Gıdalarda ambalaj olarak kullanılan petlerin biyoekonomik analizi
Bioeconomic analysis of pets used as packaging in foods
- Tez No: 970178
- Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN SAĞDIÇ, PROF. DR. OĞUZ KAAN ÖZDEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Metalurji Mühendisliği, Kimya Mühendisliği, Food Engineering, Metallurgical Engineering, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Plastik atıkların çevresel etkileri ve sürdürülebilirlik hedefleri doğrultusunda, polietilen tereftalat (PET) geri dönüşümü günümüzde büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasında, PET'in kimyasal geri dönüşüm yöntemlerinin (özellikle glikoliz ve hidroliz) teknik, çevresel ve ekonomik açıdan değerlendirilmesi yapılmış; süreç simülasyonları SuperPro Designer programı aracılığıyla gerçekleştirilmiş ve maliyet analizleri detaylı biçimde incelenmiştir. Gıda sektörüne uygunluk, bu çalışmanın odak noktalarından biri olmuştur. Kimyasal geri dönüşüm süreçleri sayesinde PET, tekrar monomer formuna dönüştürülerek yüksek saflıkta ürünler elde edilebilmekte ve bu ürünler gıda ile temas eden ambalaj malzemelerinde güvenle kullanılabilmektedir. Tez kapsamında iki farklı kimyasal geri dönüşüm yöntemi, – glikoliz ve hidroliz, – proses akış şemalarıyla modellenmiş, ekipman, enerji, hammadde gereksinimleri belirlenmiş ve her iki yöntem için yıllık işletme giderleri, sabit yatırım maliyetleri, net bugünkü değer (NPV), iç kârlılık oranı (IRR) ve minimum ürün satış fiyatı (MÜSF) gibi finansal göstergeler hesaplanmıştır. Ayrıca, her iki yöntemin hassaslık analizi yapılmış ve ekonomik olarak hangi koşullarda avantaj sağladığı belirlenmiştir. Gıda sektöründe kullanılan PET ambalajlarının geri dönüşümünde karşılaşılan mikroplastik oluşumu riski ve malzeme saflığı gibi sorunlara da tezde yer verilmiş; özellikle gıda ambalajları için uygunluğu onaylanmış yüksek saflıkta geri dönüştürülmüş PET (rPET) üretiminin gerekliliği vurgulanmıştır. Bu bağlamda Amerika Birleşik Devletleri Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) ve Avrupa Gıda Güvenliği Otoritesi (EFSA) gibi kurumların standartlarına uygunluk sağlayabilen yöntemlerin teknik açıdan uygulanabilirliği desteklenmiştir. Elde edilen bulgular, çevre dostu ve ekonomik açıdan uygulanabilir bir kimyasal geri dönüşüm sisteminin, hem atık yönetim stratejilerine katkı sağlayabileceğini hem de gıda sektöründe sürdürülebilir ambalaj çözümlerine temel oluşturabileceğini göstermektedir. Ayrıca, bu süreçlerin karbon ayak izi azaltımına, döngüsel ekonomi modeline katkılarına ve enerji verimliliğine olumlu etkileri de analizlerde açıkça ortaya konmuştur. Elde edilen bulgular, çevre dostu ve ekonomik açıdan uygulanabilir bir kimyasal geri dönüşüm sisteminin, hem atık yönetim stratejilerine katkı sağlayabileceğini hem de gıda sektöründe sürdürülebilir ambalaj çözümlerine temel oluşturabileceğini göstermektedir. Simülasyon sonuçlarına göre, glikoliz yöntemiyle yıllık yaklaşık 250 ton yüksek saflıkta rPET üretimi mümkün olurken, prosesin IRR %21,3, net bugünkü değeri NPV ise 1,26 milyon USD olarak hesaplanmıştır. Bu değerler, yatırımın ekonomik olarak uygulanabilirliğini ortaya koymaktadır. Ayrıca, her iki yöntemin karbon ayak izi değerlendirmesi sonucunda, mekanik geri dönüşüme kıyasla yaklaşık %35 daha düşük CO₂ eşdeğeri salımı sağladığı belirlenmiştir. Enerji verimliliği açısından da glikoliz prosesi, bir ton rPET üretimi başına %18 daha az enerji tüketimi ile öne çıkmaktadır. Bu bulgular, döngüsel ekonomi modeline somut katkı sağlayabilecek, aynı zamanda gıda ile temasa uygun yüksek kaliteli rPET üretiminin teknik ve ekonomik olarak mümkün olduğunu açıkça ortaya koymaktadır. Bu yönüyle tez, PET atıklarının gıda güvenliğiyle uyumlu, çevresel sürdürülebilirliği destekleyen ve ekonomik olarak uygulanabilir geri dönüşüm senaryoları çerçevesinde değerlendirilmesine önemli bir katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In line with global sustainability goals and increasing concerns over plastic waste, the recycling of polyethylene terephthalate (PET) has become a critical environmental and industrial priority. This thesis focuses on the techno-economic and environmental evaluation of chemical recycling methods for PET—specifically glycolysis and hydrolysis. Process simulations were conducted using SuperPro Designer software and detailed cost analyses were performed. A special emphasis was placed on the suitability of recycled rPET for applications in the food sector. Chemical recycling allows PET to be depolymerized back into its monomers, enabling the production of high-purity materials that are safe for food contact. In this study, both glycolysis and hydrolysis processes were modeled through process flow diagrams. Equipment requirements, energy consumption, raw material inputs, and economic outputs—including annual operating costs, fixed capital investments, NPV, IRR, and MÜSF were calculated for both methods. Sensitivity analyses were also conducted to determine the economic feasibility under varying scenarios. The study also addresses challenges such as microplastic generation and material purity in recycled PET, particularly for food-grade applications. It emphasizes the importance of producing high-purity rPET that complies with the standards of regulatory bodies such as the FDA and EFSA. The feasibility of these methods in producing safe and regulatory-compliant materials was evaluated. Findings suggest that an environmentally friendly and economically viable chemical recycling system can significantly contribute to sustainable waste management strategies and serve as a foundation for circular packaging solutions in the food industry. The environmental benefits, such as reductions in carbon footprint and fossil resource dependency, were also clearly demonstrated through comparative analysis. This thesis contributes to the assessment of PET waste through a sustainability focused framework that considers food safety, circular economy, and environmental performance as interdependent dimensions.
Benzer Tezler
- Türkiye'de satışa sunulan bazı gıdalarda ambalaj materyallerinden migrasyonun ölçülmesi
Measurement of migration from packaging materials into some foods launched in Turkey
ÜMİT ALTUNTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BERAAT ÖZÇELİK
- Bazı konserve gıdalarda bisfenol A miktarının ve halk sağlığı riskinin değerlendirilmesi
Evaluation of bisphenol A amount and public health risk in some canned foods
BURÇİN AĞDAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Besin Hijyeni ve TeknolojisiHatay Mustafa Kemal ÜniversitesiVeterinerlik Gıda Hijyeni ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEVDA PEHLİVANLAR ÖNEN
- Elektrodöndürme yöntemiyle elde edilen jelatin nanoliflerinin emülsiyonlarda stabilize edici olarak kullanılması
Using electrospun gelatin nanofibers as stabilizers in emulsions
NAGİHAN OKUTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FİLİZ ALTAY
- Determining effect of different pH ranges on the oxygen uptake capacity of gallic acid and designing active package for orange juice
Farklı pH ortamlarında gallik asitin oksijen tutma kapasitesinin belirlenmesi ve portakal suyu için aktif ambalaj tasarımı yapılması
DİDEM ÖZKAŞIKÇI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN
- 6.35 mikron kalınlığında alüminyum folyo üretim sisteminin geliştirilmesi ve know-how tecrübesinin elde edilmesi (san-tez projesi)
Development of 6.35 micron aluminum foil production system and obtaining the how to know experiment(san-thesis project)
KADİR ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine MühendisliğiNecmettin Erbakan ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AHMET CAN