ΑΠΛΕΣ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΣΕ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ
( ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ )
Του Λουκά Αθανασέκου
Φυσικός, MSc «Φωτονική & Οπτοηλεκτρονικές διατάξεις»
Υποψ. Διδάκτορας τμημ. Επιστήμης των Υλικών, Παν. Πατρών
Ερωτήσεις: athanasekos@eie.gr
· Τι είναι η φυσική επιλογή που σχετίζεται με την θεωρία της εξέλιξης του Δαρβίνου;
Όλοι έχουμε ακούσει για τη θεωρία της εξέλιξης που διατύπωσε ο Κάρολος Δαρβίνος στο σύγγραμμα του « Η καταγωγή των ειδών» το 1859. Στο σύγγραμμα, λοιπόν αυτό γίνεται λόγος για τη λεγόμενη φυσική επιλογή. Η τελευταία είναι η διαδικασία με την οποία σε έναν πληθυσμό κυριαρχούν τα άτομα ( ζώα ή φυτά) που παρουσιάζουν βελτιωμένα χαρακτηριστικά, ενώ άτομα με λιγότερες ικανότητες προσαρμογής εξαφανίζονται. Λόγω του ότι τα χαρακτηριστικά καθορίζονται από τα γονίδια, σπουδαίο ρόλο στη φυσική επιλογή διαδραματίζει η κληρονομικότητα. Για να αναλύσουμε λίγο περισσότερο το θέμα της φυσικής επιλογής, ας πάρουμε το παράδειγμα ενός πληθυσμού ζώων, των οποίων ο αμυντικός μηχανισμός απέναντι σε επίδοξους εχθρούς είναι η παραλλαγή. Τα άτομα, λοιπόν, που αναπτύσσουν καλύτερη παραλλαγή θα είναι σε καλύτερη μοίρα σε σχέση με άλλα, τα οποία δυστυχώς θα γίνουν εύκολη λεία. Έτσι, σταδιακά, θα επιζήσουν μόνο τα «καλύτερα» από πλευράς κάλυψης , άτομα. Τα βελτιωμένα γονίδια που έχουν τα συγκεκριμένα άτομα, θα μεταβιβαστούν στις επόμενες γενιές, οπότε πλέον οι γενιές αυτές θα έχουν μόνιμες ιδιότητες παραλλαγής.
Από την άλλη πλευρά, οι εχθροί των ζώων αυτών θα «αναγκαστούν» να αναπτύξουν καλύτερη όραση, ώστε να μπορούν να διακρίνουν την τροφή τους. Έτσι, σιγά σιγά, με την πάροδο χρόνων – και συγκεκριμένα χιλιάδων χρόνων!- επέρχεται η εξέλιξη των διαφόρων έμβιων ειδών.
Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, όταν τα ψάρια βγήκαν από τη θάλασσα, άρχισαν να αναπτύσσουν πόδια για να περπατάνε ( που μέχρι τότε τους ήταν άχρηστα) και καθώς η τροφή πάνω στο έδαφος άρχισε να λιγοστεύει, άρχισαν να υψώνουν το κεφάλι τους προς τα πάνω για να βρουν καρπούς από τα δέντρα. Με την πάροδο εκατομμυρίων ετών, φτάσαμε στο σημερινό αποτέλεσμα. Η φύση απαιτεί να υπάρχει μια δυναμική ισορροπία. Έτσι όταν διαταράσσεται αυτή η ισορροπία , κινούνται κάποιοι μηχανισμοί αντιστάθμισης. Η πλήρης ανάλυση της θεωρίας, ομολογουμένως κάπως απλοϊκά δοσμένης εδώ, είναι πέρα από τις προθέσεις του άρθρου, αλλά παρουσιάζει ενδιαφέρον για περαιτέρω μελέτη.
