Şeker pancarı posası selülozu kullanılarak üretilen karboksimetil selülozun (CMC) farklı modifikasyonlarının eldesi
Obtaining different modifications of carboxymethyl cellulose (CMC) produced using sugar beet pulp cellulose
- Tez No: 656058
- Danışmanlar: PROF. DR. MAHMUT DOĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Gıda Mühendisliği, Food Engineering
- Anahtar Kelimeler: Şeker Pancarı Posası, Selüloz, Karboksimetil Selüloz (CMC), Modifikasyon, Reoloji, Sugar Beet Pulp, Cellulose, Carboxymethyl Cellulose (CMC), Modification, Rheology
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Gıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Selüloz doğada en yaygın bulunan, doğal olarak oluşan bir glikoz polimeridir. Tatsız ve kokusuz olmakla birlikte suda ve yaygın pek çok organik çözücüde çözünmez. Kullanım alanını genişletmek ve dezavantajlarını avantaja çevirmek için selüloz türevleri üretilmektedir. En yaygın olarak bilinen selüloz türevi ise karboksimetil selülozdur (CMC). CMC, alkali selülozun karboksimetilasyonuyla elde edilmektedir ve pek çok farklı sektörde farklı amaçlarla kullanım alanına sahiptir. Bu tez çalışması kapsamında şeker pancarı posasından selüloz elde edilerek CMC üretiminde kullanılmıştır. CMC üretim prosesi yanıt yüzey yöntemi ile optimize edilmiştir. Optimizasyonda sübstitüsyon derecesi (DS) değeri yanıt olarak seçilmiştir. En yüksek DS değerinin elde edildiği 0.60 değeri optimum proses parametreleri; %10 NaOH konsantrasyonu, 1:1,8 SCA varlığı ve 70℃'de 360 dk karboksimetilasyon süresi olarak belirlenmiştir. Optimum CMC'nin özelliklerini iyileştirmek ve geliştirmek için de alkalizasyon öncesi ve nötralizasyon öncesi %5 ve %10 konsantrasyonlarında borax, saflaştırma sonrası ise %0.1 AgNO3 kullanılarak modifikasyonlar yapılmıştır. Optimum koşullarda üretilen CMC ve modifikasyonlarının özelliklerini karşılaştırmak için DS değeri analizi, suda çözünürlük özelliği, fizikokimyasal, yapısal, teknolojik ve reolojik analizler gerçekleştirilmiştir. Yapılan modifikasyonlarla DS değerinde herhangi bir iyileştirme gözlenmezken suda çözünürlük özelliği optimum CMC'de %88.28 iken, yapılan modifikasyonlarda %90.58-99.50 arasında hesaplanmıştır. Fizikokimyasal analizlerde optimum CMC ile yapılan modifikasyonlar sonucunda elde edilen örneklerde sadece %kül miktarı açısından farklılık göstermiştir. Diğer nem, protein ve pH değerleri optimum CMC örneği ile benzer bulunmuştur. FTIR spektrumu analizi ile üretilen optimum CMC ve yapılan modifikasyonlar karşılaştırılmış ve alkalizasyon öncesi yapılan modifikasyonun spektrumunda farklı yapılar gözlenmiştir. Diğer taraftan üretilen CMC örneklerinde reolojik analizler yapılmıştır. Çözeltiler yatışkın faz ve dinamik faz kesme reolojik özellikleri bakımından değerlendirilmiştir. Reolojik analizlerle belirlenen η50, K, G' ve G'' değerleri optimum şartlarda üretilen CMC örneği için çözelti konsantrasyonu arttıkça artmış ve bu artış istatistiksel olarak önemli bulunmuştur. Ayrıca G'<G'' olarak gözlendiği için optimum CMC örneğinin iyi bir jel yapı sergilediği gözlenmiştir. Modifikasyonlar için belirlenen η50, K, G' ve G'' değerlerinde; alkalizasyon öncesi yapılan modifikasyonlar ve nötralizasyon öncesi %5 borax ile yapılan modifikasyonda optimum CMC örneğine göre azalma gözlenmiştir. Nötralizasyon öncesi %5 borax ve saflaştırma sonrası %0.1 AgNO3 ile yapılan modifikasyonda ise η50, K, G' ve G'' değerlerinde belirgin şekilde bir artış gözlenmiştir ve bu artış çözelti konsantrasyonuyla orantılı olduğu sonucuna varılmıştır. Yapılan çalışma sonucunda, nötralizasyon öncesi %5 borax ve saflaştırma sonrası %0.1 AgNO3 ile modifiye edilen CMC örneklerinin viskozitesi, kıvam katsayısı ve jel yapı özellikleri optimum şartlarda üretilen CMC örneğine göre daha iyi sonuç verdiği gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Cellulose is the most abundant biopolymer in nature and its tasteless, odorless, and insoluble in water and most organic solvents. Cellulose derivatives are produced in order to expand the usage of cellulose and to turn its disadvantages into advantages. CMC is the most widely known cellulose derivatives and obtained by carboxymethylation of alkali cellulose. CMC has different uses in various sectors. The objective of this thesis is to obtain cellulose from sugar beet pulp and this cellulose use in CMC production. The process parameters were optimized using the