Geri Dön

Modelıng plastıc, cellulosıc based packagıng and comparıson of theır performances

Plastik, selülozik esasli ambalajlarin modellenmesi ve performanslarinin karşilaştirilmasi

PDF İndir

  1. Tez No: 931522
  2. Yazar: EREN BARUTÇUOĞLU
  3. Danışmanlar: PROF. DR. HALE KARAKAŞ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, Textile and Textile Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yenilikçi Teknik Tekstiller Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 103

Özet

Bir ürünün son kullanıcıya ulaşmasında önemli bir yere sahip olan ambalaj, artan nüfus ve tüketimle birlikte sürdürülebilirlik ve geri dönüşüm kavramlarının her geçen gün önem kazandığı bir sektör haline gelmektedir. Üstelik birçok ülke mevcut ambalaj içerik yönetmeliklerini detaylandırarak atık yönetimlerini daha çevreci hale getirmek için çalışmaktadır.Plastik kullanımının azaltılması açısından özellikle polistiren grubu plastiklere ciddi yasaklar getirilmeye başlanmıştır.Bu çalışma, nonwoven plaztozoid (LDPE-4) ve EPS (PS-6) hammadde tabanlı ambalaj tasarımı, kalıplı selülozik hammadde (PAP21) tabanlı ambalaj tasarımı, bal peteği (PAP21) tabanlı ambalaj tasarımı, PS6, LDPE4, PP, PAP20, PAP21 hammaddeleri içeren ambalaj tasarımlarının, pişirme cihazlarının ambalajında kullanıldığında performans açısından uygunluk sorusuna yanıt aramaktadır. Bu amacı gerçekleştirmek için, farklı hammaddelerin mekanik davranışları, çevre şartlarına uyumluluğu ve ürün ile tasarımsal bütünlükleri araştırılarak tasarımlar oluşturuldu. Tasarımlar oluşturulurken referans model üzerinden detaylandırmalara gidilmiş olup, konteyner yükleme adetlerinde herhangi bir azalmaya sebep olmaması adına limit değer paket ölçüleri belirlendi. Referans modelin üzerinden akan istif yükünün, aktarılma şekline göre yeni tasarımlarda yük taşıma bölgeleri modellendi. Ürünün kablo, fiş, ızgara, kitapçık, cezvelik, wok adaptörü gibi ek parçalarının sabitlenmesi veya hareketlerinin güvenli olacak şekilde kısıtlanması sağlandı. Ardından, model tasarımları bal peteği tabanlı tasarımlar CNC makineleri ile işlenerek ve selülozik tabanlı tasarımlar ile karton kalıpları yapılmak suretiyle ilk baskıları alındı. İlk baskılar ile yapılan mekanik testlerin sonuçları, literatürden elde edilen veriler ile değerlendirilmiş olup tasarımın geliştirilmesi ve kullanımı için önerilerde bulunulmuştur. Ambalaj test standartlarına göre, statik yük kullanılarak istifleme testleri, düşürme yoluyla dikey darbe testi, sıkıştırma test cihazı kullanılarak sıkıştırma testleri, sabit düşük frekansta titreşim testleri, yatay darbe testleri, test için koşullandırma, farklı tasarımlar üzerinde değerlendirildi.Ürünlerin ağırlık verilerine göre istif yükünün hesaplanmasıyla test sonrasında çökme değerleri hesaplandı. Yine ürün ağırlıklarına göre düşürme yükseklikleri belirlenerek test gerçekleştirildi. Nakliye esnasında karşılaşılacak hareketlilik için titreşim testi gerçekleştirildi. Eğik düzlem çarpma testleri ile belirli hızlardaki yanal darbe dayanımları gözlemlendi. Değişken ortam koşullarının tropikal, normal, kutup bölgelerine göre ambalajın kozmetik ve mekanik davranışı gözlemlendi. Dokumasız kumaş (PP), plastozoid (LDPE-4) ve EPS (PS-6) hammadde bazlı ambalaj tasarımı, kalıplanmış selülozik hammadde (PAP21) bazlı ambalaj tasarımı, bal peteği (PAP21) bazlı ambalaj tasarımının önemli olumlu ve olumsuz yanları olup, tasarımlar üzerinde maksimum çökme, düşme yükseklikleri, darbe yüzeyi, titreşim etkileri, su yoğuşması, maliyet etkisi, konteyner yüklemeleri, üründe kozmetik hasar vb. deneyler ve hesaplamalar gerçekleştirilmiş ve sonuçlar analiz edilmiştir. Delinmeye karşı mekanik direnç, dokunmamış PP kumaşın seri üretimde kullanılmasının denenebilir olduğunu gösterdi. Kalıplanmış selülozik esaslı tasarım, mekanik testlerde özellikle çökme testi ve iklimlendirme performansında referans modelden ortalama %30 daha iyi performans gösterdi. Artan yüzey alanı ile yükün yayılarak taşınması ambalajın performansını iyileştirmiştir. Düşme yüksekliği ve artan darbe hızına göre ambalajın absorbe ettiği enerjinin artması ve yükün ürünle temas yüzeyinden aktarıldığı duvarlarda çatlakların oluşması bu çalışmada da benzer şekilde gözlemlenmiştir. Ayrıca yükün dengeli bir şekilde taşınması ve ambalajın çatlamasının en aza indirilmesi için desteklenen yüzey sayısı artırılıp ve kademeli bir tasarım yapılarak ürüne sarılır gibi yakın çalışıldı. Petek panel bazlı tasarım performanslarında, ızgaralı ocak modellerine kıyasla ürünlerin düz yüzeyli olması ve katmanlı düz yüzey alanları yükün yarattığı basıncı yaklaşık %50 oranında azaltmıştır. Kalıplı selülozik viyol tasarımda yan duvar sayısının artırılması