Gıda paketleme uygulamalarında kullanılan bopet filmin ısıl yapışma optimizasyonu
Heat sealing optimization of bopet film used in food packaging applications
Yazar: ÇAĞRI TIKILOĞLU
Danışman: PROF. DR. EMRAH ÖZAHİ
Gaziantep Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Ürün Geliştirme ve Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Cevap yüzey yöntemi = Response surface methodology ; Film kaplama = Film coating ; Gıda ambalajı = Food packaging ; Yapışma performansı = Adhesion performance ; İstatistiksel deney tasarımı = Statistical experimental design

Özet:
Bu çalışmada gıda paketleme uygulamalarında kullanılan ısıl işlemle yapışabilir yüzey kaplamalı çift yönlü gerdirilmiş PET filmin yapışma kuvvetine etki eden parametreler incelenmiş ve deney tasarım yöntemleri kullanılarak optimizasyonu yapılmıştır. Isıl yapışma deneylerinde; çene sıcaklığı, çene bekleme süresi ve çene basma kuvvetinin ısıl yapışma kuvveti üzerindeki etkileri Cevap Yüzeyi Yöntemlerinden (RSM) birisi olan Merkezi Kompozit Tasarım (CCD) kullanılarak matematiksel model haline getirilmiştir. Isıl yapışma kuvvetinin modellenmesinden sonra optimizasyon çalışması ve indirgenmiş model çalışması yapılmıştır. Isıl yapışma kuvveti için oluşturulan model ve indirgenmiş modelin deney sonuçları %95 güven aralığında tahmini değerlerle ile karşılaştırılmıştır. Karmaşık bir süreç olan ısıl yapışma kuvvetinin modellenmesinde CCD yönteminin etkili bir yöntem olduğu gösterilmiştir. Isıl yapışma parametrelerinin ısıl yapışma kuvveti üzerindeki etkisini incelemek için 5 farklı yapıştırma sıcaklığı (100°C- 190°C), 5 farklı basma kuvveti değeri (150N- 600N) ve 5 farklı bekleme süresi (0,5sn- 4sn) işlem kombinasyonları ile incelenmiştir. Kaplamalı BOPET filmin ısıl yapışma kuvvetinin proses parametre değerlerine bağlı olarak değişikliklerini içeren sistematik denemeler yapılarak modellenmiş ve optimize edilmiştir.

Abstract:
In this study, the parameters that are effective on the seal strength of the heat-sealable coated biaxially oriented PET film for food packaging applications were examined and optimization of these parameters was performed using statistical experimental design methods. In seal strength experiments, the effects on jaw temperature, dwell time, and sealing force on the seal strength were investigated and described with mathematical models by using Central Composite Design (CCD) which is one of the Response Surface Methods (RSM). Additionally, optimization and reduced model of these parameters were carried out. Experimental results of the model created for seal strength and the reduced model were compared to the predicted values in the confidence interval at % 95. Due to the experimental results being found to be very close to predicted values, it can be said that CCD is a useful method for parameter modeling in seal strength. In order to examine the effect of the thermal bonding parameters on the seal strength, a total of 5 different heat-sealing jaw temperatures (100°C - 190°C), 5 different pressure values (150N - 600N) and 5 different pressing times (0.5s - 4s) heating operations were performed during the combinations of the processes. Heat seal characteristics of coated sealable BOPET film has been modeled and optimized using systematic set of trials involving changes in key parameters temperature, pressure, and dwell time.