Metal katkılı silika aerojellerin üretimi, karakterizasyonu ve adsorpsiyon performansının gıda endüstrisinde değerlendirilmesi
Evaluation of the production, characterization and adsorption performance of metal doped silica aerogels in the food industry
- Tez No: 797679
- Danışmanlar: PROF. DR. SEVİL YÜCEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyomühendislik, Gıda Mühendisliği, Kimya, Bioengineering, Food Engineering, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyomühendislik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Biyomühendislik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 164
Özet
Doğal kaynakların hızla tükendiği bir dönemde aynı zamanda atık üretiminin de artıyor olması gelecek için büyük bir sorun teşkil etmektedir. Atıkların ana üretim kollarında değerlendirilmesi ekonomik ve çevresel açıdan çok önemlidir. Pirinç dünyada en çok tüketilen gıda maddeleri arasındadır ve kabuğunun enerji üretilmesi amacıyla yakılması esnasında bertarafı oldukça zor olan pirinç kabuğu külü açığa çıkar. Pirinç kabuğu külünde amorf halde bulunan silika, alkali ekstraksiyon yöntemi ile sodyum silikat çözeltisi haline getirilerek bu tez çalışması kapsamında katma değeri yüksek bir malzeme olan silika aerojellerin üretimi için kullanıldı. Bu tez çalışmasında, silika kaynağı pirinç kabuğu külü sodyum silikat çözeltisi ve ticari sodyum silikat çözeltisi (cam suyu) olan silika aerojel, kalsiyum silika aerojel, alüminyum silika aerojel üretilerek gıda katkı maddesi olarak kullanımları model gıda içinde test edildi. Gıda katkı maddesi olarak en yüksek yüzey alanı ve su buharı adsorpsiyon kapasitesine sahip aerojellerin üretilebilmesi için Yanıt Yüzey Metodolojisi Box-Behnken istatistiksel metodu kullanıldı, varyans analizi (ANOVA) yapıldı. En iyi yanıtlara sahip silika aerojelleri üretmek için seçilen parametreler; kalsiyum veya alüminyum katkısı kullanılarak hazırlanan silika aerojeller için reaksiyon süresi, yaşlanma sıcaklığı ve silisyum/katkı mol oranı ve silika aerojeller için silisyum/sodyum mol oranı, asit miktarı ve yaşlanma sıcaklığıdır. Çalışma kapsamında üretilen numunelerin karakterizasyonları N2 desorpsiyon-adsorpsiyon yöntemi, otomatik gaz piknometresi, indüktif olarak eşleşmiş plazma optik emisyon spektrometresi (ICP-OES), partikül boyut analizi, Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR) kullanılarak gerçekleştirildi. ANOVA analizi sonuçlarına göre üretilen optimize ürünlerin, sindirim sistemi modellemesi yapılarak numunelerin yapay vücut sıvılarına teması sonrası çözünme miktarı belirlendi. HEK-293 ve Caco-2 hücre hatları kullanılarak MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) hücre canlılık testi ve Laktat Dehidrogenaz (LDH) testi uygulanarak in vitro sitotoksisite çalışmaları gerçekleştirildi. In vivo akut sistemik toksisite analizleri fareler üzerinde gerçekleştirildi.
Özet (Çeviri)
In a period when natural resources are rapidly depleted, the increase in waste production at the same time poses a major problem for the future. Evaluation of waste in the main production lines is very important from an economic and environmental point of view. Rice is among the most consumed foodstuffs in the world, and rice husk ash, which is very difficult to dispose of, is released during burning of husk to produce energy. Amorphous silica in rice husk ash was converted into sodium silicate solution by alkali extraction method and used to produce silica aerogels, which is a high value-added material. In this thesis, silica aerogel, calcium silica aerogel, aluminum silica aerogel was produced using rice husk ash and commercial sodium silicate solution as silica sources, and their use as food additives in model food was tested. The Response Surface Methodology Box-Behnken statistical method was used, and analysis of variance (ANOVA) was performed to produce aerogels with the highest surface area and water vapor adsorption capacity as food additives. The parameters chosen to produce silica aerogels with the best responses; reaction time, aging temperature and silicium/additive molar ratio for silica aerogels prepared using calcium or aluminum additives; silicium/sodium molar ratio, acid content and aging temperature for silica aerogels. The characterizations of the samples produced were performed using N2 desorption-adsorption method, automatic gas pycnometer, inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), particle size analyzer, Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR). The digestive system modeling of the optimized products was performed and the amount of dissolution after contact of the samples with artificial body fluids was determined. In vitro cytotoxicity studies were performed by applying MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) cell viability test and Lactate Dehydrogenase (LDH) test using HEK-293 and Caco-2 cell lines. In vivo acute systemic toxicity analyzes were performed on mice.
Benzer Tezler
- Sodyum iyon pillere üç boyutlu yenilikçi yaklaşımlar
Innovative three-dimensional approaches to sodium-ion batteries
SIDIKA YILDIRIM GÜLTEKİN
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATEM AKBULUT
- Mezogözenekli metal katkılı silika aerojel üretimi ve kanola yağının saflaştırılmasında kullanımı
Production of metal doped mesoporous silica aerogel and using of canola oil purification
TÜLAY MERVE TEMEL
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİL YÜCEL
DR. PINAR TERZİOĞLU
- Tepki yüzey metodu ile fındık yağından bazı safsızlıkların silika aerojel ile adsorpsiyonunun optimizasyonu
Optimization of hazelnut oil impurities with silica aerojel by response surface methodology
PAZILAITI YASHENG
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
BiyomühendislikYıldız Teknik ÜniversitesiBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVİL YÜCEL
- Investigation of the chemical composition of the lower layer tropospheric aerosolsin the Eastern Mediterranean region: Implications regarding sources and long range transport
Doğu Akdeniz bölgesi aşağı troposferik parçacıkların kimyasal yapısının incelenmesi: Kaynaklara göre yorumlar ve uzun menzilli taşınım
MUSTAFA KOÇAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Su ÜrünleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiSu Ürünleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NİLGÜN NEZİHE KUBİLAY
- Metal katkılı silika katalizörler kullanılarak selülozun levülinik asite dönüştürülmesi
Conversion of cellulose to levulinic acid using metal-doped silica catalysts
SARAH FADHIL ABDULLAH AL-MALIKI
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİT LEVENT HOŞGÜN