yük taşımayı artırırken, petek panelde yüzey alanının artırılması fayda sağlamaktadır. Literatür araştırmasında olduğu gibi çekirdek yapının taşıdığı yük fazla olduğunda yanal darbelerde akordeon etkisi yaparak petek panelin yastıklaması azalmaktadır. Ayrıca çok katmanlı ve tek katmanlı yapıların taşıma kapasitesi hakkında genelleme yapılamayacağı örnek çalışmalarda doğrulanmıştır. Kontrollü çökme durumlarında özellikle düşük yüksekliğe sahip petek panellerin performansı beklendiği gibi yüksek çıkmıştır. Ürün ve numune testlerinden elde edilen sonuçlar ile petek panelin örgü çapları arttığında, artan örgü çapları özellikle kenar bölgelerde patlayan hücre bütünlüğü nedeniyle tasarım boşlukları oluşturmuştur. Bu da ambalajın yanal testlerdeki performansını olumsuz etkilemiştir. Ayrıca yanal boşluklar ambalajda kozmetik kırışmalara sebep olmuştur. Referans model tasarım 3 farklı temel tasarımda yeterli performansı ile öne çıkarken, kozmetik hasarın önlenmesinde nonwoven PP kumaşların kullanımı etkili olmuştur. Petek panel temelli tasarım ürün montajı sırasında çoklu parça içermesi sebebiyle fazla uğraş gerektirmiş ve montaj karmaşası yaratmıştır. Düşürme testinde yükü yüzey alanına yayan ağ yapısı sebebiyle çoklu tekrarlarda daha güvenilir bir seçenektir. Büyük petek panel parçalarının düzgün istifleme ile saklanabilmesi kolay iken küçük parçalarda fire oranı artmıştır. İstif yükü altında nem koşulları ile birlikte ürün yüzeyinde kozmetik çizik önleme için ek tedbir gerektirmiştir. Kalıplı selülozik viyol ambalajın montaj parçası azlığı ve ürün üzerine benzeyen özel şekli sebebiyle montajı petek panel temelli ambalaj tasarımına göre oldukça rahat gerçekleştirilmiştir. Düşürme testinde çoklu tekrarlarda yük taşıyıcı parçaların kök diplerinin yırtılması ve görece fazla hasarlandığı gözlemlenmiştir. Viyol ambalaj parçalarının istiflenme ile saklanması içerdiği istif dudakları ile oldukça rijit olup birim hacimde daha fazla ürün için ambalaj içermektedir. Benzer şekilde istif şartları altında nem koşullarının değişkenliği ile ürün yüzeyinde ek koruma kullanımını gerektirmiştir. Sonuç olarak, plastik temelli tasarım, petek panel temelli tasarım ve kalıplı selülozik temelli tasarımın çıktılarında kullanılan ürün çeşidine, ağırlığına, ek parçaları vb. etkenlere göre farklı öne çıkan çıktılar elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Packaging of a product has an important place in reaching the end user.In addition, with the increasing population and consumption, packaging is becoming a sector where the concepts of sustainability and recycling gain importance every single day. Moreover, many countries are working to make their waste management more environmentally by detailing their current packaging content regulations.In terms of reducing the use of plastic, serious bans have begun to be imposed on polystyrene group plastics in particular.This study seeks an answer to the question of whether non-woven plastozoid (LDPE-4) and EPS (PS-6) raw materials based packaging design, molded cellulosic raw material (PAP21) based packaging design, honeycomb (PAP21) based packaging design, including PS6, LDPE4, PP, PAP20, PAP21 raw materials, are suitable by using them in the packaging of cooking devices. To achieve the goal, the designs have been created by researching the mechanical behavior of different raw materials, their compatibility with environmental conditions, and their integration with the product and design integrity. Then, the model designs were first printed by machining the honeycomb-based designs with CNC machines and creating molds for cellulose-based designs and cardboard. The results of the mechanical tests conducted with the first prints have been evaluated against the data obtained from the literature, and recommendations have been made for the improvement and use of the design. According to packaging test standards, stacking tests using a static load , vertical impact test by dropping, compression and stacking tests using a compression tester, vibration tests at fixed low frequency, horizontal impact tests, conditioning for testing , different designs were evaluated. Non-woven fabric (PP), plastozoid (LDPE-4) and EPS (PS-6) raw materials based packaging design, molded cellulosic raw material (PAP21) based packaging design, honeycomb (PAP21) based packaging design have significant positive and negative sides. Maximum deviation, drop heights, impact surface, vibration effects, water condensation, cost effect, container loadings, cosmetic damage to the product etc. on the designs have been carried out and the results have been analyzed.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    637350

