وبلاگ

در سال های اخیر استفاده از منابع پروتئینی گیاهی در رژیم غذایی روزانه بیش از پیش توصیه می شود. زیرا از یک طرف به علت ارزان بودن منابع پروتئین گیاهی و از طرفی با مصرف کمتر منابع حیوانی، مقدار چربی اشباع مصرفی کاهش یافته و موجب پیشگیری از بیماری های مزمن به خصوص قلبی ـ عروقی، دیابت، نارسایی کلیوی، سرطان و پوکی استخوان می گردد (یانگ[1] و همکاران، 1979). از آنجایی که رژیم غذایی نقش تعیین کننده ای هم در ایجاد و هم در درمان این بیماری ها دارد توجه محققان به استفاده از غذاهای فراسودمند نظیر سویا معطوف شده است (بحرینیان و همکاران، 2012).

با تایید اثرات پروتئین سویا در کاهش خطر بیماری های قلبی توسط سازمان غذا و دارو، استفاده از محصولات پروتئینی سویا افزایش یافته است (آلیبهای[2]، 2006؛ لیو[3]، 2004). در ایالت متحده با کاهش تقاضای محصولات گوشتی و توجه مصرف کنندگان به غذاهای سلامت بخش شانس جدیدی برای پروتئین سویا جهت فرموله کردن محصولات کم کالری، کم کلسترول و با پروتئین بالا ایجاد گردیده است (سینگ[4] و همکاران، 2008). همچنین پروتئین سویا از مهم ترین منابع پروتئینی تجاری است که استفاده از آن به دلیل ویژگی های عملکردی مطلوب در سیستم های غذایی، سهل الوصول بودن، هزینه پایین و ارزش تغذیه ای بالا گسترش یافته است (آلیبهای، 2006؛ لیو، 2004).

همبرگر یکی از مهم ترین محصولات تولید شده از گوشت قرمز است که به لحاظ ارزش تغذیه ای بالا در کنار خوش طعمی و شیوه مصرف ساده آن، طرفداران زیادی دارد. یکی از مهمترین جنبه های کیفی همبرگر ویژگی بافتی آن است که بر مقبولیت آن توسط مصرف کنندگان و افزایش تقاضا در آن ها اثرگذار می باشد (گهان کاسم[5] و امارا[6]، 2010). برگرهای بدون گوشت (برگر سبزیجات[7]) فرآورده های

 پروتئینی می باشند که بجای گوشت دارای مواد اولیه پروتئینی دیگری از جمله سویا می باشند. سویا برگر[8] ازجمله فراورده های بدون گوشت متعلق به دسته برگرهای سبزی ها و محصولی با میزان چربی اشباع و کلسترول پایین که در آن از سویا به عنوان ماده اصلی استفاده می شود. سایر مواد فرمولاسیون این فراورده شامل پنیر، روغن های گیاهی، آب، ادویه، سبزی های مختلف و افزودنی های معطر می باشند (موسسه استاندارد وتحقیقات ایران، 9715).

مطالعات اپیدمولوژی نشان داده که میان نوع رژیم غذایی و خطر بروز برخی بیماری ها رابطه مستقیم وجود دارد.  از این رو نگرانی های روزافزون پیرامون خطرات بالقوه مرتبط با مصرف غذاهای با چربی زیاد سبب شده است تا صنعت غذا به توسعه فرمولاسیون های جدید و اصلاح محصولات غذایی سنتی به فراورده های با محتوی چربی کمتر روی آورد. امروزه جایگزین های چربی راهکارهای نوینی جهت تولید غذاهای کم چرب متنوع و جدید گشوده اند که طعم و بافت دلپذیر همانند محصولات پرچرب دارند، اما فاقد کالری های غیرضروری و کلسترول می باشند (آلسون کاربونل[9] و همکاران، 2005).

در مطالعات مختلف، استفاده از جایگزین هایی نظیر انواع هیدروکلوئیدها (کاراگینان، آگار)، صمغ های میکروبی (زانتان)، سلولز، اینولین، صمغ دانه های گیاهی(لوکاست[10])، گوار، انواع نشاسته ها، ترکیبات گیاهی (نظیر سبوس گندم، محصولات سویا، سبوس و فیبر یولاف، انواع فیبر مرکبات و دانه های گیاهی…)، روغن های گیاهی استریفیه شده و ترکیبات دیگر در تولید محصولات گوشتی کم چرب نتایج رضایت بخشی نشان داده اند (احمد[11] و همکاران، 1990؛ میتال[12] و همکاران، 1992؛ دسموند[13] و همکاران، 1998؛ کوسمنت[14] و فرانک[15]، 2001، مورین[16] و همکاران؛ بلوکه[17] و همکاران، 2002؛ وورال[18] و همکاران، 2003؛ دولاتوسکی[19] و همکاران، 2006؛ لوئیزا[20] و همکاران، 2006). درصنعت گوشت علاقه بسیاری برای بکار بردن صمغ های پلی ساکارید (کاراگینان و آلژینات) در فرمولاسیون گوشت به منظور کاهش هزینه و محتوای چربی در محصولات گوشتی بدون چربی با بهبود ظرفیت نگهداری آب وجود دارد. تاثیر کاراگینان روی ویژگی های عملکردی محصولات گوشتی ماکیان موضوع تعداد زیادی از تحقیقات بوده است (وربکن[21] و همکاران، 2005).

انجماد معمولی ترین و مطلوب ترین روش های نگهداری برگرها است. این روش کیفیت فراورده های گوشتی را برای مدت طولانی حفظ می کند. انجماد و نگهداری تحت شرایط منجمد ضمن کاهش سرعت واکنش های میکروبی، شیمیایی و آنزیمی مولد فساد سبب حفظ کیفیت فراورده می گردد. نگهداری منجمد دارای معایبی نظیر از دست رفتن آب، تند شدن چربی، تغییرات رنگ، عطر و طعم فراورده در طول دوره نگهداری است. این روش سبب بروز تغییرات شیمیایی و ساختاری در فراورده های گوشتی می شود و به واسطه تشکیل کریستال های یخ امکان آسیب سلولی و تخریب فیبرهای ماهیچه ای وجود دارد (مقصودی، 1386).

هدف از مطالعه حاضر، بررسی اثر افزودن آلژینات سدیم و کاپاکاراگینان به عنوان دو هیدروکلوئید پرمصرف و در دسترس در فرمولاسیون برگرهای گیاهی به منظور بهبود خواص فیزیکی، شیمیایی و حسی و بررسی پایداری این محصول تحت شرایط نگهداری در فریز 20- درجه سانتی گراد به مدت 2 ماه بود.

