UDK: 54+66+502/504 ISSN 1840-054X G L A S N I K HEMIČARA, TEHNOLOGA I EKOLOGA REPUBLIKE SRPSKE 3 BANJA LUKA BOSNA I HERCEGOVINA JUNI, 2010 UDK: 54+66+502/504 ISSN 1840-054X G L A S N I K HEMIČARA, TEHNOLOGA I EKOLOGA REPUBLIKE SRPSKE 3 BANJA LUKA BOSNA I HERCEGOVINA JUNI, 2010 Izdavači: Tehnološki fakultet Banja Luka Društvo hemičara i tehnologa Republike Srpske Za izdavača Prof. Dr Miloš Sorak - dekan Glavni i odgovorni urednik – Editor Zoran Kukrić Sekretar - Secretary Jovanka Berberović Uređivački odbor – Members of the Editorial Board Prof. Dr Jelena Penavin- Škundrić , Prof. Dr Nedjeljko Čegar, Prof. Dr Miroslav Grubačić , Prof. Dr Zora Popović , Prof. Dr Mihajlo Ristić, Prof. Dr Milorad Maksimović, Prof. Dr Miloš Šolaja Međunarodni izdavački savjet –International Editorial Concil Prof. Dr Radana Đuđić (Univerzitet u Banjaluci, Banjaluka) , Prof. Dr Sonja Đilas (Univerzitet u Novom Sadu, Novi Sad), Prof. Dr Todor Vasiljević (Victoria University, Melburn, Australia) Doc. Dr Simona Jevšnik (Maribor) , Prof. Dr Mithad Jašić (Univerzitet u Tuzli, Tuzla), Prof. Dr Miodrag Lazić (Univerzitet u Nišu, Leskovac) Tiraž 150 primjeraka Adresa redakcije – Editorial Office Tehnološki fakultet Ul.Vojvode Stepe Stepanovića 73 51 000 Banja Luka e-mail: [email protected] Sadržaj Simona Jevšnik, Zoran Stjepanovič, Andreja Rudolf, Istraživanje povezanosti svojstava savijanja i smičnih svojstava te sposobnosti oblikovanja s parametrima drapiranja tkanina D. V. Tošković , M. B. Rajković, M. Sudar Određivanje formalnog redoks potencijala para Mn(III)/Mn(II) u sirćetnoj kiselini Vladimir M. Tomović, Ljiljana S. Petrović, Natalija R. Džinić Uticaj ubrzanog hlađenja polutki svinja i ranijeg otkoštavanja post-mortem na boju M. semimembranosus A.Davidović, A.Savić Use of biosensors in the food industry M.Cacan, S.Islamović, B.Galić, S.Gojak, A.Okerić, Ž.Karlović Uticaj ultrazvuka na jodiranje acetona 1 19 25 33 39 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 1-17 Istraživanje povezanosti svojstava savijanja i smičnih svojstava te sposobnosti oblikovanja s parametrima drapiranja tkanina ISSN 1840-054X UDK: 677.1/.5+677.027 Originalni naučni rad 1 2 2 Simona Jevšnik , Zoran Stjepanovič , Andreja Rudolf , 1 2 Visoka šola za dizajn, Ljubljana, Slovenija, Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo,Maribor, Slovenija Sažetak Drapiranje je trodimenzionalna pojava koja nastaje kad se tkanina zbog svoje mase preoblikuje u nabore, pričem dolazi do velikih pomaka te malih deformacija uzrokovanih istezanjem, smicanjem i savijanjem. U realnoj okolini ova se pojava najčešće povezuje s padom odnosno podatnosti odjeće, što je jedan od bitnih elemenata estetike i izgleda odjeće. Drapiranje se objektivno vrednuje parametrima kao što su koeficijent drapiranja, broj nabora, dubina nabora, razdioba nabora i sl. Cilj rada bio je istražiti odnos između parametara svojstava savijanja i smicanja vunenih tkanina, koji su vrednovani FAST i KES FB mjernim sustavima, i parametara drapiranja kao što su koeficijent drapiranja i broj nabora. Također je analiziran odnos sposobnosti oblikovanja tkanine, koja predstavlja mjerilo preoblikovanja iz dvodimenzionalnog oblika tkanine u trodimenzionalani oblik odjeće. Analiza rezultata pokazuje da s povećanjem vrijednosti svojstava savijanja rastu vrijednosti koeficijenta drapiranja, bez obzira na način određivanja pojedinog parametra i vrstu primijenjene mjerne naprave. Odnos analiziranih svojstava savijanja i smicanja te sposobnosti oblikovanja na koeficijent drapiranja i broj nabora vrednuje se Pearsonovim koeficijentom korelacije, potvrđenog t-testom. Iz statističke analize koeficijenta drapiranja i broja nabora sa svojstvima savijanja utvrđenim pomoću FAST mjernog sustava, vidljiva je srednje pozitivna povezanost za koeficijent drapiranja, a negativna za broj nabora. Povezanost smične krutosti je pozitivna sa svim analiziranim parametrima drapiranja. Također je dobiveno da je vrijednost koeficijenta drapiranja značajno povezana s vrijednostima svih analiziranih svojstava utvrđenih KES-FB mjernim sustavom. Izračunima sposobnosti oblikovanja po FAST metodi i Niwa nije uočena povezanost s koeficijentom drapiranja. Također je utvrđeno da kombinirani parametri svojstava savijanja različitih površinskih masa nemaju direktan utjecaj na analizirane parametre drapiranja vunenih tkanina. Ključne riječi: svojstva savijanja, smična svojstva, sposobost oblikovanja, parametri drapiranja SUMMARY Study of Correlation between Bending and Shearing Properties and Shaping Ability with Parameters of Fabric Drape Drape is a three-dimensional appearance when a fabric is due to its mass formed into folds and in which shifts occur and small stretching, shearing and bending deformations. In a real environment this appearance is mostly related to the drape and fit of the garment, which is one of the essential elements of garment aesthetics and appearance. Draping is objectively evaluated with the parameters such as draping coefficient, number of folds, fold depth, fold distribution and the like. The aim of the investigation is to analyze the relationship between the parameters of bending and shearing properties of wool fabrics. They were evaluated by the FAST and KES FB measuring systems as draping parameters such as draping coefficient and number of folds. The relationship of the fabric shaping ability was also analyzed, which represents a measure of fabric shaping process from a two-dimensional plane into a three-dimensional garment shape. The analysis of the results shows that with increasing values of bending properties the values of draping coefficients rise, regardless of the way how an individual parameter is determined, i.e. of the type of the measuring instrument used. The correlation between the analyzed bending and shearing properties and the shaping ability, draping coefficient and number of folds is evaluated by means of Pearson's correlation coefficient confirmed by the t-test. The statistical analysis of the draping coefficient and number of folds with bending properties determined by the FAST measuring system indicates that the correlation is positive for the draping coefficient, and negative for the number of folds. The correlation of shearing rigidity is positive with all analyzed draping parameters. The subsequent results show that the value of draping coefficient is highly related to the values of all analyzed properties determined by means of the KES-FB measuring system. Shaping abilities according to the FAST method and Niwa calculations show that in both cases no correlation with the draping coefficient was recognized. It was also found out 1 S.Jevšnik, Z.Stjepanovič, A.Rudolf: Istraživanje povezanosti svojstava savijanja... that parameters of bending properties combined with surface mass do not show any direct effect on the analyzed parameters of draping wool cloths. Key words: bending and shearing properties, shaping ability, draping parameters Uvod Kako je tkanina osnovna komponenta odjeće, može se ustvrditi da konačan izgled gotovog odjevnog predmeta ovisi o njenim mehaničkim i fizikalnim svojstvima. Kad se tkanina zbog svoje vlastite mase izvjesi, može se govoriti o pojavi drapiranja, koja se pokazala kao značajni čimbenik kod ocjenjivanja pada odnosno podatnosti odjeće i drugih tekstilnih predmeta. Svaka tkanina ima drugačiji pad, pričem se tkanina oblikuje u nabore koji zauzimaju složen trodimenzionalni oblik [1]. Razumijevanje korelacija između svojstava tkanina i parametara koji opisuju pojavu drapiranja, značajno je za proizvođače tkanina i odjeće te za stručnjake iz područja razvoja CAD programskih sustava za prikazivanje i simulaciju odjeće. Realnu virtualnu sliku odjeće moguće je dobiti ako takvi sustavi imaju odgovarajuće podatke za opis tkanina, tj. podatke o njihovim mehaničkim svojstvima. Samo se na taj način može realno prikazati pojava drapiranja, koja je jedan od značajnih elemenata estetskog virtualnog prikazivanja odjeće. Budući da na drapiranje te je zbog toga teoretsko predviđanje odnosno prikazivanje te pojave veoma složeno, stoga je od velike važnosti poznavati utjecajne faktore, među kojima su gustoća i finoća niti, konstrukcija tkanina te način završne dorade [1-4]. U posljednjih nekoliko godina provedena su mnoga istraživanja pojave drapiranja. U početku se drapiranje tkanina vrednovalo subjektivno, tj. uz pomoć stručnjaka, gdje su bile vrednovane samo estetske karakteristike kao što su punoća pada, ljepota izgleda, i sl. Subjektivno vrednovanje bilo je izvedeno opisno na osnovi osjetila i uz pomoć vizualnog opažanja, tj. opažanja tkanine kad je ovješena. Sredinom prošlog stoljeća počeo je razvoj objektivnog vrednovanja drapiranja tkanina, kada je razvijena mjerna naprava tzv. Cantilever, za kvantnu metodu vrednovanja drapiranja. Istraživanja povezanosti između subjektivnog i objektivnog vrednovanja drapiranja ukazuju da kod subjektivnog vrednovanja drapiranje previše ovisi o individualnom ljudskom opažanju te o modnim trendovima [5-8]. Drapiranje tkanina Drapiranje se može razmatrati sa dva gledišta: kao dvodimenzionalnu i kao trodimenzionalnu pojavu. Dvodimenzionalno znači da se tkanina savija zbog vlastite mase, u smjeru osnove i u smjeru potke, dok trodimenzionalno drapiranje predstavlja deformaciju tkanine zbog vlastite mase u nabore u prostoru. Godina 1930., kad je Pierce F.T. [5] razvio napravu za dvodimenzionalno vrednovanje drapiranja, bilježi se kao početak objektivnog drapiranja. O trodimenzionalnom vrednovanju drapiranja može se govoriti od 1950. godine, kada je razvijena prva mjerna naprava Drapemeter F. R. L [9]. Kasnije je Cusick G.E. [9, 10] razvio napravu za mjerenje drapiranja, koja radi na sličnom načelu, sl.1. Zbog toga su oba znanstvenika dala značajan doprinos razvoju objektivnog vrednovanja trodimenzionalnog drapiranja. Staklena ploča Papir Uzorak Horizontalna okrugla ploča Svjetiljka Pomična okrugla ploča Parabolično ogledalo Sl.1 Cusick Drapemeter – naprava za vrednovanje drapiranja Metoda mjerenja trodimenzionalnog drapiranja temelji se na projekciji drapiranog uzorka. Naprava se sastoji od staklene ploče, prozirne i horizontalne okrugle ploče, paraboličnog ogledala i svjetiljke. Ipod uzorka smještena je svjetiljka koja šalje zrake do paraboličnoga ogledala na donjoj strani mjerne naprave. Zrake koje se odbijaju od ogledala, padaju na tkaninu oblikujući sjenu drapirane tkanine. Sjena se projicira najprije kroz prozirnu okruglu ploču, a zatim kroz staklenu ploču. Oblik sjene iscrta se na papir, koji leži na stolu. Na osnovi mjerenja dobiveni su parametri za vrednovanje drapiranja: koeficijent drapiranja, broj i jednakomjernost podjele nabora. Koeficijent drapiranja je obrađivan kao temeljni parametar drapiranja tkanina. Interpretacija njegove vrijednosti povezana je s brojem i oblikom te raspodjelom nabora. 2 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 1-17 Ustanovljeno je da dvije sasvim različite tkanine mogu imati jednak koeficijent drapiranja, ali su oblici drapirane tkanine i broj nabora sasvim različiti [1, 6, 9, 11, 12]. Kod ocjenjivanja odnosno vrednovanja parametara drapiranja, poznavanje utjecajnih faktora, koji oblikuju nastalu pojavu, od posebnog je značenja. Razumijevanje drapiranja temelji se na poznavanju odnosa između mehaničkih svojstava tkanina i estetskog izgleda drapirane tkanine. Za uspostavljanje takve veze potrebno je u istraživanja uključiti sljedeća područja [1, 13-15]: objektivno vrednovanje parametara drapiranja kao što su: koeficijent drapiranja, broj nabora, dubina nabora te jednakomjernost nabora sa napravom za mjerenje drapiranja, subjektivno vrednovanje drapiranja od eksperta, gdje su potrebne ljudske vještine i iskustva, objektivno mjerenje mehaničkih i fizikalnih svojstava pomoću KES-FB te FAST mjernih sustava. Utjecaj mehaničkih svojstava na drapiranje Tekstilni materijali su u procesu izrade, odnosno prerade, kao i kasnije tijekom upotrebe izloženi različitim opterećenjima, koja su klasificirana kao: vlačna, tlačna, smična, savijanja i torzijska. Svako pojedinačno opterećenje ima specifičnu važnost kod proučavanja ponašanja tkanina kao i kod predviđanja oblika izrađenog odjevnog predmeta [7, 12]. Hu J. i Chan Y.F. [17] su istraživali odnos između mehaničkih svojstava i drapiranja tkanine te su utvrdili da on ovisi o upotrijebljenim metodama ispitivanja. Prema rezultatima dobivenim KES-FB mjernim sustavom postavljen je sljedeći redoslijed utjecajnosti parametara na drapiranje: svojstva savijanja vlačna svojstva smična svojstva površinska masa tkanine površinska struktura tkanine kompresijska svojstva. Collier R. i Collier B.J. [4] u jednom od svojih radova predstavili su mjerenja šest mehaničkih parametara: krutost savijanja, histereza momenta savijanja, smična krutost, histereza smične sile kod 0,5°, histereza smične sile kod 5,0° i koeficijent drapiranja. Iz dobivenih rezultata vidljivo je da tkanine s nižim koeficijentom drapiranja imaju i niži otpor na savijanje i smicanje. Za definiranje omjera između koeficijenta drapiranja i parametara mehaničkih svojstava koristili su tzv. stepwise multiplu regresijsku analizu. Važan doprinos njihovih istraživanja u objavljenom članku je zaključak, da je histereza smične sile u većoj korelaciji s koeficijentom drapiranja nego smična krutost. Povezanost koeficijenta drapiranja i mehaničkih svojstva tkanine mjerenima KES-FB sustavom, istraživali sui znanstvenici Marooka H. i Niwa M. [14]. Statističkom analizom utvrdili su da glavni utjecaj na koeficijent drapiranja imaju površinska masa tkanine i krutost savijanja, te da se koeficijent drapiranja tkanine može vrlo točno predvidjeti, ako se kod proučavanja krutosti savijanja uzmu u obzir anizotropna svojstva tkanine. Utjecaj strukture tkanine i njenih mehaničkih svojstava na drapiranje istraživali su Jeong Y.J. i Phillips D.G. [17]. Rezultati su pokazali da na drapiranje tkanine vrlo velik utjecaj ima prekrivni faktor, koji se neposredno odražava preko krutosti savijanja tkanine. Od konstrukcijskih parametara tkanine najveći utjecaj na drapiranje tkanine ima vrsta veza, kojom je uvjetovano međusobno djelovanje niti u tkanini. U istraživanju Hearla J.W.S. i Amirbayata J. [18] dobiveno je da je odnos između koeficijenta drapiranja i mehaničkih svojstava vrlo složen i zahtijeva sveobuhvatna i detaljna istraživanja. Istaknuli su da uz svojstva savijanja valja primjenjivati brojne konstante elastičnosti, jer se tkanine zbog anizotropnih svojstava ponašaju nelinearno. Niwa M. i Seto F. [19] ovisnost koeficijenta drapiranja i mehaničkih svojstava tkanina povezuju s histerezama savijanja i smicanja. Primjenjivali su mehaničke parametre u kombinaciji s površinskom masom: 3 B , W 3 2 HB , W 3 G i W 3 2 HG koje su opisali kao nezavisne varijable. Izračun koeficijenta W drapiranja opisan je prema sljedećem izrazu (1) [25]: K d = b0 + b1 3 B 2 HB G 2 HG + b2 3 + b3 3 + b4 3 W W W W (1) -4 Gdje su b1, b2, R- konstante, B - krutost savijanja tkanine [10 Nm], 2HB - histereza momenata savijanja -2 -1 tkanine [10 N], G - smična krutost tkanine [N/m°], 2HG - histereza smične sile tkanine [Nm ], W 2 površinska masa tkanine [g/m ]. Vizualizacija kompleksnih trodimenzionalnih oblika odjeće postala sve je više sastavni dio modernih inženjerskih tekstilnih tehnologija. Ova suvremena računalno poduprta tehnologija u svijetu je vrlo prisutna u procesima planiranja izrade novih proizvoda, ali i u područjima prodaje (on-line i konvencionalne) kod proizvođača. Realna vizualizacija odjeće moguća je samo sa integracijom mehaničkih modela tkanina u računalne algoritme. Simulacija pojava drapiranja izvodi se upotrebom različitih numeričkih metoda kao što su metode konačnih elemenata i metode konačnih razlika [2, 4, 7, 21]. S obzirom na to da na drapiranje 3 S.Jevšnik, Z.Stjepanovič, A.Rudolf: Istraživanje povezanosti svojstava savijanja... tkanina utječe mnogo čimbenika, teoretsko predviđanje drapiranja vrlo je složeno. Zbog toga je važno odrediti one čimbenike, koji imaju dominantnu ulogu kod drapiranja tkanina. Cilj ovog rada je istražiti utjecaj parametara svojstava savijanja i smicanja vunenih tkanina na parametre drapiranja koji predstavljaju mjerilo trodimenzionalnog oblikovanja tkanine. Također je analizirana sposobnosti oblikovanja, koja predstavlja mjerilo preoblikovanja iz dvodimenzionalnog oblika tkanine u trodimenzionalni oblik odjeće. Odnos između svojstava savijanja, smičnih svojstava i parametara drapiranja tkanina vrednovan je Pearsonovim koeficijentom korelacije potvrđenog t-testom. Eksperimentalni dio Istraživanje se odnosi na određivanje povezanosti mehaničkih svojstava tkanina, tj. parametara svojstava savijanja i smičnih svojstava tkanina u području nižih opterećenja na izračun sposobnosti oblikovanja te kombinacije parametara svojstava savijanja različitih