Atık kılların çevre dostu ambalaj üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması
An investigation on the uses of hair waste in the production of environmentally friendly packaging materials
Yazar: GULZİNAT YELDİYAR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SELİME MENTEŞ ÇOLAK
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Deri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Deri Mühendisliği = Leather Engineering ; Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering
Dizin: Ambalaj materyalleri = Packaging materials ; Atıklar = Wastes ; Biyolojik parçalanma = Biodegradation ; Deri endüstrisi = Leather industry ; Jelatin = Gelatin ; Keratinler = Keratins ; Kompostlama = Composting ; Kıl = Hair ; Kıl keçisi = Hair goat ; Plastik film = Plastic film

Özet:
Bu tezde deri sanayinde açığa çıkan atık kılların değerlendirilmesi amacıyla kılı oluşturan keratin proteinin biyolojik olarak parçalanabilir çevre dostu ambalaj üretiminde kullanılabilirliği araştırılmıştır.Kıl giderme işleminde badana yöntemi ile elde edilen keçi kılı sodyum hidroksit (NaOH) ve hidrojen peroksit (H2O2) ile yükseltgenerek hidrolize edilmiştir. Elde edilen proteinin yapısal değişimi Fourier transform-kızıl ötesi spektroskopisi (FT-IR), erime sıcaklığı (Te) ise Diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ile belirlenmiştir. Keratin ve jelatin farklı oranlarda gliserol ile karıştırılarak esnek filmler elde edilmiş ve elde edilen biyoplastik malzemelerin fiziksel özellikleri ve kompostlanabilirliği incelenmiştir.NaOH ve H2O2 ile hidrolizi esnasında keçi kılı 6 saat içerisinde tamamıyla çözünmüştür. FT-IR sonuçları elde edilen keratin hidrolizatının ß-tabaka yapısında ve sülfoksit grupları olduğunu doğrulamıştır. DSC ile keratin hidrolizatının erime sıcaklığının 160.26oC olduğu belirlenmiştir. Keratin-jelatin filmlerinde keratin hidrolizatı içeriğinin artması ile kalınlık, çekme mukavemeti ve hava geçirgenliğinin arttığı, % uzama ve % çözünür madde miktarının azaldığı belirlenmiştir. Filmlerin kompostlanabilirliği değerlendirilmesinde keratin-jelatin filmleri üç gün içerisinde kalıntı bırakmadan toprağa karıştığı gözlemlenmiştir. Bu araştırmada elde edilen sonuçlara göre atık kıllardan elde edilen keratin hidrolizatının çevre dostu ambalaj üretiminde ana madde olarak kullanımından ziyade biyolojik olarak parçalanabilirliği sağlayan katkı maddesi olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
In this thesis, the use of keratin protein constituting hair in the production of biodegradable eco-friendly packaging has been investigated with the purpose of estimating hair waste in the leather industry.The goat hair obtained by the painting method in hair removal process is oxidised and hidrolysed with sodium hydroxide (NaOH) and hydrogen peroxide (H2O2). The chemical structure of the protein is determined by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) while the melting temperature (Tm) by Differential Scanning Calorimetry (DSC). The flexible films are obtained by blending keratin and gelatin with glycerol in different proportions, and the physical properties and compostability of bioplastic materials are determined.The goat hair hydrolyzed with NaOH and H2O2 was dissolved completely within six hours. The FT-IR results have confirmed that keratin hydrolysate in ß-sheet structure and has sulfoxide groups. The melting temperature of the keratin hydrolysate was 160.26oC. There have been determined increased thickness, % elongation, % soluble substance, and decreased air permeability as the result of incresing the contents of the keratin hydrolysate in the keratin and gelatin films. It has been observed that the keratin and gelatin films in the estimation of the film compostability mixed with the soil within three days without remnant. In this study, according to the results obtained it has been inferred that keratin hydrolysate obtained from the hair waste can be used as an additive substance which encourages the biodegradation rather than as the main substance in the production of eco-friendly packaging.