Atıklardan nişasta eldesi, karboksimetil nişasta sentezi, karakterizasyonu ve kullanım alanlarının araştırılması
Synthesis, characterization and application of carboxymethyl starch obtained from waste
Yazar: SÜMEYYE AKARSU
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA DOLAZ ; YRD. DOÇ. DR. YAKUP CUCİ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Potansiyel atık maddelerin ülkemizde kullanımı endüstride rekabete, teknolojiye, araştırmaya ve geliştirmeye ilginin artmasını sağlayacaktır. Artan nüfus ve teknolojik gelişmeler sonucunda ham maddeler azalmakta ve yenilenebilir enerjiye ihtiyaç artmaktadır. Bunların sonucu olarak düşük maliyetli, biyolojik olarak dönüşebilen ve toksik olmayan biyomalzemeler ve modifiye biyomalzemeler endüstriyel uygulamalarda talep görmektedir. Bunların arasında, karboksimetil nişasta (CMS) en önemlilerinden biridir. Biyolojik olarak dönüşebilen, toksik olmayan bir polimer olan CMS'nin tekstilde haşıllamada, petrol, farmasötik, kozmetik, gıda ve çevre gibi endüstriyel alanlarda kullanımı yaygındır. Bu çalışmada atık patates nişastasından karboksimetil patates nişastası (CMPS) sentezlenmiş ve tekstilde haşıllamada kullanımı araştırılmıştır. Patates nişastası, soyma, dilimleme ve yıkama suyundan ayırılarak elde edilmiştir. Karboksimetilleme işleminden önce patates nişastası H2O2 ve NaOH ile belli sıcaklıkta ağartılmıştır. Karboksimetilleme reaksiyonunda öncelikle, nişasta izopropil alkolde sodyum hidroksit ile alkalize edilmiştir. Sonra monokloroasetik asit ile eterleşme reaksiyonu gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen CMPS nötralize edilerek süzülmüş ve metanol ile yıkanmıştır. Elde edilen CMPS'lerin yapıları ATR-FT-IR, XRD, 13C- ve 1H-NMR spektroskopisi ile aydınlatılarak DS değerleri, viskoziteleri, yüzey morfolojileri ve termal kararlılıkları incelenmiştir. Ayrıca tekstil fabrikalarında kullanılan farklı numaralara sahip % 100 pamuk iplikler haşıllanmıştır. Haşıllanan ipliklerin kopma mukavemeti ve kopma uzaması haşıllanmamış ipliklere göre kıyaslanmıştır.

Abstract:
Using the potential of raw materials in our country, to increase our competitiveness in the industry, should be given great importance to technological, research and development activities. Increasing population and technological developments have resulted reduction of the raw materials and growing need for renewable energy sources. As a result of this, the increase in demand for biomaterials and modified biomaterials for various industrial applications in recent times is caused by their qualities such as low cost, biocompatibility, biodegradability and non-toxicity. Among these materials, carboxymethyl starch (CMS) is one of the most important starch ether derivatives. CMS is a biodegradable and non-toxic natural polymer. It has popular applications in the sizing, oil drilling industry, pharmaceutics, cosmetics, nutrients, pesticides, foodstuff, environmental and capsulation of cell. The purpose of this work is to synthesize CMS samples from waste potato. Waste potato starch is obtained from potato chips production while slicing, peeling and cleaning water. Before carboxymethylation waste potato purified with H2O2 and NaOH at desired temperature. Potato starch, IPA and sodium hydroxide were added in into a flask with a mechanical stirrer. The reaction was continued by adding monochloro acetic acid (MCA). The sample was neutralized, filtrated and washed a few times with methanol. CMS was characterized by FT-IR, 1H-, 13C-NMR and X-ray diffraction. The samples were evaluated using DS, viscosity, SEM and thermal analyses. Also, 100% cotton yarns with different numbers were obtained from textile factories and sized in the laboratory. Tensile strength and elongation at break tests were conducted.