PCL ve montmorillonit/organo montmorillonit'den elde edilen kompozit malzemelerin gıda ambalajı için değerlendirilmesi
Evaluation of composite materials obtained from PCL and montmorillonite / organo montmorillonite for food packaging
- Tez No: 611103
- Danışmanlar: PROF. DR. NURDAN SARAÇOĞLU, ÖĞR. GÖR. MÜJGAN OKUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 113
Özet
Bu çalışmanın amacı; geleneksel sentetik ambalaj malzemelerine alternatif olacak biyobozunur ambalaj malzemesi üretmektir. Bu amaçla polikaprolakton (PCL), montmorillonit, sitrik asit ve limon kabuğu tozu içeren filmler çözelti döküm yöntemiyle hazırlanmış ve bu filmlerin mekanik, fiziksel, yapısal, antimikrobiyal ve antifungal özellikleri incelenmiştir. Çalışmada kullanılan montmorillonit kili, setil trimetil amonyum bromür (CTAB) katyonik yüzey aktif maddesi ile modifiye edilmiş ve kompozit malzeme sentezinde hem modifiye edilmemiş (MMT) hem de modifiye edilmiş (OMMT) kil kullanılmıştır. İlk aşamada, PCL ve kil içeren filmlerin yapısal özellikleri Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), X-ışını kırınımı (XRD) analizi, Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve Termogravimetrik analiz (TGA) ile, mekanik özellikleri çekme-kopma ve sertlik testi ile, fiziksel özellikleri kalınlık ve renk ölçümü ile incelenmiştir. Ayrıca hazırlanan filmlerin antimikrobiyal ve antifungal özellikleri de test edilmiştir. Çekme kopma testinde saf PCL filminin % uzama (% 479,05 ± 12,99) değeri, MMT ve OMMT killerinin eklenmesi ile doğru orantılı olarak azalış göstermiştir. Buna karşılık PCL'ye farklı oranlarda (% 0,5, % 1, % 3) OMMT eklenmesi ile gerilme dayanımı saf PCL filmine göre artış gösterirken, MMT ilavesi ile gerilme dayanımında azalış gözlenmiştir. Yanısıra PCL matrisine MMT/OMMT eklenmesi kompozitin sertliğinde artışa neden olmuştur. XRD analizinde kilin organo modifiye edilmesi ile kilin tabakalar arası mesafesi 15,39 nm'den 18,72 nm'ye artmıştır. Termogravimetrik analiz (TGA) ile, kil ilavesinin PCL'nin maksimum bozunma sıcaklığını düşürdüğü tespit edilmiştir. PCL'nin maksimum bozunma sıcaklığının (411,2 °C), MMT ilavesi ile 323,51°C' ye; OMMT ilavesi ile 377,05 °C' ye kadar azalmıştır. Kilin modifikasyonu, MMT' nin termal dayanımını arttırıcı yönde etki etmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında limon kabuğu ve sitrik asit % 0,5 ve % 1 oranında, PCL ve kil içeren filmlere eklenerek bu filmlerin antimikrobiyal etkisi araştırılmıştır. Limon kabuğu herhangi bir ön işlem görmeden doğrudan filmlere eklenmiştir. Antimikrobiyal analizlerde Staphylococcus aureus ve Escherichia coli bakterileri kullanılmıştır. Limon kabuğu ve sitrik asitin eklendiği PCL/MMT filmlerde herhangi bir inhibisyon etkisi gözlenmezken, OMMT içeren filmler inhibisyon etkisi göstermiştir. Hazırlanan filmler ile gerçekleştirilen antifungal testlerde ambalajlanan ekmeklerin 40 gün boyunca bozulmadığı görülmüştür. Bu çalışmada hazırlanan PCL/OMMT filmlerin ambalaj malzemesi olarak uygulamalarda kullanım avantajı sağlayacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
The aim of this study; to produce biodegradable packaging materials which will be an alternative to traditional synthetic packaging materials. For this purpose, films containing polycaprolactone (PCL), montmorillonite, citric acid and lemon peel powder were prepared by solution casting method and the mechanical, physical, structural, antimicrobial and antifungal properties of these films were examined. Montmorillonite clay used in the study was modified with cetyl trimethyl ammonium bromide (CTAB) cationic surfactant and both unmodified (MMT) and modified (OMMT) clay were used in composite material synthesis. In the first stage, structural properties of PCL and clay containing films were analyzed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD) analysis, Scanning electron microscope (SEM) and Thermogravimetric analysis (TGA), and mechanical properties were determined by tensile and hardness test, physical properties were examined by thickness and color measurement. The antimicrobial and antifungal properties of the films were also tested. In the tensile test, % elongation (479,05 ± 12,99 %) of the pure PCL film decreased in direct proportion with the addition of MMT and OMMT clays. On the other hand, tensile strength increased by adding OMMT to PCL at different ratios (0,5 %, 1 %, 3 %) compared to pure PCL film, while tensile strength decreased with MMT addition. In addition, the addition of MMT / OMMT to the PCL matrix caused an increase in the hardness of the composite. In the XRD analysis, the organo modification of the clay increased the distance between the layers from 15,39 nm to 18,72 nm. By thermogravimetric analysis (TGA), it was determined that the addition of clay reduced the maximum decomposition temperature of PCL. The maximum decomposition temperature of PCL (411,2 °C) was decreased to 323,51 °C by addition of MMT; with the addition of OMMT, it decrease to 377,05 °C. The modification of the clay has an effect on increasing the thermal resistance of MMT. In the second stage of the study, 0,5 % and 1 % lemon peel and citric acid were added to the films containing PCL and clay to investigate the antimicrobial effect of these films. Lemon peel was added directly to the films without any pretreatment. Staphylococcus aureus and Escherichia coli bacteriums were used for antimicrobial analysis. While no inhibition effect was observed in PCL / MMT films with lemon peel and citric acid added, films containing OMMT showed inhibition effect. Antifungal tests performed with the prepared films showed that the packaged bread did not deteriorate for 40 days. It is thought that PCL / OMMT films prepared in this study will provide an advantage in applications as packaging material.
Benzer Tezler
- Biopolyester synthesis by enzymatic catalysis and development of nanohybrid systems
Enzimatik kataliz yoluyla biyopoliester sentezi ve nanohibrit sistemlerin geliştirilmesi
MEDİHA HALE ÖZTÜRK DÜŞKÜNKORUR
Doktora
İngilizce
2012
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LUC AVEROUS
PROF. DR. YÜKSEL GÜVENİLİR
- Modifiye nanokillerin biyobozunur gıda ambalajlarında kullanımı
The use of modified nanoclays into the biodegradable food films
KEREM İLASLAN
Doktora
Türkçe
2022
Gıda MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FATİH TÖRNÜK
DOÇ. DR. MUHAMMED ZEKİ DURAK
- Biyobozunur polimer hibrit nanoliflerinin elektroeğirme yöntemiyle hazırlanması
Preparation of biodegradable polymer hybrid nanofibers by electrospinning method
FATMA MERVE ABAYT
- Immobilization of lipase on an inorganic support material and polycaprolactone synthesis
Lipazın inorganik taşıyıcıda immobilizasyonu ve polikaprolakton sentezi
CANSU ÜLKER
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATOŞ YÜKSEL GÜVENİLİR
- Biyopolimerler ile Biyokompozit Ambalajların Hazırlanması ve Karakterizasyonu
Preparation and Characterization of Biocomposite Packaging with Biopolymers
CEREN ALPASLAN GÜLER
Doktora
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SENNUR DENİZ