل از اندازه ­گیری­ها چیست؟
انجمن بین ­المللی كمومتریكس (ICS) تعریف جامعی از كمومتریكس ارائه می­دهد. براساس تعریف این انجمن كمومتریكس علم برقراری ارتباط بین سنجش­های انجام شده بر روی یک سیستم یا فرایند شیمیائی و حالتی از سیستم می­باشد. این ارتباط از طریق كاربرد روش­های آماری و ریاضی صورت می­پذیرد.
به هر حال، شاید بتوان اهداف كمومتریكس را چنین بیان نمود كه:
با بهره گرفتن از کمومتریکس، عوامل موثر و بر همكنش آن­ها در یک فرایند شیمیائی (اعم از یک فرایند تجزیه­ای و غیره) مورد شناسائی قرار گرفته و با حداقل آزمایش­ها، بهینه­سازی می شوند. بدست آوردن ارتباط بین عوامل موثر و پاسخ سیستم از دیگر اهداف كمومتریكس می­باشد. در نهایت، تبدیل داده ­های حاصل به اطلاعات نیز هدف نهائی كمومتریكس می­باشد. واضح است رسیدن به چنین اهدافی نیازمند كمك گرفتن از ریاضی، آمار و كامپیوتر است ]10[.
بسیاری از مسائلی که در کمومتریکس با آنها مواجه می شویم به دلیل پیچیدگی فوق العاده با روش های دقیق قابل حل نیست به زبان علوم کامپیوتر، چنین مسائلی را “چند جمله ای نامعین سخت[4]” می گویند.
زمان لازم برای حل دقیق چنین مسائلی با زیاد شدن تعداد ورودی ها ، به شدت زیاد می­ شود ، در چنین مواردی لازم است از “تقریب های خوب[5]” استفاده کنیم، یکی از این تقریب­های خوب الگوریتم های هیوریستیک می باشند که از آن برای برقراری رابطه ساختار – خاصیت بهره خواهیم جست ]11[.
3-1- الگوریتم هیوریستیك
هیوریستیك­ها[1] عبارت از معیارها، روش­ها یا اصولی برای تصمیم ­گیری بین چندین خط مشی و انتخاب اثربخش­ترین آن ­ها برای دستیابی به اهداف مورد نظر می باشند. سیستم­های پیچیده اجتماعی، تعداد زیادی از مسائل دارای طبیعت تركیباتی را پیش روی ما قرار می­دهد. به عنوان مثال مسیر كامیون­های حمل و نقل باید به شکل بهینه تعیین شود. تئوری پیچیدگی[2] به ما می­گوید كه مسائل تركیباتی اغلب چند جمله­ ای[3] نیستند. این مسائل در اندازه­ های كاربردی و عملی خود به قدری بزرگ هستند كه نمی­توان جواب بهینه آنها را در مدت زمانی قابل قبول به دست آورد. با این وجود، این مسائل باید حل شوند و بنابراین چاره­ای نیست كه به جواب­های با تقریب بهینه بسنده نمود.
الگوریتم­هائی داریم كه می­توانند یافتن جواب­های خوب در فاصله مشخصی از جواب بهینه را تضمین كنند كه به آن­ها الگوریتم­های تقریبی می­گویند. الگوریتم­های دیگری هستند كه تضمین می­ دهند با احتمال بالا جواب “نزدیک بهینه[4]” تولید كنند كه به آن­ها الگوریتم­های احتمالی گفته می­ شود. جدای از این دو دسته، می­توان الگوریتم­هائی را پذیرفت كه هیچ تضمینی در ارائه جواب ندارند اما بر اساس شواهد و سوابق نتایج آن­ها، به طور متوسط بهترین تقابل كیفیت و زمان حل برای مسئله مورد بررسی را به همراه داشته اند. به این الگوریتم­ها، الگوریتم­های هیوریستیک گفته می­ شود.
هیوریستیك­ها نتیجه برقراری اعتدال بین دو نیاز هستند: نیاز به ساخت معیارهای ساده و تمایز درست بین انتخاب­های خوب و بد.
خاصیت هیوریستیك­های خوب این است كه ابزار ساده­ای برای تشخیص خط مشی­های بهتر ارائه می دهند. در حالی كه این الگوریتم­ها الزاما، تشخیص خط مشی­های اثربخش را تضمین نمی­كنند اما اغلب به صورت شرط كافی این تضمین را فراهم می­آورند.
بیشتر مسائل پیچیده نیازمند ارزیابی تعداد انبوهی از حالت­های ممكن برای تعیین یک جواب دقیق می­باشند. زمان لازم برای یافتن یک جواب دقیق اغلب بیشتر از یک طول عمر است. هیوریستیك­ها با بهره گرفتن از روش­هائی كه نیازمند ارزیابی كمتر هستند و جواب­هایی در محدوده ­های زمانی قابل قبول ارائه می­نمایند، دارای نقش اثربخشی در حل چنین مسائلی خواهند بود.
در حالت كلی الگوریتم­های هیوریستیک را به سه دسته تقسیم می­كنند:
1- الگوریتم­هائی كه بر هدایت هیوریستیک یک الگوریتم سازنده یا جستجوی محلی متمركز می­شوند، به گونه­ ای كه آن الگوریتم بتواند بر شرایط حساس غلبه كند به این الگوریتم­ها، متاهیوریستیك[1] گفته می­ شود.
2- الگوریتم­هائی كه بر ویژگی­های ساختاری مسأله و ساختار جواب متمركز می­شوند و با بهره گرفتن از آنها الگوریتم­های سازنده یا جستجوی محلی تعریف می­كنند.
3- الگوریتم­هائی كه بر تركیب یک چارچوب یا مفهوم هیوریستیک با گونه ­هایی از برنامه ­ریزی ریاضی (معمولاً روش­های دقیق) متمركز می­شوند.
هیوریستیك­های نوع دوم می­توانند خیلی خوب عمل كنند (گاهی اوقات تا حد بهینگی) اما ممكن است در جواب­های دارای كیفیت پائین گیر كنند.
همان طور كه اشاره شده یكی از مشكلات مهمی كه این الگوریتم­ها با آن روبرو می­شوند افتادن در بهینه­های محلی[1] است. بدون اینكه هیچ شانسی برای فرار از آنها داشته باشند. برای بهبود این الگوریتم­ها از اواسط دهه هفتاد، موج تازه­ای از رویكردها آغاز گردید. این رویكردها شامل الگوریتم­هائی است كه صریحاً یا به صورت ضمنی تقابل بین ایجاد تنوع جستجو و تشدید جستجو (این هدف كه بهترین جواب در منطقه مورد بررسی را پیدا كند) را مدیریت می­كنند.
این الگوریتم­ها متاهیوریستیک نامیده می­شوند و از بین این الگوریتم­ها می­توان به موارد زیر اشاره نمود:‌
1) بازپخت شبیه­سازی شده[2]
2) جستجوی ممنوع[3]
3) الگوریتم­های ژنتیك
4) شبكه ­های عصبی مصنوعی[4]
بهینه ­سازی مورچه­ای یا الگوریتم مورچه [5]
5) در حالیکه الگوریتم هوش مصنوعی به دنبال شبیه سازی هوش انسانی بر روی کامپیوتر (شبکه های عصبی) هستند، الگوریتم های متاهیوریستیک از هوش دسته جمعی حیوانات و حشراتی که به صورت کلونی برای حل مسائل پیچیده الهام می گیرند] 12.[
[1]. Local Optima
[2]. Simulated Anealling
19. Tabu Search
[4]. Meta Heuristic
Artificial Inteligence
[1]. Meta Heuristic
[1] .Heuristics
2. Complexity Theory
[3]. Polynomial

1. فصل اول…………………………………………………………………………………. 13
1-1 مقدمه…………………………………………………………………………………. 14
1-2 شناسایی آلاینده فنلی……………………………………………………………… 14
1-3 روش های حذف فنل…………………………………………………………………. 16
1-3-1 جذب سطحی……………………………………………………………………… 17
1-3-2 رزین‌های تبادل یونی…………………………………………………………….. 18
1-3-3 انعقاد الکتریکی……………………………………………………………………. 19
1-3-4 فرایندهای اکسیداسیون پیشرفته……………………………………………….. 19
1-3-5 استفاده از سیال فوق بحرانی CO2…………………………………………….
1-3-6 استفاده از اشعه UV…………………………………………………………….
1-3-7 روش‌های بیولوژیکی……………………………………………………………… 22
1-3-8 فرایندهای غشایی……………………………………………………………….. 24
2. فصل دوم……………………………………………………………………………… 31
2-1مقدمه  ………………………………………………………………………………..32
2-1-1 بیوراکتور غشایی………………………………………………………………… 32
2-2 بررسی پژوهش‌های صورت پذیرفته در زمینه حذف فنل توسط بیوراکتور………33
3. فصل سوم…………………………………………………………………………….. 41
3-1 دینامیک سیالات محاسباتی…………………………………………………….. 42
3-2 تشریح فرایند……………………………………………………………………… 42
3-3 فرضیات…………………………………………………………………………….. 43
3-4 معادلات برای درون الیاف………………………………………………………… 45
3-5 معادلات برای غشاء ……………………………………………………………….46
3-6 معادلات برای پوسته……………………………………………………………….47
3-7 مکانیزم واکنش……………………………………………………………………. 48
3-8 معادله حاکم بر تانک خوراک ……………………………………………………. 49
3-9 معادله حاکم بر تانک سلولی……………………………………………………..49
4. فصل چهارم…………………………………………………………………………. 50
4-1 مقدمه…………………………………………………………………………….. 51
4-2 نحوه انجام شبیه سازی به کمک نرم افزار ………………………………….. 51
5. فصل پنجم………………………………………………………………………… 59
5- 1 مقدمه ……………………………………………………………………………60
5-2 توزیع غلظت …………………………………………………………………….. 60
5-2-1 توزیع غلظت درون الیاف……………………………………………………… 60
5-2-2 توزیع غلظت در پوسته………………………………………………………. 61
5-3 توزیع سرعت……………………………………………………………………. 62
5-3-1 توزیع سرعت درون الیاف……………………………………………………. 62
5-3-2 توزیع سرعت درون پوسته………………………………………………….. 63
5-4 تأثیر شرایط عملیاتی بر بازدهی حذف فنل…………………………………. 64
5-4-1 تأثیر غلظت اولیه…………………………………………………………….. 65
5-4-2 تأثیر دبی جریان‌ فاز سلولی……………………………………………….. 65
5-4-3 تأثیر شعاع خارجی غشاء………………………………………………….. 66

 

5-4-4 تأثیر شعاع داخلی غشاء…………………………………………………… 67
6. فصل ششم………………………………………………………………………. 68
6-1 نتیجه گیری………………………………………………………………………..69
6-2 پیشنهادات ………………………………………………………………………..69
7. مراجع……………………………………………………………………………… 70
چکیده:
تاکنون روش های زیادی برای حذف فنل از پساب ارائه شده که از بین آنها، فرایند بیوراکتور غشایی در یک دهه اخیر مورد توجه قرار گرفته است. استفاده از تماس دهنده غشاء الیاف توخالی در این فرایند، برای جلوگیری از تماس مستقیم دو فاز و افزایش نسبت سطح به حجم است. در پروژه حاضر به مدل سازی و شبیه سازی حذف فنل از پساب با بکارگیری این تماس دهنده پرداخته شده است. همچنین اثر پارامترهایی همچون دبی فازها، غلظت اولیه، طول غشاء و شعاع داخلی و خارجی غشاء بر بازدهی حذف فنل از پساب مورد بررسی قرار گرفته است.
دستگاه معادلات دیفرانسیل پاره ای ارائه شده در مدل همراه با شرایط مرزی آن بوسیله ی شبیه سازی توسط نرم افزار COMSOL، به روش المان محدود حل شده اند. نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی موجود مقایسه گردیده و انطباق نسبتا مناسبی مشاهده شده است. با افزایش غلظت اولیه، بازدهی حذف فنل کاهش‌ می یابد. افزایش دبی فاز سلولی، بازدهی حذف فنل را اندکی افزایش می دهد. همچنین افزایش طول غشاء تا حدودی سبب بهبود بازدهی حذف می شود. با افزایش تعداد الیاف غشاء درون تماس دهنده بازدهی ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد.
پیشگفتار:
با افزایش جمعیت و گسترش روزافزون کارخانجات صنعتی، میزان مصرف آب در سطح جهان افزایش یافته است. با توجه به کمبود آب آشامیدنی در دسترس، یکی از راه های تامین آب، استفاده مجدد از آب های سطحی و پساب ها است. اما به علت وجود مواد آلاینده و سمی در پساب ها، نمی توان از آن ها بطور مستقیم استفاده کرد. فنل یکی از آلاینده های بسیار خطرناک است که در پساب خروجی صنایع مختلفی از جمله پالایشگاه های نفت و  کارخانجات پتروشیمی، رزین و پلاستیک، پارچه و کاغذ وجود دارد. روش های زیادی برای حذف فنل ارائه شده است اما بسته به غلظت و میزان آن، از هر کدام از روش ها در جای خود استفاده می شود.
بیوراکتورغشایی، روشی جدید برای حذف فنل از پساب ها به شمار می آید. در این فرایند از تماس دهنده غشایی الیاف توخالی برای جلوگیری از ممانعت کنندگی فنل، تماس مستقیم دو فاز، تولید کف و طغیان  و تشکیل امولسیون استفاده می شود. همچنین تماس دهنده های غشایی الیاف توخالی به علت فشردگی و نسبت سطح به حجم بالایی که دارند، می توانند ضمن ارائه کارایی مناسب، صرفه جویی قابل توجهی در وزن دستگاه ها و همچنین فضای موردنیاز ایجاد کنند. این روش در مواردی که نسبت حلال به خوراک خیلی بالا یا خیلی پایین باشد مفید است. در حقیقت در بیوراکتورغشایی، مزایای بیوراکتور و فناوری غشایی با یکدیگر ترکیب شده اند.
با در نظر گرفتن ویژگی های فرایند بیوراکتورغشایی در مقایسه با سایر روش ها جداسازی، در پروژه حاضر به مدل سازی و شبیه سازی حذف فنل از پساب توسط بیوراکتورغشایی پرداخته می شود، تا شناخت بهتری از عملکرد آن حاصل گردد.
در فصل اول از پروژه حاضر، ابتدا کلیاتی راجع به فنل و مضرات آن، روش های حذف و جداسازی آن، مزایا و معایب هر یک از آن ها و سینتیک واکنش های بیولوژیکی اشاره می شود.
در فصل دوم ابتدا فرایند بیوراکتورغشایی به اختصار معرفی می شود و در ادامه به بررسی پژوهش های انجام شده در زمینه حذف فنل از پساب توسط بیوراکتور و نتایج آن ها پرداخته می شود.
در فصل سوم، مدل سازی فرایند و معادلات حاکم بر هر سه قسمت درون الیاف، غشاء و پوسته و همچنین تانک ها، به همراه شرایط مرزی مناسب آن ها ارائه می شود.
در فصل چهارم، ابتدا نرم افزار COMSOL معرفی شده و سپس مراحل انجام شبیه سازی و پیاده سازی معادلات حاکم بر فرایند به همراه شرایط مرزی آن ها در نرم افزار، گام به گام توضیح داده می شود.
در فصل پنجم، نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های تجربی حاصل از آزمایشات مقایسه می گردد. همچنین در انتهای فصل، اثر تغییر پارامترهای مختلف بر بازدهی حذف فنل بررسی می گردد.
در فصل ششم نیز جمع بندی از نتایج انجام شده و پیشنهادهایی برای مطالعات آینده ارائه می گردد.
فصل اول: حذف فنل از پساب
1-1- مقدمه
کمبود میزان آب آشامیدنی در دسترس و افزایش روزافزون گازهای گلخانه‌ای در جو زمین، سبب شده تا دانشمندان و پژوهشگران به دنبال راه‌حلی اساسی برای رفع این مشکل باشند؛ زیرا این گازها موجب افزایش دمای سطح زمین و به‌تبع آن، آب شدن یخچال‌های طبیعی و تبخیر آب‌های سطحی خواهند شد.
با توجه به کمبود آب آشامیدنی، محققان در تلاش هستند که برای آبیاری زمین‌های کشاورزی یا در کارخانه‌های صنعتی از پساب های موجود استفاده کنند. اما نمی‌توان از فاضلاب‌ها به‌طور مستقیم استفاده کرد زیرا برخی از آن‌ ها حاوی مواد سمی، خطرناک و مضر برای سلامتی انسان ها و محیط زیست هستند. همچنین بعضی از پساب‌ها را نمی‌توان مستقیماً دفن و یا وارد محیط‌زیست کرد، خصوصاً پساب‌ مربوط به بیمارستان‌ها، کارخانه‌های مواد شیمیایی و تسلیحات نظامی و شیمیایی زیرا میزان آلاینده‌های موجود در این پساب بسیار بالاست. با این تفاسیر قبل از استفاده، بایستی تصفیه بر روی آن ها انجام شود و مواد آلاینده، میکروب‌ها و مواد مضر آن ها از بین برود. اما بسته به نوع و کیفیت پساب، روش‌های مختلفی ارائه‌شده است که در این فصل به برخی از آن ها اشاره خواهد شد.
2-1- شناسایی آلاینده فنلی
فنل و ترکیبات فنلی جزء مواد آلی بسیار پایدار بوده و از آلاینده‌های متداول منابع آبی می‌باشند. این ترکیبات بطور طبیعی از قطران زغال‌سنگ و تقطیر بنزین و به‌صورت مصنوعی در اثر حرارت دادن سولفات بنزن سدیمی با سود آبدار در فشار بالا تولید می‌شوند[]. به‌طورمعمول، سالانه حدود 6 میلیون تن فنل در سراسر جهان تولید می‌شود[2]. فنل و مشتقاتش در فاضلاب‌های صنایع مختلفی از قبیل پالایشگاه‌های نفت، کوره‌های زغال‌سنگ، کک سازی‌ها، کارخانه‌های پتروشیمی[2]، رزین و پلاستیک، کارخانه‌های پارچه و چرم، کاغذ و خمیرکاغذ، فرایندهای ریخته‌گری و کارخانه‌های بازیافت کائوچو حضور داشته و عمدتاً از طریق تخلیه فاضلاب‌های این صنایع وارد محیط می‌شوند[3].
میزان فنل در پساب‌ صنایع مختلف، در جدول ‏1‑1 گزارش‌شده است.
فنل حتی با غلظت‌های کم نیز به زندگی ماهی‌ها آسیب می رساند[5]، بطوریکه محدوده سمیت این آلاینده برای انسان بین mg/l 24-10، برای ماهی‌ها بین mg/l 25-9 و غلظت کشنده در خون برابر با mg/l 150 است[6]. سازمان بهداشت جهانی[1]، حداکثر غلظت مجاز فنل در آب آشامیدنی را mg/l 1 تعیین کرده است[7].
مسمومیت انسان توسط فنل سبب بروز سردرد و سرگیجه، حالت تهوع، اشکال در بلعیدن غذا، آسیب کبدی، غش و … خواهد شد[8].
در جدول ‏1‑2، خواص فیزیکی و شیمیایی این آلاینده ذکرشده است.
3-1- روش های حذف فنل
روش‌های مرسوم تصفیه پساب‌های حاوی ترکیبات فنلی، به 3 دسته تقسیم می‌شوند[10]:
1- فیزیکی
2- شیمیایی
3- بیولوژیکی
از این میان، تصفیه فیزیکی به‌عنوان مؤثرترین و رایج‌ترین روش برای حذف ترکیبات فنلی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
1-3-1- جذب سطحی
از میان روش‌های حذف، جذب سطحی یکی از ساده‌ترین و درعین‌حال پرکاربردترین روش‌های موجود است. بررسی‌ها نشان داده که تصفیه پساب حاوی ترکیبات فنلی توسط کربن فعال، یکی از روش‌هایی است که دارای پتانسیل بالایی در تصفیه دارد[8, 11, 12].
کربن فعال پودری[1] در مقایسه با کربن فعال دانه‌ای[2] نرخ جذب بسیار سریع‌تر و ظرفیت جذب بیشتری (با توجه به افزایش سطح، حجم منافذ و تخلخل) دارد[13]. با توجه به مزایای ذکرشده، عمدتا از کربن پودری در تصفیه آب آشامیدنی، پساب و بخصوص تصفیه آلودگی‌های ناگهانی استفاده می‌شود[14].
مهمترین عامل در روش جذب سطحی، انتخاب جاذب است. بنابراین جستجو برای جاذب کم‌هزینه و در دسترس باعث شده تا بسیاری از محققان به دنبال مواد طبیعی و مصنوعی به‌عنوان جاذب برای روش‌های اقتصادی و مؤثر باشند. اخیراً استفاده از جاذب‌های آلی به زمینه‌ای جذاب برای پژوهش‌ها تبدیل‌شده است[15]. اگرچه جاذب مورد استفاده ممکن است با توجه به شرایط عملیاتی و نوع آلاینده متفاوت باشد، اما خواص مؤثر بر بازدهی جاذب عبارت‌اند از:
1- سطح مؤثر بزرگ

فصل اول-کلیات تحقیق…………………………………………………….. 1

1-1-مقدمه…………………………………………………………………… 1

1-2-1-تولید شیر……………………………………………………………. 2

1-2-3-تولید مثل………………………………………………………………2

1-3-موانع دستیابی به اهداف…………………………………………….. 4

1-3-1-بیماری‌ها…………………………………………………………….. 4

1-3-2-زیرساخت‌ها…………………………………………………………. 5

1-3-3-عوامل مستعدکننده – پیوند با زیرساخت‌ها……………………… 5

1-3-4-شرایط جایگاه‌ها……………………………………………………… 6

1-3-5-توپوگرافی، آب و هوا و شرایط منطقه………………………………. 6

1-3-6-سطح پاکیزگی و شرایط بهداشتی………………………………… 6

1-3-7-اندازه‌ی گله…………………………………………………………… 6

1-3-8-تراکم و ازدحام……………………………………………………….. 7

1-3-9-وضعیت تغذیه………………………………………………………… 7

1-4- تعریف مساله (مبتنی برسابقه تحقیق)…………………………… 7

1-5-اهداف تحقیق………………………………………………………….. 9

1-6-مشخصات جغرافیایی استان…………………………………………. 9

1-7-پتانسیل‌های استان گلستان  دربخش دام و طیور………………….10

2-1-اهمیت ناهنجاری های متابولیک……………………………………. 14

2-2-عوامل مؤثر در ایجاد ناهنجاری های متابولیک…………………….. 14

2-3-لنگش…………………………………………………………………… 16

2-4-مکانیزم توسعه لنگش………………………………………………… 17

2-5-انواع لنگش……………………………………………………………. 19

2-6-اثرات نحوه تغذیه و توزیع خوراک و مدیریت آخور بر لنگش در گله‌های گاو شیری…20

2-6-1-تغذیه…………………………………………………………………..20

2-6-2-توزیع خوراک………………………………………………………… 20

2-6-3-تصحیح ماده خشک اجزای جیره ………………………………….21

2-6-4-مقدار تغذیه اجزای جیره …………………………………………….21

2-6-5-مخلوط کردن…………………………………………………………. 22

2-7-اثرات مدیریت آخور برلنگش در گله‌های گاوشیری……………………23

2-7-1-الگوی وعده‌ای خوراک………………………………………………. 23

2-7-2-انتخاب……………………………………………………………….. 24

2-8-خوراک‌دهی و مدیریت گاو در دوره انتقال……………………………. 25

2-9-رابطه بین اسیدوز و لنگش……………………………………………. 26

2-10-راهبردهای مدیریتی پیشگیری از اسیدوز…………………………. 27

2-11-مدیریت عوامل غیر تغذیه‌ای…………………………………………. 28

2-11-1-استرس گرمایی…………………………………………………… 29

2-11-2-پوشش کف بستر و لنگش………………………………………. 30

2-11-3-طرّاحی بهاربند و لنگش………………………………………….. 31

2-11-4-سم چینی و مراقبت از سم……………………………………… 32

2-11-5-حوضچه‌های حمام پا……………………………………………… 32

2-12-کاهش لنگش از طریق انتخاب ژنتیکی…………………………….. 34

2-13ساختار ظاهری دست و پا……………………………………………. 34

2-14-برآوردهای ژنتیکی که برای عوامل غیرژنتیکی تنظیم شده اند……36

2-15-انتخاب مستقیم برای به حداقل رساندن لنگش………………….. 36

3 – فصل سوم (روش تحقیق)…………………………………………….. 39

3-1- جامعه‌ی آماری………………………………………………………… 39

3-1-1- تهیه‌ی پرسش‌نامه…………………………………………………..39

3-2- جمع‌ آوری اطّلاعات طرح…………………………………………………39

3-3- رگرسیون چند‌متغیره…………………………………………………. 40

3-3-1- آشنایی اوّلیه………………………………………………………… 40

 

 

3-3-2- اهداف بررسی‌های علمی به‌روش‌های چند‌متغیره…………….. 41

3-3-3-کاربرد روش‌های چند‌ متغیره……………………………………….. 41

3-3-4-الگوهای رگرسیون خطّی چند‌متغیره……………………………….42

3-3-4-1-الگوی رگرسیونی خطّی چند‌متغیره با متغیرهای توضیحی ثابت…42

3-3-4-2- الگوی رگرسیونی خطّی چند‌متغیره با متغیرهای توضیحی تصادفی..44

3-3-5- همبستگی…………………………………………………………. 44

3-3-5-1- ضریب همبستگی ساده یا پیرسون…………………………… 46

3-3-5-2- برآورد پارامترρ:……………………………………………………

3-3-6- بررسی تأثیر شاخص‌های شخصی-‌اجتماعی بر پارامترهای مدیریتی-‌اقتصادی…49

3-3-6-1- نحوه‌ی نمره‌دهی به شاخص‌های شخصی و اجتماعی……. 49

3-3-7- بررسی تأثیر راهبردهای مدیریتی تغذیه ای……………………. 51

3-3-8- بررسی تأثیر راهبردهای مدیریتی غیر تغذیه ای………………..51

3-3-9درمان و هزینه‌های بیماری………………………………………….52

4- فصل چهارم (نتایج و بحث)…………………………………………… 54

4-1-گروه‌بندی مزارع پرورش گاو‌شیری……………………………………54

4-2-خصوصیات اجتماعی و شخصی مالکان گاوداری‌ها……………… 55

4-2-1-سن………………………………………………………………… 55

4-2-2-تجربه‌ی کاری……………………………………………………… 56

4-2-3-تحصیلات……………………………………………………………. 58

4-3-وضعیت صفات تولیدی و تولید مثلی مورد بررسی در گلّه‌های صنعتی گاوشیری شهرستان گرگان…59

4-4-بررسی تأثیر راهبردهای مدیریتی موثّر بر پیشگیری از لنگش بر روی پارامترهای تولیدی، تولید مثلی، اقتصادی و مدیریتی…60