در چند دهه اخیر با توجه به افزایش آگاهی مصرف کنندگان، تولید غذاهای عملگرا که نقش مؤثر در سلامتی دارد افزایش یافته که مصرف مداوم آن ها می تواند باعث پیشگیری و یا بهبود بیماری های مختلف با کاهش فاکتورهای تأثیرگذار شود (لوپزهورتاس، 2010). ﻣﺎﺳﺖ ﯾﮑﯽ از ﻣﺤﺒﻮبﺗﺮﯾﻦ ﻓﺮآورده ﻫﺎی ﻟﺒﻨﯽ اﺳﺖ ﮐﻪ ﻓﺮوش آن در ﺟﻬﺎن اﻣﺮوز ﺑﻪ دﻟﯿﻞ ﺗﻨﻮع در ﺣﺎل اﻓﺰاﯾﺶ اﺳﺖ. اﻣﺮوزه اﻧﻮاع ﻣﺨﺘﻠﻔﯽ از ﻓﺮآوردهﻫﺎی ﻣﺎﺳﺖ در ﺟﻬﺎن ﺗﻮﻟﯿﺪ ﻣﯽﺷﻮد ﮐﻪ از ﺟﻤﻠﻪ آن ﻫﺎ ﻣﯽﺗﻮان ﺑﻪ ﻣﺎﺳﺖ ﮐﻢﭼﺮب، ﻣﺎﺳﺖ ﭘﺮوﺑﯿﻮﺗﯿﮏ، ﻣﺎﺳﺖ ﻣﻨﺠﻤﺪ، ﻣﺎﺳﺖ ﻧﻮﺷﯿﺪﻧﯽ و ﻏﯿﺮه اﺷﺎره ﻧﻤﻮد ] تاریخچه تولید ماست به چند هزار سال قبل در خاورمیانه باز میگردد. امروزه در جهان انواع مختلفی از ماست تولید می شود که می توان آنها را بر اساس ماهیت فیزیکی، شیمیایی، ویژگی های عطر و طعم و نیز تنوع طبقه بندی کرد (تمیم و رابینسون، 2007). علت معروفیت و مصرف بالای ماست، ارزش تغذیه ای آن و اثرات سودمند باکتری های آغازگر(حفظ فلور میکروبی دستگاه گوارش) می باشد (هامان و مارث، 1984). به دلیل غلظت بالاتر، قابلیت هضم و جذب  بهتر چربی، لاکتوز، پروتئین و مواد معدنی مغذی تر نسبت به شیر، ماست جزء منابع غنی کلسیم، فسفر، ریبوفلاون، ویتامین B12، اسید نیکوتنیک، ویتامین B5، روی و منیزیم به شمار می آید (سرکار و میسرا، 2002). همچنین ماست دارای اثر ضدسرطانی، ضد تومور و ضد کلسترول بوده  و در درمان بیماری های گوارشی و عفونت های روده ای می تواند موثر واقع شود (مارث و استیل، 2001). ﺟواﻧﻪ ﮔﻨﺪم محصول جانبی ( by-product) آﺳﯿﺎب کردن آرد اﺳﺖ و ارزش تغذیه ای فروانی به عنوان غذای مکمل دارد. ﭘﺮوﺗﺌﻴﻦ ﺟﻮاﻧﻪ ﮔﻨﺪم ﻣﻨﺒﻊ ﻋـﺎ ﻟﻲ ﺗﻮﻛـﻮﻓﺮول  ﻫـﺎ، وﻳﺘﺎﻣﻴﻦهایﮔﺮوه B و روﻏﻦ اﺳﺖ ﻛﻪ درﺻﺪ ﺑﺎﻻﻳﻲ از اﺳـﻴﺪ ﻫﺎی ﭼﺮب آن را اﺳﻴﺪ ﻫﺎی ﭼﺮب ﻏﻴـﺮاﺷـﺒﺎع ﺑـﻪ وﻳـﮋه اﺳـﻴﺪ ﻟﻴﻨﻮﻟﺌﻴﻚ ﺗﺸﻜﻴﻞ ﻣﻲ دهد (چیچستر 1982، پینارلی 2004). ﺑﻪ ﻃﻮر ﻛﻠﻲ، ﺟﻮاﻧـﻪ ﮔﻨـﺪم شامل 27 تا30 درصد ﭘــﺮوﺗﺌﻴﻦ عمدتا آﻟﺒــﻮﻣﻴﻦ و ﮔﻠﻮﺑﻮﻟﻴﻦ،  8 تا 11 درﺻﺪ ﭼﺮﺑﻲ (ﻋﻤﺪﺗﺎ  ﻏﻴﺮاﺷـﺒﺎع)، 15 تا 20 درصد  ﻗﻨﺪ (عمدتا  ﺳـﺎﻛﺎروز و راﻓﻴﻨـﻮز )، 4  تا  5 درﺻـﺪ ﺧﺎﻛﺴﺘﺮ و 8  تا 10 درﺻﺪ ﺳﻠﻮﻟﺰ و ﻫﻤـﻲ ﺳـﻠﻮﻟﺰ اﺳـﺖ (چیچستر1982، ایبان اوگلو2002، دانفورد و همکاران 2003). ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻣﻄﺎﻟﺐ ﻓﻮق می ﺗﻮان ﮔﻔـﺖ ﻛـﻪ ﺟﻮاﻧـﻪ ﮔﻨـﺪم  حاوی 3 برابر پروتئین، 7 برابر چربی، 15 برابر قند و 6 برابر مواد معدنی بیشتر نسبت به آرد گندم است. ﻫﻢ  ﭼﻨﻴﻦ، ﻏﻼت از ﻧﻈﺮ ﻟﻴﺰﻳﻦ ﻓﻘﻴﺮ ﻫﺴﺘﻨﺪ، در ﺣـﺎﻟﻲ ﻛـﻪ ﺟﻮاﻧـﻪ ﻣﻨﺒـﻊ ﻏﻨـﻲ  ﻟﻴﺰﻳﻦ اﺳﺖ؛ ﺑﻪ ﻃﻮری ﻛﻪ ﻣﻘﺪار آن ﺳﻪ ﺑﺮاﺑـﺮ ﻣﻮﺟـﻮد در آرد ﺳﻔﻴﺪ اﺳﺖ و ﺟﻮاﻧﻪ را ﻗﺎﺑﻞ ﻣﻘﺎﻳﺴﻪ ﺑﺎ ﭘﺮوﺗﺌﻴﻦ ﻫﺎی ﺗﺨـﻢ  ﻣـﺮغ ﻣﻲﺳﺎزد (کریمی 1995، سادها و همکاران 2007). ﻫﻨﮕﺎم ﻧﮕﻬﺪاری اﻳﻦ ﻣـﺎده درﻛﻮﺗـﺎه ﻣـﺪت، ﻃﻌـﻢ ﺗﻨـﺪی (rancid) و ﺗﻠﺨﻲ اﻳﺠﺎد می ﺷﻮد ﻛﻪ ﺑـﻪ دﻟﻴـﻞ ﻓﻌﺎﻟﻴـﺖ  ﻫـﺎی آﻧﺰﻳﻤﻲ و درﺻﺪ ﺑﺎﻻی ﭼﺮﺑﻲ ﻏﻴﺮاﺷﺒﺎع در ﺟﻮاﻧـﻪ ﺗـﺎزه اﺳـﺖ . ﺟﻮاﻧﻪ ﺣﺎوی اﺳﻴﺪآﻣﻴﻨﻪ ﻣﺤـﺪودﻛﻨﻨـﺪه اﻳﺰوﻟﻮﺳـﻴﻦ و ﻋﻮاﻣـﻞ سمی مثل ﻫﻤﺎﮔﻠﻮﺗﻨﻴﻦ (  Hemagglutinin) وآنتیﺗﺮﻳﭙﺴـﻴﻦ Antitrypsin )) است. اﻳﻦ ﻋﻮاﻣﻞ، ﻣﺴﺌﻮل ﭘﺎﻳﻴﻦ آﻣﺪن ﻣﺪت زﻣان نگهداری جوانه و ایجاد طعم بد هستند. ﻣﻄﺎﻟﻌﺎت ﻧﺸﺎن دادهﻛﻪ ﺣﺮارت دﻫﻲ ﺟﻮاﻧﻪ ﺑﺎﻋـﺚ از ﺑـﻴﻦ رﻓـﺘﻦ اﻳـﻦ ﻋﻮاﻣـﻞ ﺳﻤﻲ ﻣﻲ ﺷﻮد و ﻗﺎﺑﻠﻴﺖ ﻧﮕﻬﺪاری آن را ﺑﺎﻻ می برد (پینارلی و همکاران 2004، سادها و همکاران 2007، وینگلبرج و همکاران 1996). از آنجا که محصولات لبنی توسط مصرف کنندگان به طور گسترده ای پذیرفته شده است و شیر و محصولات لبنی جزء محصولاتی هستند که همه روزه مصرف می‌شوند، ارائه مواد مغذی از طریق محصولات لبنی توجه زیادی به خود جلب کرده است (رانادهرا، 2013). ماست و فرآورده های آن از پرمصرف ترین و محبوب ترین فرآورده های تخمیری شیر به شمار رفته و خواص تغدیه ای بیشمار ی دارد و به عنوان یک منبع انرژی، منبع پروتئین، انواع ویتامین ها و املاح معدنی به شمار رفته و سبب ممانعت از رشد میکروارگانیسم های بیماریزا شده و موجب کاهش کلسترول سرم و فشار خون می گردد تا کنون اکثر غنی سازی های صورت گرفته در زمینه های مواد غذایی توسط ویتامین ها مواد معدنی و اخیراً سبوس و فیبرهای مختلف بوده است و در رابطه با غنی سازی توسط مواد دارای ارزش پروتئینی بالا، تحقیقات اندکی انجام شده است. لذا استفاده از موادی با ارزش پروتئینی بالا همراه با داشتن سایر مواد مغذی می تواند باعث بهبود ویژگی های کیفی محصول، بالا رفتن ارزش غذایی، جذب بیشتر مشتری و در نهایت، جبران کمبودهای موجود در جامعه و کشور می شود (چیچستر1982، کریمی 1995، پینارلی و همکاران 2004، پینارلی و همکاران 2004).