površinskih masa, prema parametrima drapiranja. Ispitivani materijali Analizirano je 56 vunenih tkanina za žensku gornju odjeću. Tkanine se međusobno razlikuju prema površinskoj masi i konstrukcijskim parametrima, a izrađene su u 14 različitih vezova. Oznake veza prema normi ISO 9354 [26], gustoća tkanine i finoća niti te površinska masa analiziranih tkanina prikazani su u tab.1. Tab.1 Karakteristike ispitivanih vunenih tkanina Gustoća tkanine -1 (br. niti cm ) osnova potka 14 12 9 9 9 8 11 10 10 10 10 9 9 8 12 10 10 8 40 30 28 30 25 30 30 30 25 25 34 30 32 30 9 8 15 15 15 15 16 16 15 15 22 22 9 9 9 9 9 8 10 8 15 15 9 8 Finoća niti (tex) osnova potka 5 15 183 183 127 127 123 123 122 122 127 127 127 127 129 129 127 127 29 39 37 25 37 24 30 30 33 33 31 31 31 31 127 127 97 97 97 97 76 76 97 97 32 32 127 127 127 127 127 127 127 127 97 97 127 127 273,58 342,7 328,5 262,3 230,41 285,65 319,26 280,52 33,76 210,10 213,06 208,71 230,50 170,32 221,66 218,27 337,60 250,66 252,22 211,37 254,62 169,97 275,60 260,80 344,30 306,30 252,50 330,00 V28 28 22 27 27 164,34 V29 V30 V31 V32 V33 V34 28 28 28 34 12 18 28 22 22 28 10 9 32 27 27 34 86 63 21 27 27 26 95 114 166,82 162,50 173,83 184,68 218,95 229,95 Oznaka Prikaz veznih Oznaka veza uzorka točaka veza V1 V2 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 V13 V14 V15 V16 V17 V18 V19 V20 V21 V22 V23 V24 V25 V26 V27 20-02 02-01-01 10-01 01-01-00 Površinska masa -2 (gm ) 4 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 1-17 V35 V36 V37 V38 V39 V40 V41 V42 V44 21-01 02-01-01 20-03 01 01 02-01-02 20-05 01 01 03-01-02 V45 26 26 35 32 36 50 50 50 24 22 25 26 24 24 24 24 37 32 28 30 37 35 35 35 37 32 28 25 37 35 35 35 229,75 165,55 173,27 168,42 288,19 284,42 285,75 277,53 45 30 33 33 274,19 45 30 33 33 283,36 V46 20-02 01-01-02 20 18 62 62 223,49 V47 20-02 02-01-03 36 31 31 31 217,43 V48 21-02 01-01-02 3-stopi sastavljeni keper vez veličine 12/12, sastavljen od 20-06 06-01-09 (2x) i 20-03 01 02 03 01 0201-09 (1x) Cirkas, lomljen po 2. raportu veličine 12/4 35 30 24 24 167,77 27 24 41 41 223,20 27 24 41 41 224,40 27 24 41 41 224,80 9 7 179 179 330,80 V53 20-02 02 02 05-01-06 30 25 35 35 212,38 V54 20-05 01 01 03-01-09 50 30 33 33 270,3 V55 20-02 01 01 01 02 0330 01-07 25 35 35 221,36 V56 21-02 02-01-01 02 03 10 87 106 239,8 V49 V50 V52 V51 12 Model istraživanja Istraživanje se odnosi na proučavanje odnosa između mehaničkih svojstava tj. smičnih svojstava i svojstava savijanja i parametara drapiranja vunenih tkanina, koja su određena FAST i KES-FB AUTO mjernim sustavima. Koeficijent drapiranja i broj nabora, kao parametra drapiranja određeni na napravi za mjerenje drapiranja Cusick Drapemeter [23]. Nadalje, istraživan je odnos između sposobnosti oblikovanja, koja je definirana kao sposobnost preoblikovanja tkanine iz dvodimenzionalnog u trodimenzionalni oblik odjevnog predmeta, i parametara drapiranja. Sva mjerenja izvedena su na kondicioniranim uzorcima pri 20° ±2°C i 65% ± 2% relativne vlažnosti, odnosno u standarnim uvjetima ispitivanja. Sposobnost oblikovanja određena je na dva načina: prema FAST metodi i izračunu prema Niwa M. i sur. [24, 25]. Parametar sposobnosti oblikovanja koji je izračunat prema Niwa M. i sur. označen je s indeksom Niwa. Nakon toga je slijedila analiza korelacijske povezanosti na osnovi Pearsonovog koeficijenta između pojedinih parametara, koja je bila i statistički potvrđena t testom. Model istraživanja prikazan je na sl.2. 5 S.Jevšnik, Z.Stjepanovič, A.Rudolf: Istraživanje povezanosti svojstava savijanja... PARAMETRI MEHANIČKIH SVOJSTAVA PARAMETRI DRAPIRANJA KES-FB AUTO Krutost savijanja Histereza momenta savijanja Smična krutost Histereza smične sile kod ± 0,5° Histereza smične sile kod ± 5,0° CUSICK DRAPE METER STUDIJ ODNOSA Statističke metode FAST Koeficijent drapiranja Broj nabora Krutost savijanja Smična krutost Sposobnost oblikovanja FAST metoda Izračun prema Niwa M. i sur. Sl.2 Model istraživanja Određivanje parametara drapiranja Cusickov Drapemeter je naprava za mjerenje parametara drapiranja. Rad mjerne naprave temelji se na načelu projekcije deformiranog uzorka u obliku kruga, promjera 300 mm, s točno označenim središtem te smjerom osnove i potke. Mjerna naprava sastoji se od dviju komponenata, a to su Cusickov Drapemeter s videokamerom i programska oprema, nazvana Drape Analyzer, sl.3 [23]. R2 r1 R1 Sp Parametri drapiranja 3D SIMULACIJA a) b) Sl.3. Parametri drapiranja dobiveni Cusickovim Drapemeterom: a) uzorak drapirane tkanine, parametri drapiranja vrednovani programom Drape Analyzer Parametrima drapiranja vrednovan je oblik drapiranog uzorka, koji je dat na osnovi sljedećih parametara [24]: - koeficijenta drapiranja KD - definira se kao kvocijent između površine pravokutne projekcije drapiranog uzorka u horizontalnom položaju i nedeformiranom površinom uzorka, sl. a i b, jednadžba (2). KD = S p − πR12 πR22 − πR12 (2) 2 gdje je: Sp – površina pravokutne projekcije drapirane površine uzorka [mm ], R1 - polumjer horizontalne ploče [mm], R2 – polumjer nedeformirane površine uzorka [mm]; - broja nabora NG na uzorku, sl.3a 6 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 1-17 Određivanje smičnih svojstava i svojstava savijanja Određivanje parametara svojstava savijanja i smicanja izvedeno je FAST i KES-FB AUTO mjernim sustavima. Za oba sustava karakteristično je određivanje mehaničkih svojstava u području nižih opterećenja, ali uz različita načela s obzirom na način opterećenja uzoraka [26, 27]. Određivanje parametara svojstava savijanja pomoću FAST 2 mjerne naprave temelji se na mjerenju duljine savinutog dijela tkanine c kad se tkanina savine preko ruba zbog vlastite mase i izražena je u mm. Nadalje se na osnovi srednjih vrijednosti šest mjerenja (3 u smjeru osnove i 3 u smjeru potke) duljine savinutog dijela tkanine izračunava krutost savijanja B prema izrazu, a izražena je u µNm, jednadžba (3) [26]: 3 B = w ⋅ c ⋅ 9.81 ⋅ 10 −6 (3) -2 gdje je w - površinska masatkanine (gm ). Parametri svojstava savijanja određeni KES-FB2 mjernom napravom određuju se na osnovi dobivene 2 histerezne krivulje, koja je vrednovana parametrima krutosti savijanja B. Ona je izražena u cNcm/cm i opisana sa omjerom između momenta savijanja ∆M na jedinicu duljine, izražen u cNcm/cm i zakrivljenošću -1 -1 uzorka K u cm kod promjene zakrivljenosti ∆K između 0,5 i 1,5 cm . Značajan parametar je i histereza momenta savijanja 2HB, izražena u cN/cm, koja predstavlja energiju potrebnu za stvarno savijanje uzorka na duljini od 1 cm [26]. Kombinacija parametara svojstava savijanja, dobivenih KES-FB mjernim sustavom uzoraka tkanine s površinskom masom, koji utječu na oblik tkanine kada tkanina visi zbog vlastite mase, prikazani su u tab.2 [26]. Tab.2 Kombinacije parametara svojstava savijanja i površinske mase povezane s oblikom ovješene tkanine zbog vlastite mase prema Niwa M. [27] Oznaka Karakteristika svojstva BW Omjer krutosti savijanja i površinske mase 2 HB W Omjer histereze momenta savijanja s površinskom masom 3 BW Treći korijen omjera krutosti savijanja i površinske mase 2 HB W Kvadratni korijen omjera histereze momenta savijanja i površinske mase Značenje parametra Parametar se povezuje s oblikom tkanine kada tkanina visi zbog vlastite mase, viša vrijednost parametra rezultira stabilnijim ovjesom tkanine Parametar se povezuje sa promjenljivošću oblika tkanine kad tkanina visi zbog vlastite mase, viša vrijednost parametra rezultira manje stabilnim ovjesom tkanine Parametar opisuje duljinu ovjesa tkanine kada tkanina visi zbog vlastite mase, odgovara duljini savinutog dijela tkanine, kada se ona savine zbog vlastite mase kod jednakog kuta, više vrijednosti znače, da se tkanina teže savine te da su njezini koeficijenti drapiranja viši Vrijednost parametra je povezana s nestabilnošću oblika histereze momenta savijanja, kad tkanina visi zbog vlastite mase, ako je parametar veći, oblik drapiranja je manje stabilan i lošijeg je izgleda tijekom uporabe odjeće Određivanje smičnih svojstava tkanina pomoću FAST mjernog sustava odnosi se na smičnu krutost G, koja je izražena u cN na širinu uzorka od 1 cm. Smična krutost je posljedica smične deformacije tkanine te se izračunava iz parametra istezanja EB5, koji je određen na uzorcima iskrojenima pod kutom 45° u odnosu na smjer osnovinih i potkinih niti kod opterećenja 4,9 cN prema izrazu (4) [27]. 123 G= (4) EB5 Parametri smičnih svojstava, koji su određeni KES-FB1 mjernom napravom, dobiveni su iz histereze smične sile. Histereza je opisana smičnom krutošću G i izražena u cN/cm° te histerezama smične sile 2HG i 2HG5. Posljednji parametar je određen kod smičnog kuta ± 0,5° i ± 5,0° te je izražen u cN/cm [27]. Određivanje sposobnosti oblikovanja Sposobnost oblikovanja tkanine definirana je kao sposobnost preoblikovanja tkanine iz dvodimenzionalne ravnine u jednostavan ili kompleksan trodimenzionalni oblik odjevnog predmeta. Analiza dobivenih izračunatih vrijednosti sposobnosti oblikovanja odnosi se na povezanost s parametrima trodimenzionalnog drapiranja. Takvo proučavanje daje informaciju o povezanosti između preoblikovanja tkanine u odjevni 7 S.Jevšnik, Z.Stjepanovič, A.Rudolf: Istraživanje povezanosti svojstava savijanja... predmet i ponašanjem tijekom drapiranja. Sposobnost oblikovanja FFAST određena je prema FAST metodi za smjer osnove i potke temeljem mjerenja istezanja te mjerenja krutosti savijanja B u µNm kod različitih opterećenja, jednadžba (5) [27]. FFAST = B ⋅ ε 50 49,035 (5) 2 Gdje je: FFAST - sposobnost oblikovanja odrežena po metodi FAST (mm ), ε50 - istezanje kod opterećenja 49, 035 cN. S druge strane, sposobnost oblikovanja FNIWA izračunata je prema izrazu (6), kojeg su definirali Niwa i sur. [28, 29]. Definicija se odnosi na odnos između rastezanja EMT, linearnosti LT i krutosti savijanja B te smičnih svojstava, tj. smične krutosti G i visina histereze smične sile 2HG5 [26,27]. Izračun sposobnosti oblikovanja FNIWA (u tekstu dat kao Niwa izračun sposobnosti oblikovanja) ima sljedeći oblik: FNIWA = EMT G ⋅B⋅ Fm ⋅ LT 2HG 5 (6) 2 gdje je: FNIWA - sposobnost oblikovanja prema Niwa M. (mm ) i Fm - maksimalna sila istezanja (490 cN/cm). Statistička analiza Stupanj povezanosti između proučavanih mehaničkih svojstava i sposobnosti oblikovanja te kombinacije svojstava savijanja s površinskom masom tkanine s parametrima drapiranja je definiran s Pearsonovim koeficijentom korelacije, koji je dat prema izrazu (7) [28]. ∑ (X r= n i =1 i )( − X Yi − Y ) (7) (n − 1) ⋅ s x ⋅ s y gdje su: Xi i Yi - i-ta vrijednost varijable X i Y (i = 1, R, n), X i Y - prosječna vrijednost varijable X i Y, sx i sy - standardna devijacija varijable X i Y, n - broj primjera. Vrijednosti Pearsonovog koeficijenta korelacije nalaze se između vrijednosti -1 i 1. U aplikativnom istraživanju ovisnosti te primijenjenoj statistici skoro je nemoguće izračunati potpunu (funkcijsku) ovisnost 1 ili 1, jer na pojedinu zavisnu varijablu utječe teoretski više čimbenika. Određivanje značajnosti Pearsonovoga koeficijenta korelacije r provjerava se t-testom, kod stupnja slobode df=N-2, tako da se potvrdi da li se značajno razlikuje od vrijednosti 0 bez obzira na predznak prema izrazu (8), [28]: t=r ( N − 2) 1 − r2 (8) gdje je: N – broj mjerenja. Rezultati i rasprava Odnos svojstava savijanja i smičnih svojstava s koeficijentom drapiranja Odnos vrijednosti svojstava krutosti savijanja i visine histereze momenta savijanja određen KES-FB2 AUTO i FAST-2 mjernim napravama i koeficijenta drapiranja prikazan je na sl.4 i 5. 0,500 0,700 0,600 0,400 0,500 0,350 0,300 0,400 0,250 0,300 0,200 0,150 0,200 0,100 0,100 0,050 0,000 Koeficijent drapiranja KD (-) Krutost savijanja B (cNcm/cm 2) 0,450 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 Uzorci tkanina B-1 B-2 KD a) 8 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 1-17 0,700 0,600 0,200 0,500 0,150 0,400 0,300 0,100 0,200 Koeficijent drapiranja KD (-) Histereza momenta savijanja 2HB (cNcm/cm) 0,250 0,050 0,100 0,000 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 Uzorci tkanina 49 51 53 55 57 2HB-1 2HB-2 KD b) 50,0 0,700 45,0 Krutost savijanja B ( µNm) 0,500 35,0 30,0 0,400 25,0 0,300 20,0 15,0 0,200 10,0 Koeficijent drapiranja KD (-) 0,600 40,0 0,100 5,0 0,0 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 Uzorci tkanina B-1 B-2 KD c) Sl.4 Odnos svojstava savijanja i koeficijenta drapiranja: a) krutost savijanja B određen KES FB-2 AUTO mjernim sustavom, b) visina histereze momenta savijanja 2HB određena KES-FB2 AUTO mjernim sustavom, c) krutost savijanja B određen FAST-2 mjernim sustavom Analiza rezultata pokazuje da s povećanjem vrijednosti svojstava savijanja rastu vrijednosti koeficijenta drapiranja, bez obzira na način određivanja pojedinog parametra, tj. vrste primijenjene mjerne naprave. Moglo se očekivati da će vrijednosti krutosti savijanja u smjeru osnove i potke određene FAST-2 mjernom napravom dati bolje rezultate, zbog toga načina određivanja krutosti savijanja s tom napravom, odnosno zbog toga što se određivanje krutosti savijanja temelji na određivanju slobodnog savinutog dijela tkanine, kad se tkanina savije zbog vlastite mase do kuta 43º, međutim, koeficijent drapiranja je isto tako posljedica pada tkanine zbog vlastite mase. Nasuprot tome, svojstva savijanja određena KES-FB2 AUTO mjernom napravom ukazuju na sličnost ponašanja prema koeficijentu drapiranja. S povećanjem vrijednosti koeficijenta drapiranja povećavaju se vrijednosti krutosti savijanja B te vrijednosti visine histereze momenta savijanja 2HB, pritom također dolazi do razlika, koje su rezultat različitih konstrukcijskih parametara tkanine, ponajviše veza i gustoće niti. Vrijednosti smične krutosti i visine histereze smične sile u smjeru osnove i potke također su određene KES-FB1 AUTO i FAST-3 mjernim napravama. Njihova je povezanost s koeficijentom drapiranja prikazana na sl.5. 9 S.Jevšnik, Z.Stjepanovič, A.Rudolf: Istraživanje povezanosti svojstava savijanja... 0,700 0,500 1,50 0,400 0,300 1,00 0,200 0,50 Koeficijent drapiranja KD (-) 0,600 2,00 -1 -1 Smićna krutost G (N cm st ) 2,50 0,100 0,00 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 Uzorci tkanina 49 G-1 51 53 G-2 55 KD a) 0,700 2,000 0,500 1,500 0,400 0,300 1,000 0,200 0,500 Koeficijent drapiranja KD (-) 0,600 -1 Histereza smićne sile 2HG (cN cm ) 2,500 0,100 0,000 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 Uzorci tkanina 2HG-1 2HG-2 KD 4,000 0,700 3,500 0,600 3,000 0,500 2,500 0,400 2,000 0,300 1,500 0,200 1,000 Koeficijent drapiranja KD (-) Histereza smićne sile 2HG5 (cN cm -1 ) b) 0,100 0,500 0,000 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 Uzorci tkanina 2HG5-1 2HG5-2 KD c) 10 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 1-17 60,0 0,700 -1 Smićna krutost G (Nm ) 0,500 40,0 0,400 30,0 0,300 20,0 0,200 10,0 Koeficijent drapiranja KD (-) 0,600 50,0 0,100 0,0 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 Uzorci tkanina G KD d) Sl.5 Odnos smičnih svojstava i koeficijenta drapiranja određenih KES FB-1 AUTO mjernim sustavom: a) smične krutosti G, b) histereze smične sile 2HG, c) histereze smične sile 2HG5 te d) smične krutost G određena FAST-2 mjernim sustavom Proučavanjem smičnih svojstava određenih KES-FB-1 AUTO mjernom napravom (smične krutosti G, histerezom smične sile 2HG kod ±0,5° i histerezom smične sile 2HG5 kod ±5,0º), uočava se povećanje vrijednosti u smjeru osnove i u smjeru potke kada se povećavaju vrijednosti koeficijenta drapiranja. Vrijednosti histereze smične sile 2HG kod ±0,5° i vrijednosti histereze smične sile 2HG5 kod ±5,0º u oba smjera istraživanja su slične, međutim, vrijednosti smične krutosti G su više u smjeru potke. Budući da su smična svojstva posljedica unutrašnjeg trenja, do kojeg dolazi u samoj pređi pa se može zaključiti da su analizirane tkanine sa stajališta konstrukcijskog sastava vrlo otporne na smičnu deformaciju, bez obzira na smjer opterećivanja. Isti odnos je uočen u slučaju kad je smična krutost vrednovana FAST mjernom napravom, bez obzira što se sustavi temelje na različitom načelu mjerenja. Iz dobivenih rezultata je vidljivo da se vrijednosti smične krutosti povećavaju kada se povećava vrijednosti koeficijenta drapiranja. Iz rezultata istraživanja možu se utvrditi odnos pojedinačnih parametara svojstava savijanja te smičnih svojstava i parametara drapiranja, kao što su koeficijent drapiranja i broj nabora. Rezultati su analizirani pomoću Pearsonovog koeficijenta korelacije r, koji je statistički potvrđen ttestom pri stupnju pouzdanosti α=0,05. U tab.3 prikazani su dobiveni rezultati korelacija (Pearsonov koeficijent i vrijednost t-testa) krutosti savijanja, smične krutosti, histereze momenta savijanja, histereze smične sile kod ± 0.5 i ± 5,0° dobivenih KES-FB mjernim sustavom s koeficijentom drapiranja i brojem nabora. Iz rezultata je vidljivo da je vrijednost koeficijenta drapiranja visoko povezana (u dobroj korelaciji) s vrijednostima svih analiziranih svojstava utvrđenim pomoću KES-FB mjernog sustava. Najveću povezanost s koeficioentom drapiranja imaju svojstva savijanja u smjeru potke, gdje je koeficijent korelacije 0,705. Temu sledijo histereze smične sile kod ± 5,0° u smjeru osnove (r = 0,691) te potke (r = 0,682). Krutost savijanja i histereza savijanja u smjeru osnove imajo vrlo slično korelacijo do koeficienta drapiranja, a histereza savijanja u smjeru potke ima nekoliku višju vrijednost (r = 0,686). Međutim, smična krutost u smjeru osnove i potke, te histereza smične sile kod ± 5,0° u smjeru osnove imaju lošiju korelaciju. Iz toga se može zakjučiti, da svojstva savijanja imaju veči utjecaj na koeficent drapiranja nego smična svojstva. Na osnovu statističke analize je zaključeno, da je povezanost (korelacija) s koeficientom drapiranja pri stupnju pouzdanosti α=0,05 statistički važna (značajna), osim pri smični krutosti u smjeru osnove (tizr= 1,41) gdje je statistički neznačajna. Smična svojstva imaju nižu korelaciju s brojem nabora, nego krutost savijanja i histereza momenta savijanja Iz rezultata je vidljivo da je vrijednost koeficijenta drapiranja visoko povezana (u dobroj korelaciji) s vrijednostima svih analiziranih svojstava utvrđenim pomoću KES-FB mjernog sustava. Najveću povezanost s koeficioentom drapiranja imaju svojstva savijanja u smjeru potke, gdje je koeficijent korelacije 0,705. Temu sledijo histereze smične sile kod ± 5,0° u smjeru osnove (r = 0,691) te potke (r = 0,682). Krutost savijanja i histereza savijanja u smjeru osnove imajo vrlo slično korelacijo do koeficienta drapiranja, a histereza savijanja u smjeru potke ima nekoliku višju vrijednost (r = 0,686). Međutim, smična krutost u smjeru osnove i potke, te histereza smične sile kod ± 5,0° u smjeru osnove imaju lošiju korelaciju. 11 S.Jevšnik, Z.Stjepanovič, A.Rudolf: Istraživanje povezanosti svojstava savijanja... Tab.3 Korelacija (Pearsonov koeficijent r i t-test) ispitivanih mehaničkih parametara dobivenih KES-FB sustavom s parametrima drapiranja Parametri mehaničkih svojstava Krutost savijanja Histereza momenta savijanja Smična krutost Histereza smične sile kod ± 0,5° Histereza smične sile kod ± 5,0° Oznaka parametra* B-1 B-2 2HB-1 2HB-2 G-1 G-2 2HG-1 2HG-2 2HG5-1 2HG5-2 Parametri drapiranja Koeficijent drapiranja Broj nabora KD Ng Koef. kor. r tizr Signif Koef. kor. r tizr Signif 0,673 0,705 0,679 0,686 0,189 0,292 0,691 0,682 0,469 0,468 6,69 7,30 6,80 6,93 1,41 2,24 7,02 6,85 3,90 3,89 Da Da Da Da Ne Da Da Da Da Da -0,542 -0,553 -0,553 -0,565 0,111 0,170 -0,420 0,448 -0,121 0,429 4,74 4,88 4,88 5,03 0,82 1,27 3,40 3,68 0,90 3,49 Da Da Da Da Ne Ne Da Da Ne Da * 1-smjer osnove, 2-smjer potke (ttab=2,00 pri stupnju pouzdanosti α=0,05) Iz toga se može zakjučiti, da svojstva savijanja imaju veči utjecaj na koeficent drapiranja nego smična svojstva. Na osnovu statističke analize je zaključeno, da je povezanost (korelacija) s koeficientom drapiranja pri stupnju pouzdanosti α=0,05 statistički važna (značajna), osim pri smični krutosti u smjeru osnove (tizr= 1,41) gdje je statistički neznačajna. Smična svojstva imaju nižju korelaciju s brojem nabora, nego krutost savijanja i histereza momenta savijanja. Iz rezultata je nadalje vidljivo, da je koefcient korelacije sa brojem nabora za svojstava savijanja statistički značajan, a za smična svojsta je značajan za histerezo smične sile kod ± 0,5° u smjeru osnove i potke te za histerezo smične sile kod ± 5,0° u smjeru potke. Preostala smična svojstava imaju statistiki neznačajno korelaciju sa brojem nabora. Zbog toga je vidljivo da se samo iz određivanja smičnih i svojstava savijanja ne mogu donositi pouzdani zaključci o o broju nabora. Izvedena analiza korelacije (Pearsonov koeficijenta i t-test) krutosti savijanja i smične krutosti određenih FAST mjernim sustavom s koeficijentom drapiranja i brojem nabora prikazana je u tab 4. Iz vrijednosti Pearsonovoga koeficijenta korelacije između analiziranih parametara drapiranja (koeficijenta drapiranja i broj nabora) sa svojstvima krutosti savijanja i smične krutosti utvrđenim pomoću FAST mjernog sustava, vidljiva je relativno dobra korelacija, pozitivnog predznaka za krutosti savijanja u smjeru osnove i potke s koeficijentom drapiranja, dok je korelacija s brojem nabora slične vrijednosti, ali negativnog predznaka. Smična krutost ima niske vrijednosti korelacije s koeficijentom drapiranja i brojem nabora. Takvom analizom se može zaključiti da su povezanosti (korelacija) svojstava svojstava i analiziranih parametara drapiranja statistički značajne (α=0,05), dok je povezanost sa smičnom krutosti statistički neznačajna. Tab.4 Korelacija (Pearsonov koeficijent r i t-test) svojstava savijanja i smičnih svojstava mjerenih FAST sustavom s parametrima drapiranja Parametri drapiranja Koeficijent drapiranja Broj nabora Oznaka Parametri mehaničkih svojstava KD Ng Parametra* Koef. kor. Koef. kor. tizr Signif tizr Signif r r B-1 0,538 4,64 Da -0,454 3,74 Da Krutost savijanja B-2 0,599 5,50 Da -0,437 3,57 Da Smična krutost G 0,260 1,98 Ne 0,148 1,10 Ne * broj koji označava: 1-smjer osnove, 2-smjer potke (ttab=2,00 pri stupnju pouzdanosti α=0,05) Odnos sposobnosti oblikovanja i koeficijenta drapiranja Analiziran je odnos sposobnosti oblikovanja, koja predstavlja sposobnost preoblikovanja tkanine iz dvodimenzionalne oblika u jednostavan ili kompleksan trodimenzionalni oblik s koeficijentom drapiranja, koji je mjerilo trodimenzionalnog oblikovanja tkanine. Sposobnost oblikovanja vrednovana je prema FAST metodi, koja je opisana pod točkom 3.2.2., izraz (5) te prema metodi Niwa M. i sur. koja je opisana pod točkom 3.2.2., izraz (6). Dobiveni rezultati prikazani su na sl.6. 12 6,00 0,700 5,00 0,600 0,500 4,00 0,400 3,00 0,300 2,00 0,200 1,00 Koeficijent drapiranja KD (-) 2 Sposobnost oblikovanja F FAST (mm ) Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 1-17 0,100 0,00 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 Uzorci tkanina F-1FAST F-1 FAST F-2 F-2FAST FAST KD a) 0,700 0,600 1,00 0,500 0,80 0,400 0,60 0,300 0,40 0,200 0,20 Koeficijent drapiranja KD (-) Sposobnost oblikovanja 2 F NIWA (mm ) 1,20 0,100 0,00 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 Uzorci tkanina F-1NIVA NIWA F-1 F-2NIVA F-2 NIWA KD b) Sl.6 Odnos sposobnosti oblikovanja i koeficijenta drapiranja: a) sposobnost oblikovanja FFAST prema FAST metodi, b) sposobnost oblikovanja FNIWA prema Niwa izračunu Sposobnost oblikovanja prema FAST metodi izračunata je na osnovi razlike istezanja tkanine pri opterećenjima 19,6 i 4,9 cN, što je znatno veće opterećenje od onog koji nastaje pri istezanju tijekom drapiranju, gdje se tkanina izvjesi pod utjecajem vlastite mase. Izračun sposobnosti oblikovanja prema Niwi uključuje parametre mehaničkih svojstava dobivena KES-FB AUTO mjernim sustavom, kao što su: istezanje EMT, linearnost LT, krutost savijanja B, smična krutost G i histereza smične sile 2HG5, ispitivane pri većim opterećenjima nego što se pojavljaju pri drapiranju. Dobiveni rezultati odnosa sposobnosti oblikovanja (FAST metodom i izračunu prema Niwa m i sur.) s koeficijentom drapiranja pokazuju da u oba slučaja nema povezanosti s koeficijentom drapiranja i brojem nabora, odnosno. Što je najvjerojatnije posljedica istezanja, smicanja i savijanja vunenih tkanina koje se pojavljuju u procesu drapiranja kao posljedica utjecaja mase tkanine i njenih konstrukcijskih parametara. Statistička analiza korelacije tih svojstava pomoću Pearsonovog koeficijenta prikazana je u tab.5. 13 S.Jevšnik, Z.Stjepanovič, A.Rudolf: Istraživanje povezanosti svojstava savijanja... Tab.5 Korelacija (Pearsonov koeficijent r i t-test) sposobnosti oblikovanja s parametarima drapiranja dobivenih izračunom prema Niwa M i sur te FAST metodom Spospobnost oblikovanja NIWA metoda FAST metoda Oznaka Parametra* FNIWA-1* FNIWA-2* * FFAST-1 * FFAST-2 Parametri drapiranja Koeficient drapiranja Broj nabora KD Ng Koef. kor. Koef. kor. tizr Signif tizr Signif r r 0,399 3,20 Da -0,398 3,19 Da 0,393 3,14 Da -0,384 3,06 Da 0,427 3,47 Da -0,415 3,35 Da 0,443 3,63 Da -0,430 3,50 Da * broj koji označava: 1-smjer osnove, 2-smjer potke (ttab=2,00 pri stupnju pouzdanosti α=0,05) Korelacija između sposobnosti oblikovanja i analiziranih parametara drapiranja je prema obje metode niska. Kod koeficijenta drapiranja korelacija je pozitivna, dok je kod broja nabora negativna. Svi Pearsonovi koeficijenti korelacije između sposobnosti oblikovanja vunenih tkanina su kod svih analiziranih parametara drapiranja statistički značajni, osim koeficijenta korelacije za sposobnost oblikovanja prema Niwa izračunu u smjeru potke, koji je statistički neznačajan (t=2,00). Odnos kombiniranih svojstva savijanja s koeficijentom drapiranja 0,016 0,700 0,014 0,600 0,012 0,500 0,01 0,400 0,008 0,300 0,006 0,200 0,004 Koeficijent drapiranja KD (-) Kombinacija parametara B/W Rezultati analize odnosa kombiniranih parametara mehaničkih svojstava tkanina i površinske mase ( B/W i 2HB/W)u smjeru osnove i potke, s koeficijentom drapiranja prikazani su na sl.7. 0,100 0,002 0 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 Uzorci tkanina (B-1)/W (B-2)/W KD 0,007 0,700 0,006 0,600 0,005 0,500 0,004 0,400 0,003 0,300 0,002 0,200 0,001 0,100 0 Koeficijent drapiranja KD (-) Kombinacija parametara 2HB/W a) 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 Uzorci tkanine (2HB-1)/W (2HB-2)/W KD b) Sl.7 Odnos kombiniranih savojnih svojstva s koeficijentom drapiranja analiziranih tkanina: a) B W , b) 2 HB W 14 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 1-17 Koeficijentom drapiranja KD opisuje se podatnost tkanine kao trodimenzionalnu pojavu. Parametar BW opisuje stabilnost i parametar 2 HB W opisuje nestabilnost oblika tkanine u ovješenom obliku, kada na nju osim vlastite mase ne djeluje vanjska sila, a izražava se kao dvodimenzionalna pojava u smjeru osnove i potke. Kod oba kombinirana parametra vrijednosti u smjeru osnove su više nego u smjeru potke, sl.7. Iz rezultata odnosa može se vidjeti da analizirana kombinacija parametara B W i 2 HB W ne utječe posredno na koeficijent drapiranja vunenih tkanina, odnosno s povećanjem vrijednosti koeficijenta drapiranja vrijednosti promatranih parametara se ne povećavaju. Istraživanja odnosa kombiniranih parametara 3 BW i 2 HB W za smjer osnove i potke s koeficijentom drapiranja prikazana su na sl.8. 0,700 0,600 0,25 0,500 0,20 0,400 0,300 0,15 0,200 0,10 Koeficijent drapiranja KD (-) Kombinacija parametara (B/W)1/3 0,30 0,100 0,05 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 3 B −1 W (B-1)/W Uzorci tkanina 3 B −2 W (B-2)/W KD a) 0,09 0,700 0,08 Koeficijent drapiranja KD (-) 0,600 0,07 Kombinacija parametara 0,500 0,06 0,05 0,400 0,04 0,300 0,03 0,200 0,02 0,100 0,01 0 0,000 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 Uzorci tkanina (2HB1/W) (2HB2/W) KD b) Sl.8 Odnos kombiniranih parametara tkanine s koeficijentom drapiranja: a) 3 B W , b) 2 HB W S obzirom na spomenute teoretske pristupe bilo je za očekivati da će se s povećanjem koeficijenta drapiranja, povećati vrijednosti parametara 3 B W i 2 HB W . Dobiveni rezultati mogu se pripisati konstrukcijskim parametrima analiziranih vunenih tkanina i apreturnim postupcima koji u istraživanju nisu bili uzeti u obzir. Korelacija (Pearsonovi koeficijenti korelacije r i t vrijednost) između kombiniranih parametara svojstava savijanjas koeficijentom drapiranja, te brojem nabora prikazani su u tab.6. 15 S.Jevšnik, Z.Stjepanovič, A.Rudolf: Istraživanje povezanosti svojstava savijanja... Na osnovi analize međusobne ovisnosti kombiniranih parametara svojstava savijanja i površinske mase B W , 2 HB / W , 3 BW i 2 HB W s parametrima drapiranja (koeficijent drapiranja i broj nabora ) određene Pearsonovim koeficijentom korelacije, vidljivo je da je koeficijent drapiranja nisko do srednje, ali pozitivno povezan s kombiniranim parametrima B W i 2 HB / W , među kojima je također korelacijska povezanost kombiniranih parametara 3 BW i 2 HB W još uvijek u intervalu srednje dobre korelacije s pozitivnim predzankom. Svi analizirani odnosi Tab.6 Pearsonov koeficijent r i t-test između kombiniranih parametara savojnih svojstava i parametara drapiranja Kombinirani parametri svojstava savijanja* (B-1)/W (B-2)/W (2HB-1)/W (2HB-2)/W 3 3 Parametri drapiranja Koeficient drapiranja Broj nabora KD Ng Koef. kor. Koef. kor. tizr Signif tizr Signif r r 0,455 2,75 Da -0,171 1,28 Ne 0,472 3,93 Da -0,189 1,41 Ne 0,454 3,74 Da -0,174 1,30 Ne 0,462 3,83 Da -0,182 1,36 Ne B − 1* W 0,684 6,89 Da -0,424 3,44 Da B−2 W 0,720 7,62 Da -0,431 3,51 Da 2HB−1* W 0,646 6,22 Da -0381 3,03 Da 6,56 Da -0,389 3,10 Da * 0,666 2HB− 2* W broj koji označava: 1-smjer osnove, 2-smjer potke * (ttab=2,00 pri stupnju pouzdanosti α=0,05) kombiniranih svojstava s koeficijentom drapiranja statistički su značajni pri stupnju pouzdanosti α=0,05. Dok u odnosu parametara B W i 2 HB / W s brojem nabora NG (r=0,171 do 0,189) nemaju statistički značajnu korelaciju, kombinirani parametri 3 BW i 2 HB W imaju statističku značajnu povezanost s brojem nabora drapiranih uzoraka. Zaključak Istraživan je odnos svojstava savijanja i smičnih svojstava vunenih tkanina (izmjerena FAST i KES-FB mjernim sustavima), sposobnosti oblikovanja (dobivene izračunom) te kombinacije parametara svojstava savijanja i površinske mase tkanina (kao parametara za dvodimenzionalno vrednovanje drapiranja) s parametra drapiranja - koeficijentom drapiranja i brojem nabora (kao parametara za trodimenzionalnog vrednovanja drapiranja). Svojstva savijanja i smična svojstva vunenih tkanina bez obzira na korištenu metodu mjerenja (FAST ili KES FB) povećavaju se s povećanjem koeficijenta drapiranja. Sposobnost oblikovanja, koja je bila vrednovana prema FAST metodi i izračunu prema Niwa M. i sur. ne pokazuje zstatistički značajnu korelaciju s koeficijentom drapiranja vunenih tkanina, pa se može zaključiti da je ona ovisna o drugim parametrima drapiranja tkanine. Kombinirani parametri svojstava savijanja i površinske mase tkanine ne pokazuju direktni utjecaj na koeficijent drapiranja, što je posljedica različitog ponašanja vunenih tkanina pri vrednovanju drapiranja kao dvodimenzionalne pojave u smjeru osnove i potke, te pri vrednovanju drapiranja kao trodimenzionalne pojave pri standardnom postupku. Rezultati statističke obrade podataka odnosa pojedinih parametara pomoću Pearsonovog koeficijenta korelacije pokazali su općenito slabu do srednje dobru korelaciju pozitivnog predznaka s koeficientom drapiranja i brojem nabora analiziranih uzoraka vunenih tkanina. 16 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 1-17 Literatura: 1. Jevšnik S.: Analiza podajanja tkanine, medvloge in fiksiranca kot sestavnih delov oblačila : Doktorsko delo. Maribor: Univerza v Mariboru, 2002 2. House D.H., D.E. Breen: Cloth Modelling and Animation. AK Peters Natick, Massachusetts, 2000 3. Stylios G. at al.: An Investigation into Engineering of the Drapability of Fabric. Zbornik referatov IMCEP'2000, Mednarodna konferenca Inoviranje in modeliranje procesov oblačilnega inženirstva, Fakulteta za Strojništvo, Maribor, 1997, 88-95 4. Collier R., B.J. Collier: Drape Prediction by Means of Finite Element Analysis, Journal of the Textile Institute 82 (1991) 1, 96-107 5. Peirce F.T.: The »Handle« of Cloth as Measurable Quantity, The Journal of the Textile Institute 21 (1930) 9, 377-416 6. Kenkare N., T. May-Plumlee: Evaluation of drape characteristic in fabrics, International Journal of Clothing Science and Technology 17 (2005) 2, 109-123 7. Hu J.: Structure and mechanics of woven fabrics. Woodhead publishing in Textiles, Cambridge, 2004 8. Chu C.C. et al: Mechanics of elastic performance of textile materials. Part V, A study of the factors affecting the drape of fabrics – the development of a drape meter, Textile Research Journal 20 (1950) 8, 539-548 9. Cusick G.E.: The dependence of fabric drape on bending and shear stiffness. Journal of the Textile Institute 56 (1965) 11, T596-T606 10. Cusick G.E.: The measurement of fabric drape, Journal of the Textile Institute 59 (1968) 6, 253260 11. Matsudaira M., M. Yang: Measurement of drape coefficients of fabrics and description of those hanging shapes, Journal of Textile Machinery Society of Japan 50 (1997) 9, T242-250 12. Frydrych I. et al: Mechanical fabric properties influencing the drape handle, International Journal of Clothing Science and Technology 12 (2000) 3, 171-183 13. Stylios G.K., T.R. Wan.: The Concept of Virtual Measurement 3D Fabric Drapeability, International Journal of Clothnig Science and Technology 11 (1999) 1, 10-18 14. Morooka H., M. Niwa: Relation between drape coefficients and mechanical properties of fabrics, Journal of Textile Machinery Society of Japan 22 (1976) 3, 367-73 15. Zavec Pavlinić D., J. Geršak: Vrednovanje kakvoće izgleda odjeće, Tekstil 53 (2004.) 10, 497–542 16. Hu J., Y.F. Chan: Effect of fabric mechanical properties on drape, Textile Research Journal 68 (1998) 1, 57-64 17. Jeong Y.J., D.G. Philips: A study of fabric drape behavior with image analysis. Part II: The effect of fabric structure and mechanical properties on fabric drape, Journal of the Textile Institute 89 (1998) 1, 70-79 18. Hearle J.W.S., J. Amirbayat: Analysis of drape by means of dimensionless groups, Textile Research Journal 56 (1986) 12, 727-733 19. Niwa M., F. Seto: Relationship between drapeability and mechanical properties of fabrics, Journal of Textile Machinery Society of Japan 39 (1986) 11, 161-168 20. Chen B., M. Govindaray: A Parametric Study of Fabric Drape, Textile Research Journal 66 (1996) 1, 17-24 21. Jevšnik S., J. Geršak: Modelling a fused panel for a numerical simulation of drape, Fibres and Textiles in Eastern Europe 12 (2004) 1, 47-52 22. ISO 9354: 1989/Cor 1: 2000, Textiles -Weaves - Coding system and examples, International Standard for Business, Government and Society 23. Drape Meter, User manuel. Seoul: D&M Technology Co., 2001 24. Morooka H., M. Niwa: Physical Properties of Fabrics Relating to Making-Up and Good Appearance, Journal of the Textile Machinery Society Japan 24 (1978) 4, 105-114 25. Gong H.: Interpretation Guidelines for KES-FB Test Results, Department of Textiles, UMIST, Manchester, 1991, 1-6 26. De Boss A.: The FAST System for Objective Measurement of Fabric Properties, Operation, Interpretation and Applications, Australia: CSIRO Division of Wool Technology, 1991 27. Kawabata S.: The standardization and analysis of hand evaluation, Osaka, The Textile Machinery Society of Japan, 1980 28. Wonnacott T.H., J.R.Wonnacott: Introductory Statistics. University of Western Ontario, Western Ontario, 1990 17 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 19-24 ODREĐIVANJE FORMALNOG REDOKS POTENCIJALA PARA Mn(III)/Mn(II) U SIRĆETNOJ KISELINI ISSN 1840-054X 1 2 D. V. Tošković , M. B. Rajković , M. Sudar 1 1 UDK 661.731 Naučni rad Tehnološki fakultet, Zvornik, Univerzitet u Istočnom Sarajevu, Republika Srpska, Bosna i Hercegovina 2 Poljoprivredni fakultet, Zemun, Univerzitet u Begradu, Srbija Sažetak U okviru ranijih istraživanja ispitivan je uticaj sastava rastvora na redoks potencijal sistema Mn(III)/Mn(II) u vodenoj sredini od strane većeg broja autora. U poslednje vreme, međutim, sve veća pažnja je posvećena izučavanju kinetike oksidacije organskih jedinjenja mangan(III)-acetatom u smesi sirćetne kiseline i vode, a ispitani su uslovi i za anodno dobijanje mangana(III) s visokim procentom iskorišćenja struje, kao i za elektrohemijsko određivanje redukcionih supstanci dobijenim reagensom u čistoj sirćetnoj kiselini. Podaci o veličini formalnog potencijala već pomenutog redoks-para u smeši sirćetne kiseline i vode kao i u čistoj sirćetnoj kiselini nisu navedeni u literaturi. Zbog toga smo u ovom radu pristupili određivanju formalnih potencijala sistema Mn(III)/Mn(II) u smeši sirćetne kiseline i vode kao i u čistoj sirćetnoj kiselini u prisustvu natrijum-acetata i natrijum-perhlorata primenom Nernst-ove jednačine. Pri tome smo mangan(III) 3 elektrohemijski generisali na platinskoj anodi u osnovnim elektrolitima koji sadrže 0,007-0,010 moldm− mangan(II)-acetata. Uvod 0 Poznavanje vrednosti standardnog potencijala ( E ) ispitivanih sistema omogućava predskazivanje toka redoks-reakcija u rastvoru. Ta veličina karakteriše sistem u celini i određuje njegovu oksidacionu sposobnost. Veličina standardnog potencijala prvenstveno je određena afinitetom čestica redoks-para ka elektronu, kao i slobodnom energijom stvaranja i solvatacije čestica. Veza između potencijala, standardnog potencijala i afiniteta redoks-sistema u rastvoru data je Nernst-ovim izrazom (1), koji je prikazan jednačinom 1: 0 E = EOx / Re d + RT a ln Ox zF aRe d (1) U cilju procene oksidacione sposobnosti redoks-sistema, pored standardnog potencijala često se koristi i formalni potencijal koji predstavlja potencijal pri jednakim koncentracijama oksidovane i redukovane komponente redoks-para u datom rastvoru. Ako u jednačini 1. aktivitete oksidovane i redukovane komponente redoks-para zamenimo proizvodom njhove koncentracije i koeficijenta aktiviteta, dobija se izraz: 0 E = EOx / Re d + y RT RT [Ox] ln Ox + ln zF y Re d zF [ Red ] (2) 0′ U jednačini 2. prva dva člana sa desne strane predstavljaju formalni potencijal ( E ). Veličina formalnog potencijala se ne razlikuje znatno od veličine standardnog potancijala ako komponente redoks-para ne reaguju sa drugim sastojcima rastvora, tj. ako se vrše protolitički procesi (hidroliza), reakcije građenja kompleksnih jedinjenja i drugo. U okviru ranijih istraživanja ispitivan je uticaj sastava rastvora na redoks potencijal sistema Mn(III)/Mn(II) u vodenoj sredini od strane većeg broja autora (2-6). U poslednje vreme, međutim, sve veća pažnja je posvećena izučavanju kinetike oksidacije organskih jedinjenja mangan(III)-acetatom u smesi sirćetne kiseline i vode, a ispitani su uslovi i za anodno dobijanje mangana(III) sa visokim procentom iskorišćenja struje, kao i za elektrohemijsko određivanje redukcionih supstanci dobijenim reagensom u čistoj sirćetnoj 19 D.V.Tošković, M.B.Rajković, M.Sudar: Određivanje formalnog redoks potencijala... kiselini (7-9). Podaci o veličini formalnog potencijala pomenutog redoks-para u smeši sirćetne kiseline i vode kao i u čistoj sirćetnoj kiselini nisu navedeni u literaturi. Zbog toga smo u ovom radu pristupili određivanju formalnih potencijala sistema Mn(III)/Mn(II) u smeši sirćetne kiseline i vode kao i u čistoj sirćetnoj kiselini u prisustvu natrijum-acetata i natrijum-perhlorata primenom Nernst-ove jednačine. Pri tome smo mangan(III) elektrohemijski generisali na platinskoj anodi u osnovnim elektrolitima koji sadrže 0,007-0,010 moldm−3 mangan(II)-acetata. Materijal i metode rada Aparatura koja je korišćena u radu predstavljena je na slici 1. Slika 1. Šema aparature za određivanje formalnih redoks potencijala sistema Mn(III)/Mn(II) Figure 1. Scheme of apparatus for determination of formal redox potentials of the Mn(III)/ Mn(II) system gde su: 1. Stabilizator struje 2. Miliampermetar 3. Ćelija za određivanje potencijala 4. Sinterovano staklo 5. Generatorske elektrode 6. Akumulator od 2,5 V 7. Potenciometar od 100 Ω 8. Potenciometar od 1 kΩ 9. Multifleks galvanometar 10. Indikatorske elektrode 11. Magnetna mešalica 12. Magnet za mešanje. 3 U anodni deo suda odmeri se određena zapremina rastvora sa koncentracijom mangana(II) (10 cm ). Generišu se različite, ali poznate količine mangana(III) strujom konstantne jačine (1,00 mA, ili 0,5 mA). Pri željenim odnosima koncentracije mangana(III) i mangana(II) meri se potencijal u rastvoru pomoću Ptelektrode, a dobijene vrednosti se zatim predstavljaju u funkciji logaritma odnosa koncentracija Mn(III) i Mn(II). Presek tako dobijene prave sa ordinatom u tački log Mn( III ) = 0 predstavlja veličinu formalnog Mn( II ) potencijala sistema, a nagib prave omogućuje određivanje broja elektrona koji učestvuju u reakciji na anodi generatorskog kola, odnosno vrstu proizvoda nastalih na njoj. 20 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 19-24 Pre određivanja formalnih redoks-potencijala sistema Mn(III)/Mn(II) koncentraciju mangana(II) određivali smo volumetrijski pomoću EDTA (komplekson III) uz odgovarajuće indikatore (10), mada je moguće odrediti i spektrofotometrijskim putem (11). Formalni redoks-potencijal sistema Mn(III)/Mn(II) meren je i direktno propuštajući količinu elektriciteta kroz rastvor analita koja je potrebna da se tačno 50% od prisutne količine mangana(II) oksiduje do mangana(III). Grafički dobijene vrednosti za formalni potencijal ispitivanog sistema proverene su računskim putem (metoda najmanjih kvadrata) pomoću programa računara. Prirodu proizvoda dobijenog elektrohemijskom oksidacijom mangan(II)-acetata na Pt-anodi odredili smo snimanjem apsorpcionih spektara rastvora kalijum-permanganata i mangan(II)-acetata u sirćetnoj kiselini, kao i anolita nakon propuštanja struje, spektrofotometrom proizvođača „Perkin Elmer” HP 631. Rezultati i diskusija U ovom radu merenja su vršena pri konstanoj koncentraciji osnovnog elektrolita menjajući odnos koncentracija oksidovanog i redukovanog oblika mangana u rastvoru. Pri tome dobijeni podaci dati su u tabeli 1 i tabeli 2, a primer grafičkog izračunavanja predstavljen je na slici 2. Oni pokazuju da se na anodi generatorskog kola u rastvorima datih sastava mangan(II) oksiduje do mangana(III) sa visokim procentom iskorišćenja struje. Iz nje se, takođe, vidi da se formalni potencijal sistema Mn(III)/Mn(II) smanjuje sa povećanjem koncentracije natrijum-acetata u sirćetnoj kiselini (7). Uticaj koncentracije natrijum-perhlorata na ovu veličinu je suprotan. Voda prisutna u rastvorima pomera formalni potencijal ispitivanog sistema ka pozitivnijim vrednostima, a njen uticaj na ovu veličinu je mnogo izrazitiji u natrijum-acetatnim, nego u natrijum-perhloratnim osnovnim elektrolitima. U prisustvu već i malih količina perhlorne kiseline vrednosti formalnog potencijala ispitivanog sistema u rastvorima natrijum-perhlorata postaju mnogo veći. Snimljene su i krive zavisnosti potencijala od logaritma koncentracija provodnih soli, odnosno odgovarajućih anjona u rastvoru pri konstantnom odnosu koncentracija mangana(III) i mangana(II). Nagib tako dobijenih pravih pokazuje da se u prisustvu natrijum-perhlorata mangan(II) na anodi generatorskog kola oksiduje po jednačini: Mn(ClO4)2 + ClO4− − e → Mn(ClO4)3 a da se u prisustvu natrijum-acetata mangan(II) i mangan(III) nalaze u rastvoru u obliku kompleksnih soli različitih sastava čija analiza nije data u ovom radu. Tabela 1. Formalni potencijali redoks para Mn(III)/Mn(II) u sirćetnoj kiselini i u smeši sirćetne kiseline i vode u prisustvu natrijum-acetata Table 1. Formal potential of the Mn(III)/Mn(II) redox couple in acetic acid-water mixture in presence of sodium acetate Rastvarač CH3COOH % 100 100 100 100 90 70 50 Osnovni elektrolit H2O % 0 0 0 0 10 30 50 CH3COONa moldm−3 0,60 0,90 1,30 1,70 0,90 0,90 0,90 E 0′ tg α mV mV 988 965 943 918 998 1020 1028 61,8 60,3 58,5 61,2 59,5 60,1 59,9 Prikazani rezultati predstavljaju srednju vrednost pet uzastopnih merenja. 21 D.V.Tošković, M.B.Rajković, M.Sudar: Određivanje formalnog redoks potencijala... Tabela 2. Formalni potencijali redoks para Mn(III)/Mn(II) u sirćetnoj kiselini i u smeši sirćetne kiseline i vode u prisustvu natrijum-perhlorata Table 2. Formal potential of the Mn(III)/Mn(II) redox couple in acetic acid-water mixture in presence of sodium perchlorate Rastvarač CH3COOH % 100 100 100 100 100 100 100 90 70 50 Osnovni elektrolit H2O % 0 0 0 0 0 0 0 10 30 50 NaClO4 moldm−3 0,20 0,30 0,40 0,50 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 0,20 HClO4 moldm−3 0,00 0,00 0,00 0,00 0,05 0,10 0,20 0,00 0,00 0,00 E 0′ tg α mV mV 1171 1180 1190 1198 1301 1371 1416 1181 1190 1193 62,4 59,7 58,7 58,3 58,0 57,9 57,7 60,6 60,1 58,3 Prikazani rezultati predstavljaju srednju vrednost pet uzastopnih merenja. Slika 2. Zavisnost redoks potencijala sistema Mn(III)/Mn(II) od logaritma odnosa koncentracije Mn(III) i Mn(II) u rastvoru natrijum-perhlorata u sirćetnoj kiselini koncentracije 0,4 moldm−3 Figure 2. Dependence of the redox potential Mn(III)/Mn(II) system on logarithm ratio of concentration Mn(III) and Mn(II) in solution of sodium perchlorate in acetic acid concentration of 0.4 moldm−3 Upoređivanjem snimljenih spektara u vidljivoj i ultraljubičastoj oblasti sa sprektrima mangana različitih valentnih stanja snimljenih u vodenoj sredini i u sirćetnoj kiselini (slika 3), ustanovili smo da se oksidacija mangana(II) u sirćetnoj kiselini vrši do trovalentnog stanja (3): Mn(II) – e = Mn(III) (3) 22 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 19-24 Slika 3. Apsorpcioni spektar 1,5 moldm−3 rastvora natrijum-acetata u sirćetnoj kiselini (kriva 1), anolita zasićenog mangan(II)-acetatom (kriva 2), anolita posle elektrohemijske oksidacije na Pt-elektrodi (kriva 3) i razblaženog rastvora kalijum-permanganata u istom osnovnom elektrolitu (kriva 4). Figure 3. Absorption spectrum of sodium acetate concentration 1.5 moldm−3 in acetic acid (curve 1), anolyte saturated with manganese(II)-acetate (curve 2), anolyte after electrochemical oxidation on Pt electrode (curve 3), and diluted solution of potassium permanganate in the same basic electrolite (curve 4). Zaključak U ovom radu merenja su vršena pri konstanoj koncentraciji osnovnog elektrolita menjajući odnos koncentracija oksidovanog i redukovanog oblika mangana u rastvoru. Pri tome dobijeni podaci pokazuju da se na anodi generatorskog kola u rastvorima datih sastava mangan(II) oksiduje do mangana(III) sa visokim procentom iskorišćenja struje. Na osnovu dobijenih podataka vidi se da se formalni potencijal sistema Mn(III)/Mn(II) smanjuje sa povećanjem koncentracije natrijum-acetata u sirćetnoj kiselini. Uticaj koncentracije natrijum-perhlorata na ovu veličinu je suprotan. Voda prisutna u rastvorima pomera formalni potencijal ispitivanog sistema ka pozitivnijim vrednostima, a njen uticaj na ovu veličinu je mnogo izrazitiji u natrijum-acetatnim, nego u natrijum-perhloratnim osnovnim elektrolitima. 23 D.V.Tošković, M.B.Rajković, M.Sudar: Određivanje formalnog redoks potencijala... Abstract DETERMINATION OF FORMAL POTENTIAL OF THE Mn(III)/Mn(II) SYSTEM IN ACETIC ACID 1 2 D. V. Tošković , M. B. Rajković , and M. Sudar 1 1 Faculty of Technology, Zvornik, University of East Saraevo, Republic of Srpska, Bosnia & Herzegovina 2 Faculty of Agriculture, Zemun, University of Belgrade, Serbia In this paper formal potential of the Mn(III)/Mn(II) was determinated in acetic acid and acetic acid-water mixtures at diferent concetrations of sodium acetate and sodium perchlorate respectively. From the data obtained it follows that in the supporting electrolytes used manganese(II) is at the platinum electrode oxidized to manganese(III) with high current efficiency. Formal redox potential of the Mn(III)/Mn(II) system decreases with increase of sodium acetate concentration in the solution. Sodium perchlorate, however, shanges the potential to more positive values. Water also changes the potentials of the system to more positive values, and the influence is more pronounced in the presence sodium acetate. In the perchlorate supporting electrolyte, presence of perchloric acid has considerable influence on formal potential of the Mn(III)-Mn(II) couple. Even small amounts of the acid change the potential to much more positive values. Literatura 1. Rajković, M.B.: Uvod u analitičku hemiju klasične osnove”, Pergament, Beograd (2007) s. 179-188. 2. Malyszko, J., Michalkiewicz, S., Goral, D., Scendo, M.: Electrochemical Characteristics of the Mn(III)/Mn(II) and Co(III)/Co(II) Systems at Platinum in Anhydrous Acetic Acid Solutions. J. Appl. Electrochem., 28(1) (1997), 107-113. 3. Barek, J., Berka, A., Jakubec, K.: Anodic Generation of Manganese in Aqueous Solution. Microchem. J., 27 (1982), 55. 4. Jee, Joo-Eun, Bakac, A.: Reactions of Mn(II) and Mn(III) with Alkyl, Peroxyalkyl, and Peroxyacyl Radicals in Water and Acetic Acid. Journal of Physical Chemistry A, 114(5) (2010), 2136-2141. 5. Kasuno, M., Hayano, M., Fujiwara, M., Matsushita, T.: Effects of Chloride Ions on Electrochemical Reactions of Manganese (III) Complexes. Polyhedron, 28(3) (2009), 425-430. 6. Brown, A.J., Francis, P.S., Adcock, J.L., Lim, K.F., Barnett, N.W.: Manganese (III) and Manganese (IV) as Chemiluminescence Reagents: A review. Analytica Chimica Acta, 624(2) (2008), 175-183. 7. Krishnam Raju, U.G., Venkat Rao, V., Sethuram, B., Navaneeth Rao, T.: Formal Potential of the Mn(III)Mn(II) Couple in Acetic Acid-Water Mixtures at 25°C. J. Electroanalytical Chem., 133(2) (1982), 317-322. 8. Bhat, K.I., Sherigara, B.S., Pinto, I., Udupa, H.V.K.: Potentiometric Studies on Electrolytically Generated Manganese (III) Acetate in Aqueous Acetic Acid: Oxidation of Thiosemicarbazide, its Metal Complexes and Thiosemicarbazones. Indian Journal of Chemistry, Section A: Inorganic, Bio-inorganic, Physical, Theoretical&Analytical Chemistry. 31A(1) (1992), 49-53. 9. Snider, B.B.: Manganese (III) Acetate-Copper (II) Acetate. e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, John Wiley&Sons, Ltd., Chichester (2001). 10 Barek, J., Berka, A., Steyermark, A.: The Use of Trivalent Manganese Compounds in Titrimetry. Routhledge, Critical Reviews in Analytical Chemistry, 9(1) (1980), 55-95. 11. Selim, R., Lingane, J.: Study of the Nature of Products Obtained by Anodic Oxidation Manganese(II) Using Spectrophotometric Methods. Anal.Chim.Acta, 21 (1959), 536. 24 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 25-32 UTICAJ UBRZANOG HLAĐENJA POLUTKI SVINJA I RANIJEG OTKOŠTAVANJA POSTMORTEM NA BOJU M. semimembranosus ISSN 1840-054X UDK: 637.5'64:664.9 Originlni naučni rad Vladimir M. Tomović, Ljiljana S. Petrović, Natalija R. Džinić Tehnološki fakultet, Univerzitet u Novom Sadu, Bulevar cara Lazara 1, 21000 Novi Sad Sažetak U ovom radu je ispitan uticaj ubrzanog vazdušnog hlađenja polutki svinja u prva 2.5, odnosno 3 sata hlađenja na temperaturi od –31°C, a zatim pod konvencionalnim uslovima (do 8 sati i 24 sata postmortem), kao i uticaj ranijeg otkoštavanja polutki (8 sati post-mortem), nakon ubrzanog vazdušnog hlađenja, na boju svinjskog mesa, odnosno boju M. semimembranosus (parametri: L*, a*, b* i senzorno). Tokom i na kraju hlađenja (8 sati i 24 sata post-mortem), kod ubrzano hlađenih polutki utvrđena je visoko značajno (P < 0.001) niža temperatura u dubini buta. Kod polutki hlađenih 2.5 sata na –31°C, do 8 sati post-mortem, u dubini buta, dostignuta je temperatura od 11.7°C, dok je kod polutki hlađenih 3 sata na – 31°C do 8 sati post-mortem, u dubini buta, dostignuta temperatura bila niža od 7°C (6.2°C). Tokom ubrzanog hlađenja polutki (8 sati post-mortem) utvrđeno je značajno (P < 0.05) usporavanjem brzine pada vrednosti pH u Mm. semimembranosus. Ubrzano hlađenje polutki i ranije otkoštavanje post-mortem doveli su ili do numeričkog (P > 0.05) ili do značajnog (P < 0.05; P < 0.01) poboljšanja boje (tamnija boja - niža L* vrednost) M. semimembranosus. Takođe, ubrzanim hlađenjem i ubrzanim hlađenjem i ranijim otkoštavanjem polutki smanjena je učestalost pojavljivanja blede boje M. semimembranosus i to za 22.6 i za 52.0% (nakon 2.5 sata hlađenja na –31°C), odnosno za 20.9 i za 42.6% (nakon 3 sata hlađenja na – 31°C). Ključne reči: Svinjsko meso (M. semimembranosus), ubrzano hlađenje, ranije otkoštavanje, boja Uvod Zbog opasnosti od kvarenja, hlađenje mesa je neophodno započeti što je moguće pre nakon iskrvarenja [1]. Sa druge strane, brzina odvođenja toplote, odnosno odnos između brzine pada temperature i vrednosti pH može imati uticaj i na druge (tehnološke) parametre kvaliteta mesa (kalo hlađenja, nežnost, sposobnost vezivanja vode, boju) [2]. Boja je verovatno najznačajnije svojstvo kvaliteta mesa, jer se primećuje i ocenjuje na prvi pogled, te je od interesa da meso bude što prihvatljivije boje, kako bi bilo primećeno i prihvaćeno od strane potrošača [3]. Danas se u komercijalnoj praksi za hlađenje svinjskog mesa uglavnom koristi konvencionalno, sprej i brzo hlađenje. Kod brzog vazdušnog hlađenja primenjuju se temperature od –20°C do –40°C, često sa brzinom strujanja vazduha od 3 do 5 m/s u trajanju od 1 do 3 sata [4]. Primenom različitih sistema ubrzanog hlađenja, odnosno sistema za brzo snižavanje temperature polutki, utvrđeno je da to može biti jedan od vrlo efikasnih postupaka za smanjenje ili preveniranje pojavljivanja BMV (bledog, mekog i vodnjikavog) mesa [2, 5, 6], zatim za smanjenje nivoa kontaminacije polutki i produženje održivosti mesa [7], ostvarivanje velike ekonomske koristi za idustriju svinjskog mesa, s obzirom da ubrzano hlađenje uvek rezultira smanjenjem kala hlađenja [7, 8, 9, 10, 11] i skraćenje vremena hlađenja, odnosno procesa proizvodnje svinjskog mesa [2, 8, 10, 12], što dovodi do mogućnosti započinjanja prerade mesa ranije post-mortem [10, 13]. Međutim, u literaturi postoje i podaci koji ukazuju da je uticaj brzog hlađenja na faktore tehnološkog kvaliteta svinjskog mesa limitiran. Kerth i sar. [14] su, i kod karea i kod butova, utvrdili smanjenje pojavljivanja BMV mesa kod stres osetljivih svinja nakon ubrzanog vazdušnog hlađenja, ali ne i kod stres rezistentnih svinja. Suprotno, Hambrecht i sar. [15] zaključuju da brzo vazdušno hlađenje ne može sprečiti nastanak inferiornog kvaliteta svinjskog mesa prouzrokovanog intenzivnim stresom pred klanje. Slično, Eilert [16] iznosi da se većinom postupaka za brzo hlađenje ne može sprečiti nastanak BMV mesa, s obzirom da su se promene na mesu već desile pre započinjanja hlađenja. Polazeći od napred navedenog i od činjenice da se krajnja vrednost pH kod svinjskog mesa sa normalnom brzinom glikolize dostigne, a time i većina biohemijskih procesa kompletira (rigor mortis), od 6 do 9 sati post-mortem [17], odnosno od 6 do 12 sati post-mortem [18] i od direktive EU za sveže svinjsko meso [19] prema kojoj se svinjsko meso ne sme rasecati pre dostizanja interne temperature u dubini buta od 7°C [1, 25 V. M. Tomović, Lj. S. Petrović, N. R. Džinić: Uticaj ubrzanog hlađenja polutki svinja........ 8, 12], cilj ovog rada je bio da se utvrdi uticaj ubrzanog vazdušnog hlađenja i ranijeg otkoštavanja postmortem na boju svinjskog mesa, kao i da se utvrdi da li je ranijim otkoštavanjem nakon ubrzanog vazdušnog hlađenja moguće značajno skratiti proces hlađenja, a samim tim i proces proizvodnje svinjskog mesa, kako bi se u istom danu obavilo klanje, hlađenje, rasecanje i otkoštavanje i započela prerada mesa. U prethodim ispitivanjima [10], između Mm. semimembranosus, namenjenih izradi kuvane šunke, sa brzo vazdušno hlađenih polutki (2 sata na –30°C i zatim na 2°C) kod kojih je proces hlađenja skraćen za 18 i 16 sati i Mm. semimembranosus sa konvencionalno hlađenih polutki (do 24 sata post-mortem na 2°C), nije utvrđena značajna razlika u tehnološkom kvalitetu, odnosno boji, proizvedenog svinjskog mesa. Materijal i metode rada U ovom radu ispitivanja su obavljena na komercijalnim mesnatim višerasnim hibridima svinjama, kastratima i ženkama, iste linije i starosti (6 meseci), poreklom sa farme svinja ''Čenej'' koja posluje u sklopu industrije mesa ''Neoplanta'' iz Novog Sada. Ispitivanja su obavljena u dva eksperimenta, pri čemu je jedina razlika u eksperimentalnim uslovima bila vreme, odnosno dužina ubrzanog hlađenja. U oba eksperimenta, na kraju linije klanja desne (kontrolne) polutke, od ukupno 40 trupova [vrednost pH30min – M. semimembranosus (SM) > 5.8 – meso normalnog kvaliteta] [1, 20, 21], sa prosečnom masom toplih polutki od 73.4 ± 3.97 kg, uključujući i glavu (Eksperiment 1), odnosno sa prosečnom masom toplih polutki od 75.5 ± 3.93 kg, uključujući i glavu (Eksperiment 2), usmerene su na konvencionalno vazdušno hlađenje na temperaturi od 2 do 4°C, sa brzinom strujanja vazduha od 2 m/s, do 24 sata post-mortem, nakon čega je obavljeno rasecanje i otkoštavanje polutki. Leve (ogledne) polutke, svih 40 trupova, usmerene su na ubrzano vazdušno hlađenje na –31°C u tunel za smrzavanje, sa brzinom strujanja vazduha od 5 m/s, u trajanju od 2.5 sata (do cca 3.5 sata post-mortem; Eksperiment 1), odnosno u trajanju od 3 sata (do cca 4 sata post-mortem; Eksperiment 2), nakon čega je nastavljeno konvencionalno vazdušno hlađenje u komori za uravnoteženje na temperaturi od 2 do 4°C, sa brzinom strujanja vazduha od 0.5 m/s, do 8 sati (prva polovina oglednih polutki), odnosno do 24 sata post-mortem (druga polovina oglednih polutki), nakon čega je obavljeno rasecanje i otkoštavanje polutki. Na početku, tokom i na kraju hlađenja temperature su merene u dubini buta, blizu butne kosti (femur), u obe polutke svih trupova 30 minuta (T30min), 8 (T8h), odnosno 24 (T24h) sata post-mortem. Temperatura je određena upotrebom portabl digitalnog termometra sa iglom od 12 cm za direktno određivanje temperature u mesu (Consort T651, Turnhout, Belgium). Vrednost pH je merena u centru oba mišića SM svih trupova 30 minuta (pH30min), 8 (pH8h), odnosno 24 (pH24h) sata post-mortem. Vrednost pH je određena upotrebom portabl pH metra (Consort C931, Turnhout, Belgium) opremljenog sa ubodnom ojačanom staklenom kombinovanom elektrodom (Mettler Toledo, Greifensee, Switzerland) za direktno određivanje vrednosti pH u mesu [22]. Uzorci mišića SM za određivanje boje uzeti su 8 sati i 24 sata post-mortem. Boja mišića SM određena instrumentalno i senzorno. Uzorci za određivanje boje uzeti su iz centralnog dela svih mišića SM, upravno na dužu osu mišića SM i sa minimalnom debljinom uzorka od 2.5 cm [23]. Boja mesa izmerena je na površini svakog svežeg preseka, odnosno uzorka po četiri puta. CIE L*a*b* koordinate boje [24] određene su korišćenjem Minolta Chroma Meter CR-400 (Minolta Co., Ltd., Osaka, Japan). CIE L* – vrednost ukazuje na svetloću (crno bela osovina), CIE a* – vrednost ukazuje na udeo crvene boje (crveno zeleni spektar) i CIE b* – vrednost ukazuje na udeo žute boje (žuto plavi spektar). Učestalost pojavljivanja boje mesa različitog kvaliteta (bleda boja: L* > 50; crveno ružičasta boja: L* = 43 – 50; tamna boja: L* < 43) izračunata je na osnovu svih pojedinačnih merenja (ukupno 2 x 320 merenja) za svetloću (L* vrednost), a prema kriterijumima za svinjsko meso koje su definisali Joo i sar. [25]. Na istim uzorcima svežeg mesa (mišića SM) grupa od 5 ocenjivača obavila je senzornu analizu boje korišćenjem bod sistema analitičkih deskriptivnih testova na skali od 1 do 5 (1 – veoma bledo ružičasto siva; 2 – bledo ružičasto siva; 3 – crveno ružičasta; 4 – purpurno crvena; 5 – tamno purpurno crvena), uz korišćenje standarda u boji [26]. U cilju pravilne interpretacije rezultata ispitivanja dobijeni podaci statistički su obrađeni [27], tako što su izračunati: aritmetička sredina ( x ), odnosno merilo centralne tendencije osnovnog skupa, standardna devijacija (σ), odnosno merilo apsolutne disperzije osnovnog skupa i značajnost razlika između aritmetičkih sredina, primenom nezavisnog t-testa, između dve aritmetičke sredine, i primenom jednodimenzionalne klasifikacije analize varijanse i višestrukog testa intervala (Dunckan-ov test), između više aritmetičkih sredina. Rezultati i diskusija U tabeli 1. prikazani su rezultati ispitivanja uticaja različite brzine hlađenja polutki na brzinu pada temperature u dubini buta i brzinu pada vrednosti pH u mišićima SM. Iz prikazanih rezultata vidi se da su 26 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 25-32 na kraju linije klanja, odnosno oko 30 minuta post-mortem, i u desnim i u levim polutkama, izmerene gotovo identične prosečne temperature, u dubini butova, blizu femura, od 41.3 i 41.2°C (P > 0.05; Eksperiment 1), odnosno identične prosečne temperature od 41.6°C (P > 0.05; Eksperiment 2). Daljom analizom rezultata prikazanih u tabeli 1. vidi se da je kod konvencionalno hlađenih polutki 8 sata postmortem utvrđena prosečna temperatura od 20.1°C (Eksperiment 1), odnosno od 19.1°C (Eksperiment 2), dok je kod ubrzano hlađenih polutki, u isto vreme post-mortem, u poređenju sa konvencionalno hlađenim polutkama, utvrđena visoko značajno niža temperatura (P < 0.001) i to za prosečno 8.4°C (Eksperiment 1), odnosno za prosečno 12.9°C (Eksperiment 2). Iz prikazanih rezultata se vidi, da je brzina hlađenja uticala i na konačnu temperaturu, odnosno na kraju hlađenja (24 sata post-mortem), takođe je utvrđena visoko značajna razlika u prosečnim temperaturama (P < 0.001), izmerenim u dubini buta, blizu femura, različito hlađenih polutki, iako se ta razlika smanjila na samo 3.3°C (Eksperiment 1), odnosno 1.3°C (Eksperiment 2). Tabela 1. Uticaj ubrzanog hlađenja polutki svinja na brzinu pada temperature u dubini buta i brzinu pada vrednosti pH u M. semimembranosus Postupak hlađenja1 Polutka trupa Vreme otkoštavanja post-mortem (sati) N (broj polutki / M. semimembranosus) Aritmetička sredina ± standardna devijacija Temperatura (°C) T30min T8h T24h Vrednost pH pH30min pH8h pH24h Eksperiment 1 KH UH Desna Leva 24 24/8 40 20/40 Eksperiment 2 KH UH Desna Leva 24 24/8 40 20/40 x±σ x±σ x±σ x±σ 41.3±0.64 A 20.1 ±1.43 A 6.4 ±0.33 41.2±0.67 B 11.7 ±1.66 B 3.1 ±0.39 41.6±0.55 A 19.1 ±0.75 A 5.1 ±0.36 41.6±0.59 B 6.2 ±1.16 B 3.8 ±0.53 6.29±0.22 b 5.82 ±0.31 5.63±0.30 6.29±0.21 b 5.98 ±0.19 5.79±0.23 6.18±0.18 b 5.88 ±0.18 5.70±0.19 6.22±0.27 a 6.02 ±0.16 5.77±0.22 1 KH – konvencionalno hlađenje; UH – ubrzano hlađenje. AB Razlike između aritmetičkih sredina su značajne sa 99% verovatnoće. ab Razlike između aritmetičkih sredina su značajne sa 95% verovatnoće. U Eksperimentu 1 (Tabela 1), kod polutki koje su ubrzano hlađene 2.5 sati, do 8 sati post-mortem nisu dostignute interne temperature u dubini buta niže od 7°C (T = 11.7°C), dok su u Eksperimentu 2, kod polutki koje su ubrzano hlađene 3 sata, interne temperature u dubini buta niže od 7°C, što predstavlja gornju granicu kada se može započeti otkoštavanje [1, 8, 12, 19], dostignute nešto pre 8 sati post-mortem, odnosno 8 sati post-mortem u dubini butova ubrzano hlađenih polutki izmerene su prosečne temperature od 6.2°C. Prosečne temperature niže od 7°C utvrđene su i u butovima konvencionalno hlađenih polutki u oba Eksperimenta, na kraju hlađenja, odnosno 24 sata post-mortem. Dakle, na osnovu rezultata ovih ispitivanja može se konstatovati da se primenjenim režimima ubrzanog hlađenja može značajno skratiti vreme hlađenja polutki, u poređenju sa vremenom konvencionalnog hlađenja polutki svinja, i to kako je utvrđeno u Eksperiment 2 za gotovo 16 sati, odnosno posmatrano sa mikrobiološkog aspekta (temperatura u dubini buta manja od 7°C) otkoštavanje, može započeti već nakon 8 sati post-mortem (Eksperiment 2). Iz rezultata prikazanih u istoj tabeli u kojoj je prikazan pad temperature tokom hlađenja (Tabela 1) vidi se da na kraju linije klanja, odnosno 30 minuta post-mortem, i to u oba Eksperimenta, između prosečnih inicijalnih vrednosti pH, koje su izmerene u mišićima SM na polutkama koje su potom usmerene na različito hlađenje (vrednosti pH30min = 6.29, Eksperiment 1; vrednosti pH30min = 6.18 i 6.22, Eksperiment 2), nije utvrđena značajna razlika (P > 0.05). Gotovo identične inicijalne prosečne vrednosti pH prvenstveno se mogu objasniti činjenicom da su sva grla poticala sa iste farme, da su bila istog genotipa, odnosno da su svi premortalni uslovi, kao i uslovi na liniji klanja bili identični. Međutim, ubrzano hlađenje polutki značajno je uticalo na usporavanje pada vrednosti pH u mišićima SM. Osam sati post-mortem u mišićima SM na ubrzano hlađenim polutkama utvrđena je prosečna vrednost pH od 5.98 (Eksperiment 1) i 6.02 (Eksperiment 2), odnosno utvrđene su za 0.16 (Eksperiment 1) i za 0.14 (Eksperiment 2) jedinica značajno više prosečne vrednosti pH (P < 0.05), u poređenju sa prosečnim vrednostima pH koja su utvrđene kod mišića SM na konvencionalno hlađenih polutki. U model ispitivanjima Bertram i sar. [28] utvrđeno je da je direktan uticaj temperature na pufer kapacitet mišića najznačajniji faktor koji dovodi do razlike u vrednosti pH između ubrzano i konvencionalno hlađenih 27 V. M. Tomović, Lj. S. Petrović, N. R. Džinić: Uticaj ubrzanog hlađenja polutki svinja........ mišića (M. longissimus dorsi), dok je doprinos temperaturno izazvanog odloženog nastajanja laktata postmortem neznatan. Slično, kao i u ovom radu, značajno sporiji pad vrednosti pH u mišićima SM u prvih nekoliko sati postmortem kao posledicu ubrzanog vazdušnog hlađenja polutki utvrđen je i u ispitivanjima drugih autora [9, 11, 15]. Suprotno od rezultata utvrđenih u ovom radu, u ispitivanjima Springer-a i sar. [6], Dransfield-a i sar. [12] i Kerth-a i sar. [14] tokom ubrzanog vazdušnog hlađenja, u poređenju sa konvencionalnim hlađenjem, nije utvrđeno značajno usporavanje pada vrednosti pH u mišićima SM. Na kraju hlađenja, odnosno 24 sata post-mortem (Tabela 1), sve četiri prosečne vrednosti pH mišića SM nalazile su se u intervalu od 5.3 do 5.8, koji je karakterističan za svinjsko meso [1, 8]. Numerički, ali ne i značajno (P > 0.05), veće prosečne vrednosti pH utvrđene su u mišićima SM sa ubrzano hlađenih polutki (vrednosti pH24h = 5.79 i 5.77), u poređenju sa mišićima SM sa konvencionalno hlađenih polutki (vrednosti pH24h = 5.63 i 5.70). Slično, kao što je utvrđeno i u ovim ispitivanjima, u ispitivanjima Springer-a i sar. [6], Jones-a i sar. [9], Dransfield-a i sar. [12], Kerth-a i sar. [14] i Hambrecht-a i sar. [15] na kraju vazdušnog hlađenja nije utvrđena značajna razlika između prosečnih vrednosti pH različito hlađenih (konvencionalno i ubrzano) mišića SM. Suprotno, u ispitivanjima Jones-a i sar. [9] i Josell-a i sar. [11] na kraju hlađenja (24 sata postmortem) kod ubrzano vazdušno hlađenih mišića SM utvrđena je značajno viša prosečna vrednost pH, u poređenju sa prosečnom vrednošću pH koja je utvrđena kod konvencionalno hlađenih mišića SM, s tim da su neki rezultati ispitivanja uticaja brzine hlađenja na krajnju vrednost pH kontradiktorni, čak i u istim ispitivanjima [9]. Dalje, veoma je interensantno analizirati rezultate dobijene određivanjem boje (Tabele 2a i 2b). Na osnovu rezultata određivanja boje mišića SM, odnosno na osnovu prosečnih vrednosti za L* vrednost (svetloća) može se konstatovati da sve tri grupe ispitanih mišića SM, u oba Eksperimenta, nezavisno od brzine hlađenja polutki i vremena otkoštavanja post-mortem, imaju boju koja prosečno odgovara boji mesa normalnog kvaliteta, odnosno imaju prosečno crveno ružičastu boju (L* = 42 – 50, [29]; L* = 43 – 50, [24]; L* = 44 – 50, [21]). Najsvetlije boje (najveće L* vrednosti) utvrđene su kod mišića SM sa konvencionalno hlađenih polutki, dok su kod mišića SM sa ubrzano hlađenih polutki, koje su otkoštene 24 sata, odnosno 8 sati post-mortem, utvrđene značajno (Eksperiment 1), odnosno numerički (Eksperiment 2) niže prosečne L* vrednosti (tamnija boja). U Eksperimentu 1, kod ubrzano hlađenih mišića SM koji su otkošteni 8 sati post-mortem utvrđena je prosečno visoko značajno (P < 0.01) tamnija boja (visoko značajno manja prosečna L* vrednost) u poređenju sa bojom mišića SM koji su konvencionalno hlađeni, kao i značajno (P < 0.05) tamnija boja u poređenju sa bojom mišića SM koji su ubrzano hlađeni i otkošteni 24 sata postmortem. U Eksperimentu 2 utvrđen je sličan trend dobijenih rezultata, međutim utvrđene razlike između prosečnih L* vrednosti, za različito hlađene i u različito vreme post-mortem otkoštene mišiće SM nisu značajne (P > 0.05). Eksperiment 1 Postupak hlađenja1 KH UH Polutka trupa Desna Leva Vreme otkoštavanja post-mortem (sati) 24 24 N (broj M. semimembranosus) 40 20 Aritmetička sredina ± standardna devijacija x±σ x±σ CIE L*a*b* sistem L* vrednost (svetloća) 49.25Aa±3.43 47.92ABa±2.65 a* vrednost (udeo crvene boje) 8.46±1.70 8.79±1.38 b* vrednost (udeo žute boje) 4.40±0.93 4.21±0.76 Učestalost pojavljivanja blede, crveno ružičaste i tamne boje (%) Bleda boja (L* > 50) 45.2 35.0 Crveno ružičasta boja (L* = 43 – 50) 35.7 55.0 Tamna boja (L* < 43) 19.0 10.0 Boja – senzorno (skala od 1 do 5) 2.62±0.69 2.63±0.71 UH Leva 8 20 x±σ 45.32Bb±2.87 7.79±1.63 3.93±0.68 21.7 52.1 26.1 2.65±0.63 Tabela 2a. Uticaj ubrzanog hlađenja polutki svinja i ranijeg otkoštavanja post-mortem na boju M. semimembranosus 1 KH – konvencionalno hlađenje; UH – ubrzano hlađenje. Razlike između aritmetičkih sredina su značajne sa 99% verovatnoće. ab Razlike između aritmetičkih sredina su značajne sa 95% verovatnoće. AB 28 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 25-32 Boja mesa ne zavisi uvek i jedino od denaturacije proteina, kao ni od apsorpcionih karakteristika mioglobina. Na smanjenje rasipanja svetlosti sa površine mesa kod ubrzano hlađenih mišića utiče viša krajnja vrednost pH, odnosno manja denaturacija proteina i smanjenje dužine sarkomera [30, 31]. Takođe, veruje se da smanjenje količine slobodne vode na površini ćelija smanjuje reflektancu dajući meso tamnijeg izgleda [32]. Prema Kim-u i sar. [33] L* vrednost se kod svih kvaliteta svinjskog mesa (BMV, CMV – crveno ružičast, mek i vodnjikav, CČN – crveno ružičast, čvrst i nevodnjikav, TČS – taman, čvrst i nevodnjikav) povećava konzistentno od 45 minuta do 24 sata post-mortem. Dakle, u ovim ispitivanjima, značajno, odnosno numerički tamnija boja koja je utvrđena kod ubrzano hlađenih i ranije otkoštenih mišića SM prvenstveno se može objasniti utvrđenim značajno višim vrednostima pH (8 sati post-mortem), kao i ranijim otkoštavanjem, jer je polovina ubrzano hlađenih mišića SM otkoštena 8 sati post-mortem (16 sati ranije). Tabela 2b. Uticaj ubrzanog hlađenja polutki svinja i ranijeg otkoštavanja post-mortem na boju M. semimembranosus Postupak hlađenja1 Polutka trupa Vreme otkoštavanja post-mortem (sati) N (broj M. semimembranosus) Aritmetička sredina ± standardna devijacija CIE L*a*b* sistem L* vrednost (svetloća) Eksperiment 2 KH UH Desna Leva 24 24 40 20 x±σ 48.05±3.53 x±σ 45.74±4.5 0 a* vrednost (udeo crvene boje) 9.21±1.62 9.32±1.37 b* vrednost (udeo žute boje) 4.68±0.89 4.62±1.27 Učestalost pojavljivanja blede, crveno ružičaste i tamne boje (%) Bleda boja (L* > 50) 39.2 31.0 Crveno ružičasta boja (L* = 43 – 50) 39.2 33.3 Tamna boja (L* < 43) 21.5 35.7 Boja – senzorno (skala od 1 do 5) 2.70±0.44 2.90±0.52 1 KH – konvencionalno hlađenje; BH – ubrzano hlađenje. UH Leva 8 20 x±σ 46.82±2.22 9.00±1.78 4.85±0.73 22.5 50.0 27.5 2.85±0.41 U ispitivanjima Jones i sar. [9], primenom manje brzine vazdušnog hlađenja polutki (3 sata na –20°C i zatim do 24 sata), nije utvrđen značajan uticaj na poboljšanje boje (svetloće – L* vrednost), dok je u istim ispitivanjima primenom veće brzine hlađenja (3 sata na –40°C i zatim do 24 sata) utvrđeno značajno smanjenje svetloće (L* vrednost), odnosno značajno tamnija boja. Rezultati ispitivanja uticaja ubrzanog hlađenja polutki i vremena otkoštavanja post-mortem na svetloću (L* vrednost), utvrđeni u ovom radu (Eksperiment 2), u saglasnosti su sa rezultatima Milligan-a i sar. [5], Springer-a i sar. [6], Josell-a i sar. [11] i Kerth-a i sar. [14] koji, takođe, nisu utvrdili značajan uticaj ubrzanog vazdušnog hlađenja polutki na poboljšanje svetloće (L* vrednost) mišića SM. Sa druge strane, analizom pojedinačnih L* vrednosti (Tabele 2a i 2b), kod ubrzano hlađenih i 24 sata postmortem otkoštenih mišića SM, u poređenju sa konvencionalno hlađenim i 24 sata post-mortem otkoštenih mišića SM, utvrđeno je smanjenje učestalosti pojavljivanja blede boje (L* > 50) za 22.6% (sa 45.2% na 35.0%, Eksperiment 1) i za 20.9% (sa 39.2% na 31.0%, Eksperiment 2). Takođe, u poređenju sa konvencionalno hlađenim i 24 sata post-mortem otkoštenim mišićima SM, kod ubrzano hlađenih i 8 sati post-mortem otkoštenih mišića SM utvrđeno je smanjenje učestalosti pojavljivanja blede boje (L* > 50) za 52.0% (sa 45.2% na 21.7%, Eksperiment 1) i za 42.6% (sa 39.2% na 22.5%, Eksperiment 2), odnosno u poređenju sa ubrzano hlađenim i 24 sata post-mortem otkoštenim mišićima SM, kod ubrzano hlađenih i 8 sati post-mortem otkoštenim mišićima SM utvrđeno je smanjenje učestalosti pojavljivanja blede boje (L* > 50) za 38.0% (sa 35.0% na 21.7%, Eksperiment 1) i za 27.4% (sa 31.0% na 22.5%, Eksperiment 2). Suprotan trend utvrđen je za učestalost pojavljivanja crveno ružičaste i tamne boje (L* < 50). Smanjenje učestalosti pojavljivanja blede boje (L* > 50), kao rezultat ubrzanog hlađenja, koje je utvrđeno u ovom radu, u saglasnosti je sa rezultatima i mišljenjima drugih autora prema kojima primena različitih sistema ubrzanog hlađenja, odnosno sistema za brzo snižavanje temperature polutki, može biti jedan od vrlo efikasnih postupaka za smanjenje ili preveniranje pojavljivanja BMV mesa [1, 2, 4, 5, 6, 14]. Za razliku od svetloće (L* vrednost) u ovim ispitivanjima (Tabele 2a i 2b), u oba Eksperimenta, utvrđene su veoma slične prosečne vrednosti za udeo crvene boje (a* vrednost) i udeo žute boje (b* vrednost), kao i veoma slične prosečne vrednosti za senzornu ocenu boje, odnosno nije utvrđen značajan uticaj (P > 0.05) 29 V. M. Tomović, Lj. S. Petrović, N. R. Džinić: Uticaj ubrzanog hlađenja polutki svinja........ brzine hlađenja polutki i vremena otkoštavanja post-mortem na a* vrednosti (udeo crvene boje), b* vrednosti (udeo žute boje) i senzorno ocenjenu boju. Zaključak Na osnovu rezultata dobijenih ispitivanjem uticaja ubrzanog hlađenja polutki svinja (2.5 i 3 sata na –31°C), a zatim pod konvencionalnim uslovima (do 8 sati i 24 sata post-mortem), kao i uticaja ranijeg otkoštavanja post-mortem (8 sati post-mortem), nakon ubrzanog hlađenja, u poređenju sa konvencionalno hlađenim polutkama (na 2°C do 24 sata post-mortem) na tok biohemijskih promena u mišićima, odnosno na boju proizvedenog svinjskog mesa (mišići SM) i diskusije tih rezultata može se zaključiti: 1. Da je tokom (8 sati post-mortem) i na kraju hlađenja (24 sata post-mortem) kod ubrzano hlađenih polutki, u poređenju sa konvencionalno hlađenim polutkama, utvrđen visoko značajno (P < 0.001) brži pad temperature u dubini buta, blizu femura, s tim da je traženi zahtev (temperatura od 7°C), u dubini buta, kod polutki hlađenih 3 sata na –31°C dostignut do 8 sati post-mortem, odnosno gotovo 16 sati ranije. U isto vreme post-mortem kod polutki hlađenih 2.5 sata na –31°C, u dubini buta, utvrđena je temperatura od 11.7°C. 2. Da je 8 sati post-mortem kod ubrzano hlađenih mišića SM utvrđen značajno (P < 0.05) sporiji pad vrednosti pH, u poređenju sa konvencionalno hlađenim mišićima SM. Takođe, 24 sata postmortem nije utvrđen značajan uticaj (P > 0.05) različite brzine hlađenja na krajnje vrednosti pH u mišićima SM, 3. Da je, u poređenju sa konvencionalno hlađenim mišićima SM, kod ubrzano hlađenih mišića SM, koji su otkoštani 24 sata post-mortem, i kod ubrzano hlađenih mišića SM, koji su otkošteni 8 sati post-mortem, utvrđeno smanjenje učestalosti pojavljivanja blede boje (svetloća – L*) i to za 22.6 i za 52.0% (nakon 2.5 sata hlađenja na –31°C), odnosno za 20.9 i za 42.6% (nakon 3 sata hlađenja na –31°C). Zahvalnica Ovaj rad nastao je kao rezultat rada na projektu broj TR - 20037, koji je finansiran sredstvima Ministarstva za nauku i tehnološki razvoj Republike Srbije. Literatura 1. Honikel, K.O. (1999). Biohemijske i fizičko-hemijske karakteristike kvaliteta mesa. Tehnologija mesa, 40, 3 – 5, 105 – 123. 2. Savell J. W., Mueller S. L., Baird B. E., 2005. The chilling of carcasses. Meat Science, 70, 3, 449 – 459. 3. Rede, R., Petrović, Lj. (1997). Tehnologija mesa i nauka o mesu. Tehnološki fakultet, Novi Sad. 4. Huff-Lonergan, E., Page, J. (2001). The role of carcass chilling in the development of pork quality. Facts, National Pork Producers Council, Pork Quality, American Meat Science Association, pp. 1 – 8. Available: http://www.meatscience.org/Pubs/factsheets/chilling.pdf 5. Milligan, S.D., Ramsey, C.B., Miller, M.F., Kaster, C.S., Thompson, L.D. (1998). Resting of pigs and hot-fat trimming and accelerated chilling of carcasses to improve pork quality. Journal of Animal Science, 76, 1, 74 – 86. 6. Springer, M.P., Carr, M.A., Ramsey, C.B., Miller, M.F. (2003). Accelerated chilling of carcasses to improve pork quality. Journal of Animal Science, 81, 6, 1464 – 1472. 7. Bowater, F. J. (1997). Economies of meat chilling and freezing. In: Proceeding of the institute of refrigeration, pp. 1 – 11, London, England. Available: www.fjb.co.uk 8. Gigiel, A., Butler, F., Hudson, B. (1989). Alternative methods of pig chilling. Meat Science, 26, 1, 67 – 83. 9. Jones, S.D.M., Jeremiah, L.E., Robertson, W.M. (1993). The effect of spray and blast-chilling on carcass shrinkage and pork muscle quality. Meat Science, 34, 3, 351 – 362. 10. Petrović, Lj., Okanović, Đ., Rede, R. (1997). Possibility of cooked ham production from ham deboned early post-mortem, 1. Influence of chilling rate on the properties of muscles deboned different time post-mortem. International Fleischwirtschaft, 3, 27 – 32. 11. Josell, Å., von Seth, G., Tornberg, E. (2003). Sensory and meat quality traits of pork in relation to post-slaughter treatment and RN genotype. Meat Science, 66, 1, 113 – 124. 30 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 25-32 12. Dransfield, E., Ledwith, M.J., Taylor, A.A. (1991). Effect of electrical stimulation, hip suspension and ageing on quality of chilled pig meat. Meat Science, 29, 1, 129 – 139. 13. Okanović, Đ., Petrović, Lj., Rede, R., Popov-Raljić, J., Manojlović, D. (1998). Possibility of cooked ham production from ham deboned early post-mortem, 2. Properties of finished products. International Fleischwirtschaft, 1/2, 20 – 25. 14. Kerth, C.R., Carr, M.A., Ramsey, C.B., Brooks, J.C., Johnson, R.C., Cannon, J.E., Miller, M.F. (2001). Vitamin-mineral supplementation and accelerated chilling effects on quality of pork from pigs that are monomutant or noncarriers of the halothane gene. Journal of Animal Science, 79, 9, 2346 – 2355. 15. Hambrecht, E., Eissen, J.J., de Klein, W.J.H., Ducro, B.J., Smits, C.H.M., Verstegen, M.W.A., den Hartog, L.A. (2004). Rapid chilling cannot prevent inferior pork quality caused by high preslaughter stress. Journal of Animal Science, 82, 2, 551 – 556. 16. Eilert, S.J. (1997). What quality controls are working in the plant? In: Proceedings pork quality summit, pp. 59 – 63, National Pork Producers Council, Des Moines, Iowa, USA. 17. Honikel, K.O., Kim, C.J. (1985). Über die ursachen der entstehung von PSE-Schweinefleisch. Fleischwirtschaft, 65, 9, 1125 – 1131. 18. Smulders, F.J.M., Toldrá, F., Flores, J., Prieto, M. (1992). New technologies for meat and meat products. Utrecht, The Netherlands: Audet Tijdschriften. 19. Council Directive of 26 June 1964 (64/433/EEC) on health conditions for the production and marketing of fresh meat. Official Journal of the European Union, L 121, 1 – 30. 20. Feldhusen, F., Kühne, M. (1992). Effects of ultra rapidchilling and ageing on length of sarcomeres and tenderness of pork. Meat Science, 32, 2, 161 – 171. 21. Toldrá, F., Flores, M. (2000). The use of muscle enzymes as predictors of pork meat quality. Food Chemistry, 69, 4, 387 – 395. 22. SRPS ISO 2917, 2004. Meso i proizvodi od mesa. Merenje pH (Referentna metoda). 23. Honikel, K.O. (1998). Reference methods for the assessment of physical characteristics of meat. Meat Science, 49, 4, 447 – 457. 24. CIE (1976). International Commission on Illumination, Colorimetry: Official Recommendation of the International Commission on Illumination. Publication CIE No. (E-1.31) Bureau Central de la CIE, Paris, France. 25. Joo, S.T., Kauffman, R.G., Kim, B.C., Park, G.B. (1999). The relationship of sarcoplasmic and myofibrillar protein solubility to colour and water-holding capacity in porcine longissimus muscle, Meat Science, 52, 3, 291 – 297. rd 26. NPPC (National Pork Producers Council), 1991. Procedures to evaluate market hogs, 3 edition. National Pork Producers Council, Des Monica, Iowa, USA. 27. Hadživuković, S. (1991). Statistički metodi. Drugo prošireno izdanje, Poljoprivredni fakultet, Univerzitet u Novom Sadu, Novi Sad. 28. Bertram, H.C., Dønstrup, S., Karlsson, A.H., Andersen, H.J., Stødkilde-Jørgensen, H. (2001). Post-mortem energy metabolism and pH development in porcine M. longissimus dorsi as affected 31 by two different cooling regimes. A P-NMR spectroscopic study. Magnetic Resonance Imaging, 19, 7, 993 – 1000. 29. Warner, R.D., Kauffman, R.G., Greaser, M.L. (1997). Muscle protein changes post-mortem in relation to pork quality traits. Meat Science, 45, 3, 339 – 352. 30. Shaw, F.D., Powell, V.H. (1995). Meat quality aspects of hot boning. Proceedings of Meat, 95, 12B1 – 12B3. 31. Lawrie, R.A. (1998). Lawrie’s Meat Science (sixth edition). Woodhead Pulishing Limited, Abington Hall, Abington Cambridge, England. 32. Pearson, A.M., Dutson, T.R. (1985). Scientific basis of electrical stimulation. In: Advances in Meat Research, Electrical Stimulation (Vol. 1), D. H. Pearson and T. R. Dutson (Eds.), AVI Publishers Company, Inc., Westport, Connecticut, USA. 33. Kim, C.J., Lee, E.S., Joo, S.T., Kim, B.C., Kang, J.O., Kauffman, R.G., Yoo, I.J., Ko, W.S., Choi, D.Y. (1996). Chemical, physical and structural characteristics of pork loins from four quality nd groups. In: Proceedings 42 International Congress of Meat Science and Technology, pp. 312 – 313, Lillehammer, Norway. 31 V. M. Tomović, Lj. S. Petrović, N. R. Džinić: Uticaj ubrzanog hlađenja polutki svinja........ EFFECTS OF ACCELERATED CHILLING OF CARCASSES AND EARLIER DEBONING POST-MORTEM ON COLOUR OF PORK SEMIMEMBRANOSUS MUSCLE Vladimir M. Tomović, Ljiljana S. Petrović, Natalija R. Džinić Abstract The effect of accelerated air chilling of carcasses in first 2.5, i.e. 3 hours of chilling at –31°C, followed by conventional air chilling (up to 8 hours and 24 hours post-mortem) as well as the effect of earlier deboning of carcasses (8 hours post-mortem) after accelerated air chilling, on colour of pork, i.e. colour of M. semimembranosus (parameters: L*, a*, b* and sensory) was investigated. During and at the end of chilling (8 hours and 24 hours post-mortem), carcasses that were accelerated chilled had significantly (P < 0.001) lower internal temperature in the deep leg. Carcasses chilled 2.5 hours at –31°C, up to 8 hours postmortem, reached the temperature of 11.7°C in deep leg, while in carcasses chilled for 3 hours at -31°C, up to 8 hours post-mortem, the temperature reached in deep leg was below 7°C (6.2°C). During accelerated chilling of carcasses (8 hours post-mortem), a significantly (P < 0.05) slower rate of pH value decline in M. semimembranosus was found. The accelerated chilling of carcasses and earlier deboning post-mortem resulted in numerical (P > 0.05) or in significant (P < 0.05; P < 0.01) improvement of colour (darker colour - lower L* value) of M. semimembranosus. Also, accelerated chilling and accelerated chilling followed by earlier deboning of carcasses resulted in decreased incidence of pale colour in M. semimembranosus by 22.6 and by 52.0% (after 2.5 hours of chilling at –31°C), i.e. by 20.9 and 42.6% (after 3 hours of chilling at –31°C). 32 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 33-38 USE OF BIOSENSORS IN THE FOOD INDUSTRY ISSN 1840-054X UDK: 663/664:577.2 Pregledni rad A.Davidović, A. Savić Faculty of Technology, Banja Luka Summary Biosensors are powerful alternative to conventional analytical techniques in the food industry to ensure the quality and safety of food products and process control. The most important characteristics of biosensor devices are high sensitivity, specificity, short response time and mostly low production costs. Biosensors can detect and measure various compounds such as toxic substances (pesticide residue, heavy metals, fertilizers etc.) in food. Detection of contaminents, determination of food constituents (acids, sugars, vitamins, antioxidans etc.), verification of product freshness and monitoring of food processing are the areas of potential biosensor applications in food industry. Biosensors can also be adapted to monitor various analytes in on-line systems of food processing in order to achieve food quality and safety. This article reviews the development and application of biosensors (enzymatic and others) in food quality, food safety and process control. Introduction A biosensor is defined as a compact analytical device incorporating a biological or biologically-derived sensing element either integrated within or associated with a physico-chemical transducer. The aim of biosensor is to produce either discrete or continious electronic signals which are proportional to a single analyte or a related group of analytes (1). The development of biosensors in recent years is due to their clinical, biotechnological, agricultural and environmental application. As for their application in the food sector, it is related to ensure the quality and safety of foods (2) . Hazard Analysis and Critical Control Point (HACCP) is generally regarded as the most effective system to ensure food safety. (It is very useful in ensuring that process is under control). The high sensitivity of enzymatic biosensors enables the detection of pesticides and herbicides, as well as the detection of microorganisms such as Escherichia coli, Salmonella sp., Staphylococcus aureus etc. in hours or minutes (3). Biosensors currently represent powerful alternative to conventional analytical techniques (4). This techniques are time consuming and require skilled labor. Demands of sensitivity, specificity, speed and accuracy of analytical measurements in food industry stimulated considerable interest in developing biochemical sensors as diagnostic and analytical tools. In recent years biosensor technology has advanced considerably due to its application in the area of biomedicine, agro-food industry and environment protection. The most important characteristics of biosensor devices are their high sensitivity, short response time, the possibility for their incorporation into integrated systems and (pretty) low production costs (5). Biosensors have been adapted to measure and detect different analytes in on-line systems simultaneously with food processing in order to achieve food quality and safety (5). This article reviews the development and application of biosensors in food quality, food safety and process control. Enzyme-based biosensors The biological materials used in biosensor technology are the enzymes, microorganisms, tissues, as shown in figure 1., which represents a principle of operation of a biosensor. Biological sensors include enzymes or multi-enzymatic mediums, complete cells, cellular organelles, animal or vegetal tissue (5). In enzyme-based biosensors a reaction occurs catalyzed due to the affinity of the enzyme to the (specific) substrate. 33 A.Davidović, A. Savić: Use of biosensors in the food industry Fig. 1. Principle of operation of biosensors (4) The use of enzymes as biological recognition elements was very common in the first generation of biosensors (6). Among the enzymes that are commercially available, the most often used in biosensors are glucose oxidase, horseradish peroxidase and alkaline phosphatase, because of their stability during the catalytic reaction (5). Immobilized enzymes offer advantages for application in different industrial processes and are adaptable to new engineering designs (7). Glucose oxidase is currently the most stable and specific enzyme that can easily be obtained (6). Microbial biosensors In some cases, instead of enzymes, whole cells (bacteria, fungi, protozoa and higher organisms) are being used as biological recognition elements due to their multi-enzymatic cellular systems. They have the ability to metabolize different organic compounds. This processes are followed by synthesis of various products such as carbon dioxide, ammonia, acids, sugars, vitamins etc., which can be detected in this type of biosensor device (8). The use of complete cells is limited by diffusion of substrates and products through cellular membrane. In general, a slower response is obtained compared to purified enzyme biosensors (8). Whole cells can be immobilized in membranes of cellulose acetate, or trapped into polymer matrix (9). Instead of using complete cells other systems of catalytic (enzyme) biosensors include subcellular organeles or tissue which contain more specific enzymatic systems. Such organelles are used in the detection of toxic substances like pesticides, detergents and heavy metals (8). Application of enzyme biosensors in food industry In the food and agricultural industries the quality of the product is evaluated through periodic chemical and microbiological analysis which are expensive and time consuming and sometimes need well trained operators. Biosensors can provide rapid, non-destructive and affordable methods for the quality monitoring of a product. They also reduce assay time and cost of analysis and increase the product safety (10). Foodborne pathogens pose a risk to food safety and are a threat to the global supply chain. The detection and identification of pathogens in raw food materials, food products, processing lines and drinking water supplies rely on time consuming conventional culturing techniques. Biosensors have the potential to resolve the problems of food and water supply monitoring by detecting the presence of residues of pesticides, fertilizers, heavy metals and food additives (10). The development of catalytic biosensors in food additive analysis generally includes enzymes as recognition systems. Table 1 presents different biosensors used in the detection of pesticides, fertilizers and heavy metals in food and water (11). 34 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 33-38 Table 1. Most important biosensors used in the detection of pesticides, fertilizers and other pollutants (11) Analyte Parathion (pesticide) Propoxur and carbaryl (pesticide) Diazinon and dichlorvos (pesticide) Paraoxon (pesticide) Nitrate (fertilizer) Nitrite (fertilizer) Phosphate (fertilizer) Transduction system Type of interaction Biocatalytic Biocatalytic Recognition biocatalyzer Parathion hydrolase Acetyl cholinesterase Amperometric Fiber optic Biocatalytic Tyrosinase Amperometric Biocatalytic Biocatalytic Biocatalytic Biocatalytic Alkaline phosphatase Nitrate reductase Nitrate reductase Polyphenol oxidase, alkaline phosphatase, glucose-6phosphate dehydrogenase Spirulina subsalsa Optical Amperometric Optical Amperometric Copper and mercury (heavy metals) Copper (heavy metal) Biocatalytic Cadmium and lead (heavy metals) Biocatalytic Arsenic, cadmium and bismuth (heavy metals) Cadmium, copper, chrome, nickel, zinc (heavy metals) Copper and mercury (heavy metals) Biocatalytic Amperometric Amperometric Biocatalytic Recombinant Saccharomyces cerevisiae Staphylococcus aureus or Recombinant Bacillus subtilis Cholinesterase Electrochemical Biocatalytic Urease Optical Biocatalytic Glucose oxidase Amperometric Optical The different pesticides used in food production can accumulate in the fatty tissue of animals, while the excessive use of fertilizers contaminates ground water with nitrates, nitrites and phosphates (12). For the detection of herbicides like phenyl urea and triazines, biosensors have been designed as well (13). Carlson et al (2000) developed a fluorometric biosensor to detect and determine aflatoxins, fungi produced toxic metabolites that are commonly found in a variety of agricultural products. Lucarelli et al. (2003) developed an electrochemical DNA biosensor for the rapid detection of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in fish exposed to crude oil contaminated water. (These compounds are carcinogenic). The DNA biosensor consists of immobilized calf thymus double-stranded DNA onto disposable, screen-printed carbon electrodes (15). Application of biosensors in food quality and process control To evaluate food quality various biosensors have been developed, which are described in Table 2. One way to determine freshness of food is through evaluation of chemical thermocomposition of products such as meat, fish, fruits and vegetables. During storage of these products compounds can be synthetisized that produce abnormal odours and flavors. Table 2. Most important biosensors applied to evaluate food quality (11) Analyte Matrix Recognition enzyme Transduction system Glucose Grape juice, wine, juice, honey, milk and yogurt Glucose oxidase Amperometric Fructose Juice, honey, milk, gelatin and artificial edulcorants Fructose dehydrogenase, Dfructose 5-dehydrogenase Amperometric Lactose Milk ß-Galactosidase Amperometric Lactate Cider and wine Transaminase and L-lactate Amperometric Lactulose Milk Fructose dehydrogenase and L-amino acids Milk and fruit juices ß-galactosidase D-amino acid oxidase L-malate Wine, cider and juices Dehydrogenated malate, dehydrogenase Amperometric Amperometric Amperometric others Ethanol Glycerol Beer, wine and other alcoholic Alcohol oxidase, alcohol drinks dehydrogenase, NaDH oxidase Wine Glycerophosphate oxidase and glycerol kinase Amperometric Amperometric 35 A.Davidović, A. Savić: Use of biosensors in the food industry Catechol Beer Polyphenol oxidase Amperometric Cholesterol Butter, lard and egg Cholesterol oxidase and peroxidase Amperometric Citric acid Lecithin Juice and athletic drinks Egg yolk, flour and soya sauce L-lysine Milk, pasta and fermentation samples Citrate lyase Phospholipase D and choline oxidase Lysine oxidase Amperometric Electrochemical Amperometric One of the most important problems that affect food freshness, and with it food quality, is the level of oxygen during the handling of fruit and vegetables in modified atmosphere. Commercial biosensors with immobilized enzymes like alcohol oxidase and alcohol peroxidase are used (16). Alcohol oxidase catalyzes the oxidation of ethanol in acetaldehyde and H2O2 in the presence of O2, and the peroxidase catalyzes the oxidation of the chromogene, causing the change in color. Smyth et al., (1999) measured with biosensors ethanol accumulation in lettuce, broccoli and cabbage packed in modified atmosphere. The same biosensor can also monitor ethanol formation during apple storage in a controlled atmosphere. Research had been conducted that analysed the content of some organic acids and sugars as indicators of fruit and vegetable maturity (17). Esti et al. (1998) developed electrochemical sensor based on immobilized diamine oxidase and polyamine oxidase onto polimeric membrane to determine amine content in fresh fruits or in modified atmosphere packaged fruits. The method was applied for investigation of postharvest life of appricots and sweet cherrys in modified atmosphere storage at 0˚C. There are several compounds that can be detected as indicators of quality loss. Biosensors can also detect indicators of process such as lactulose, disaccharide which is formed during thermal treatment of milk. Namely, lactulose is synthetic disccharide consisting of galactose and fructose and is absent in raw milk. It is formed by heating the milk due to epimerization of lactose. Therefore it can be used as indicator for the severity of heat treatment of milk and to distinquish between pasteurized, ultra-heat treated (UHT) and sterilized milk (19). Biosensors in process control The use of biosensors in control of processes is limited for several reasons: the short life of enzymatic biosensors, the need to calibrate them, the lack of reliable response to different concentration (20). Besides that, biosensors still have to compete with other methods such as Gas Chromatography and HPLC. Compare to mentioned techniques biosensors have advantage to operate in natural samples with little or no pretreatment fase (21). In recent years, thanks to biosensor technology, it is possible to determine and quantify on-line diverse compounds of importance in process control, such as sugars, amino-acids, alcohols, among others. (Sugars are limiting factors in fermentation processes. Namely, low sugar concentrations reduce the productivity of the bioreactor) (22). Specific biosensors have been developed for the determination of glucose, lactate, glutamate etc. Amperometric biosensors to analyze glucose with glucose oxidase, lactose with β-galactosidase and fructose dehydrogenase are used in process control. Simultaneous detection of ethanol, glucose and glycerol in wines is also possible (23). Conclusion Due to their unique characteristics and analytical potential, biosensors show great promise for food industry applications. Development of enzymatic biosensors with different systems that can be applied in the areas of food quality, food safety and in process control is recently in progress. Scientific studies are focused mainly on determining composition of food products, contamination of raw materials for food industry and detection of contaminants in processed foods. In the area of food safety, enzymatic biosensors enable identification and quantification of (highly) toxic organic contaminants, thus protecting consumers health. Use of enzymatic biosensors in the food industry to determine the freshness of products make it possible to detect compounds which can be associated with loss of product quality. Biosensors can be very useful in the fermentation process control by determination of different substrate components, control of acidity, control of aeration and assesing the thermal profile of substrate sterilization. Dispite the wide applicability of biosensors in the food industry, their use is still limited for several reasons: the short life of enzymatic biosensors, the need to calibrate them frequently and sometimes the high cost of purifying the enzymes. If biosensor device consist of complete cells or tissues a slower response is 36 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 33-38 obtained than with purified enzyme biosensors, as well as low specificity due to other enzyme reactions. If these limiting factors can be overcome, more rapid, reliable, long lasting and less expensive biosensors will be developed. With rising demands for quality and safe food, the demand for more rapid detecting biosensors will surely increase. Literature 1. Turner, A.P.F. Karube, I., Wilson, G.S., Biosensors: Fundamentals and applications., Oxford University Press, Oxford (1987) p.770 2. Luong, J.H.T., Groom, C.A., Male, K.B., The potential role of biosensors in the food and drink industries. Biosens. and Bioelectron. 6 (1991) 547-554 3. Killard, A.J., Smyth, M.R., Separation-free electrochemical immunosensor strategies. Anal. Lett. 33 (2000) 1451-1465 4. Velasco-Garcia, M.N., Mottram, T., Biosensor technology addressing agricultural problems. Review paper. Biosyst.Eng. 84 (2003) 1-12 5. Mello, L.D., Kubota, L.T., Review of the use of biosensors as analytical tools in the food and drink industries, Food Chem. 77 (2002) 237-256 6. Luong, J.H.T., Male, K.B., Glennon, J.D., Biosensor technology: technology push versus market pull. Biotechnol. Adv. 26 (2008) 492-500 7. Krajewska, B., Application of chitin-and chitosan-based materials for enzyme immobilizations: a review. J. Biotechnol. 35 (2004) 126-139 8. De Souza, S.F., Microbial biosensors. Biosen. Bioeelectron. 16 (2001) 337-353 9. Tatsumi, H., Katano, H., Ikeda, T., Kinetic analysis of enzymatic hidrolysis of crystalline cellulose by cellobiohydrolase using an amperometric biosensor. Anal. Biochem. 357 (2006) 257-261 10. Neethirajan, S., Karunakaran, C., Jayas, D.S., Biosensors-An Emerging Technology for the Agricultural and Food Industry, CSAE/SCGR 2005 Meeting, Winnipeg, Manitoba, paper No. 05003 11. Cock, L.S., Zetty Arenas, A.M., Aponte, A.A, Use of enzymatic biosensors as quality indices: Asynopsis of present and future trends in the food industry. Chilean Journal of Agricultural Research 69 (2009) 270-280 12. Moretto, L.M., Ugo, P., Zanata, M., Guerriero, P., Martin, C.R., Nitrate biosensor based on the ultrathin-film composite membrane concept. Anal. Chem. 70 (1998) 2163-2166 13. Patel, P.D., (Bio)sensors for measurement of analytes implicated in food safety: a review. Trends Anal. Chem. 21 (2002) 96-115 14. Carlson, M.A., Bargeron, R.C., Benson, A.B., Fraser, J.T., Velky, J.D., Groopman, P.T., An automated, handheld biosensor for aflatoxin. Biosensors & Bioelectronics. 