4-4-1-راهبردهای تغذیه‌ای………………………………………………. 60

4-4-1-1-رعایت نسبت مناسب علوفه به کنسانتره………………….. 60

4-4-1-2-استفاده یا عدم استفاده از فیدر………………………………62

4-4-1-3-استفاده از سدیم بی‌کربنات…………………………………. 64

4-4-1-4-استفاده از بیوتین……………………………………………… 67

4-4-1-5-استفاده از مکمل‌های معدنی و ویتامینی در دوره انتقال…..69

4-4-1-6-استفاده از جیره‌های کاملاً مخلوط………………………….. 71

4-5-اثر عوامل غیر تغذیه‌ای بر روی شاخص‌های تولیدی، تولید مثلی و اقتصادی…74

4-5-1-اثر جنس بستر…………………………………………………… 74

4-5-2-تعداد دفعات جمع‌ آوری فضولات بستر………………………….. 77

4-5-3-مدّت زمان ایستادن گاو برای شیردوشی…………………….. 79

4-5-4-تعداد دفعات شیردوشی در روز…………………………………81

4-5-5-بهداشت سم، روش‌های سم‌چینی و نحوه درمان لنگش…..84

4-5-6-اهمیت دادن به انتخاب اسپرم مناسب جهت اصلاح ساختار دست و پا در دراز مدّت…86

4-5-7-استفاده از حوضچه ضدعفونی و نوع مواد مصرفی…………. 89

4-6-روش درمان لنگش………………………………………………… 91

4-7-همبستگی‌های مهم بین شاخص‌های تولیدی در مزارع پرورش گاو شیری شهرستان گرگان…93

4-8- نتیجه گیری و پیشنهادات……………………………………….. 95

منابع و مآخذ……………………………………………………………. 97

چکیده:

هدف از این تحقیق ارزیابی راهبردهای مدیریتی موثر بر پیشگیری از لنگش در گله های صنعتی گاو شیری شهرستان گرگان می باشد. برای انجام این مطالعه پرسشنامه ای تدوین گردید که شامل اطلاعاتی مربوط به مشخصات ملکی و نیروی انسانی و مشخصات تولیدی و ثبت رکورد، ارزیابی راهبردهای مدیریتی موثر بر پیشگیری از لنگش و تأثیر آن‌ ها بر متغیّر‌های تولیدی و اقتصادی و هزینه های اجرای این راهکارها و هزینه های درمانی بود. پس از جمع آوری داده ها  جهت ارزیابی اطّلاعات و بررسی تأثیر راهبردهای مدیریتی موثّر بر ناهنجاری  لنگش بر روی  شاخص‌های مهم تولیدی، تولید‌مثلی،مدیریتی و اقتصادی از روش رگرسیون چند‌متغیره (Multiple Linear Regression) استفاده گردید. بدین‌صورت که با بهره گرفتن از نرم افزار آماری SAS میزان تأثیر متغیرهای مستقل بر متغیرهای وابسته ارزیابی ‌گردید. در پایان نتایج نشان داد که بکارگیری راهبردهای مدیریتی موثّر بر پیشگیری از لنگش تاثیر معنی داری از نظر آماری در بهبود پارامترهای اقتصادی و مدیریتی دارد.

فصل اول: کلیات تحقیق

1-1- مقدمه

مدیریت گلّه‌های بزرگ گاو شیری در حال حاضر امری دشوار است و نیاز به آگاهی و دانسته‌های مختلف در زمینه‌های علمی گوناگون دارد. مدیریت دقیق، فشرده و پویا، انتخاب‌های شایسته ژنتیکی، تغذیه ریرمغذّی‌ها، سیستم‌های شیردوشی دقیق و کارا، الگوهای بهداشت مناسب و تأسیساتی که راحتی حیوان را تأمین کند از اجزاء لازم یک واحد گاوداری مدرن و سودده امروزی است. هر کدام از شاخه‌های یادشده در مدیریت صنعت گاوهای شیری مستلزم حوزه گسترده‌ای از اطلاعات می‌باشد که مدیران واحدها باید به آن دسترسی داشته باشند تا بتوانند زمینه‌های سوددهی در واحدهای گاو شیری را فراهم سازند. در برخی از حوزه‌های این صنعت، علیرغم تلاش‌های علمی گسترده‌ای که صورت گرفته است، نتایج ناامید کننده بوده است. فرایند تولید مثل از جفتگیری طبیعی تا کلونینگ پیش رفته است و لیکن نتایج آماری تولید مثل رضایت‌بخش نیست. تأسیسات و جایگاه‌ها اصلاح شده‌اند، با این حال لنگش هنوز معضلی اساسی در واحدهای پرورش گاو شیری است، نکات بهداشتی با ریزبینی مورد توجه و بازنگری قرار گرفته است ولی هنوز ورم PESTAN(به خاطر محدودیت سایت در درج بعضی کلمات ، این کلمه به صورت فینگیلیش درج شده ولی در فایل اصلی پایان نامه کلمه به صورت فارسی نوشته شده است) برای اقتصاد یک واحد پرورشی تهدیدی جدّی تلقی می‌شود. با این وجود، هنوز تلاش برای دسترسی به سطوح بالاتر تولید با دقّت و استمرار بیشتر و استفاده از فناوری‌های نو صورت می‌گیرد که این باعث دشواری بیشتر در کنترل تعادل فیزیولوژیکی حیوان در فضای پرورشی می‌شود. بنابراین، به نظر می‌رسد مدیران واحدهای پرورش گاو شیری باید هر چه بیشتر به یافته‌های علمی و فناوری‌های جدید جهت غلبه بر مشکلات موجود دست یابند(ناصریان و همکاران،1385).

پرورش گاو شیری امروزه روش ساده‌ای برای کسب درآمد نیست. این حرفه، به صنعتی پیچیده و پویا تبدیل شده است که اهداف، جهت گیری‌ها و روش‌های اجرایی ویژه‌ی خود را دارد و چه بسا با بحران نیز رو به رو شود. همانند صنایع دیگر، این صنعت نیز به همکاری و هماهنگی گستره‌ی وسیعی از مشاغل، کنترل عملکرد و کنترل کیفیت نیاز دارد تا عمده‌ترین محصول آن، یعنی شیر، با قیمت و کیفیتی خوب و قابل رقابت تولید گردد. در میان مشاغلی که صنعت گاو شیری به آن‌ ها نیاز دارد، دامپزشکی از مشاغل کلیدی است که از دیرباز خدمات ارزنده‌ای ارائه داده است. خدمات درمانی، به شکل متعارف، تنها یکی از راه‌های ارائه‌ خدمات دامپزشکی به این صنعت پیچیده است. اهداف ویژه‌ی صنعت گاو شیری (جدول 1-1) ایجاب می‌کنند که در کنار خدمات متعارف درمانی، به شکل فراگیری ریشه‌یابی، کنترل، پیشگیری و حتّی پیش‌بینی بیماری‌ها در سطح گلّه مورد توجه قرار گیرند و همواره برای جلوگیری یا کاهش خسارات اقتصادی آمادگی لازم وجود داشته باشد(محبی،1390).

2-1- مهم‌ترین اهداف صنعت گاو شیری و موانع دستیابی به آن‌ ها:

1-2-1- تولید شیر

در شرایط تولیدی کشور، میانگین روزانه‌ی تولید شیر باید بیش از 34 کیلوگرم باشد تا فعالیت پرورش گاو شیری مقرون به صرفه باشد. بدین منظور، شیر هر گاو در اوج تولید یعنی حدود 2 ماه بعد از زایمان، برای گاوهای بالغ( شکم سوم به بعد) باید حداقل 48 کیلوگرم و در گاوهای شکم اول و دوم به ترتیب 75% و 85% گاوهای بالغ باشد. پس از رسیدن به اوج، تولید باید به آرامی کاهش یابد (در گاوهای بالغ 6% و در گاوهای شکم اول 3% در ماه) (هاشمی و شکرفروش، 1386).

2-2-1- کیفیت شیر

درصد چربی و پروتئین، و تعداد سلول‌های سوماتیک (و یا بار میکروبی) شاخص‌های کیفی شیر هستند و بر قیمت شیر تأثیر دارند. وجود بقایای دارویی در شیر که ممکن است با درمان‌های متداول رخ دهد از نظر بهداشت عمومی مورد قبول نیست و می‌تواند سبب شود که کارخانه‌های فرآوری شیر از خرید آن خودداری ورزند(هاشمی و شکرفروش، 1386).

3-2-1- تولیدمثل

برای تولید شیر، تولید مثل الزامی است . در گله‌های شیری، چنانچه هر گاو سالی یکبار زایمان کند (فاصله‌ی زایش‌ها 365 روز باشد)، تولید در حداکثر خود خواهد بود و از نظر اقتصادی ، بهترین وضعیت ایجاد می‌شود. اگر فاصله‌ی زایش‌ها طولانی شود، هر گاو در عمر اقتصادی خود، شیر کمتری تولید می‌کنند و تعداد گوساله‌ی کمتری نیز به دنیا می‌آورد(محبی،1390).

3-1- موانع دستیابی به اهداف

دستیابی به اهداف ذکرشده ساده نیست. در عمل موانع زیادی بر سر راه تولید قرار دارند که بیماری‌ها (عفونی و غیر عفونی) از عمده‌ترین آن‌ ها هستند. بیماری‌ها ممکن است به شکل تحت بالینی خسارت وارد کنند و شکل بالینی آن‌ ها توجه چندانی را به خود جلب نکند. زیرساخت‌های نامناسب در گاوداری نیز می‌توانند از موانع دستیابی به اهداف باشند، زیرا ممکن است از سویی زمینه را برای بروز بیماری‌ها آماده کنند و افزون بر آن، بررسی‌های اپیدمیولوژیک یا عملیات کنترل و پیشگیری را دشوار سازند(محبی،1390).

1-3-1- بیماری ها

بیماری‌ها، چه عفونی و چه غیر عفونی، بسته به جمعیّت حساس و میزان شیوع، بر یک یا چند هدف از اهداف صنعت گاو شیری در زمینه‌ی تولید شیر، کیفیت شیر، تولید مثل، پرورش تلیسه و غیره اثر منفی می‌گذارند(آقامیری،1387).