۱- کلیات

1-۱– غذاهای فراسودمند [1]                                                                                                    

واژه غذاهای فراسودمند اولین بار در سال1980 توسط محققان ژاپن و با توجه به رابطه تغذیه وسلامتی مطرح شد. درسالهای اخیر، با مطرح شدن غذاهای فراسودمند و افزایش آگاهی مصرف کنندگان نسبت به رابطه ی بین سلامتی و مصرف مواد غذایی تقاضا برای غذاهایی که اثرات سلامت بخش زیادی دارد، افزایش یافته است (هاردی  2000). بازار جهانی غذاهای فرا سودمند حدود 10-40 میلیارد دلار در سال (با رشد سالیانه 8 درصد) تخمین زده می شود (چالنر 2000). اولین غذاهای فراسودمند تولید شده، تقویت مواد غذایی با ویتامین C و E و مواد معدنی مانند اسید فولیک، روی و کلسیم بود (اسلون 2000). به دنبال آن محققان در مورد تقویت مواد غذایی توسط ریز مغذی هایی مثل اسیدهای چرب امگا3، فیتواسترول ها و فیبرهای محلول برای افزایش سلامتی و جلوگیری از بیماری هایی مثل سرطان بود (اسلون2002). اخیرا تلاش کارخانه های تولید کننده مواد غذایی، تولید یک محصول با چندین اثر مفید در آن می باشد (اسلون2004). مفید بودن غذاهای فراسودمند مربوط به اثرات سلامت بخش ترکیبات بیواکتیو آنها می باشد. حفاظت از این ترکیبات  بیواکتیو فاکتور تعیین کننده برای فراهم کردن پیش بینی اثرات مفید این غذاها می باشد. غذاهای فراسودمند رنج وسیعی از غذاها مانند پری بیوتیک و پروبیوتیک، غذاهای خشک (فیبرها، پروبیوتیک، چای، گیاهان و …)، غذاهای تخمیری، ماست، کفیر و سبزیجات، و میوه ها و سبزیجات تازه را شامل می شود (شی 2006). به طور کلی غذاهای فراسودمند غذاهایی هستند که ترکیباتشان پس از مصرف، دارای تاثیرات مثبتی در بدن انسان می باشند. به عبارتی دیگر می توانند جزو غذاهای فراسودمند دسته بندی شوند که با ایجاد مزیت های فیزیولوژیکی اضافی، بتوانند از بیماری ها پیشگیری نمایند و سلامتی انسان را بهبود بخشند (هاسلر، 1996 و استافلر، 1999).

       مهم ترین انواع غذاهای فراسودمند شامل پروبیوتیک، پری بیوتیک و سینبیوتیک ها، نوشیدنی های فراسودمند، محصولات گوشتی و غله ای فراسودمند و…می باشند. ماست به دلیل داشتن پروبیوتیک ها و تاثیر مفید آن در فلور میکروبی دستگاه گوارش، به عنوان یکی از اصلی ترین و موفق ترین محصولات لبنی تخمیری در زمینه غذاهای فراسودمند مطرح است (سیرو وهمکاران، 2008).

1-2- ماست

ماست معروفترین و پر مصرف ترین محصول لبنی تخمیری است که توسط باکتری های آغازگر ماست (استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس بولگاریگوس) از شیر پاستوریزه تولید می شود (زارع و همکاران 2012).

1-2-1- تاریخچه ماست

منشاء اصلی و دقیق زمان پیدایش محصولات تخمیری، در دسترس نیست، اما می توان منشا آن را از10000-15000 سال قبل که روش زندگی بشر، از جمع کننده مواد غذایی به تولید کننده مواد غذایی تغییر کرد، در نظر گرفت. پدرسون (1979). مدارک باستان شناسان گواه بر این است که برخی تمدن ها درکشاورزی پیشرفت زیادی داشتند که این باعث تولید محصولات تخمیری شیر مانند ماست شد. با وجود اینکه هیچ منبع دقیق از زمان پیدایش ماست وجود ندارد، اما اثرات مفید و سلامت بخش آن در سلامتی انسان و تغذیه در طول زمان ها مطرح شده است. به عنوان مثال، علت عمر طولانی حضرت ابراهیم(ع) و شفا یافتن امپراطور فرانسه از بیماری، مصرف مداوم ماست بیان شده است (روسل 1932). اما به طور کلی می توان منشا اصلی پیدایش ماست  در شرق خاورمیانه و تکامل تدریجی آن را توسط مردم چادرنشین، به علت ترش شدن فوری شیر در آن مناطق، دانست. به طور کلی پی بردن به تخمیر شیر و تولید ماست توسط چادرنشین ها کاملا اتفاقی بود، اما باعث شد که آن ها بتوانند شیر را به مدت طولانی تر و به حالت تخمیر شده نگه داری کنند. از همان زمان  مشخص بود که عوامل زیادی در ترش شدن شیر دخالت دارند. تخمیر ناشی از باکتری های غیرلاکتیکی محصولی بی مزه و نامطلوب ایجاد می کند که دارای دلمه غیر یکنواخت با حباب های گاز و آب اندازی زیاد است در حالیکه باکتری های لاکتیکی موجب تولید محصولی مطلوب می شوند که به آن شیر ترش گفته می شود. در سال ۱۹۰۵، گریگوروف اولین مطالعه باکتریولوژیکی روی ماست را انجام داد. وی سه نوع میکروارگانیسم مختلف رامشاهده کرد. لوورسن وکان درسال ۱۹۰۸، نظیر همین مشاهدات راگزارش کردند، اما پذیرش همگانی ماست از زمانی آغاز شد که مچینکوف درسال ۱۹۱۰ ثابت کرد که اسیدلاکتیک باکتری های  موجود درماست به نام بولگارین باسیلوس باعث افزایش طول عمر انسان می شود،  بدین صورت که حضوراین میکروارگانیسم باعث ممانعت رشد ارگانیسمهای عفونت زا درروده می گردد( گوستاو، ۱۹۹۵).ا مروزه محصولات تخمیری شیر در کشورهای مختلف تولید می شود که برخی از اهمیت تجاری زیادی برخوردار هستند که ماست یکی از این محصولات به شمار می رود (تمیم و رابینسون 2007).

…………………………………..

5-2 جمع‌بندی فصول و نتایج اخذ شده ……………………………………………..

5-3 پیشنهادات و كارهای آتی ………………………………………………

مراجع ………………………………………….