    Yüksek tuzluluk içeren turşu atıksularından fiziko-kimyasal yöntemlerle laktik asit geri kazanımı

    Lactic acid recovery from pickle wastewater containing high salty by physicochemical methods

    EZGİ AYIŞIĞI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2020

    Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. EMİNE ÇOKGÖR

    DOÇ. DR. DİĞDEM GÜVEN

  2. Tez No

    485240

    Modeling and experimental approaches in biomass pyrolysis: Artificial neural network application & guard-bed reactor integration

    Biyokütle pirolizinde modelleme ve deneysel yaklaşımlar: Yapay sinir ağları & guard reaktör uygulamaları

    ÖZGE MUTLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERDAR YAMAN

  3. Tez No

    170363

    Water vapour permeable edible membranes

    Su buharı geçiren yenilebilir membranlar

    DİDEM ALYANAK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2005

    Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. FUNDA TIHMINLIOĞLU

    PROF.DR. DEVRİM BALKÖSE

  4. Tez No

    521616

    Experimental investigation of the effect of temperature on friction pressure loss of polymeric drilling fluid through vertical concentric annulus

    Polimer bazlı sondaj sıvısının dikey eş merkezli halkasal ortamdaki akışı sırasında oluşan sürtünmeye bağlı basınç kaybına sıcaklığın etkisinin deneysel olarak incelenmesi

    KAZIM ONUR GÜRÇAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SERHAT AKIN

    DOÇ. DR. İSMAİL HAKKI GÜCÜYENER

  5. Tez No

    832215

    Refined material toughening and process modeling methodologies for additive manufacturing

    Eklemeli imalat için hassaslaştırılmış malzeme toklaştırma ve süreç modelleme metodolojileri

    ELHAM YOUSEFIMIAB

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Mekatronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ADNAN KEFAL

Geri Dön