برخی از بیماری‌های عفونی چند عاملی هستند یعنی بر اثر همراهی یا هم‌افزایی دو یا چند عامل بیماری‌زا همراه با اثر عوامل مستعدکننده پدید می‌آیند. ممکن است وجود عامل بیماری‌زا در بدن به تنهایی نتواند سبب بیماری شود و تأثیر

فصل اول- مقدمه

1-1- مقدمه……………………………………………………………. 2

1-2- معیارهای تعیین خشکی………………………………………. 2

1-3- علل خشکی…………………………………………………….. 3

1-4- علل خشکسالی………………………………………………… 3

1-5- تعاریف انواع خشکسالی……………………………………….. 4

1-5-1- خشکسالی هواشناسی……………………………………. 7

1-5-2- خشکسالی هیدرولوژیک…………………………………….. 8

1-5-3- خشکسالی کشاورزی………………………………………. 9

1-5-4- خشکسالی اقتصادی………………………………………. 10

1-5-5- خشکسالی ادافیک…………………………………………. 11

1-5-6- تقسیم ­بندی یویویج………………………………………….. 11

1-5-6-1- خشکسالی دائمی……………………………………….. 11

1-5-6-2- خشکسالی فصلی……………………………………….. 11

1-5-6-3- خشکسالی غیرقابل پیش­بینی…………………………. 11

1-5-6-4- خشکسالی نامرئی………………………………………. 12

1-6- پیش­بینی(پیش آگاهی)……………………………………….. 12

1-7- اثرات خشکسالی……………………………………………… 15

1-7-1- اثرات کشاورزی………………………………………………. 16

1-7-2- اثرات زیست محیطی……………………………………….. 16

1-7-3- اثرات اقتصادی……………………………………………….. 17

1-7-4- اثرات اجتماعی………………………………………………. 18

1-8- اهداف تحقیق…………………………………………………… 18

1-9- فرضیه‌های تحقیق………………………………………………. 19

1-10- ساختار پایان نامه…………………………………………….. 19

فصل دوم- بررسی منابع

2-1- مقدمه…………………………………………………………….. 22

2-2- خشكسالی………………………………………………………. 23

2-3- روش تحلیل داده­ های بارندگی………………………………… 24

2-4- معیارهای تعیین خشکی………………………………………. 26

2-5- آزمون­های تعیین همگنی……………………………………….. 27

2-6- تحلیل فراوانی منطقه ­ای……………………………………….. 28

2-6-1- تعیین مناطق همگن اولیه با بهره گرفتن از نمودار گشتاور خطی…28

2-6-2- گشتاورهای وزنی احتمال (گشتاورهای خطی) ……………29

2-6-3- تعیین تابع توزیع منطقه­ای………………………………….. 29

فصل سوم- ­مواد و روش­ها

3-1- مقدمه……………………………………………………………. 32

3-2- منطقه مورد مطالعه……………………………………………. 32

3-3- آزمون‌های همگنی…………………………………………….. 33

3-3-1- آزمون توالی………………………………………………….. 33

3-3-2- آزمون من- ویتنی……………………………………………. 34

3-4- آزمون تصادفی بودن……………………………………………. 34

3-5- آزمون روند……………………………………………………….. 36

3-6- شاخص ­های خشکسالی هواشناسی و دوره بدون بارندگی…37

3-7- تحلیل فراوانی نقطه­ای روزهای بدون بارندگی و تحلیل ریسک خشکسالی…37

3-8- تحلیل فراوانی منطقه­ای………………………………………. 39

3-8-1- تعیین مناطق همگن اولیه با بهره گرفتن از نمودار گشتاورهای خطی…39

3-8-2- گشتاورهای وزنی احتمال………………………………….. 40

3-8-3- تعیین همگنی و ایستگاه‌های پرت با بهره گرفتن از ضریب ناجوری و همگنی….41

3-8-4- تعیین تابع توزیع منطقه ­ای………………………………… 42

فصل چهارم- نتایج و بحث

 

 

4-1- تحلیل آمار کیفی………………………………………………. 44

4-2- تحلیل همگنی و روند………………………………………….. 51

4-3- آزمون استقلال………………………………………………….. 60

4-4- تحلیل فراوانی منطقه ­ای………………………………………. 61

4-4-1- بررسی همگنی گروه­های استخراجی از آنالیز خوشه­ بندی…64

4-4-2- انتخاب بهترین تابع توزیع منطقه­ ای…………………………67

4-4-3- تحلیل فراوانی نقطه ­ای……………………………………… 69

4-5- تحلیل مکانی ویژگی­های حداکثر روزهای بدون بارش…………..83

4-5-1- تحلیل مکانی گشتاورهای خطی حداکثر روزهای بدون بارش…..83

4-5-2- تحلیل مکانی حداکثر روزهای بدون بارش در دوره بازگشت‌های مختلف….85

فصل پنجم- نتیجه ­گیری و پیشنهادات

5-1- نتیجه ­گیری………………………………………………………. 92

5-2- پیشنهادات……………………………………………………….. 94

منابع……………………………………………………………………… 97

چکیده:

در این تحقیق، تحلیل خشکسالی بر اساس روز­های بدون بارندگی صورت می­گیرد. تعداد 67 ایستگاه سینوپتیک دارای طول دوره آماری مناسب، با پراکنش یکنواخت در سطح کشور، انتخاب شدند. حداقل دوره آماری بارندگی روزانه در این تحقیق 17 سال و مربوط به ایستگاه سمنان و حداکثر طول دوره آماری 56 سال و مربوط به ایستگاه تبریز (و تعدادی از ایستگاه­های دیگر) می‌باشد. پس از مرتب کردن بارندگی روزانه در محیط EXCEL، دوره­ های بدون بارش تعیین و تعداد روزهای بدون بارش در هر ایستگاه مشخص شد. در این مطالعه از برنامه FREQ در محیط MATLAB به منظور تحلیل فراوانی استفاده گردید. كشور در 8 منطقه همگن دسته­بندی و تحلیل منطقه­ای روزهای بدون باران انجام گرفت. نتایج نشان می­دهد که تغییرات و بزرگی دوره­ های خشک در مناطق مختلف تغییر می­ کند. به نحوی که دوره­ های خشک، از سالی به سال دیگر در شمال غرب و جنوب شرق کشور ناپایدار و متغییر می­باشند. مناطق جنوبی (به خصوص استان­های حاشیه خلیج فارس و دریای عمان) و مناطق مرکزی نیز به عنوان حساس­ترین مناطق به لحاظ کاهش روزهای بارندگی و افزایش دوره­ های بدون بارش در دوره بازگشت­های مختلف شناخته می­شوند.

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه

خشکسالی پدیده­ای اقلیمی است که به لحاظ آماری یک پدیده تصادفی محسوب می­ شود و توسط شاخص ­های متعددی مورد مطالعه قرار می­گیرد (نصری، 1387). خشکسالی معمولاً به عنوان دوره­ای از زمان که بارندگی به زیر آستانه متوسط می­رسد شناخته می­ شود و معمولاً تعیین زمان شروع آن و تعاریف آن بسیار سخت و پیچیده است(امکی و همکاران، 1993). در اغلب منابع خشکسالی پدیده­ای طولانی مدت است که گاهی در دوره­ های مرطوب نیز کشیده می­ شود (ویلهایت و گلانتز، 1985).

تعاریف خشكی و خشكسالی با یكدیگر متفاوت هستند. برخلاف خشكی كه پدیدة دائمی اقلیمی است، خشكسالی در مناطق خشك و مرطوب رخ می‌دهد و حالتی طبیعی و نرمال از اقلیم می­باشد (چو و کارلیوتیس، 1970). قبل از پرداختن به بحث خشكسالی لازم است در مورد خشكی مطالبی بیان شود.

2-1- معیارهای تعیین خشكی

ضرایب تجربی و فرمول­های متفاوتی برای تعیین معیارهای خشكی ابداع شده است كه بر اساس پارامترهایی كه هر كدام از این روابط برای تعیین شاخص خشكی در نظر گرفته است، می­توان آن­ها را به 5 گروه تقسیم نمود (کاویانی، 1380):

– روابطی كه معرف رابطه بین بارش سالانه و مجموع دما برای یک سال و یا دوره­ های مختلف در طول فصل گرم می­باشند.

– روابطی كه بر اساس رابطه بین بارش و تبخیر استوار هستند.

– روابطی كه به وابستگی بین بارش، دما و رطوبت نسبی اهمیت بیشتری داده‌اند.

– روابطی كه كسری اشباع( كمبود رطوبت) و كسری تبخیر را مد نظر قرار داده­اند.

– روابطی‌كه رابطه بین میزان آب و مجموع دما را‌ به عنوان ضریب خشكی در نظر می‌گیرند.

انتخاب صحیح یک ضریب اقلیمی برای مناطق مختلف جهان آسان نیست، زیرا كاربرد هر رابطه اقلیمی در منطقه­ای بهترین جواب را می­دهد كه با اقلیم محل ابداع روش، شباهت و نزدیكی بیشتری داشته باشد.

از طرف دیگر محدودیت عناصر اقلیمی قابل سنجش عاملی است كه كارائی برخی روابط را تحت تأثیر قرار می­هد.