   1-1  تئوری آشوب و تاریخچه آن
«آشــوب» در لغت به معنای هرج و مرج و بی­نظمی است. ریشه لغوی آشوب به كلمه رومی «كائــوس» برمی­گردد، كه مفهوم آن متعلق به شاعر روم باستان به نام «اویــد» می­باشد. به نظر او كائوس، بی­نظمی و ماده بی­شكل اولیه­ای بود كه دارای فضا و بعد نامحدودی بوده است. به­ طوری كه فرض شده قبل از این كه جهان منظم شكل بگیرد این ماده وجود داشته است، كه سپس خالق هستی، جهان منظم را از آن ایجاد نمود (شعرباف تبریزی و سیدین، 1390). از لحاظ تاریخی دانشمند انگلیسی به نام «آیزاک نیوتن» مجموعه ­ای موجز از اصول و قوانین را آن­چنان کشف کرد که طبق آن­ها ادعا می­شد، حرکت را درمحدوده­ای متنوع و گسترده از پدیده ­ها و سیستم­ها می­توان با درجه­ای بالا و مطمئن از دقت و حساسیت پیش ­بینی کرد ( هاشمی گلپایگانی، 1388). این باور هم­چنان پا برجا بود تا این که در حدود سال 1900 یک ریاضیدان فرانسوی به نام «هانــری پوانكاره» که علاقه­مند به معادلات ریاضی توصیف کننده حرکت سیارات اطراف خورشید بود، مشخص کرد که سیستم­های نجومی، معین و قطعی به نظر نمی­رسد که کاهش عدم­ قطعیت در شرایط اولیه همیشه کاهش خطای پیش ­بینی نهایی را به دنبال داشته باشد. پوانکاره نشان­ داد که برای این­گونه سیستم­ها یک بی­دقتی خیلی ریز در شرایط اولیه، در طول زمان با نرخی عظیم رشد خواهد کرد و بنابراین دو مجموعه شرایط اولیه تقریباً غیر­قابل تفکیک و بسیار نزدیک به هم، برای یک سیستم مشابه، دو پیش ­بینی نهایی را که تفاوت کلانی با هم دارند به دنبال خواهد داشت. این مسئله نمودی از رفتار آشوبی بود که در آن زمان شناخته شده نبود.
در طی سالیان دراز یكی از اصلی­ترین عقاید تمامی علوم این بود كه رفتار سیستم­های معین با داشتن مدل توصیفی سیستم و معلوم بودن شرایط اولیه­ی آن برای هر زمانی قابل پیش ­بینی خواهد بود. در این راستا نوع سیستم معین از نظر خطی یا غیرخطی بودن دارای اهمیت نیست. همچنین به سادگی هرگونه رفتار پیچیده­ سیستم كه با رفتار پیش ­بینی شده آن سازگار نباشد، نویز فیزیكی اطلاق می­شد كه فشار و علت آن نامعلوم بوده ولی بدون هیچ شبه­ای در خارج از ساختار سیستم معین قرار دارد. این اساس تعیین هویت رفتار سیستم به همراه روش­ها و تكنیك­های كاهش نویز از حوزه های تحقیق به ­شمار می­آمدند كه در هنگام بررسی سیستم و پیاده­سازی آن مورد توجه قرار می­گرفتند. سیستم­­های پیچیده­ای بر این اساس ساخته شد و مورد استفاده قرار گرفت. آن­ها عمدتاً دارای معادلات غیر­خطی پیچیده­ای بودند و بعضاً از حساسیت و اهمیت بالایی برخوردار بودند؛ ولی در سال 1963 با كشف اولین سیستم آشوبی توسط آقای «ادوارد لورنز» تحولی بزرگ در زمینه نگرش به سیستم­ها و به خصوص تجزیه و تحلیل سیستم­های غیرخطی پدید آمد. نظرها به ­سوی سیستم­های غیر­خطی و بررسی خواص و رفتار آن­ها معطوف گردید و ارزش و اهمیت دید واقع ­بینانه، كلی و همه ­جانبه به سیستم­های تحت مطالعه مشخص شد. در همین نقطه بود كه به ­طور قاطع و برای همیشه خط بطلانی بر این عقیده كه در یک سیستم معین، معلوم بودن معادلات حاكم و

 شرایط اولیه آن­ها به همراه تعدادی متناهی حافظه برای انجام محاسبات، كافی است تا رفتار آن­ را پیش ­بینی كرد، كشیده شد و در پس این واقعیت بود كه می­شد علت وقوع صدها حادثه و اشكال هزاران آزمایش شكست­خورده را دید. به­ طور ساده یک سیستم آشوبی یک سیستم غیرخطی و معین است، كه رفتار اتفاقی از خود نشان می­دهد (شعرباف تبریزی و سیدین، 1390). تقریبــاً اولیــن تحقیقات عددی كه به معرفی فراگیر آشوب انجامید توسط «ادوارد لورنز» ارائه شد.

انگاره اصلی و کلیدی تئوری آشوب این است که در هر بی­نظمی، نظمی نهفته است؛ به این معنا که نباید نظم را تنها در یک مقیاس جستجو کرد. پدیده ای که در مقیاس محلی، کاملاً تصادفی و غیرقابل پیش ­بینی به­ نظر می­رسد چه بسا در مقیاس بزرگ­تر، کاملاً پایا و قابل پیش ­بینی باشد.
موضوع جالب دیگری که در تئوری آشوب وجود دارد، تاکید آن بر وابستگی یا حساسیت به شرایط اولیه است. بدین معنی که تغییرات بسیار جزیی در مقادیر اولیه­ی یک فرایند می ­تواند منجر به اختلافات چشمگیری در سرنوشت فرایند شود. نقاط تشابهی بین تئوری آشوب و علوم مختلف چون فیزیک، آمار، علوم انسانی و غیره وجود دارد. به فرض اگر مسافری 10 ثانیه دیر به ایستگاه اتوبوس برسد نمی ­تواند سوار اتوبوسی شود که هر 10 دقیقه یک بار از این ایستگاه می­گذرد و به سمت مترویی می­رود که از آن هر ساعت یک بار قطاری به سوی فرودگاه حرکت می­ کند. برای مقصد مورد نظر این مسافر، فقط روزی یک پرواز انجام می­ شود و لذا تاخیر 10 ثانیه­ای این مسافر باعث از دست دادن یک روز کامل می­ شود. بسیاری از پدیده­های طبیعی دارای چنین حساسیتی به شرایط اولیه هستند. قلوه سنگی که در خط الراس یک کوه قرار دارد، ممکن است تنها بر­اساس اندکی تمایل به سمت چپ یا راست به دره شمالی یا جنوبی بلغزد، در حالی که چند میلیون سال بعد که توسط فرایندهای زمین­ شناسی و تحت نیروهای باد و آب و غیره چند هزار کیلومتر انتقال می­یابد،  می­توان فهمید که آن تمایل اندک به راست و چپ به چه میزان در سرنوشت این قلوه سنگ تاثیر گذار بوده است. مثال بسیار آشنای دیگر، وابستگی­های جسمی و روانی انسان­ها به شرایط لقاح و مسائل ژنتیکی است.
اگر چه چنین وابستگی آشوبناک به شرایط اولیه را می­توان در بسیاری از وقایع جامعه ­شناسی (از جمله انقلاب­ها) و روانشناسی و غیره پی­جویی کرد، اما تا کنون توجه خاصی بدین مسئله صورت نگرفته است. به این معنا که اغلب برای تمام طول حیات یک پدیده وزن یکسانی از نظر تاثیرگذاری عوامل درونی و بیرونی در نظر گرفته می­ شود، در حالی که تئوری آشوب نقش کلیدی را در شرایط و المان­های مرزی اولیه می­داند.
باید دانست كه تاكنون تعریف كلی پذیرفته شده برای آشوب ارائه نشده است، اما تعریف زیر از جمله تعاریف مطرح در باب فرایندهای آشوبی می­باشد: «آشــوب، یک رفتــار طولانی مدت غیر پریــودیک در یک سیستم دینامیک قطعی است كه وابستـگی با حساسیت بالا به شــرایط اولیــه رانشان می­دهد ».
 منظور از رفتار طولانی مدت غیرپریودیک در سیستم­های دینامیكی آن است که مسیرهایی وجود دارند كه وقتی زمان به بی­نهایت میل می­كند، این مسیرها به نقاط ثابت مدارهای پریودیک و یا مدارهای شبه پریودیک منتهی نمی­شوند. قطعی بودن سیستم، گویای آن است كه سیستم دارای پارامترها یا ورودی­ های تصادفی نیست و در واقع رفتار بی­نظم این سیستم­ها از غیرخطی بودن آن ناشی می­ شود و منظور از حساس بودن به شرایط اولیه نیز این است كه مسیرهای مجاور با سرعت و به­ طور نمایی از هم­جدا می­شوند. در واقع این خصوصیت، تفاوت اصلی سیستم­های دینامیكی آشوبناك با سیستم­های دینامیكی غیر­آشوبناك است. در سیستم­های دینامیكی غیر­آشوبناك، اختلاف كوچك اولیه در دو مسیر به عنوان خطای اندازه ­گیری بوده و به طور خطی با زمان افزایش پیدا می­كند، در حالی كه در سیستم­های دینامیكی آشوبناك اختلاف بین دو مسیر با فاصله بسیار اندك همان­طوری كه گفته شد، به طور نمایی افزایش می­یابد.
1-2 تاریخچه کاربرد آشوب در ارسال داده ­ها
پس از معرفی و مطالعه بر روی فرایندهای آشوبی و ویژگی­های آن­ها، تنها پس از آنکه برای اولین بار در سال 1990 توسط پوانکاره و همکاران وی، امکان همزمانی بین دو فرایند آشوبی اثبات شد، طرح­های مخابراتی  آنالوگ و دیجیتال مبتنی بر سیگنال­های آشوبی ارائه گردید. به همین دلیل با وجود قدمت نظریه­ی آشوب در ریاضی و فیزیک، این نظریه و کاربردهای آن در ارسال داده یک عرصه  تحقیقاتی کاملاً جدید به شمار می ­آید (شعرباف تبریزی و سیدین، 1390).
در سال­های اخیر کاربردهای متفاوتی از سیگنال­های آشوبی معرفی و بعضاً پیاده­سازی شده است. از دیگر مزایای سیگنال­های آشوبی که می­توان به آن اشاره نمود، پهن­باند بودن ذاتی آن است که موجب گسترده شدن طیف اطلاعات را می­ شود. بنابراین بدون دانستن نوع دینامیک آشوبناک که ارسال بر­اساس آن صورت می‌گیرد، برای کاربر غیر­مجاز آگاه از ارسال، بسیار مشکل است تا به اطلاعات دسترسی پیدا کند (شعرباف تبریزی و سیدین، 1390).
یکی از بخش­های ثابت بسیاری از سیستم­های پردازش دیجیتال، مولدهای تصادفی شبه­نویز بکار رفته در آن­ها می­باشند؛ که بطور عمده­ای بر مبنای سیستم­های غیرخطی بنا نهاده شده ­اند. ساختار­های آشوبی در این زمینه نیز جایگزین­های مناسبی برای مولدهای معمول به نظر می­رسند. علاوه بر این، چنین سیگنال­هایی مقاوم در برابر کاستی‌های کانال مخابراتی مانند انتشار چند ­مسیره و جمینگ می­باشند و در ضمن به خاطر حساسیت بالا به شرایط اولیه، سیستم‌­های آشوبناک توانایی تولید مجموعه بزرگتری از سیگنال‌های ناهمبسته را دارند. اما شاید پرکاربردترین زمینه کاری، مربوط به معرفی و طراحی انواع مدولاسیون­های آنالوگ و دیجیتال آشوبی بوده است. در اوایل دهه 90 ابتدا چند مدولاسیون آنالوگ آشوبی معرفی شدند که در این میان مدولاسیون­های پوشاندن با آشوب و  پارامترهای آشوبی مهم­ترین آن­ها به حساب می­آیند. اما با توجه به اینکه اکثر ساختارهای مخابراتی مدرن امروزه بر مبنای سیستم­های دیجیتال طراحی می­شوند، این ساختارها به سرعت جای خود را به مدولاسیون­های دیجیتال دادند که در این میان خانواده مدولاسیون­های CSK و بعد از آن DCSK توجه بیشتری را به خود معطوف نموده ­اند (Thilagam and Jayanthi, 2012; Salih, 2010; Abdullah and Valenzuela) در چند سال اخیر نیز تلاش­ هایی برای طراحی و حتی پیاده­سازی طرح­های آشوبی چند کاربره برای کاربردهای شبکه­ های بی­سیم نسل آینده صورت گرفته و هنوز نیز در حال انجام است (شعرباف تبریزی و سیدین، 1390).

