Farklı parametreler altında alüminyum malzemelere sert eloksal kaplama uygulamalarının gıdaya uygunluğunun incelenmesi
Investigation of the food contact suitibility of hard anodizing applications on aluminum materials under different parameters
- Tez No: 1016072
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET BAĞCI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekanik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Alüminyum ve alüminyum ala¸sımları, dü¸sük yo˘gunlukları, yüksek ısıl iletkenlikleri ve iyi ¸sekillendirilebilirlikleri nedeniyle gıda ile temas eden mutfak ekipmanları, üretim hatları ve ambalaj malzemelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak alüminyum yüzeylerin gıdalarla temas etmesi durumunda, yüzeyden gıdaya metal iyonu geçi¸si (migrasyon) meydana gelebilmekte ve bu durum insan sa˘glı˘gı açısından önemli riskler olu¸sturabilmektedir. Bu nedenle, gıda ile temas eden alüminyum yüzeylerde metal migrasyonunun sınırlandırılması, hem endüstriyel uygulamalar hem de gıda güvenli˘gi mevzuatları açısından kritik bir ara¸stırma konusu haline gelmi¸stir. Bu tez çalı¸smasında, farklı alüminyum ala¸sımlarına uygulanan sert eloksal kaplama parametrelerinin, gıda ile temas sonrası alüminyum migrasyonu üzerindeki etkilerinin deneysel olarak incelenmesi amaçlanmı¸stır. Çalı¸sma kapsamında AA 5083, AA 6061 ve AA 7075 alüminyum ala¸sımları kullanılmı¸s; bu ala¸sımlara farklı voltaj, sıcaklık ve süre kombinasyonları altında sert eloksal kaplama i¸slemleri uygulanmı¸stır. Kaplama i¸slemleri, sülfürik asit ve oksalik asit esaslı elektrolit kullanılarak dü¸sük sıcaklık ko¸sullarında gerçekle ¸stirilmi¸s ve toplamda dört farklı deney grubu altında on iki farklı kaplama varyasyonu elde edilmi¸stir. Kaplama sonrası numuneler, gıda teması deneylerinde kullanılmak üzere yüksek sıcaklıkta hazırlanmı¸s karamel ile temas ettirilmi¸stir. Karamel, ¸sekerli ve yapı¸skan yapısı, yüksek sıcaklıkta kullanım senaryolarını temsil etmesi ve metal iyonlarıyla etkile¸sim potansiyelinin yüksek olması nedeniyle gıda modeli olarak seçilmi¸stir. Kaplanmı¸s alüminyum numuneler, 80 °C'nin üzerinde ısıtılmı¸s karamel ile üç gün süreyle temas ettirilmi¸s ve bu süre sonunda gıdaya geçen alüminyum miktarları analiz edilmi¸stir. Alüminyum migrasyonunun tayini, TS EN 17264 standardına uygun olarak ICPMS (˙Indüktif E¸sle¸smi¸s Plazma-Kütle Spektrometresi) yöntemi ile gerçekle¸stirilmi¸stir. Numuneler mikrodalga destekli asit sindirimi sonrasında analiz edilmi¸s ve sonuçlar mg/kg cinsinden raporlanmı¸stır. Elde edilen bulgular, sert eloksal kaplama parametrelerinin alüminyum migrasyonu üzerinde belirgin bir etkiye sahip oldu˘gunu göstermi¸stir. Özellikle dü¸sük sıcaklık, yüksek voltaj ve uzun süre kombinasyonunun, gözenek yapısını daha kompakt hale getirerek alüminyum migrasyonunu önemli ölçüde azalttı˘gı tespit edilmi¸stir. AA 7075 ala¸sımında uygun parametreler altında migrasyon de˘gerlerinin tespit edilebilir en dü¸sük de˘gerin altına indi˘gi gözlemlenmi¸stir. Sonuç olarak bu çalı¸sma, sert eloksal kaplama parametrelerinin optimize edilmesiyle gıda ile temas eden alüminyum yüzeylerde metal migrasyonunun etkin bir ¸sekilde sınırlandırılabilece ˘gini ortaya koymu¸stur. Elde edilen sonuçların, gıda güvenli˘gi açısından alüminyum malzemelerin daha güvenli kullanımına ve endüstriyel kaplama proseslerinin optimizasyonuna katkı sa˘glayaca˘gı de˘gerlendirilmektedir.