براساس روش ارائه شده توسط یونسكو كه به شاخص بیوكلیماتیک خشكی معروف است و در آن P بارندگی سالانه و ET تبخیر و تعرق بالقوه است، مناطق خشك به چهار گروه تقسیم می‌شوند (کاویانی، 1380):

1- منطقه فرا خشك:                

2- منطقه خشك :           

3- منطقه نیمه خشك:                    

4- منطقه نیمه مرطوب :     

3-1- علل خشکی

به طور كلی 5 عامل مهم باعث ایجاد خشكی می­شوند (کوک و همکاران، 1993).

– دور بودن از منبع رطوبتی (بری بودن)

– فرو رانش آنتی سیكلون­های جنب حاره‌ای دینامیك

– تأثیرات ارتفاعی

– جریان­های حاصل از آب سرد

– آلبیدو

4-1- علل خشکسالی

به‌طوركلی امروزه پذیرفته شده است كه خشكسالی­های شدید، حاصل تغییرات چرخش اتمسفری و بی‌نظمی­های آن است (کاویانی، 1364). جابجائی رودبادها (جت استریم­ها) از مكان خود، رگبارهای باران‌زا را از برخی مناطق دور و به برخی دیگر نزدیک می­كند. به این معنی كه بی‌نظمی‌های اقلیمی در فواصل بسیار دور بر هم تأثیر می­گذارند.

تحقیقات مختلف، تأثیر متقابل اتمسفر و اقیانوس­ها در مقیاس وسیع را ثابت كرده است (کاویانی، 1364 و چنگنان، 2000). این موضوع اهمیت بی نظمی دمای سطح دریا را ثابت می­كند، چرا كه مشخص شده است این مسئله جریان گرما و رطوبت را در سطح تماس اتمسفر و اقیانوس تحت تأثیر قرار می­دهد. این تغییر در جریان گرما و رطوبت دارای الگوئی است كه به چرخه نوسان جنوبی النینو معروف است. واژه­ های النینو و لانینا دو حد این چرخه هستند و شرایط كاملاً متفاوتی را در نقاط مختلف زمین بوجود می­آورند.

5-1- تعاریف انواع خشكسالی

خشکسالی مخرب­ترین پدیده اقلیمی است که به سختی می­توان تغییرات زمانی و فضایی آن را به راحتی تعیین کرد. با توجه به تعاریف مختلف از خشکسالی و انواع آن، ارائه یک مدل پیش بینی به منظور ایجاد یک سیستم پایش و پیش بینی خشکسالی غیر ممکن است. به عنوان مثال خشکسالی هواشناسی که به عنوان اولین نشانه­ های خشکسالی شناخته می­ شود ممکن است در یک زمان بخصوص مورد توجه قرار گیرد اما تأثیرات آن در سایر منابع آب مانند دبی جریان (خشکسالی هیدرولوژیک) قابل مشاهده نباشد. از طرف دیگر کشاورزان یک منطقه با مشکل کمبود رطوبت خاک (خشکسالی کشاورزی) مواجه نباشند. اما پس از مدتی و عادی شدن وضعیت ریزش­های جوی، شاهد کاهش دبی جریان یا رطوبت خاک باشیم. شکل 1-1 متغیرهای هیدرولوژیکی یک منطقه که تحت تأثیر خشکسالی قرار می­گیرند نشان می­دهند. شکل 1-2 نیز تغییرات زمانی تأثیر خشکسالی بر متغیرهای هیدرولوژیک را نشان می­دهد.

توسعه سیستم­های پایش خشکسالی مبتنی بر جمع آوری اطلاعات در بازه­های زمانی مختلف نظیر بارندگی و دبی جریان ساعتی، روزانه، ماهانه و سالانه و استفاده از مدل­های مختلف آماری و سینوپتیک مانند سری­های زمانی و پایش تغییرات جوی به ویژه متغیرهای اتمسفری (ENSO) است.

از دیدگاه دیگر، برآورد احتمال وقوع یک پدیده در یک دوره زمانی مشخص به منظور برآورد احتمال شکست یک برنامه از مواردی است که به برنامه­ ریزان امکان پیش آگاهی در مورد پدید­های حدی مانند سیل و خشکسالی می­دهد. استفاده از روش­های آماری در صورت وجود اطلاعات کافی و بهره­ گیری از شبکه جمع آوری دقیق پارامتر­های اقلیمی و هیدرولوژی نظیر رطوبت خاک دارد. ضمن این که تعیین آستانه­های سیل و خشکسالی در این بخش مهم است که نیاز به اطلاعات بسیار بلند مدت و منظم از سری­های هیدرولوژیک و سری­های پاسخ مانند رطوبت خاک، محصولات کشاورزی و مسائل اقتصادی و اجتماعی است.

چون خشکسالی برخلاف سایر بلایای طبیعی کمتر منجر به خسارات ساختاری می‌شود، کمک‌رسانی در هنگام وقوع این پدیده در مقایسه با سایر پدیده‌ها مثل سیل پیچیده­تر و مشکل­تر می‌‌باشد. ایران علی رغم اینکه در معرض خشکسالی‌های متوالی قرار دارد اما به دلیل وجود قنات‌های عمیق هیچگاه در اثر خشکسالی به قحطی مرگ آور دچار نشده است.

از اغلب تعاریف خشكسالی چنین بر می ­آید كه خشكسالی دوره بلند مدت زمانی است كه آب در دسترس به طور معنی­داری زیر حد معمول است. پایین­تر بودن میزان آب نسبت به حد معمول در شرایط متفاوت و با توجه به حساسیت یک فرایند نسبت به كمبود رطوبت تعریف می­ شود. به طور كلی تعاریف خشكسالی به دو دسته عمده مفهومی و كاربردی تقسیم بندی می­شوند. منظور از تعاریف مفهومی همان تعاریف موجود در لغت نامه­ها و فرهنگ­هاست كه در واقع این تعاریف به صورت توصیفی و مفهومی هستند و علی رغم اینكه مفهوم شدت و مدت وقوع خشكسالی ممكن است در این تعاریف نهفته باشد اما زمان وقوع پدیده را مشخص نمی­كنند. تعاریف كاربردی خصوصیات و آستانه­های شروع، ادامه و خاتمه و نیز شدت خشكسالی را تعیین می­كنند. این تعاریف اساس یک سیستم هشدار دهنده هستند و برای تحلیل دوره تكرار، شدت و مدت زمان وقوع خشكسالی نیز بكار می­روند. وجود دیدگاه ­ها و نقطه نظرات مختلف درباره خشكسالی سبب ایجاد پیچیدگی در ارائه تعریفی مشخص و واحد از این پدیده شده است. در واقع عدم وجود یک تعریف جامع و دقیق از خشكسالی سبب ایجاد تردید و ركود در بخش­های مختلف مدیریتی و سیاست­گزاری در سایر بخش‌ها می­ شود. با توجه به اینكه اهمیت خشكسالی در اثرات آن نهفته است و این اثرات در مناطق مختلف به شكل­های متفاوتی ظاهر می­شوند، پس بایستی تعریف خشكسالی به صورت منطقه­ای و مقطعی بیان شود.

به طور كلی برای ارائه یک تعریف مناسب از خشكسالی باید به سه نكته مهم توجه كرد:

1- مقدار و شدت بارندگی و یا میزان كمبود آن مشخص شود.

2- مدت زمان، یک ویژگی مهم در تشخیص خشكسالی است و بایستی برای تعیین میزان درجه خشكسالی ارتباط بین مدت زمان و شدت مشخص شود.

3- آستانه­ای به عنوان یک نقطه مرجع برای تعیین زمان شروع خشكسالی تعیین شود.

به دلیل کثرت پارامترهای که با این پدیده در ارتباط می­باشند، تا به حال هیچ تعریف جامع و کاملی از سوی هیچ سازمان یا ارگانی از خشکسالی نشده است. برحسب نیاز و زمینه کاری، محققین علوم مختلف تعاریف ویژه­ای را از این پدیده

فهرست مطالب:

فصل اول: مقدمه

1-1- مقدمه……………………………………………………………………………………….. 13

2-1- ضرورت تحقیق…………………………………………………………………………….. .16

3-1- فرضیه‌ها ……………………………………………………………………………………. 17

4-1- اهداف تحقیق………………………………………………………………………………. 17

5-1- تعاریف و مفاهیم مدیریت استراتژیک…………………………………………………….. 17

1-5-1- تعریف مدیریت…………………………………………………………………………….. 19

2-5-1- تعریف عملیاتی……………………………………………………………………………. 19

3-5-1- تعریف استراتژی………………………………………………………………………….. 19

4-5-1- مدیریت استراتژیک……………………………………………………………………….. 20

5-5-1- تعریف محیط خارجی…………………………………………………………………….. 20

6-5-1- تعریف محیط داخلی……………………………………………………………………… 21

6-1- مدیریت علمی………………………………………………………………………………. 21

1-6-1- مفهوم علم مدیریت……………………………………………………………………… 22

2-6-1- مفهوم مدیریت بوروکراسی……………………………………………………………… 22

3-6-1- مفهوم مدیریت مبتنی بر روابط انسانی………………………………………………… 22

4-6-1- مفهوم مدیریت رفتار سازمان……………………………………………………………… 23

5-6-1- مفهوم مدیریت سیستمی………………………………………………………………. 23

6-6-1- مفهوم مدیریت اقتضایی………………………………………………………………… 23

8-6-1- مفهوم مدیریت تغییرات استراتژی……………………………………………………… 23

9-6-1- مفاهیم استراتژی های مدیریت تغییر تحول آفرین……………………………………. 24

7-1- مفهوم تفکر استراتژیک…………………………………………………………………… 25

1-7-1- مفهوم جدید استراتژی…………………………………………………………………. 25

فصل دوم: مروری بر تحقیقات انجام شده

1-2- مقدمه……………………………………………………………………………………….. 28

2-2- مدیریت استراتژیک………………………………………………………………………….. 29

1-2-2- اهداف مدیریت ارشد در مدیریت استراتژیک………………………………………….. 29

2-2-2- مدیریت خوب ……………………………………………………………………………. 30

3-2-2- مزایای مدیریت استراتژیک………………………………………………………………. 32

4-2-2- الگوی مدیریت عملکرد در سازمان های تحقیق و توسعه ……………………………… 34

3-2- برنامه ریزی استراتژیک ……………………………………………………………………. 35

1-3-2- تفاوت تفکر و برنامه ریزی استراتژیک ………………………………………………….. 35

2-3-2- تفاوت برنامه ریزی استراتژیک بین سازمان های بزرگ و کوچک ……………………….. 36

3-3-2- مدل برنامه ریزی استراتژیک پایه ای …………………………………………………….. 27

4-3-2- برنامه ریزی استراتژیک برای سازمان های کوچک ………………………………………. 38

5-3-2- معمول ترین برنامه ریزی استراتژیک……………………………………………………. 38

4-2- تفکر استراتژیک…………………………………………………………………………………. 39

1-4-2- تجزیه و تحلیل محیطی ………………………………………………………………….. 41

2-4-2- پایه گذاری و جهت گیری سازمانی……………………………………………………. 42

3-4-2- هدف گذاری ……………………………………………………………………………….. 42

5-2- تعیین و تدوین استراتژی ………………………………………………………………….. 44

1-5-2- عوامل موثر در مرحله تدوین استراتژی…………………………………………………… 45

2-5-2- الگوی مدیریت تغییرات استراتژی……………………………………………………….. 46

3-5-2- الگوی مدیریت تحول کاریزماتیک………………………………………………………….. 46

4-5-2- الگوی مدیریت تغییرات تحول آرانه………………………………………………………… 46

5-5-2- الگوی رهبری تعغییرات استراتژیک………………………………………………………… 47

6-5-2- استراتژی های مدیریت تغییر تحول آفرین………………………………………………. 47

6-2- سیاست گذاری استراتژیک…………………………………………………………………. 48

1-6-2- انحصار چند جانبه و سیاست استراتژیک……………………………………………….. 48

7-2- بستر سازی و اجرای استراتژی ها………………………………………………………….. 50

 

 

1-7-2- مهارت تعامل………………………………………………………………………………… 50

2-7-2- مهارت تخصیص……………………………………………………………………………. 51

3-7-2- مهارت نظارت…………………………………………………………………………….. 51

4-7-2- مهارت های سازمانده…………………………………………………………………….. 51

8-2- کنترل استراتژی………………………………………………………………………………. 52

1-8-2- بخش های ساختار تحلیلی استراتژی ……………………………………………….. 53

2-8-2- تحلیل گلوگاه …………………………………………………………………………….. 53

فصل سوم: مواد و روشها

1-3- منطقه مورد مطالعه …………………………………………………………………………. 55

2-3- جامعه آماری…………………………………………………………………………………… 55

1-2-3- دهکده دامداران زاهدان…………………………………………………………………… 56

2-2-3- دهکده دامداران خاش ……………………………………………………………………. 56

3-2-3- دهکده دامداران سیستان……………………………………………………………….. 57

3-3- چگونگی جمع آوری اطلاعات  ………………………………………………………………. 57

1-3-3- جمع آوری اطلاعات از طریق پرسشنامه ……………………………………………… 57

4-3- روش انجام تحقیق…………………………………………………………………………… 58

1-4-3- بررسی عوامل داخلی………………………………………………………………….. 59

2-4-3- ماتریس اولویت عوامل داخلی …………………………………………………………… 59

3-4-3- بررسی عوامل خارجی……………………………………………………………………. 60

4-4-3- ماتریس اولویت عوامل خارجی ………………………………………………………….. 60

5-3- اراِئه راهبردها و راهکارهای توسعه دامداریها………………………………………………. 61

1-5-3- استراتژیهای so………………………………………………………………………….

2-5-3– استراتژیهای wo………………………………………………………………………..

3-5-3- استراتژیهای st…………………………………………………………………………

4-5-3- استراتژیهای wt…………………………………………………………………………

فصل چهارم: نتایج و بحث

1-4- تجزیه و تحلیل ………………………………………………………………………………. 54

1-1-4- عوامل داخلی موثر بر دامداری ها در ناحیه مطالعه شده …………………………… 54

2-1-4- عوامل خارجی موثر بر دامداری ها در ناحیه مطالعه …………………………………. 56

2-4- تحلیل نقاط قوت،ضعف،فرصت ها و تهدید ها …………………………………………….. 57

1-2-4- تحلیل نقاط قوت از دیدگاه مسئولان ………………………………………………….. 61

2-2-4- تحلیل نقاط ضعف از دیدگاه مسئولان …………………………………………………. 63

3-2-4- تحلیل نقاط فرصت از دیدگاه مسئولان ……………………………………………….. 64

4-2-4- تحلیل نقاط تهدید از دیدگاه مسئولان ……………………………………………….. 65

5-2-4- تحلیل نقاط قوت از دیدگاه دامداران ……………………………………………………. 66

6-2-4- تحلیل نقاط ضعف از دیدگاه دامداران ………………………………………………….. 68

7-2-4- تحلیل نقاط فرصت از دیدگاه دامداران …………………………………………………. 68

8-2-4- تحلیل نقاط تهدید از دیدگاه دامداران …………………………………………………. 70

9-2-4- تحلیل نقاط قوت از دیدگاه فارغ التحصیلان …………………………………………… 71

10-2-4- تحلیل نقاط ضعف از دیدگاه فارغ التحصیلان………………………………………… 72

11-2-4- تحلیل نقاط فرصت از دیدگاه فارغ التحصیلان……………………………………….. 73

12-2-4- تحلیل نقاط تهدید از دیدگاه فارغ التحصیلان………………………………………… 74

3-4- اولویت بندی نهایی…………………………………………………………………………. 74

4-4- ارائه راهبردهای و راهکارهای توسعه دامداری ها ………………………………………. 76

1-3-4- راهبرد های رقابتی/تهاجمی SO……………………………………………………..

2-3-4- راهبرد های تنوع ST……………………………………………………………………

3-3-4- راهبرد های بازنگری WO………………………………………………………………

4-3-4- راهبرد های تدافعی WT……………………………………………………………….

5-4- نتیجه گیری…………………………………………………………………………………. 81

6-4- پیشنهادات………………………………………………………………………………….. 83

7-4- فهرست منابع………………………………………………………………………………. 85

چکیده:

مدیریت استراتژیک به عنوان یک سیستم سیاست گذاری وتدوین برنامه های کلان و خرد در سطوح مناطق نقش مهمی در کاهش نابرابری اقتصادی و اجتماعی و ارتقاء وضعیت توسعه دارد و اگر به درستی تهیه و تدوین گردد، منجر به انتخاب استراتژی هایی می شود که در صورت اجراء صحیح و به موقع، تعالی و پیشتازی منطقه و کشور را به ارمغان می آورد. دامداری و اقتصاد دامداری در حال حاضر، در حال تبدیل شدن به یکی از ارکان اصلی اقتصاد تجاری جهان و زندگی روزمره مردم است. افزون بر این بسیاری از برنامه ریزان و سیاست گذاران توسعه نیز از صنعت دامداری به عنوان رکن اصلی توسعه پایدار یاد می کنند. در این راستا دامداری نیز بخش مهمی از صنعت کشاورزی می تواند با برنامه ریزی اصولی و مناسب و شناسایی مزیت ها و محدودیت های دامداری ها، نقش موثری در توسعه این مناطق و در نتیجه توسعه ملی و تنوع بخشی به اقتصاد ملی برعهده داشته باشد، از این رو در اینجا سوال این است که پتانسیل ها و محدودیت های توسعه دامداری کدام است؟ چه راهبردها و راهکارهایی جهت توسعه دامداری هایی که منجر به توسعه این مناطق و توسعه ملی بشود، وجود دارد؟ به این منظور   پایان نامه حاضر با بهره گرفتن از روش پیمایشی، مطالعات میدانی و تعیین نقاط قوت، ضعف، فرصت ها و تهدیدها با بهره گرفتن از روش SWOT به ارائه راهبردها در جهت توسعه دامداری ها در  منطقه     سیستان و بلوچستان پرداخته است. تجزیه و تحلیل های تجربی در منطقه مطالعه شده نشان می دهد که آستانه آسیب پذیری این نقاط بسیار بالاست و نیازمند بازنگری و ارائه سیاست های مناسب در جهت رفع محدودیت ها و استفاده از مزیت های نسبی موجود می باشد.