به طور کلی با مشاهده طبیعت اطراف با بعضی از هندسه­های خودمتشابهی برخورد می­کنیم که از آنها می­توان به هندسه های فرکتالی یاد کرد. برای مثال، می توان به ساختار فرکتالی شاخه درختان، چشم انداز واقعی طبیعت غروب های خورشید، زمین های ناهموار، موج های روی دریاچه، خط ساحل، توپوگرافی بستر دریا و گیاهان و کوه ها اشکال مختلف ابرها اشاره کرد.
اولین بار ساختارهای فرکتالی توسط بنویت مندلبرت[1] در سال 1975 معرفی شدند، که این ساختارها دارای اشکالی بودند، که هر بخش از آنها ویژگی های کل ساختار را در یک مقیاس کوچکتر دارا بود. این تعریف یک خاصیت مهم این ساختارها را معرفی می کرد، که آن وجود طول نامحدود در حجم محدودی از این ساختارها بود. شکل (1-1) چند نمونه از ساختارهای فرکتالی ساده در طبیعت پیرامون ما را نشان می دهد، که مربوط به ساقه کاج، درخت و چشم انداز طبیعت  می باشد. همان طور که در شکل های زیر مشاهده می کنید هر قسمت از این ساختارها از نظر خواص هندسی، همانند کل ساختار می باشند.
شکل (1-1) : چند نمونه ساختار فرکتالی
امروزه از هندسه­های فرکتالی در علوم زیادی استفاده می­ شود. بدون شک یکی از شاخه­هایی که هندسه فرکتالی در آنها تأثیر زیادی گذاشته است، الکترومغناطیس و انتشار امواج است. وجود خواص ذاتی هندسه­های فرکتالی، باعث ایجاد ویژگی­های مناسبی در تشعشع­کننده­ها، منعکس­کننده ها و آنتن­ها می­گردد که باعث می­ شود این ادوات عملکرد بهتری را در محیط داشته باشند.
در این پایان نامه انواع ساختارهای فرکتالی به عنوان یک آنتن بررسی می­شوند و خواص انتشاری این ساختارها به صورت مجزا مورد بررسی قرار می­گیرد. به طور کلی ساختارهای فرکتالی زیادی را می­توان جهت طراحی آنتن به کار برد.
در اینجا ما تمامی این ساختارها را در چند دسته کلی تقسیم می­کنیم و خواص هر دسته را به تفصیل بیان می کنیم. ساختارهای فرکتالی که معمولاً در طراحی آنتن ها مورد استفاده قرار می­گیرند به صورت قطعی[2] می­باشند. به عبارت دیگر کلیه ساختارهای فرکتالی که در اینجا مورد بررسی قرار می­گیرند خاصیت تصادفی نداشته و از یک رابطه جبری پیروی می­ کنند. به طوری که جهت ایجاد هر شکل فرکتالی می­توان از یک روش تکرارشونده مشخص استفاده کرد: نکته دیگر که در استفاده از هندسه فرکتالی جهت طراحی آنتن باید در نظر گرفت، روند تکرار هندسه فرکتالی پس از چندین تکرار می­باشد. با توجه به اینکه در ساختارهای فرکتالی یک روند جبری به صورت تکرارشونده جهت انجام یک شکل فرکتالی استفاده می­ شود، باید توجه داشت که با توجه به محدودیت­های موجود در ساخت آنتن، نمی­توان تعداد تکرارها را از یک حد معینی افزایش داد. نقطه قطع تکرارها در ساختارهای مختلف فرکتالی، متفاوت می­باشد و نمی­توان قانون کلی برای آن بیان نمود. باید توجه داشت که خواص آنتن­های فرکتالی با افزایش تعداد تکرارهای ساختار از یک حد معین، دیگر تغییر چندانی نکرده و خواص به حالت مشخصی همگرا می­شوند.
به طور کلی آنتن های فرکتالی با بهره گرفتن از روش ممان[3] بررسی می شوند. در این فصل کلیه نتایج براساس شبیه سازی با بهره گرفتن از روش ممان بیان گردیده است.
شکل (1-2)، دسته بندی کلی آنتن های فرکتالی را نشان می دهد. آنتن های فرکتالی به سه ساختار کلی، آنتن های حلقوی، آنتن های دوقطبی و آنتن های فرکتالی چندبانده تقسیم بندی شده اند. آنتن های فرکتالی دوقطبی، آنتن های سیمی می باشند که در این شکل فقط یک بازوی آن نشان داده شده است، و بازوی دیگر به صورت قرینه این بازو نسبت به منبع تغذیه می باشد. از جمله مزایای آنتن­های فرکتالی دوقطبی در حالت کلی، کم شدن ارتفاع آنتن در مقایسه با آنتن دوقطبی معمولی، برای مقدار امپدانس ورودی ثابت می­باشد. ساختارهای دوقطبی که در شکل زیر به آنها اشاره شده است، ساختار درختی[4] و ساختار کخ[5] می­باشند. دسته دوم آنتن­های فرکتالی، آنتن­های حلقوی می­باشند که استفاده از ساختارفرکتالی در این آنتن­ها سبب کاهش ابعاد آنتن و افزایش امپدانس ورودی می­گردد.
شکل (1-2) : دسته بندی کلی آنتن های فرکتالی
دسته سوم آنتن­های فرکتالی که از نظر کاربرد و تنوع نسبت به دو دسته قبلی معروفیت بیشتری دارند، آنتن­های فرکتالی چندبانده می­باشند. در این آنتن­ها وجود چندین بخش یکسان در مقیاس­های مختلف سبب می شود که آنتن در چندین باند فرکانسی مختلف، عملکرد

 یکسانی از لحاظ تشعشعی داشته باشد. به این آنتن­ها اصطلاحاً آنتن های خودمتشابه[6] می­گویند. شکل فوق یک نمونه از این آنتن­ها را که به آنتن­های سرپینسکی[7] معروف هستند، نشان می­دهد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در خصوص ساختارهای فرکتالی مختلف می توان به مراجع [1] و [2] مراجعه کرد. همچنین در خصوص کاربرد ساختارهای فرکتالی در آنتن­ها می­توان به مرجع [3] مراجعه کرد. همچنین در مرجع [4] می­توان مروری بر مقالات چاپ شده در خصوص آنتن­های فرکتالی داشت. در مراجع فوق، آنتن­های فرکتالی در دو حالت تک المانی و آرایه­ای مورد بررسی قرار گرفته است.
1-2 روش ممان
به طور کلی برای تحلیل سیستم­های تشعشعی و آنتن­ها نیاز به ابزارهای شبیه­سازی نیرومندی  می­باشد، که از آن جمله می­توان به روش ممان اشاره کرد. در این قسمت مروری بر روش ممان جهت تحلیل آنتن های فرکتالی خواهیم داشت. روش ممان در واقع یک تکنیک عددی جهت حل معادلات انتگرالی حاکم بر آنتن می باشد که این معادلات انتگرالی از توزیع جریان بر روی بدنه آنتن به دست می آیند. در واقع معادلات انتگرالی که با بهره گرفتن از روش ممان حل می شوند، معادلات میدان الکتریکی می باشند. که این معادلات با فرض شرایط مرزی برای هادی الکتریکی کامل به دست می آیند. لذا در این روش جریان ها از طریق شرط مماسی میدان الکتریکی بر روی سطح آنتن به دست می آیند، یعنی :
که در عبارت فوق میدان برخوردی، بیانگر میدان در حالت عدم وجود هادی الکتریکی       می باشد. و میدان های پراکندگی نیز ناشی از جریان های القایی بر روی سطح آنتن می باشند. حال با بهره گرفتن از اصل هم ارزی و فرض جریان بر روی هادی به صورت زیر :
می توان معادلات انتگرالی حاکم بر آنتن را به دست آورد. توجه داشته باشید که  در عبارت فوق، توابع پایه شناخته شده ای می باشند، که مجموعه آنها خاصیت متعامد بودن و کامل بودن[8] را امتناع می کنند.
1-3 روش های ساخت
طراحی و ساخت آنتن های فرکتالی همانند آنتن های پچ مایکرواستریپی می­باشند. یعنی از چاپ هادی بر روی لایه ای دی الکتریک به دست می­آیند. از آنجا که هر چه ضریب دی الکتریک زیرلایه کوچکتر باشد تلفات زیرلایه کمتر بوده و آنتن دارای خواص تشعشعی بهتری است. لذا یکی از بهترین زیرلایه ­ها هوا می­باشد. اما در عمل ساخت آنتن­های فرکتالی با زیرلایه­ای از هوا بسیار دشوار است. لذا معمولاً آنتن­ها را بر روی لایه­ای از دی الکتریک می­سازند. تأثیر ضخامت دی الکتریک و ضریب دی الکتریک بر خواص تشعشعی آنتن قابل بررسی می باشد. که نتایج این بررسی در جدول (1-1) آمده است.
جدول (1-1) : تأثیر دی الکتریک زیرلایه بر روی خواص تشعشعی آنتن

در طراحی و ساخت آنتن های فرکتالی دوقطبی و حلقوی با توجه به انتخاب صحیح تغذیه از اهمیت زیادی برخوردار است. برای مثال استفاده از بالن[9] در این آنتن ها به منظور ایجاد تغذیه مناسب ضروری است.
از جمله تکنیک­های متداول جهت تغذیه آنتن­های دوقطبی، استفاده از آنتن­های تک قطبی در حضور صفحه زمین به دست می­آید. روش مشابهی نیز برای آنتن­های حلقوی وجود دارد به طوری که نیمی از حلقه بر روی دی الکتریک چاپ شده و سپس بر روی صفحه زمین مطابق شکل (1-3) قرار می­گیرد.
شکل (1-3) : آنتن فرکتالی نیمه حلقوی بر روی صفحه زمین بزرگ
در این حالت همان طور که در شکل فوق ملاحظه می کنید، یک طرف حلقه توسط کابل هم محور[10] تغذیه می گردد و طرف دیگر زمین می شود. از آنجا که حلقه در حالت تشدید باید جریانی برابر با صفر در محل اتصال خود با زمین داشته باشد، لذا اتصال زمین تأثیر بسیار کمی در نقطه انتهایی حلقه در حالت تشدید دارد. توزیع جریان در این حالت بنا بر نظریه تصویر، نیاز به صفحه زمین بزرگ می باشد. که این خود مشکلاتی را از جهت ساخت آنتن ایجاد می کند. برای رفع این مشکل معمولاً در ساخت آنتن های حلقوی از روش تغذیه هم صفحه[11] CPS استفاده می شود.
در این روش از کل حلقه به جای نیمی از آن استفاده می شود و در واقع تغذیه هم صفحه به صورت یک بالن عمل می کند. در واقع تغذیه هم صفحه از دو خط انتقال با 180 درجه اختلاف فاز نسبت به هم تشکیل شده است. به همین منظور در این روش از دو خط مایکرواستریپی و خط تأخیر، جهت تغذیه خطوط هم صفحه با 180 درجه اختلاف فاز استفاده می شود. این روش در شکل (1-4) نشان داده شده است.
شکل (1-4) : تغذیه هم صفحه برای یک آنتن حلقوی
همان طور که در شکل فوق مشاهده می کنید، اولین قسمت شامل یک خط انتقال مایکرواستریپی و یک خط تأخیری می باشد. که در واقع این قسمت به عنوان تغذیه ای برای بخش CPS می باشد. همان طور که در این شکل مشخص است، صفحه زمین تنها بر زیر بخش مایکرواستریپی قرار دارد. به عبارتی دیگر بخش CPS نیازی به صفحه زمین ندارد.
از آنجا که در روش فوق آنتن حلقوی تنها بر روی لایه ای از دی الکتریک (بدون صفحه زمین) قرار دارد، لذا این امر باعث کند کردن امواج الکترومغناطیسی شده و موجب می شود که آنتن از لحاظ الکتریکی بزرگتر به نظر برسد. با فرض اینکه ضریب دی الکتریک مؤثر زیر آنتن، میانگین ضریب دی الکتریک فضای آزاد و ضریب دی الکتریک زیرلایه باشد، آنگاه می توان طول موج مؤثر امواج الکترومغناطیسی را به صورت زیر محاسبه کرد.
در تمامی تحلیل های فوق از تأثیر امواج سطحی صرف نظر شده است. در حالی که تأثیر این امواج را می توان از طریق کاهش  و ضخامت دی الکتریک، کاهش داد.

