Kahve yan ürünlerinden yenilebilir film üretimi
Edible film production from coffee-by products
Yazar: MİRAY TUNÇ
Danışman: DOÇ. DR. NURCAN TUĞRUL
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Günümüzde proses atıkları ciddi bir seviyeye ulaşmıştır. Bu atıkları tekrardan değerlendirerek hem atıkları minimize etmek hem de ekonomiye kazandırmak önem arz etmektedir. Kahve, dünyada en çok üretimi ve tüketimi olan ikinci maddedir. Bu doğrultuda kahveyi kavurma işlemi sırasında ayrılan kahve çekirdeği zarı biyobazlı bir atıktır ve fazlaca miktarda oluşmaktadır. İçerdiği bileşenlerden lignoselülozik ve selülozik malzemeler açısından oldukça zengin ve değerlendirilebilir bir yan üründür. Bu çalışmada değerli bileşenlere sahip kahve çekirdeği zarından ekstrakte edilen lignin kullanılarak fonksiyonel ve ambalajlamaya yeni bir bakış açısı getiren yenilebilir film elde edilmiştir. Çalışmada yenilebilir film, kahve çekirdeği zarından lignin ekstraksiyonu ve lignin ve yardımcı maddeler kullanılarak yenilebilir film üretimi olmak üzere iki basamaktan oluşur. Yenilebilir film eldesinde Kosta Rika ve Kenya olmak üzere iki farklı çeşit kahve çekirdeği zarından elde edilmiş lignin; jel ve yağ olarak aloe vera jeli, tarçın yağı ve anason yağı; plastikleştirici olarak 0,5 ve 1 gram oranlarında gliserol, sorbitol ve polietilen glikol ve su kullanılarak 30 set film elde edilmiştir. Elde edilen yenilebilir filmlerin nem içeriği tayini, şişme indeksi ve su buharı geçirgenliği hızı tayinleri yapılmıştır. Karakterize etmek amacıyla ise FTIR analizi uygulanmıştır. Sonuç olarak, görsel ve yapısal olarak oluşan filmler incelendiğinde gliserolün plastikleştirici olarak kullanıldığı filmlerin en iyi sonucu verdiği görülmüştür ve en iyi sonuç Kenya-Tarçın Yağı-1 gram Gliserol kombinasyonu ile elde edilmiştir. Çalışmada kullanılan yöntem
olarak atıkları değerlendirerek potansiyel bir ambalaj malzemesi olan yenilebilir film üretimi uygun bir yöntem olmuştur.

Anahtar Kelimeler: Kahve çekirdeği zarı, yenilebilir film, lignin, plastikleştirici

Abstract:
Nowadays, process wastes have reached a serious level. By re-utilization of these wastes, it is important to both minimize the waste and contribute it to the economy. Coffee is the second most produced and consumed substance in the world. In this direction, coffee silverskin separated during the roasting process is a bio-based waste and is formed in large quantities. It is a very rich and utilizable by-product in terms of lignocellulosic and cellulosic materials from the components it contains. In this study, an edible film that brings a new perspective to packaging was obtained by using lignin extracted from the coffee silverskin. In the study, edible film consists of two steps: lignin extraction from coffee silverskin and edible film production using lignin and auxiliary substances. In the production of edible film, lignin obtained from two different types of coffee silverskin, Costa Rica and Kenya. Aloe vera, cinnamon and anise oil used as oil; glycerol, sorbitol and polyethylene glycol vary in 0,5 g and 1 g used as plasticizers. These substances mixed with water and 30 sets of films were obtained. Moisture content, swelling index and water vapor permeability rate of the obtained edible films were analysed. FTIR analysis was applied to characterize the products. Consequently, when the visually and structurally formed films were examined, it was seen that the films in which glycerol was used as a plasticizer gave the best results and the best result was obtained with the combination of Kenya-Cinnamon Oil-1 gram Glycerol. By re-utilizing the wastes as the method used in the study has been a suitable method to produce edible film which is a potential packaging material.

Keywords: Coffee silverskin, edible film, lignin, plasticizer