response surface methodology. The degree of substitution (DS) value in optimization was chosen as the response. The optimum process parameters method is 10% NaOH concentration 1:1,7 cellulose: SCA ratio, 70 °C temperature, and 360 minutes. The DS value of the CMC obtained from these uses was 0.60. In order to improve and better the properties of CMC, modifications were made using 5-10% borax before alkalization and neutralization steps, and 0.1% AgNO3 after the purification step. Compare the properties of produced under optimum condition CMC and its modifications, DS value analysis, water solubility, physicochemical, structural, technological, and rheological analyzes were carried out. While there was no improvement in DS value with the modifications made, the water solubility property was calculated 88.28% at the optimum CMC, and it was calculated between 90.58-99.50% in the modifications. In the physicochemical analysis, only the ash content of the samples obtained as a result of the modifications made with the optimum CMC differed in terms of their properties. FTIR spectrum was compared CMC and modifications and different structures were observed in the spectrum of the modification before alkalization. On the other hand, rheological analyzes were carried out on CMC samples produced. The solutions were evaluated for their steady phase and dynamic phase shear rheological properties. For the CMC sample produced optimum conditions, as the solution concentration increased, η50, K, G 'and G'' values determined by rheological analysis increased, and this increase was found to be statistically significant. It was also observed that the optimum CMC sample displayed a good gel structure, since was found as G''<G'. In η50, K, G' and G'' values determined for modifications; The modifications made before alkalization and the modification made with 5% borax before neutralization decreased compared to the optimum CMC sample. In the modification with 5% borax before neutralization and 0.1% AgNO3 after purification, a significant increase was observed in η50, K, G' and G'' values and it was concluded that this increase was proportional to the solution concentration. As a result of the this study, it was observed that the viscosity, consistency coefficient and gel structure properties of CMC samples modified with 5% borax before neutralization and 0.1% AgNO3 after purification gave better results than CMC samples produced under optimum conditions.
Benzer Tezler
- Ultrasound ön uygulamasının şeker pancarı posasından elde edilen selüloz ve karboksimetil selüloz (CMC)'nin verim ve kalitesi üzerine etkisi
Effect of ultrasound pre-treatment on the yield and quality of cellulose and CMC obtained from sugar beet pulp
FATMA DOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Gıda MühendisliğiErciyes ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT DOĞAN
- Extraction, characterization and usage of pectin from sugar beet pulp waste
Şeker pancarı posa atığından pektinin kstraksiyonu,karakterizasyonu ve kullanımı
ELİF KARTAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERAL KILIÇ AKYILMAZ
- Production and characterization of biodegradable nanofibrous mats for food packaging applications
Gıda paketleme uygulamalari için biyolojik olarak parçalanabilir nanolifli matlarin üretimi ve karakterizasyonu
SALIH BIRHANU AHMED
Doktora
İngilizce
2025
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HARUN ÇUĞ
DOÇ. DR. YASİN AKGÜL
- Değişik rasyon kombinasyonlarının rumen kuru madde yıkılımı, bazı rumen sıvısı ve kan parametreleri ile ham maddelerinin sindirilme dereceleri ve azot birikimi üzerine etkisi
The Effects of different ration combinations on ruminal dry matten degrability, rumen fluid and blood paremeters, and crude nutrients digestibility and nitrogen retention
TAYLAN AKSU
Doktora
Türkçe
1999
Veteriner HekimliğiYüzüncü Yıl ÜniversitesiHayvan Besleme ve Beslenme Hastalıkları Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUPHİ DENİZ
- Zeytinyağı sanayi katı atıklarının şeker pancarı posası ile silolanabilme olanaklarının araştırılması
An investigation of possibilities of ensiling olive oil industry solid wastes and sugar beet pulp
HASAN BALLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Veteriner HekimliğiMustafa Kemal ÜniversitesiHayvan Besleme ve Beslenme Hastalıkları Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP ERDOGAN