Atık ceviz kabuklarından subkritik su ortamında hidrokömür sentezi ve kozmetik alanında kullanımı
Hydrochar synthesis from waste walnut shells in subcritical water medium and its use in cosmetics
- Tez No: 886498
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ERDAL YABALAK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Mersin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fen Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 78
Özet
Bu tez çalışmasında, atık ceviz kabuklarından subkritik su ortamında, hidrotermal karbonizasyon (HTK) yöntemi ile sentezlenen hidrokömürlerin (HK) kozmetik ürünlerinde kullanımı incelenmiştir. Yüksek katma değeri olan bir malzeme haline getirerek çevresel sürdürülebilirliğe katkı sağlaması hedeflenen HK'nın kozmetik ürünlerdeki fiziksel ve mikrobiyal etkilerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. HTK yöntemi çevre dostyu bir yöntem olup düşük sıcaklık ve yüksek basınç altında suyun çözücü ve reaktant olarak kullanılmasıyla gerçekleştirilmektedir. Çalışma kapsamında, farklı oranlarda atık ceviz kabuklarından elde edilen hidrokömürlerden (CHK) içeren temizleme jeli ve sabun numuneleri formüle edilmiştir. Bu numunelerin mikrobiyal aktivitesi geniş çapta test edilmiş olup, etkinlik mekanizması kullanılan HK'e bağlı olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, CHK'lerin yüksek gözeneklilik ve geniş yüzey alanı gibi özelliklere sahip yapılarından ve farklı biyoaktif özelliklere sahip bileşikler içermesinden yararlanılarak kozmetik ürünlerde kir, yağ ve yabancı maddelerin emilmesindeki portansiyeli değerlendirilmiştir. Bu kapsamda CHK'ların ayrıntılı FTIR ve GC-MS analizleri yapılarak, başta mikrobiyal aktivite olmak üzere kozmetik ürün için uygulanan pH, viskozite, stabilite, köpük ve nem içeriği testlerinde elde edilen bulgular CHK'lerinin yüzey ve yapı ve içerdiği kimyasal bileşikler üzerinden değerlendirilmiştir. GC-MS analizinde CHK ekstraktında 49 kimyasal bileşik tespişt edilmiş olup bu bileşiklerin üretilen kozmetik ürünlere potansiyel etkileri değerlendirilmiştir. Mikrobiyal sayım testleri, ürünlerin mikrobiyal güvenliğini değerlendirmek için gerçekleştirilmiş ve CHK içeren numunelerin daha düşük mikrobiyal yük taşıdığı tespit edilmiştir. Özellikle, %0.5 oranında CHK içeren numunenin, yüz temizleme jeli ve sabun numunelerini 3 ay boyunca oda sıcaklığında bakteri ve mantar gelişimine karşı koruduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca, köpük testi ile ürünlerin temizleme etkinliği değerlendirilmiştir. Sonuçlar, CHK içeren numunelerin köpük oluşturma kapasitesinin, CHK içermeyen numunelere göre daha yüksek olduğunu göstermiştir. Bu durum, hidrokömürün köpük stabilitesini artırıcı etkisine atfedilmiştir. Ayrıca, mikrobiyal zorluk testi (preservatif etkinlik testi) gerçekleştirilmiştir. Bu testlerde, Escherichia coli ve Staphylococcus aureus gibi mikroorganizmalara karşı ürünlerin etkinliği incelenmiştir. CHK içeren numuneler, CHK ve koruyucu madde içermeyen numunelerle karşılaştırıldığında, CHK içeren numunelerin bu patojenlere karşı daha yüksek direnç gösterdiği bulunmuştur. CHK içeren numunelerde, CHK oranı arttıkça mikrobiyal büyümenin azaldığı gözlemlenmiştir. Özellikle %0.75 oranında CHK içeren numunelerin, koruyucu kimyasal içeren numunelere benzer bir koruyucu etki sağladığı tespit edilmiştir. Nem içeriği belirleme testi, CHK'nın sabun numunelerindeki nem oranını düşürdüğünü ortaya koymuştur. CHK içeren numunelerdeki nem oranı, CHK içermeyen numunelere kıyasla daha düşük bulunmuştur. Bu durum, CHK'nın nemi emme kapasitesiyle açıklanabilir. CHK, yüksek yüzey alanı ve poroz yapısı sayesinde nemi emerek sabunun genel nem içeriğini azaltmıştır. Sonuç olarak, hidrokömürün kozmetik ürünlerde kullanımı, ürünlerin fiziksel özelliklerini ve stabilitesini iyileştirirken, çevresel sürdürülebilirliğe de katkı sağlamaktadır. Bu çalışma, hem atık yönetimi hem de kozmetik sektörü için önemli bulgular sunmakta olup, gelecekteki araştırmalar için temel bir referans niteliğindedir.
Özet (Çeviri)
In this thesis study, the use of hydrochars (HC) synthesized from waste walnut shells in subcritical water medium by hydrothermal carbonization (HTC) method in cosmetic products was investigated. It was aimed to evaluate the physical and microbial effects of HC, which is aimed to contribute to environmental sustainability by turning it into a high value-added material, in cosmetic products. HTC method is an environmentally friendly method and is carried out by using water as solvent and reactant under low temperature and high pressure. Within the scope of the study, cleaning gel and soap samples containing hydrochars (WHC) obtained from waste walnut shells in different proportions were formulated. The microbial activity of these samples was tested extensively and the mechanism of activity was evaluated depending on the HC used. In addition, the potential of WHCs in absorbing dirt, oil and foreign substances in cosmetic products was evaluated by utilizing their structures with properties such as high porosity and large surface area and compounds with different bioactive properties. In this context, detailed FTIR and GC-MS analyses of CHKs were performed, and the findings obtained from the pH, viscosity, stability, foam and moisture content tests applied to the cosmetic product, especially microbial activity, were evaluated based on the surface and structure of the CHKs and the chemical compounds they contain. In the GC-MS analysis, 49 chemical compounds were detected in the WHC extract and the potential effects of these compounds on the produced cosmetic products were evaluated. Microbial count tests were performed to evaluate the microbial safety of the products and it was determined that the samples containing WHCs had lower microbial loads. In particular, it was observed that the sample containing 0.5% WHC protected the facial cleansing gel and soap samples against bacterial and fungal growth for 3 months at room temperature. In addition, the cleaning efficiency of the products was evaluated with the foam test. The results showed that the foaming capacity of samples containing WHC was higher than samples without WHC. This was attributed to the foam stability enhancing effect of hydrochar. In addition, microbial challenge test (preservative activity test) was performed. In these tests, the effectiveness of the products against microorganisms such as Escherichia coli and Staphylococcus aureus was investigated. When samples containing WHC were compared with samples without WHC and preservatives, it was found that samples containing WHC showed higher resistance against these pathogens. In samples containing WHC, it was observed that microbial growth decreased as the WHC ratio increased. It was found that samples containing 0.75% WHC in particular provided a similar preservative effect to samples containing preservatives. Moisture content determination test revealed that WHC reduced the moisture content in soap samples. The moisture content in samples containing WHC was found to be lower compared to samples without WHC. This situation can be explained by the moisture absorption capacity of WHC. WHC reduced the overall moisture content of the soap by absorbing moisture due to its high surface area and porous structure. As a result, the use of hydrochar in cosmetic products improves the physical properties and stability of the products, while also contributing to environmental sustainability. This study provides important findings for both waste management and the cosmetics industry, and is a basic reference for future research.
Benzer Tezler
- Juglans regia L. yeşil kabuklarından elde edilen farklı ekstraktların boyar madde olarak kullanımlarının araştırılması
Determination of the uses of different extracts from Juglans regia L. green shells as dyeing agents
ALANUR İLGAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyolojiMuş Alparslan ÜniversitesiBiyoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDAT BOZARI
- Ceviz kabuğunun boya yapımında kullanılabilirliği: Atık değerlendirme çalışması
Use of walnut shell to produce dye: A reuse study
RUHSAR ARABACIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Çevre MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NESLİHAN DOĞAN SAĞLAMTİMUR
- Applicability of a hybrid advanced oxidation system to agricultural wastewaters: Wet air oxidation and microbial fuel cell methods
Tarımsal atık sulara bir hibrit ileri oksidasyon sisteminin uygulanabilirliği: Islak hava oksidasyonu ve mikrobiyal yakıt hücresi yöntemleri
GİZEM CİVAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYDA ATALAY
- Using biomaterials in architectural design: Exploring the upcycling potential of nutshells to be used as an elastomer material in floating floor system
Mimari tasarımda biyomateryallerin kullanımı: Ceviz kabuklarının yüzer döşeme sisteminde elastomer malzeme olarak kullanılarak ileri dönüşüm potansiyelinin araştırılması
ELİF DENİZ HABERAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
MimarlıkBaşkent ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYSU SAGUN KENTEL
- Azo dye degradation by advanced oxidation methods using metal impregnated organic waste catalyst and comparatively biological oxidation
Azo boyar maddelerin organik atık üzerinde metal emdirilmiş bir katalizör kullanılarak ileri oksidasyon yöntemleriyle ve karşılaştırmalı olarak biyolojik oksidasyon ile giderimi
BURCU PALAS
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Kimya MühendisliğiEge ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYDA ATALAY