Özet (Çeviri)
Aluminum and aluminum alloys are widely used in food-contact applications such as kitchen utensils, processing equipment, and packaging materials due to their low density, high thermal conductivity, and good formability. However, when aluminum surfaces come into contact with food, metal ion migration from the surface into the food may occur, posing potential risks to human health. Therefore, reducing aluminum migration from food-contact surfaces has become an important research topic in terms of food safety and regulatory compliance. In this study, the effects of hard anodizing parameters applied to different aluminum alloys on aluminum migration after food contact were experimentally investigated. AA 5083, AA 6061, and AA 7075 aluminum alloys were used, and hard anodizing processes were carried out under various voltage, temperature, and time conditions. Sulfuric acid–based electrolytes with oxalic acid addition were employed under low-temperature conditions, resulting in four experimental groups and twelve different anodizing variations. After anodizing, the samples were subjected to food contact tests using caramel as the food model. Caramel was selected due to its high sugar content, adhesive and viscous nature, and its ability to represent severe food-contact conditions at elevated temperatures. The anodized aluminum samples were brought into contact with caramel heated above 80 °C for three days. Aluminum migration levels were determined using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) in accordance with TS EN 17264. Samples were digested using microwave-assisted acid digestion prior to analysis. The results revealed that hard anodizing parameters significantly affect aluminum migration behavior. Low temperature, high voltage, and long anodizing time conditions resulted in more compact oxide layers and significantly reduced aluminum migration. Under optimized conditions, aluminum migration from AA 7075 alloy was found to be below the detectable limit. In conclusion, this study demonstrates that optimizing hard anodizing parameters can effectively minimize aluminum migration from food-contact aluminum surfaces. The findings are expected to contribute to safer use of aluminum materials in food applications and to the optimization of industrial anodizing processes.
Benzer Tezler
- Determining mechanical properties of coated nanoporous Al-Cu structures by using molecular dynamics simulations
Moleküler dinamik simülasyonu ile nanoboşluklu ve kaplama yapılan nanoboşluklu Al-Cu yapıların mekanik özelliklerinin belirlenmesi
ESRA İÇER
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- CoCrFeNiAlx (x=0.2; 0.6; 1.0; 1.5) yüksek entropili alaşım sistemlerin mekanik alaşımlamasının optimizasyonu ve B4C takviyesinin spark plazma sinterleme prosesine etkisinin araştırılması
Optimization of mechanical alloying of CoCrFeNiAlx (x=0.2; 0.6; 1.0; 1.5) high entropy alloy systems and investigation the effect of B4C addition on spark plasma sintering process
YUSUF BARAN ÇİÇEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
- Production of copper - silicon carbide composites for thermal management applications by electroforming process
Termal yönetim uygulamalarında kullanılmak üzere bakır - silisyum karbür kompozitinin elektroşekillendirme yöntemi ile üretimi
BURAK EVREN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA KAMİL ÜRGEN
- Titanyum kaynağı ve mekanik özellikler üzerine etkisinin incelenmesi
Titanium welding and investigation of effect on mechanical properties
MURAT SÖNMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Gedik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ POLAT TOPUZ
- Mekanik alaşımlama yöntemleri ile üretilmiş Al15Si2,5Cu0,5Mg matriksli ve CeO2, Y2O3, La2O3 pekiştiricili kompozitlerin geliştirilmesi ve karakterizasyonu
Development and characterization of Al15Si2,5Cu0,5Mg matriksli ve CeO2, Y2O3, La2O3 reinforced composites synthesized by mechanical alloying
EMRE TEKOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA LUTFİ ÖVEÇOĞLU