Polimer filmler için difüzyon hücresi tasarımı
Design of diffusion cell for polymer films
Yazar: SİNEM ORFA
Danışman: PROF. DR. MUZAFFER YAŞAR
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Proses ve Reaktör Tasarımı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Ambalaj materyalleri = Packaging materials

Özet:
Esnek ambalaj sektöründe son yıllarda değişen talepler ile daha iyi bariyer özelliklerine sahip ambalaj ürünlerine olan gereksinim artmıştır. Özellikle gıdaların ambalajlanmasında ambalaj malzemesi gıdayı dış etkenlere karşı korumakta, ışık, su buharı, oksijen geçişi gibi faktörlerin olumsuz etkilerini azaltmaktadır. Gıda ambalajlamada en çok kullanılan filmler PE filmler olup gazlara karşı düşük bariyer özellik gösterirler. Bu gazlar içinde oksijen, mikrobiyolojik, oksidatif ve enzimatik reaksiyonların başlamasına neden olduğu için kontrol edilmesi gereken en önemli bariyer parametresidir. Bu nedenle esnek ambalaj materyallerinin oksijen geçirgenlik değerlerinin bilinmesi ürün kalitesi ve raf ömrü açısından göz önünde bulundurulması gereken en önemli unsurlardandır.

Bu çalışmada difüzyon  hücresi tasarlanarak esnek ambalaj üretiminde kullanılan polimer filmlerin oksijen geçirgenlikleri termal iletkenlik dedektöre sahip gaz kromotografisinde  ölçülmüştür. Çalışmayı iki bölüme ayırmak mümkündür. Birinci bölümde genel bilgiler verildikten sonra diğer bölümlerde tasarım, yöntem ve analiz sonuçları verilmiştir.

Sanayide polimer filmlerin oksijen geçirgenlik ölçümü, genleşme ve basınç farkı prensibine dayanarak yapılmakta olup bu çalışmada konsantrasyon farkı yöntemine dayanarak termal iletkenlik dedektörüne (TCD) sahip gaz kromatografisi ile ölçümler yapılmıştır. 

Tasarlanan difüzyon hücresinden difüzlenen O2 gazı, gaz kromatografisi sonuçlarındaki pik alan ve yüksekliklerine göre değerlendirilmiştir. Sonuçlardaki oransal değişimler literatür ile uyumludur. Cihaz geliştirilebilir niteliktedir.

Abstract:
In packaging industry, the need for a better barrier packaging products has increased with changing demand in recent years. Food packaging material protects against external influences, and reduces the negative effects of factors such as oxygen, light, water vapor migration. Plastics which are used in food packaging are low barrier films against gases. Oxygen causes many microbiological, oxidative, enzymatic, chemical reactions so oxygen is the most important barrier parameter that must be checked. Therefore, knowing oxygen permeability values for flexible packaging materials in terms of product quality and shelf life are the most important elements to consider.

In this study, the oxygen permeability cell was designed and the oxygen permeability of polymer films was determined by thermal conductivity detector. Analytical technique was developed for the interpretation of the data collected. The study was seperated in two parts. In the first part general informations were discussed then where in the second part the analysis of polymer films were detailed. 

Measurement of oxygen permeability of polymer films is made on the basis of the principle of expansion and the pressure difference in the industry. In this study, analysis was done on the base of concentration gradient by gas chromatography with thermal conductivity detector (TCD).

The amount of O2 gase were evaluated according to the peak area and height of gas chromatography results. Results are consistent with literature. The device can be improved.