· Ποια είναι η διαδικασία παραγωγής του λαδιού από τις ελιές στα ελαιοτριβεία;
Η Ελλάδα, όντας μεσογειακή χώρα, έχει μια παράδοση πολλών αιώνων στην καλλιέργεια της ελιάς. Οι περισσότεροι έχουμε βρεθεί στη συγκομιδή- το μάζεμα- των ελιών από τα δέντρα, μια γιορτή για όλη την οικογένεια. Πώς, όμως, παίρνουμε τελικά το λάδι από τις ελιές στα ελαιοτριβεία; Αν και φαντάζει μια εύκολη διαδικασία, εντούτοις η φυσική που «κρύβεται» πίσω του, είναι πολύ ενδιαφέρουσα.
Οι ελιές με οποιονδήποτε τρόπο και αν έχουν μαζευτεί περιέχουν φύλλα, ξένα σώματα, χώματα, πέτρες, ξύλα, κ.ά. γι αυτό μεταφέρονται σε μία μηχανή και με την χρήση πιεσμένου αέρα γίνεται η αποφύλλωση και η αφαίρεση κάθε ελαφρού αντικειμένου αναμιγμένου με τον καρπό. Το πλύσιμο του ελαιοκάρπου γίνεται σε πλυντήρια. Σ’ αυτά ο καρπός υποβάλλεται σε πλύση κάτω από την δύναμη του τρεχούμενου νερού το οποίο αναδεύει τις ελιές στέλνοντας τα βαριά σώματα στον πάτο της δεξαμενής και τα ελαφρά στην επιφάνεια απ’ όπου αποβάλλονται.
Οι πλυμένες ελιές μεταφέρονται με ιμάντα στο θρυπτήριο, που περιέχει ένα μηχανικό σπαστήρα ,το κύριο στάδιο της επεξεργασίας του λιοτριβιού.Στο θρυπτήριο γίνεται το σπάσιμο του καρπού και πλέον η ανάμικτη πολτοποιημένη ύλη που προκύπτει, η ελαιοζύμη αποτελείται από τα υγρά και στερεά συστατικά της ελιάς. Για να γίνει ο διαχωρισμός του λαδιού από την ελαιοζύμη που βγαίνει από το θρυπτήριο πρέπει αυτή να ομογενοποιηθεί και να γίνει πιο συνεκτική ώστε να επιτρέψει την μεγίστη εξαγωγή λαδιού. Αυτό γίνεται με ένα μηχάνημα που λέγεται μαλακτήρας. Πρόκειται για ένα θάλαμο σαν ημικυκλική σκάφη με διπλά τοιχώματα όπου ανάμεσα τους περνά ζεστό νερό για την ρύθμιση της θερμοκρασίας. Στο εσωτερικό του περιστρέφονται μια σειρά αναδευτήρων που ανακατεύουν συνεχώς την ελαιοζύμη. Η ελαιοζύμη δεν πρέπει να έρχεται σε επαφή με τον ατμοσφαιρικό αέρα γιατί έτσι χάνονται μια σειρά συστατικών από τα οποία εξαρτώνται το άρωμα, η οσμή και η γεύση του λαδιού. Όταν έχει πια επιτευχθεί η μάλαξη η ελαιοζύμη είναι έτοιμη για την φάση του διαχωρισμού των στερεών από τον φυτικό χυμό που περιέχει και το λάδι. Σήμερα ο διαχωρισμός του φυτικού χυμού από τον πυρήνα γίνεται με φυγοκεντρικές μηχανές οι οποίες εκμεταλλεύονται το διαφορετικό ειδικό βάρος που έχουν τα βασικά συστατικά της ελαιοζύμης: τα στερεά, το νερό και το λάδι. Οι μηχανές αυτές διαχωρίζουν και απομακρύνουν ξεχωριστά τον πυρήνα (λιοκόκκια) αρκετά στεγνό, το νερό και το λάδι μαζί με ένα ποσοστό νερού. Για τον τελικό διαχωρισμό το μίγμα φυτικού χυμού και λαδιού περνάει από έναν άλλο φυγοκεντρικό διαχωριστήρα. Τα φυτικά υγρά που προέρχονται από τον προηγούμενο διαχωριστήρα οδηγούνται με τις κατάλληλες σωληνώσεις στο επόμενο, και πιο κρίσιμο, στάδιο επεξεργασίας. Εκείνο του τελικού διαχωρισμού του λαδιού. Χρησιμοποιούνται γι’ αυτό φυγοκεντρικοί διαχωριστήρες άλλου τύπου. Οι φυγοκεντρικές μηχανές που ανακαλύφτηκαν από τον σουηδό de Laval (από τον οποίο πήραν το όνομα τους) και χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά για την αποβουτύρωση του γάλακτος. Ο φυτικός χυμός εισέρχεται συνεχώς, χωρίς διακοπή, στην μηχανή. Οι εσωτερικοί της δίσκοι, οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από κατακόρυφο άξονα με μια ταχύτητα περιστροφής 6.000-7000 στροφών, ξεχωρίζουν το λάδι από τον υπόλοιπο φυτικό χυμό και χωρίς διακοπή εκρέουν από την μηχανή με διαφορετικές κατευθύνσεις.
( ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΓΙΑ ΟΛΟΥΣ )
Του Λουκά Αθανασέκου
Φυσικός, MSc «Φωτονική & Οπτοηλεκτρονικές διατάξεις»
Υποψ. Διδάκτορας τμημ. Επιστήμης των Υλικών, Παν. Πατρών
Ερωτήσεις: athanasekos@eie.gr
· Τι είναι η φυσική επιλογή που σχετίζεται με την θεωρία της εξέλιξης του Δαρβίνου;
Όλοι έχουμε ακούσει για τη θεωρία της εξέλιξης που διατύπωσε ο Κάρολος Δαρβίνος στο σύγγραμμα του « Η καταγωγή των ειδών» το 1859. Στο σύγγραμμα, λοιπόν αυτό γίνεται λόγος για τη λεγόμενη φυσική επιλογή. Η τελευταία είναι η διαδικασία με την οποία σε έναν πληθυσμό κυριαρχούν τα άτομα ( ζώα ή φυτά) που παρουσιάζουν βελτιωμένα χαρακτηριστικά, ενώ άτομα με λιγότερες ικανότητες προσαρμογής εξαφανίζονται. Λόγω του ότι τα χαρακτηριστικά καθορίζονται από τα γονίδια, σπουδαίο ρόλο στη φυσική επιλογή διαδραματίζει η κληρονομικότητα. Για να αναλύσουμε λίγο περισσότερο το θέμα της φυσικής επιλογής, ας πάρουμε το παράδειγμα ενός πληθυσμού ζώων, των οποίων ο αμυντικός μηχανισμός απέναντι σε επίδοξους εχθρούς είναι η παραλλαγή. Τα άτομα, λοιπόν, που αναπτύσσουν καλύτερη παραλλαγή θα είναι σε καλύτερη μοίρα σε σχέση με άλλα, τα οποία δυστυχώς θα γίνουν εύκολη λεία. Έτσι, σταδιακά, θα επιζήσουν μόνο τα «καλύτερα» από πλευράς κάλυψης , άτομα. Τα βελτιωμένα γονίδια που έχουν τα συγκεκριμένα άτομα, θα μεταβιβαστούν στις επόμενες γενιές, οπότε πλέον οι γενιές αυτές θα έχουν μόνιμες ιδιότητες παραλλαγής.
Από την άλλη πλευρά, οι εχθροί των ζώων αυτών θα «αναγκαστούν» να αναπτύξουν καλύτερη όραση, ώστε να μπορούν να διακρίνουν την τροφή τους. Έτσι, σιγά σιγά, με την πάροδο χρόνων – και συγκεκριμένα χιλιάδων χρόνων!- επέρχεται η εξέλιξη των διαφόρων έμβιων ειδών.
Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, όταν τα ψάρια βγήκαν από τη θάλασσα, άρχισαν να αναπτύσσουν πόδια για να περπατάνε ( που μέχρι τότε τους ήταν άχρηστα) και καθώς η τροφή πάνω στο έδαφος άρχισε να λιγοστεύει, άρχισαν να υψώνουν το κεφάλι τους προς τα πάνω για να βρουν καρπούς από τα δέντρα. Με την πάροδο εκατομμυρίων ετών, φτάσαμε στο σημερινό αποτέλεσμα. Η φύση απαιτεί να υπάρχει μια δυναμική ισορροπία. Έτσι όταν διαταράσσεται αυτή η ισορροπία , κινούνται κάποιοι μηχανισμοί αντιστάθμισης. Η πλήρης ανάλυση της θεωρίας, ομολογουμένως κάπως απλοϊκά δοσμένης εδώ, είναι πέρα από τις προθέσεις του άρθρου, αλλά παρουσιάζει ενδιαφέρον για περαιτέρω μελέτη.
· Ποια είναι η διαδικασία παραγωγής του λαδιού από τις ελιές στα ελαιοτριβεία;
Η Ελλάδα, όντας μεσογειακή χώρα, έχει μια παράδοση πολλών αιώνων στην καλλιέργεια της ελιάς. Οι περισσότεροι έχουμε βρεθεί στη συγκομιδή- το μάζεμα- των ελιών από τα δέντρα, μια γιορτή για όλη την οικογένεια. Πώς, όμως, παίρνουμε τελικά το λάδι από τις ελιές στα ελαιοτριβεία; Αν και φαντάζει μια εύκολη διαδικασία, εντούτοις η φυσική που «κρύβεται» πίσω του, είναι πολύ ενδιαφέρουσα.
Οι ελιές με οποιονδήποτε τρόπο και αν έχουν μαζευτεί περιέχουν φύλλα, ξένα σώματα, χώματα, πέτρες, ξύλα, κ.ά. γι αυτό μεταφέρονται σε μία μηχανή και με την χρήση πιεσμένου αέρα γίνεται η αποφύλλωση και η αφαίρεση κάθε ελαφρού αντικειμένου αναμιγμένου με τον καρπό. Το πλύσιμο του ελαιοκάρπου γίνεται σε πλυντήρια. Σ’ αυτά ο καρπός υποβάλλεται σε πλύση κάτω από την δύναμη του τρεχούμενου νερού το οποίο αναδεύει τις ελιές στέλνοντας τα βαριά σώματα στον πάτο της δεξαμενής και τα ελαφρά στην επιφάνεια απ’ όπου αποβάλλονται.
Οι πλυμένες ελιές μεταφέρονται με ιμάντα στο θρυπτήριο, που περιέχει ένα μηχανικό σπαστήρα ,το κύριο στάδιο της επεξεργασίας του λιοτριβιού.Στο θρυπτήριο γίνεται το σπάσιμο του καρπού και πλέον η ανάμικτη πολτοποιημένη ύλη που προκύπτει, η ελαιοζύμη αποτελείται από τα υγρά και στερεά συστατικά της ελιάς. Για να γίνει ο διαχωρισμός του λαδιού από την ελαιοζύμη που βγαίνει από το θρυπτήριο πρέπει αυτή να ομογενοποιηθεί και να γίνει πιο συνεκτική ώστε να επιτρέψει την μεγίστη εξαγωγή λαδιού. Αυτό γίνεται με ένα μηχάνημα που λέγεται μαλακτήρας. Πρόκειται για ένα θάλαμο σαν ημικυκλική σκάφη με διπλά τοιχώματα όπου ανάμεσα τους περνά ζεστό νερό για την ρύθμιση της θερμοκρασίας. Στο εσωτερικό του περιστρέφονται μια σειρά αναδευτήρων που ανακατεύουν συνεχώς την ελαιοζύμη. Η ελαιοζύμη δεν πρέπει να έρχεται σε επαφή με τον ατμοσφαιρικό αέρα γιατί έτσι χάνονται μια σειρά συστατικών από