Polipropilen, nişasta ve polilaktik asit polimer karışımlarından çevreci kompozit gıda filmlerinin geliştirilmesi
Development of environmental composite food films from polypropylene, starch and polylactic acid polymer blends
Yazar: MÜGE GÜZEY
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ADNAN FATİH DAĞDELEN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖMER YUNUS GÜMÜŞ
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering

Özet:
Atık artışı, dünya genelinde birçok bölgede ciddi bir çevre sorunu olarak kabul edilmektedir. Atık artışında; nüfus artışı, tüketim alışkanlıkları, teknolojik ilerleme ve insan davranışları ana nedenleri olarak bilinmektedir. Atık artışı, ekonomik ve sosyal bazı sonuçlara neden olmaktadır. Çevreye olan en önemli olumsuz etkileri arasında iklim değişikliği, su ve toprak kirliliği gelmektedir. Atık yönetimi ve geri kazanım önlemlerini almak, atık oluşumunu azaltmak ve çevre üzerindeki etkileri en aza indirmek için oldukça önemlidir. Atık miktarındaki artış sonucu karşılaşılan zorluklar "atık yönetimi yaklaşımını" sürdürülebilir şekilde zorunlu duruma getirmektedir. Atıklarda en büyük artış olan sektörlerden biri de ambalaj sektörüdür. Günümüzde ambalaj endüstrisi petrol kaynaklı sentetik polimerleri kullanmaktadır. Uzun yıllardır ambalaj üretiminde plastikler hafif, dayanıklı, esnek ve ucuz oldukları için kullanımı artarak devam etmektedir. Tüm atıklar gibi plastik atıkları da Dünya'da küresel bir sorun haline gelmiştir. Ambalaj sektöründe yenilenebilir ve sürdürebilir doğal kaynaklardan yapılan biyobozunur ve kompostlanabilir ambalajların geliştirilmesi yönelik çalışmalar aratarak devam etmektedir. 
Biyobozunur ve kompostlanabilir ambalajların geliştirilmesinde doğal biyopolimerler (nişasta, zein, jelatin, kitosan gibi), sentetik biyopolimerler (PLA gibi) ve diğer biyopolimerler kullanılmaktadır. Bunlar içerisinde nişasta ve PLA yenilenebilir ve biyolojik olarak parçalanabilen polimer malzemeler içinde en çok kullanılan biyopolimerlerdir.
Bu tez çalışmasında gıda ambalaj sektöründe yaygın olarak kullanılan petrol türevi bir polimer olan polipropilen (PP) içerisine biyobozunur polimerlerden PLA ve termoplastik nişasta (TPN) ilavesiyle üretilen biyobozunurluğu yüksek gıda ambalaj filmlerinin üretilmesi ve özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bunun için PP içerisine farklı  miktarlarda PLA ve TPN ilave edilerek ekstruderda karıştırılıp film haline getirilmiştir. Filmlerde kalınlık, mekanik, suya karşı davranış, optik, bariyer, migrasyon, yapı tayini ve termal analizler yapılmıştır. 
Analizler sonucunda filmlerin kalınlıkları 0,13-0,95 mm, kopma kuvveti (KK) 3,60-24,88 MPa arasında, kopma uzaması (KU) %3,54-8,97 arasında, patlama kuvveti (PK) 9,97-41,87 N arasında, Patlama uzaması (PU) 2,45-18,71 mm arasında, Su buharı geçirgenliği (SBG) 0-6,62 g/m2.h.kPa arasında, L* değerleri 65,7-91,3, a* değerleri -0,44 ile -1,28 arasında, b* değerleri 3,30-13,82 arasında, ∆E değerleri 0,86-28,62 arasında, Opaklık değerleri 0,52-4,28 arasında, toplam migrasyon değerleri LOD ile 50,4 mg/dm2 arasında saptanmıştır.

Abstract:
Waste growth is recognized as a serious environmental problem in many regions around the world. In the increase of waste; population growth, consumption habits, technological progress and human behavior are known as the main causes. The increase in waste causes some economic and social consequences. Climate change, water and soil pollution are among the most important negative effects on the environment. It is very important to take waste management and recovery measures, to reduce waste generation and to minimize the effects on the environment. The difficulties encountered as a result of the increase in the amount of waste make the "waste management approach" mandatory in a sustainable way. One of the sectors with the largest increase in waste is the packaging sector. Today, the packaging industry uses petroleum-derived synthetic polymers. Since plastics are light, durable, flexible and inexpensive in packaging production for many years, their use continues to increase. Like all wastes, plastic waste has become a global problem in the world. In the packaging sector, studies on the development of biodegradable and compostable packaging made from renewable and sustainable natural resources continue.
Natural biopolymers (such as starch, zein, gelatin, chitosan), synthetic biopolymers (such as PLA) and other biopolymers are used in the development of biodegradable and compostable packaging. Among these, starch and PLA are the most widely used biopolymers among renewable and biodegradable polymer materials.
In this thesis, it is aimed to produce and examine the properties of highly biodegradable food packaging films produced by adding PLA and thermoplastic starch (TPN), which are biodegradable polymers, into polypropylene (PP), a petroleum-derived polymer widely used in the food packaging industry. For this, different amounts of PLA and TPN were added to the PP and mixed in the extruder and turned into a film. Thickness, mechanical, water behavior, optical, barrier, migration, structure determination and thermal analyzes were performed on the films.
Analysis results, thickness of the films 0.13-0.95 mm, tensile strength between 3.60-24.88 MPa, elongation at break between 3.54-8.97%, puncture force 9.97-41.87 N, puncture elongation between 2.45-18.71 mm, water vapor permeability is between 0-6.62 g/m2.h.kPa, L* values 65.7-91.3, a* values between -0.44 and -1.28, b* values between 3.30-13.82, ∆E values between 0.86-28.62, transparency values 0.52-4.28, overall migration values are between LOD and 50.4 mg/dm2.