14 (2000) 841-848 15. Lucarelli, F., Authier, L., Bagni, G., Marrazza, T., Baussant, T., Aas, E., Mascini, M., DNA biosensor investigations in fish bile for use as a biomonitoring tool. Anal. Lett. 36, 9 (2003) 18871901 16. Smyth, A.B., Talasila, P.C., Cameron, A.C., An ethanol biosensor can detect low-oxygen injury in modified atmosphere packages of fresh-cut produce. Postharvest Biol. Technol. 5 (1999) 127-134 17. Angeles, A., Cañizares, M., Desarrolo de un sistema sensor para la cuantificacion de glucose en jugos de frutas. Rev. Soc. Quim. Mex. 8 (2004) 106-110 18. Esti, M., Volpe, G., Massignan, L., Compagnone, D., La Notte, E., Palleschi, G., Determination of amines in fresh and modified atmosphere packaged fruits using electrochemical biosensors. Journal of Agricultural and Food Chemistry 46, 10 (1998) 4233–4237 19. Mayer, M., Genrich, M., Kunnecke, W., Bilitewski, U., Automated determination of lactulose in milk using an enzyme reactor and flow analysis with integrated dialysis. Anal. chim. Acta 37 (1996) 324 20. Ferreira, S., De Souza, J.O., Trier weiler, O., Broxtermann, O., Folly., R.O.M., Hitzmann, B., Aspects concerning the use of biosensors for process control: experimental and stimulation investigations. Comput. Chem. Eng. 27 (2003) 1165-1173 21. Luong, J.H.T., Bouvrette, P., Male, K.B., Developments and applications of biosensors in food analysis. Trends. Biotechnology. 15 (1997) 369 22. Prodromidis, M.I., Karayannis, M.I., Enzyme based Amperometric Biosensor. Electroanalysis 14, 4 (2002) 241-261 23. Niculescu, M., Mieliauskiene, R., Laurinavicius, V., Csöregi, E., Simultaneous detection of ethanol, glucose and glycerole in wines using pyrroloquinoline/quinone dependent dehydrogenase based biosensors. Food Chem. 82 (2003) 481-489 37 A.Davidović, A. Savić: Use of biosensors in the food industry UPOTREBA BIOSENZORA U PREHRAMBENOJ INDUSTRIJI A.Davidović, A.Savić Tehnološki fakultet Banja Luka Sažetak Biosenzori su moćna alternativa konvencionalnim analitičkim tehnikama u prehrambenoj industriji s ciljem da se obezbjedi kvalitet i sigurnost prehrambenih proizvoda i upravljanje procesima. Najvažnije karakteristike biosenzora su: visoka osetljivost, specifičnost, kratko vrijeme odgovora i uglavnom niski troškovi proizvodnje. Biosenzori mogu da detektuju prisustvo i izmjere sadržaj različitih jedinjenja, kao što su toksične materije (pesticidi, teški metali, đubriva) u hrani. Otkrivanje kontaminenata, određivanje pojedinih sastojaka hrane (kiseline, šećeri, vitamini, antiokidansi itd), verifikacija svježine proizvoda kao i praćenje toka procesa u prehrambenoj industriji su potencijalna područja primjene biosenzora u prehrambenoj industriji. Biosenzori se mogu prilagoditi za direktno i kontinuirano praćenje (on-line) proizvodnog procesa mjerenjem određenih analita važnih sa stanovišta kvaliteta i sigurnosti prehrambenih proizvoda. Ovaj članak razmatra razvoj i primenu biosenzora (enzimatskih i ostalih) u cilju postizanja kvaliteta i bezbjednosti hrane, kao i u kontroli proizvodnih procesa prehrambene industrije. 38 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 39-41 UTICAJ ULTRAZVUKA NA REAKCIJE JODIRANJA ACETONA ISSN-1840-054X UDK 541.64:544.236 M.Cacan, S.Islamović, B.Galić, S.Gojak, A.Okerić, Ž.Karlović Prirodno-matematički fakultet, Univerzitet u Sarajevu, BiH Sažetak Ispitivan je uticaj ultrazvuka (35 kHz) na reakcije jodiranja acetona, na dvije različite temperature (15 i 25° C). Za praćenje brzine odvijanja reakcija korištena je volumetrijska metoda. Na osnovu dobijenih podataka utvrđeno je da slijedi kinetiku reakcije drugog reda. Zapažen je uticaj ultrazvuka na kinetiku. Vrijednosti dobivenih konstanti brzine reakcija sa ultrazvukom su manje od vrijednosti bez ultrazvuka. Ključne riječi: ultrazvuk, jodiranje acetona. UVOD Prvi primjeri upotrebe ultrazvuka zabilježeni su prije 80-tak godina, što znači da je primjena ultrazvuka u hemiji (zvukohemiji-sonochemistry) skorijeg datuma. Ispitivanja u zvukohemiji danas se provode u homogenim i heterogenim sistemima i skoro redovno vidljiv je uticaj ultrazvuka na ispitivane procese. U ovom radu odabrano je izučavanje djelovanja ultrazvuka frekvencije 35 kHz (SONIS) na kinetiku reakcije jodiranja acetona na dvije temperature ( 15°C i 25°C). EKSPERIMENATALNI RAD Za praćenje kinetike reakcije jodiranja acetona korištena je volumetrijska metoda. Za termostatiranje korišten je protočni termostat (LAUDA) sa podešenom temperaturom na 15±0,1ºC i 25±0,1ºC. Pripremljeni 3 3 3 su rastvori 0,1 mol/dm joda, sulfatne kiseline 2 mol/dm , natrijum-tiosulfata 0,01 mol/dm , svježeg škroba 3 i natrijum-acetata 1 mol/dm . Reakcija je proučavana sa četiri reakcione smjese koje su date u tabeli 1. Tabela 1. Četiri reakcione smjese Redni broj 1. 2. 3. 4. Volumen rastvora joda, ml 10,0 12,5 10,0 10,0 Volumen acetona, ml Volumen sulfatne kiseline, ml Volumen vode, ml 5,0 5,0 7,5 7,5 10,0 10,0 10,0 12,5 25,0 22,5 22,5 20,0 Reakcioni sistem je pripremljen na slijedeći način: u normalni sud od 100 ml dodat je aceton, sulfatna kiselina, rastvor joda i destilovana voda. Nakon termostatiranja zabilježen je trenutak dodavanja polovine rastvora joda. Poslije dodavanja rastvora joda reakciona smjesa je stavljena u ultrazvučno kupatilo, a alikvoti za titraciju uzimati su u određenom vremenskom intervalu. 39 M.Cacan, S.Islamović, B.Galić, S.Gojak, A.Okerić, Ž.Karlović:Uticaj ultrazvuka na jodiranje ... Reakcija je zaustavljana rastvorom natrijum acetata, a zatim je sadržaj joda određivan titracijom rastvora natrijum-tiosulfata. Tok reakcije praćen je preko promjene koncentracije joda izražene preko utrošenog broja ml rastvora natrijum-tiosulfata u različitim vremenskim intervalima. Čitav postupak je ponovljen na drugoj temperaturi od 25 ± 0,1ºC sa i bez ultrazvuka. Ciljem donošenja određenih zaključaka uticaja ultrazvuka na reakcije jodiranja acetona urađeni su slijedeći eksperimenti koji će biti prezentirani tabelarno i grafički obrađeni. REZULTATI RADA 1,2 log (Vt - Vb) 1 y = -0,0401x + 1,0443 R2 = 0,996 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0 5 10 15 20 25 t (min ) Dijagram 1. Određivanje reakcije jodiranja acetona bez ultrazvuka na 15ºC Na osnovu dobijenih i prikazanih rezultata izračunate su srednje vrijednosti konstante brzine hemijske reakcije, pomoću slijedeće formule: k= 2,303 b( a − x ) log t ( a − b) a(b − x) gdje su : a i b - početne koncentracije reaktanata x – smanjenje koncentracije u vremenu t – vrijeme reakcije Tabela 2. Srednje vrijednosti konstante brzine hemijske reakcije na 15ºC i 25ºC Sa ultrazvukom Bez ultrazvuka Sa ultrazvukom Bez ultrazvuka Sa ultrazvukom Četvrta reakciona smjesa Bez ultrazvuka Treća reakciona smjesa Sa ultrazvukom Druga reakciona smjesa Bez ultrazvuka Prva reakciona smjesa Konstanta brzine reakcije, (s-1mol-1dm3) na 15ºC 0,2098 0,1832 0,1924 0,1913 0,1465 0,1349 0,1423 0,1425 Konstanta brzine reakcije, (s-1mol-1dm3) na 25ºC 0,2476 0,2039 0,2444 0,2375 0,1847 0,2048 0,2020 0,1942 40 Glasnik hemičara,tehnologa i ekologa Republike Srpske, 3 (2010) 39-41 DISKUSIJA I ZAKLJUČAK Na osnovu prikazanih rezultata uočeno je da ultrazvuk ima uticaja na reakcije jodiranja acetona. Dijagrami potvrđuju da je reakcija II reda. Podaci za uzorke koji su rađeni bez uticaja ultrazvuka variraju zbog toga što ne dolazi do miješanja reakcionog sistema. Vrijednosti konstanti brzine pod dejstvom ultrazvuka su u svakom konkretnom slučaju veće od onih bez ultrazvuka. LITERATURA 1. Savić, M., Savić. J., Osnovi analitičke hemije, IP Svjetlost, Sarajevo, 1990. 2. Das, R.C., Behara, B., Ex. Phy. Chemi, Tata McGraw – Hill, Publishing Company Limited, New Delhi, 1983. 3. Mason, T., Peters, D., Practical Sonochemistry, Horwood Publishing, Chichester, England, 2003. 4. Frost, A., Pearson, R., Kinetics and mechanism, John Wiley and Sons. Inc. Evanston 1961. 5. Galić, B., Autorizovana predavanja iz predmeta ”Kinetika i kataliza”, Odsjek za hemiju PMF-a Univerziteta u Sarajevu, ak. 2004/2005. godina. 6. Vučić, V., Ivanović, D., Fizika I, Naučna knjiga, Beograd, 1988. 7. www.info-medical.cg.yu 8. www.fb-chemie.uni-rostock.de IODINATION OF ACETON: EFFECT OF ULTRASOUND (35 kHz) M.Cacan, S.Islamović, B.Galić, S.Gojak, A.Okerić, Ž.Karlović Faculty of Science, University of Sarajevo, Bosnia and Herzegovina Investigation of the effects of ultrasound (35 kHz) on the iodination of acetone was performed at two different temperatures (15 and 25° C). All experimental data were obtained by volumetric measurements and fitted in second-order rate law. The aim was to investigate effects of ultrasound irradiation on kinetics. It is shown that ultrasound affects on the rate constant, while the reaction remains the second-order one. Graphical representation confirmed that fact. Obtained rate of irradiated reaction were lower than values obtained for reaction without irradiation. Key words: ultrasound, iodination of acetone. 41 UPUTSTVO AUTORIMA 1. Glasnik hemičara, tehnologa i ekologa RS objavljuje radove koji podliježu recenziji i svrstavaju se u sljedeće kategorije: - originalni naučni radovi - kratka saopštenja - prethodna saopštenja - pregledni radovi - stručni radovi - izlaganja sa naučnih skupova Autori predlažu kategoriju svojih radova, ali konačnu odluku o tome donosi Uredništvo na osnovu zaključaka recenzenata. Originalni naučni radovi sadrže rezultate izvornih istraživanja. Naučne informacije u radu moraju biti obrađene i izložene tako da se mogu eksperimenti ponoviti i provjeriti analize i zaključci na kojima se rezultati zasnivaju. Kratka saopštenja sadrže rezultate kratkih ali završenih istraživanja ili opise izvornih laboratorijskih tehnika. (metoda, aparata itd) Prethodno saopštenje sadrži naučne rezultate čiji karakter zahtijeva hitno objavljivanje, ali ne mora da omogući provjeru i ponavljanje iznesenih rezultata. Pregledni rad predstavlja cjelovit pregled nekog područja ili problema na osnovu već publikovanig materijala koji je u pregledu sakupljen, analiziran i raspravljen Stručni rad predstavlja koristan prilog iz područja struke a čija problematika nije vezana za izvorna istraživanja. Stručni rad se odnosi na provjeru ili reprodukciju svjetlu poznatih istraživanja i predstavlja koristan materijal u smislu širenja znanja i prilagođavanja izvornih istraživanja potrebama nauke i prakse. Kategorizacija naučnih i stručnih radova data je prema preporukama UNESKO-a Radovi svrstani u ove kategorije podliježu ocijenjivanju dvaju anonimnih recenzenata. Rad će se objaviti jedino na osnovu pozitivnih recenzija , o čemu će Uredništvo obavjestiti autora. Recenzenti se biraju među stručnjacima u neposrednom području istraživanja na koja se odnosi rad predložen za objavljivanje. Autori mogu predložiti imena recenzenata, a Uredništvo može, ali ne mora, prihvatiti njihov prijedlog. U pravilu recenzent ne može biti autorov sardnik niti pretpostavljeni. 2. Glasnik hemičara, tehnologa i ekologa RS objavljuje radove koji ne podliježu recenziji: - mišljenja i komentari - prikazi i saopštenja iz prakse u obliku dopisa ili prevoda stranih članaka 3. Glasnik hemičara, tehnologa i ekologa RS može uključivati dodatke sa kongresa, savjetovanja ili simpozijuma. 4. Autor je u potpunosti odgovoran za sadržaj rada. Uredništvo pretpostavlja da su autori prije podnošenja rada regulisali pitanje objavljivanja sadržaja rada saglasno pravilima ustanove ili preduzeća u kojem rade. 5. Brzina kojom će se rad objaviti zavisiće o tome koliko rukopis (tekst) odgovara uputama. Radovi koji zahtijevaju veće prepravke ili dopune biće vraćeni autoru na preradu prije recenzije. UPUTSTVO ZA PISANJE RADOVA 1. Rad se dostavlja Uredništvu časopisa u jednom štampanom primjerku, pisan dvostrukim proredom (samo za štampani primjerak) na papiru formata A4 sa svim prilozima ispisanim na posebnim listovima papira (fotografije, sheme, crteži, grafikoni). Uz ispise na papiru prilaže se i disketa (floppy disk 3.5'') ili CD, s tekstom pripremljenim isključivo pomoću programa za obradu teksta Microsoft Word. Numeraciju naznačiti na dnu stranica grafitnom olovkom. 2. Rad treba da ima najviše 10 strana i da sadrži sljedeće dijelove na jednom od jezika Bosne i Hercegovine ili na nekom od priznatih evropskih jezika: naslov, spisak autora i ustanova, sažetak, uvod, materijal i metode rada, rezultati i diskusija, zaključak, literatura, naslov na engleskom jeziku, spisak autora i sažetak na engleskom jeziku. 3. Ispis rada zajedno sa CD-om ili disketom šalje se na adresu: Uredništvo "Glasnika hemičara, tehnologa i ekologa RS" Tehnološki fakultet, Vojvode Stepe Stepanovića 73, 51000 Banjaluka. 4. Naslov rada pisati centrirano i velikim slovima (Times New Roman, 14 pt, bold, Caps Lock), autore pisati centrirano bez titule i sa nazivom ustanove (Times New Roman, 10 pt, normal). Podnaslove pisati centrirano, (Times New Roman, 12 pt, bold). Ostale dijelove rada treba pisati sa obostranim ravnanjem redova (Times New Roman, 12 pt), jednostranim proredom sa jednim praznim redom iznad, između podnaslova i između pasusa, sa marginama od 2.54 cm (1"). Početak pasusa kucati od početka reda. 5. Tabele uraditi u WORD-u, a grafike u EXCEL-u izuzev posebnih slučajeva kada to tehnički nije moguće, i treba da budu jasne, što jednostavnije i pregledne. Naslov, zaglavlja (tekst) i podtekst u tabelama i grafikama treba da budu napisani fontom Times New Roman – normal, Font Size 10 pt. Tabele se stavljaju na određeno mjesto u tekstu. Tabele ne bi smjele sadržavati više od deset okomitih kolona i više od petnaest vodoravnih redova. Ukoliko autor ocjenjuje da podatke mora prikazati u većem broju kolona i redova, potrebno je sadržaj tabele podijeliti u dvije ili više manjih tabela ili je dostaviti u posebnom prilogu. Moraju se izraditi prema kompjutorskom predlošku (Insert Table), a ne pomoću razmaka, tački i tabulatora. 6. Jednačine pisati u grafičkom editoru za jednačine isključivo u Microsoft Equation i postaviti je na početak teksta. Na desnom rubu teksta, u redu na kojem je pisana jednačina, u zagradi treba naznačiti njen broj, počevši od broja 1. 7. Fotografije moraju biti pripremljene za crno-bijelu štampu tj. ako je izvorna slika u bojama koje se u crno bijeloj štampi ne razlikuju, boje se moraju zamijeniti “rasterom” tj. različitim grafičkim znakovima koje je potrebno objasniti u legendi. U slike se unosi samo najnužniji tekst potreban za razumijevanje kao što su mjerne varijable s njihovim dimenzijama, kratko objašnjenje na krivuljama i sl. Ostalo se navodi u legendi ispod slike. Maksimalna veličina slike je 13 cm x 17 cm. Fotografije, crteže, sheme (izvorni format faila - TIF, JPG sa 300 dpi, ili vektorski format sa slovima pretvorenim u krive – CDR) i grafikone dati u posebnom prilogu a u tekstu rada naznačiti mjesto na kome treba da budu štampane, tako što će se, u tekstu, napisati naslov ili opis fotografije, crteža, sheme. Na primjer: Graf. 1. Uticaj koncentracije katalizatora na iskorištenje (Font Size 10, normal). 8. Radi uspješnog uključivanja radova objavljenim na jednom od jezika Bosne i Hercegovine u međunarodne informacione tokove, dijelove rukopisa treba pisati na jeziku članka i na engleskom jeziku, i to: tekst u tablicama , slikama, dijagramima i crtežima , njihove naslove i oznake. 9. Pri slanju rada navesti i punu službenu adresu, telefon i e-mail svih autora i naglasiti autora s kojim će Uredništvo sarađivati. Ove obavjesti priložiti na posebnom listu. 10. Eksperimentalna tehnika i uređaji opisuju se detaljno samo onda ako znatno odstupaju od opisa već objavljenih u literaturi. Ukoliko su tehnike i uređaji poznati navodi se samo izvor potrebnih obavjesti. 11. Simbole fizičkih veličina treba pisati kurzivom (Times New Roman, 12 pt. – italik), a mjerne jedinice uspravnim slovma, npr. V, m, p, t, T, ali m3, kg, Pa, 0C,K. 12. Veličine i mjerne jedinice se moraju upotrebljavati u skladu sa Međunarodnim sistemom jedinica (SI). 13. Literaturne citate je potrebno dostaviti na posebnom listu papira i numerisati ih onim redom kojim se pojavljuju u tekstu. Citati se u tekstu označavaju arapskim brojevima u zagradi ( ). Kratice za časopise moraju biti strogo u skladu sa kraticama kako ih navodi Chemical Abstract. Literaturu treba citirati na sljedeći način: Primjer citiranja naučnog časopisa: 1. Shimoji, Y., Y. Tamura , Y. Nakamura, K. Nanda, S.Nishidai, , Y. Nishikawa, Isolation and identification of DPPH radical scavenging compounds in kurosu(Japanese unpolished rice vinegar). J. Agric. Food Chem. 50, 22 (2002) 6501-6503. Primjer citiranja patenta: 2. J.Ehrenfreund (Ciba Geigy A.–G.), Eur.Pat.Appl. 22748, 21 Jan (1981) 7078 b. Primjer citiranja knjige: 3. Banks, W., and Greenwood: Starch and its Components, Edinburgh University Press, Edinburgh (1975) p.p.98 – 105 Neobjavljeni rezultati: 4. Citiraju se sa jednim od sljedećih komentara "u štampi"; "neobjavljen rad"; "lična komunikacija" Radovi, koji nisu napisani striktno po ovom uputstvu, neće biti prihvaćeni za štampu!
© Copyright 2024 Paperzz