τα οποία εξαρτώνται το άρωμα, η οσμή και η γεύση του λαδιού. Όταν έχει πια επιτευχθεί η μάλαξη η ελαιοζύμη είναι έτοιμη για την φάση του διαχωρισμού των στερεών από τον φυτικό χυμό που περιέχει και το λάδι. Σήμερα ο διαχωρισμός του φυτικού χυμού από τον πυρήνα γίνεται με φυγοκεντρικές μηχανές οι οποίες εκμεταλλεύονται το διαφορετικό ειδικό βάρος που έχουν τα βασικά συστατικά της ελαιοζύμης: τα στερεά, το νερό και το λάδι. Οι μηχανές αυτές διαχωρίζουν και απομακρύνουν ξεχωριστά τον πυρήνα (λιοκόκκια) αρκετά στεγνό, το νερό και το λάδι μαζί με ένα ποσοστό νερού. Για τον τελικό διαχωρισμό το μίγμα φυτικού χυμού και λαδιού περνάει από έναν άλλο φυγοκεντρικό διαχωριστήρα. Τα φυτικά υγρά που προέρχονται από τον προηγούμενο διαχωριστήρα οδηγούνται με τις κατάλληλες σωληνώσεις στο επόμενο, και πιο κρίσιμο, στάδιο επεξεργασίας. Εκείνο του τελικού διαχωρισμού του λαδιού. Χρησιμοποιούνται γι’ αυτό φυγοκεντρικοί διαχωριστήρες άλλου τύπου. Οι φυγοκεντρικές μηχανές που ανακαλύφτηκαν από τον σουηδό de Laval (από τον οποίο πήραν το όνομα τους) και χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά για την αποβουτύρωση του γάλακτος. Ο φυτικός χυμός εισέρχεται συνεχώς, χωρίς διακοπή, στην μηχανή. Οι εσωτερικοί της δίσκοι, οι οποίοι περιστρέφονται γύρω από κατακόρυφο άξονα με μια ταχύτητα περιστροφής 6.000-7000 στροφών, ξεχωρίζουν το λάδι από τον υπόλοιπο φυτικό χυμό και χωρίς διακοπή εκρέουν από την μηχανή με διαφορετικές κατευθύνσεις.
· ΦΥΓΟΚΕΝΤΡΙΚΟΙ ΔΙΑΧΩΡΙΣΤΕΣ:
Όπως είδαμε, οι φυγοκεντρικοί διαχωριστές ( ή φυγοκεντριστές) είναι από τα πιο σημαντικά μηχανήματα στην διαδικασία εξαγωγής του λαδιού. Η αρχή λειτουργίας τους βασίζεται στη φυγόκεντρη δύναμη, η οποία εμφανίζεται όταν ένα σώμα περιστρέφεται με κάποια ταχύτητα. Συγκεκριμένα, είναι η δύναμη που φαίνεται να ωθεί το σώμα εκτός του κύκλου περιστροφής. Είναι γνωστό ότι ανάλογα με την μάζα που έχει ένα σώμα, θα εκτελέσει κυκλική κίνηση διαφορετικής ακτίνας τροχιάς. Έτσι, όταν έχουμε ένα μείγμα διαφορετικών υλικών ( όπως π.χ. χυμού, λαδιού και νερού) και τα αναγκάσουμε να εκτελέσουν κυκλική κίνηση, αυτά λόγω διαφορετικού βάρους το καθένα, θα διαγράψουν τροχιές διαφορετικών ακτίνων, κάνοντας εύκολο το διαχωρισμό τους. Αξίζει να σημειωθεί, ότι τέτοιου τύπου διαχωριστές χρησιμοποιούνται και σε άλλες περιπτώσεις, όπως σε γεωτρήσεις, που ειδικά στην αρχή μαζί με το νερό υπάρχουν και πολλά αιωρούμενα σωματίδια, όπως μικρά χαλίκια κλπ. Με τον τρόπο αυτό, καταφέρνουμε να «φιλτράρουμε» το νερό, χωρίς τη χρήση κάποιου φίλτρου!
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου