Taze meyve ve sebzelerin raf ömrünü uzatmaya yönelik aype ambalajların geliştirilmesi
Developing composite ldpe packages for increasing the shelf lives of fresh fruit and vegetables
Yazar: TOLGA GÖKKURT
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN ÜNAL
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metal Eğitimi Ana Bilim Dalı / Malzeme Eğitimi Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Gıda Mühendisliği = Food Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Ambalajlama = Packaging ; Gıda ambalajı = Food packaging

Özet:
Bu doktora tez çalışmasında; ambalajlama sektöründe yaygın bir kullanıma sahip alçak yoğunluklu polietilen (AYPE) esaslı gıda ambalajlarına, zeolit minerallerinin eklenmesiyle yüksek etilen/karbondioksit adsorpsiyon özellikleri ile uygun gaz geçirgenlik özelliklerinin kazandırılması planlanmıştır. Bunun yanında gümüş iyonları ile antimikrobiyel özelliklerin, glikol mono oleat gibi yüzey aktif katkı maddeleri ile de buğu önleyici özelliklerin kazandırılması hedeflenmiştir.Bu hedef doğrultusunda; zeolit mineralleri, glikol mono oleat gibi yüzey aktif katkılar ve gümüş iyonları içeren antimikrobiyel katkılar, çift vidalı ekstrüder ile katkı masterbatchleri formunda üretilmiştir. Şişirme film süreçlerinde, üretilen bu katkı masterbatchlerinin, farklı oranlarda kullanılması ile de 260x370 mm ebatlarındaki ambalaj filmleri üretilmiştir.Üretilen kompozit yapılı ambalajların, içerisinde muhafaza edilen ürünler üzerindeki etkilerini incelemek için raf ömrü analizleri gerçekleştirilmiştir. Raf ömrü analizlerinde; ambalajlar içerisinde muz, çilek gibi ürünler muhafaza edilmiş ve ortamdaki gaz değişimleri ile ürün özellikleri periyodik olarak takip edilmiştir. Bu analizler neticesinde; ambalaj yapısına eklenen ağırlıkça %4 oranında modifiye edilmiş doğal zeolit mineralleri sayesinde ortamdaki etilen ve karbondioksit gazlarının %90 gibi yüksek oranlarda adsorbe edildiği belirlenmiştir. Ayrıca gaz geçirgenlik testleri; ambalajların oksijen geçirgenlik değerlerinin %47, karbondioksit geçirgenlik değerlerinin ise %82'e varan oranlarda arttığını göstermektedir. Bunun yanında; yapıya eklenen ağırlıkça %6 oranında Sorbitan Monolorat esaslı yüzey aktif katkı maddeleri ile %1 oranında zeolit esaslı gümüş iyonları sayesinde üstün buğu önleyici özellikler ile %98.703 gibi yüksek bir antimikrobiyel etkinlik elde edilmiştir. Ambalajlar içerisinde muhafaza edilen ürünlerin raf ömürlerinin ise ürün tipine bağlı olarak 2 ile 4 kat arasında değişen oranlarda arttırılabildiği belirlenmiştir.Raf ömrü analizlerinin yanında, kompozit yapılı ambalajların fiziksel ve kimyasal özelliklerini tespit etmek için diferansiyel taramalı kalorimetre, termogravimetrik analizler, taramalı elektron mikroskobu ile mekanik analiz yöntemleri kullanılmıştır. Bu analizlerde; AYPE içerisine eklenen katkıların, homojen bir şekilde dağıldığı, çekme mukavemeti gibi mekanik özellikleri değiştirmediği, termal bozunma sıcaklıklarını arttırmakla birlikte kristalizasyon ve ergime sıcaklıklarında büyük bir etkiye sahip olmadığı tespit edilmiştir.

Abstract:
In this dissertation study, it is planned to give high ethylene/carbondioxide adsorption properties and suitable gas permeability properties by adding zeolite minerals to low density polyethylene (LDPE) based food packages which have widely use in packaging industry. Furthermore, it is also aimed to give antimicrobial properties by silver ions and anti-fogging properties by surfactants like glycol mono oleate. In line with this purpose; zeolite minerals were produced in additive masterbatch forms by surfactant additives like glycol mono oleate and antimicrobial additives including silver ions and twin-screw extruder. Packaging films with the dimensions of 260x370 mm were produced by adding these additive masterbatches with different concentrations to blown film processes.Shelf life analyses were performed in order to analyze the effect of composite packages on the products preserved inside them. In shelf life analyses, products like banana and strawberry were stored in the packages and gas changes in the environment and product properties were followed periodically. As a consequence of these analyses; it was determined that ethylene and carbondioxide gases in the environment were adsorbed by such a high level, 90% by adding modified natural zeolite minerals to package structure with 4%wt. Besides; gas permeability tests showed that oxygen and carbondioxide permeability values increased by up to 47% and 82% respectively. Moreover; superior anti-fogging properties and high antimicrobial effectiveness like 98.703% were obtained by surfactants based on Sorbitan Monolorat as 6%wt. and zeolite based silver ions as 1%wt. added to the structure respectively. It was determined that, shelf lives of the products stored inside the packages can be increased by different ratios between two to four times according to product types. Besides shelf life analyses, differential scanning calorimetry, thermo gravimetric analyses, scanning electron microscopy and mechanical analyses techniques were used in order to determine the physical and chemical properties of composite packages. In these analyses; it was determined that additives added to LDPE were dispersed homogenously, don?t change the mechanical properties such as tensile strength, don?t have a big effect on the crystallization and melting temperatures even if they increase the thermal degradation temperatures.