توربین گاز مولد نیرویی است كه مقدار زیادی انرژی را نسبت به ابعاد و وزنش تولید میكند. این وسیله دربیست سال گذشته خدمات قابل توجهی را در عرصه های صنعت و تكنیک ارائه نموده است.
امروزه كاربرد توربین های گاز در نیروگاه ها و به عنوان مولد برق بسیار با ارزش وحیاتی میباشد.
علاوه بر ان در صنایع دیگر مانند صنایع پتروشیمی،صنایع فضایی،سكوهای دریایی،ترن ها و غیره كاربرد گسترده ای پیدا كرده است.در مورد معایب توربین گازی میتوان به پایین بودن بازدهی و لزوم تعمیرات اساسی بعد از تعداد ساعات كاركرد كمتر و تغییرات قدرت و بازدهی ان بر اساس تغییرات جوی اشاره نمود. امارهای موجود حاكی از ان است كه در حدود 38 درصد از ظرفیت نیروگاه های كل كشور از طریق  176 واحد توربین گازی با ظرفیت اسمی 9500 مگاوات تامین میشود. اما به علت شرایط اب و هوایی كشور خصوصا در مناطق مركزی و جنوب كه عمدتا تابستانهای گرم و طولانی دارد این توربینها با افت قدرت و بازدهی مواجهه میشوند. به طوریكه میتوان گفت حدود 1900 مگاوات(20 درصد توان اسمی) از ظرفیت توربین گازی در این فصول كاهش می یابد.
تئوری توربین های گازی خیلی زودتر از زمانیكه امكانات تكنولوژیكی به مهندسین توانایی ساخت آنها را فراهم اورد،مطرح شد.در حال حاضر كاربرد توربین های گاز بسیار متنوع و گسترده شده است و آنها را به یک وسیله قابل اعتماد و موثر در ابزار مولد قدرت تبدیل كرده است.یكی از اصول اساسی در طراحی، اصل صرفه جویی انرژی و بهینه سازی مصرف است.یكی از روش های تولید اب شیرین استفاده از انرژی خروجی اگزوزهای توربین گازی میباشد
در این روش ضمن جلوگیری از اتلاف انرژی ، آلودگی محیط زیست نیز كاهش می یابد.تا كنون كوششهای زیادی در جهت افزایش عملكرد توربین های گازی انجام شده است و برای بهبود كارایی بیشتر توربین در اجزاء مختلف توربین اصلاحاتی صورت گرفته شده  به نظر می رسد با توجه به وضعیت نیروگاه های کشور نیروگاه های گازی بهترین گزینه موجود می باشند. توربینهای گازی به دلیل مزایایی نظیر راندمان بالا، توان تولید نسبتا زیاد، قابلیت استفاده مستقیم از گاز طبیعی به عنوان سوخت و هزینه سرمایه گذاری نسبتا پایین، امكان استفاده در سیكلهای تركیبی و سیستمهای تولید همزمان توان و حرارت به عنوان یكی از مهمترین و پر استفاده‌ترین ابزار تولید توان مطرح می باشند. توربینهای گازی در موارد بسیاری چون نیروگاه های تولید برق و ایستگاه های افزایش فشار گاز طبیعی به كار گرفته می شوند
بر طبق امار ارائه شده در 80 درصد توربین های گازی از انواع صنعتی بزرگ كه در سراسر جهان در حال كار هستند در بین سالهای 1965 تا 1975 راه اندازی و مورد استفاده قرار گرفته اند. این توربین ها كه تعدادشان نیز قابل توجه است، كاندیدهای مناسب و ایده ال برای اعمال تكنیک های جدید هستند. تغییرات و پیشرفت های موجود در جهت افزایش راندمان، كاهش آلودگی، توجه به مسائل زیست محیطی واستفاده هر چه بهتر از قابلیت كاردهی انرژی موجود میباشد.
در سالهای اخیر، حجم زیادی از مقالات و پروژه های پژوهشی در کشورهای حاشیه خلیج فارس و شمال آفریقا به استفاده از انرژی های نو و انرژی های بازیافت شده در صنعت برای تولید آب شیرین اختصاص یافته است.
یکی از مهمترین مسائل در طراحی و اجرای اینگونه طرحها توجه به کیفیت آب شور مورد استفاده، شرایط جغرافیای محل اجرای طرح و جانمایی نیروگاه می باشد. ضمن اینکه ظرفیت تولید آب شیرین که تابعی از توان خروجی نیروگاه وهزینه های مستقیم وغیر مستقیم می باشد خود نیاز به پژوهش تخصصی را نشان میدهد.سیستمهای دو منظوره به طور گسترده ای برای تولید همزمان آب و توان مورد استفاده قرار میگیرد. در ان سیستمها بخار در دما و فشار بالا در یک توربین گازی منبسط میشود و تولید توان قبل از شیرین سازی اب صورت میگیرد. چیدمانهای مختلف از این سیستمهای دو منظوره قابل دسترسی است تولید توان توسط انرژی حرارتی گازهای احتراقی در توربین راهبری شده و  از خروجی به منطور تولید بخار در محدوده فشار كم تا متوسط در دیگ بازیافت استفاده میشود. انتخاب یک سیستم تولید همزمان نیاز به ارزشگذاری فاكتورهای اقتصادی و ترمودینامیكی دارد. نسبت تولید توان به آب شیرین در سیستمهای دومنظوره تجاری به طراحی واحد بستگی مستقیم دارد.این نسبت در یک سیستم دو منظوره توربین گازی و ابشیرین كن تبخیری چند مرحله ای از 8 مگاوات به ازای یک میلیون گالن انگلیسی در روز تا حدود 20 مگاوات متغیر است
 سیكل توربین گازی با  هدف تولید همزمان حرارت سبب كاهش مصرف سوخت در مقایسه با سیستمهای مجزای تولید توان و آب شیرین میشود
در  سیستمهای تبخیر ناگهانی چند مرحله ای تبخیر ناگهانی ناشی از كاهش ناگهانی فشار مایعی است كه قبلا درجه حرارت ان به نزدیک نقطه جوش رسیده است.فرایند تبخیر ناگهانی چندمرحله ای به صورت تبخیر آب دریا و میعان بخار حاصله به منظور تولید آب خالص میباشد. سیستم های MSF
به طور معمول شامل سه بخش اصلی به صورت زیر است:
– بخش دفع حرارتHeat Rejection system))
– بخش بازیافت حرارت(Heat Recovery Section )
– بخش انتقال حرارت(Brine Heater)
سیستم های MSF به صورت یكبار گذر و با گردش مجدد وجود دارند.