فصل اول: مقدمه و کلیات

1-1- مقدمه

توسعه دارای سطوح و شرایط به خصوصی است که از اصلی ترین شرایط آن تصمیم گیری منطقی و عقلانی در راستای رسیدن به اهداف می باشد. قاعدتاً الگوی مدیریت تصمیم گیری بایستی مبتنی بر تدوین راهبردهای منطقی و صحیح باشد تا بتوان به توسعه رسید. از لحاظ مفهومی مدیریت استراتژیک با تحول در تئوری‌های مدیریت همگامی دارد. مكاتب كلاسیک رفتاری و كمی مدیریت بر جنبه‌هایی از سازمان و عملكرد آن تأكید می‌كردند كه توسط مدیریت قابل كنترل بود. مسایلی از قبیل برنامه‌ریزی تولید، رفتار زیردستان، بهبود محیط كار، نقش گروه های غیررسمی در بازدهی كار، مدل‌های كمی تصمیم‌گیری و غیره. لیكن هرگز فضای سیاسی جامعه، احساس افراد و نهادهای خارج از سازمان، مسأله اصلی آنها نبود، چرا كه محیط از ثباتی نسبی برخوردار بوده و چنین نیازی هم احساس نمی شد. به تدریج با رشد مستمر اقتصادی، اوضاع قابل اطمینان محیطی از میان رفت و تغییرات و حوادث شتابنده ای در جهان اتفاق افتاد. لذا تغییرات و دگرگونی های سریع و پیچیده‌ جامعه و تأثیر آن بر رشد و توسعه‌  موجب شد كه مدیران توجه خود را به محیط سیستم ها معطوف گردانند و مفاهیمی مانند سیستم، اقتصاد، برنامه‌ریزی بلند مدت، استراتژی و فرایند تصمیم گیری استراتژیک مورد توجه صاحب‌نظران مدیریت قرار گیرد. این مفاهیم و نظریات پاسخ علم مدیریت به دگرگونی و تغییرات وسیع اقتصادی واجتماعی بود. توجه به محیط، آگاهی از تاثیر متغیرهای محیطی و ارائه‌ چشم اندازی از فعالیت آینده برای سیستم ‌ها، لزوم آمادگی برای برخورد با تغییرات مداوم را توجیه می كند. وجود عدم قطعیت های[1] محیطی در مسائل سیستمی به لحاظ مبهم بودن و طبیعت احتمالی رخدادهای آتی و آمادگی آنها جهت تغییر، برخوردی متفاوت با تغییر، نوع تصمیمات‌، عوامل جدید مؤثر بر تصمیم‌گیری و قطعیت در مورد تغییرات آینده، توجه به استفاده از مدل مدیریت استراتژیک را افزون تر می كند.

یکی از اصلی ترین مدل های مطرح در مدیریت استراتژی همان مدل هاروارد است. مدل مدیریت استراتژیک یا همان مدل هاروارد که از دهه 1920 تاکنون در مدرسه بازرگانی ‌هاروارد تدریس می‌شود الهام بخش اکثر مدل‌های تدوین استراتژی در بخش‌های مختلف اقتصادی، خدماتی، دولتی و غیرانتفاعی به حساب می‌آید (هدایتی،1381). هدف اساسی این مدل ایجاد ارتباط بین سازمان و محیط آن برای دستیابی به بهترین گزینه‌های استراتژی است. آنچه در مدل هاروارد در درجه اول اهمیت قرار می‌گیرد. توجه به توانمندی‌ها و ضعف‌های داخلی سیستم و فرصت‌ها و تهدیدهای موثر بر آن است (هدایتی، 1381). به عقیده صاحب نظران، مدل هاروارد کاربردی فراتر از سطح شرکت‌ها داشته و در قلمرو کلیه بخش‌های خصوصی، دولتی و غیر انتفاعی نیز امکان بکارگیری دارد. سنجش فرصت‌ها، توانمندی ‌ها، ضعف‌ها و تهدیدها که بعدها به تحلیل SWOT معروف شد نقطه اصلی و محور مدل هاروارد است. تاکید بر فرصت ها و قوت‌ها به عنوان مهم‌ترین عامل دستیابی به استراتژی موثر که به رفع کاستی‌ها و حداقل رساندن تهدیدها می‌ انجامد مهم‌ترین جنبه مثبت این مدل است. در واقع تمام مدل‌های تدوین استراتژی که طی چند دهه گذشته ارائه شده‌اند خود را نیازمند استفاده از مدل هاروارد دانسته‌اند (نمودار 1).

نقش های مختلف مدیریت از قبیل محرک تولید و خدمت، هدایت گری و برنامه ریزی، هماهنگ کنندگی، ناظر و ارزیاب، ابداع گر و خلاق از جمله مواردی است که در تحلیل مدیریت توسعه راهبردی مد نظر قرار می گیرد .(Crittenden, 1997; Anonymous, 2006, 2009) این امور با توجه به دخالت دولت در برنامه ریزی و مدیریت واحدهای تولیدی دام و طیور نقش مهمی دارد. بخصوص در مناطق مرزی و حاشیه ای کشور، آمیختگی مدیریت دولتی و اجرای امور توسط بخش خصوصی، الگوی خاصی را از سیستم اداره واحدهای تولیدی دام در منطقه سیستان به عنوان یک نمونه کشوری فراهم نموده است که دارای شرایط خاص خود است. در این سیستم آشفتگی اقدامات و تصمیمات، .نبود یک طرح جامع و برنامه ای و بسیاری از عوامل دیگر زمینه هدر رفتن سرمایه های ملی را فراهم نموده است.

به همین دلیل به منظور شناسایی شرایط سیستمی حاکم بر نظام اداره واحدهای دام و تولیدات شیر از مدل SWOT استفاده خواهد شد. در این مدل دو نوع بررسی صورت خواهد گرفت، یکی بررسی درونی که در برگیرنده قوت ها و ضعف های داخلی سیستم مدیریت واحدهای تولیدی دام است و دیگری شناسایی فرصت ها و تهدیدات محیط بیرونی این گونه نظام مدیریتی و تصمیم گیری است (الوانی،1387). اگر متن نوشته های موجود در رابطه با مدیریت تغذیه دام و طیور به الگوهای غذایی (جامعی،1357)، چگونگی تغذیه دام (شماع،1361)، ترکیبات خوراک (جامعی،1376) مقایسه تغذیه ای طیور (رحیمی،1385) استفاده از مکمل های غذایی (نصابیان،1377؛ نیکخواه،1375؛ کمال زاده،1380) احتیاجات غذایی (امامی دوست،1372 و گلیان،1375) روش علمی تغذیه (کامیاب،1383) و غیره پرداخته اند و لیکن تا به حال در کشور ما تحقیق مرتبط با مدیریت کلان توسعه دراین زمینه به ثبت نرسیده است. اما در کشورهای دیگر از این مدل استفاده گسترده ای شده است از قبیل گزارش تحقیق دانشگاه سیدنی (2006) و گزارش کمیته(2007) NRMMC  و مؤسسه کشاورزی و جنگلهای استرالیا (2005) و مرکز تحقیقات دامی دانمارک (2002) و آنتال و همکاران (2007) که ساختار مدل SWOT را بررسی کردند.

با توجه به تحقیقات صورت گرفته این پژوهش از چند بعد دارای اهمیت است.

اولاً: برای اولین بار این مدل و ارزیابی مدیریت تولیدات دامی در ایران و به خصوص منطقه سیستان انجام می شود.

ثانیاً: تا به حال بصورت کلان مدیریت تغذیه دام و طیور مورد ارزیابی قرار نگرفته است.

ثالثاً: می توان با بهره گرفتن از این مدل تحلیل های مدیریتی را در حوزه مدیریت تغذیه دام و طیور گسترش داد.

1-2- ضرورت تحقیق

مدیریت یکی از اصلی ترین محورهای اساسی در زمینه توسعه و خودکفایی در تولید فرآورده های دام و طیور می باشد. تأثیرپذیری سیستم مدیریتی دامداری ها و مرغداری ها از عناصر و عوامل مختلف منجر به پیچیده شدن تصمیم گیری و ارائه راهبردهای بنیادی در این زمینه شده است. فرض اساسی بر این است که سیستم مدیریت تولیداتی دامی استان سیستان و بلوچستان با توجه به شواهد اولیه مورد مطالعه منفعل می باشد. این انفعال باعث ناپایداری بلند مدت خواهد شد. بدین منظور از مدل swot استفاده شده است. در این مدل دو نوع بررسی صورت خواهد گرفت، یکی بررسی درونی که در برگیرنده قوت ها و ضعف های داخلی سیستم مدیریت واحدهای تولیدی دام است و دیگری شناسایی فرصت ها و تهدیدات محیط بیرونی این گونه نظام مدیریتی و تصمیم گیری است (الوانی،1387).

با توجه به بررسی های مقدماتی صورت گرفته، عمده ترین مشکل واحدهای تولیدی دام منطقه سیستان مشکل مدیریتی می باشد و این ناشی از نامشخص بودن راهبردهای مدیریتی واحدهای مذکور می باشد. در همین راستا تدوین استراتژی تولیدات دامی در منطقه یک ضرورت اساسی است. چرا که به غیر از شرایط درونی عناصر معتبر دیگری ناشی از شرایط مکانی نیز بر آن تأثیر می گذارد، از جمله مرزی بودن منطقه به همراه چالش هایی همانند خشکسالی، دور بودن از بازارهای مختلف همانند بازار مصرف، فرآوری، توزیع، ضعف زیر ساختارهای اساسی همانند انبار، سردخانه، سیستم های حمل و نقل و غیره.

بدون شک لازم است به منظور ارتقاء شاخص بهره وری و کارایی نسبت به تدوین استراتژی مدیریت تغذیه تولیدات دامی در منطقه سیستان اقدام اساسی صورت گیرد. اساساً پیش فرض های این پژوهش این است که بایستی یک قالب