در مقام مقایسه به دلایل زیر، سیستم با گردش مجدد پساب از سیستم یكبار گذر بهتر است:
1- به خاطر استفاده كمتر از آب دریا،اسید یا مواد شیمیایی مصرفی كمتر است.
2- به دلیل استفاده كمتر از آب دریا،گازهای غیرقابل چگالش كم میشود وهزینه های اجكتور و پمپ خلاء كاهش می یابد و تامین خلاء آسانتر میشود.
3- خوردگی  در اثر گازهای غیر قابل چگالش مانند دی اكسید كربن بر روی سطح داخلی محفظه تبخیر ناگهانی كاهش می یابد.
4- راندمان انتقال حرارت به علت وجود كمتر گازهای غیر قابل احتراق در محفظه بهبود می یابد.
افزایش تعداد مراحل طرح را از نظر مصرف انرژی مقرون به صرفه میكند. میتوان از گازهای خروچی توربین گازی و بخار با فشار پایین به عنوان منبع حرارتی استفاده كرد.
تبخیر ناگهانی موجب میشود دستگاه آب شیرین كن با طول عمر بیشتر و بدون رسوب كار كند  بی آنكه ظرفیت آب تولیدی كم شود،از طرفی میزان رسوب گذاری بر میزان تولید سیستم MSF تاثیری نداشته و این تاثیر در بازدهی حرارتی سیستم ظاهر میشود.
اهم پارامترهای تاثیر گذار در یک سیستم تبخیر ناگهانی شامل ماكزیمم دمای آب شور(TBT) ،دبی آب شور گردشی[1]،دبی و دمای بخار ورودی به بخش انتقال حرارت ، دبی ورودی آب دریا و دماهای ورودی و خروجی آب دریا میباشد.
ماكزیمم دمای آب شور TBT)) مهمترین عامل تعیین كننده عملكرد سیستم MSF است به دلیل محدودیت های ناشی از خوردگی و رسوب گذاری ،این مقدار نباید از حد معینی بیشتر باشد،غلظت و نوع مواد شیمیایی موجود در آب تعیین كننده مقدار حداكثر TBT میباشد در صورت كاهش بیش از حد مقدار TBT،اختلاف فشار لازم در كندانسور خروجی تامین نمیشودو دفع گازهای غیر قابل تقطیر میسر نخواهد شد.دمای آب شور در محفظه تابعی از دمای آب خنك كن،شرایط سطوح انتقال حرارت و عملكرد اجكتور میباشد.
یكی دیگر از پارامترهای كلیدی در طراحی سیستمهایMSF دبی آب شور گردشی میباشد. افزایش دبی آب شور گردشی موجب افزایش نرخ تولید آب شیرین میشود.
اما این امر تاثیر معكوس بر روی نسبت عملكرد[2] سیستم خواهد داشت.این پارامتر به عنوان نسبت آب خالص تولیدی به بخار ورودی به بخش انتقال حرارت تعریف میشود.كاهش بیش از حد دمای آب دریا منجر به كاهش دبی آب ورودی میشود و این مساله سرعت رسوب گذاری در سیستم را زیاد میكند. در اینگونه مواقع مقداری از آب شور دفع شده از سیستم را به آب شور ورودی قبل از بخش دفع حرارت پمپ میكنند كه موجب افزایش دما و سرعت مورد نیاز آب شور ورودی به بخش دفع حرارت میشود
در طراحی پایه ای[3] برای یك  سیستم جدید و در بازسازی[4] سیستم‌های موجود  می‌بایست دستیابی به اهداف زیر تا حد امكان مدنظر قرار گیرد.
1- بیشترین كارایی سیستم 
2- کمترین هزینه کلی
3- كمترین میزان مصرف انرژی 
4- كمترین اثرات مخرب زیست محیطی و انسانی
5- بالاترین ایمنی
6- بالاترین اطمینان از عملكرد مداوم و بدون نقص سیستم 
طبیعتا بررسی اثرات پارامترهای تعیین کننده یک سیستم انرژی بر هر یک از اهداف به صورت مستقل نمی‌تواند ضامن دستیابی به همه اهداف در محدوده‌های تعریف شده باشد لذا لازم است همه اهداف مدنظر به صورت همزمان طی یک فرایند بهینه‌سازی چند هدفه[1] كارآمد مورد بررسی قرار گیرند. بهینه سازی یک عبارت كلی است كه به تلاش برای تعیین پارامترهای اثرگذار یا متغیرهای تصمیم [2] یک سیستم جهت دستیابی به شرایط بهینه[3] عملكرد اطلاق می شود. منظور از شرایط بهینه شرایطی است كه مقدار یک یا چند پارامتر هدف در سیستم بیشترین یا كمترین میزان ممكن را داشته باشد در مطالعه حاضر سیكل توربین گازی به همراه سیستم آبشیرین كن تبخیری چند مرحله ای مورد بهینه سازی قرار گرفته است هدفهای مدنظر در این بهینه سازی دستیابی به بیشینه راندمان اگزرژتیك[4]، كمینه هزینه كلی و دسترسی به حداكثر تولید آب شیرین است.
برای انتگراسیون یک واحد توربین گازی با یک واحد فرایند اصلی ترین هدف كاهش هزینه های عملیاتی سایت است.این كاهش هزینه های عملیاتی عمدتا منجر به افزایش راندمان حرارتی در سایت میشود كه نتیجه آن افزایش توان به ازای حرارت تولید شده و ذخیره بیشتر سوخت است.افزایش تولید توان در این سایتها باعث بهبود توان واردات و صادرات الكتریسیته میشود.در این سیستمها ضمن افزایش همزمان توان و حرارت با انتگراسیون مناسب میتوان اثرات زیست محیطی آلاینده های سیكل را در جهت بهبود استانداردهای محیط زیست ارتقاء داد.برای افزایش قابلیت كاردهی همزمان با تولید حرارت و كاهش هزینه های كلی واحد ابتدا سایز و نوع توربین گازی به عنوان یک متغیركلیدی مد نظر قرار میگیرد. توربین های گازی در سایز و ابعاد مختلف و در حدود 100 مدل متفاوت در بازار موجود است .توربین گازی صنعتی در ظرفیت های بالا به صورت یک شفت مكانیكی موجود است  
در طی انتگراسیون واحد،مجموعه ای از عوامل پیچیده برای یک طراحی موفق مد نطر قرار میگیرد.توربین های صنعتی راندمان پایین تر و هزینه تمام شده كمتر در مقایسه با انواع دیگر توربین ها دارند.از طرفی میزان اكسیژن خروجی از گازهای احتراق،كاربری این توربین ها را محدودتر میكند.
انتخاب نهایی نوع توربین مبنی بر یک موازنه اقتصادی و انرژی درست بین بازدهی فرایند و هزینه های ثابت در سایت است
توربینهای گازی كه به عنوان مولدهای قدرت ار آنها استفاده میشود،علاوه بر كوتاه بودن زمان نصب و راه اندازی نسبت به تغییر شرایط محیط بسیار حساس می باشند و با افزایش هر یک درجه ساتتیگراد دمای ورودی به كمپرسور، 0.7%از قدرت خروجی آنها كاسته میشود.
رشد فزاینده استفاده از توربین گاز در ایران و واقع شدن اكثر آنها در مناطق گرم باعث شده كه عملا بخش قابل توجهی از قدرت اسمی آنها بدون استفاده بماند. همچنین در مناطقی كه از برق سراسری محرومند در ساعات پیک بار دچار مشكل شوند.
بیش از چهار دهه است كه از توربینهای گازی به عنوان مولد الكتریسیته استفاده میشود. كوتاه بودن زمان نصب و راه اندازی این دستگاه ها ،عامل مهمی جهت انتخاب آنها برای تامین سریع برق است.
هم اكنون در كشور ایران توربینهای گازی زیادی در حال تولید برق می باشند كه راندمان آنها حداكثر در حدود 30 درصد است.. البته میزان راندمان ذكر شده  با توجه به شرایط محیط متفاوت خواهد بود.
حساس بودن این دستگاه ها به درجه حرارت سبب شده است كه عملا بخش قابل توجهی از آنها غیر قابل استفاده باقی بماند.
راه های مختلفی جهت افزایش قدرت خروجی از توربین گاز وجود دارد كه برای انتخاب هر یک از آنها بایستی بررسی های فنی و اقتصادی صورت پذیرد. موقعیت جغرافیایی و آب وهوایی،از عوامل مهم انتخاب مكانیزم افزایش قدرت بهینه است.
برای مناطق گرم و مرطوب شیوه سرمایش هوای ورودی نسبت به نواحی گرم وخشك كاملا متفاوت است. لذا اینگونه مطالعات برای هر منطقه به صورت جداگانه و بسته به نوع،مدل و تیپ توربین مشخص میشود.
در این پروژه ابتدا طراحی ترمو دینامیكی و تحلیل اگزرژی و معادلات حاكم در شرایط مختلف عملكردی سیستم ارائه شده است و راهكار های بهبود عملكرد سیكل با تحلیل اگزرژی مورد مطالعه قرار گرفته است. بررسی سیستم های خنك كننده لیتیوم-بروماید و مفاهیم و معادلات حاكم بررسی ومدلسازی ریاضی شده و در فصل سوم امكان سنجی بهره برداری از نیروگاه خلیج فارس با توجه به موقعیت سایت و آب گیری از دریا هدف مطالعه قرار گرفته و فاكتور های موثر در هزینه های تولید براورد شده است. در فصل چهارم  اقتصاد واحد های مختلف آب شیرین كن همزمان با تولید توان آنالیز اقتصادی شده  و در فصل پنجم روش های بهبود عملكرد سیكل با هدف گذاری در نقطه بهینه توسط نرم افزار Matlab بهینه شده و نتایج حاصل از بهینه سازی سیكل تجزیه و تحلیل شده است.
Multi-Objective Optimization 1
Decision Variables 2
Optimal Conditions 3
Exergetic Efficiency 4
Circulated saline water[1]
1 Performance ratio
Grass-Roots Design 2
Retrofit 3