Farklı yöntemlerle doğal nişastanın modifikasyon yöntemlerinin incelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ASLIHAN YILMAZ
Danışman: Nurcan Tuğrul
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Günümüzde artan nüfus ile birlikte her geçen gün tüketim şekli ve tüketici talepleri değişmektedir. Tüketicilerin internet üzerinden yaptıkları alışverişin artması, paketlemelerde kullanılan kağıt üretim miktarını önemli ölçüde etkilerken, kağıt ve gıda prosesinde kullanılan ham maddelerden nişasta tüketimini de arttırmıştır. Doğal nişasta mısır, patates ve pirinç gibi birçok tarımsal kaynaktan elde edilebilen ve kolay bulunabilen bir biyopolimerdir. Düşük maliyetli, biyolojik olarak parçalanabilir, yeşil kimyasal olması (kirlilik içermeyen), proseslerde yüksek verimlilik ve yenilenebilirlik özelliklerine sahip olması nişastanın pek çok endüstri dalında kullanılmasını sağlamaktadır. Tekstil, gıda, kozmetik, ilaç ve kağıt endüstrileri nişastanın kullanıldığı sektörlerden bazılarıdır. Bu olumlu özelliklerin yanında, nişastanın proses sırasında soğuk suda düşük çözünürlük, yüksek viskozite ve retrogradasyon eğilimi gibi bazı kullanımını sınırlayan özellikleri vardır. Bu dezavantajları ortadan kaldırmak için modifikasyon en iyi çözümdür. Nişasta fiziksel, kimyasal ve enzimatik yöntemlerle modifiye edilebilmektedir. Nişasta fabrikalarında, katyonik modifiye nişastalar üretilirken birçok kimyasal reaktif kullanılmakta ve bu proses sırasında yüksek miktarda enerji tüketilmektedir. Geleneksel modifikasyon yöntemleri sıkça kullanılmakla birlikte, dezavantajları nedeniyle yenilikçi yöntemlerin araştırılması ihtiyacı doğmuştur. Ultrason ve mikrodalga destekli modifikasyon yöntemleri bu yöntemlerden bazılarıdır. Literatürde yapılan çalışmalar incelendiğinde nişastanın fizikokimyasal özelliklerini geliştirmesi, verimli ve çevre dostu yöntemler olmaları sebebiyle ultrason ve mikrodalga destekli modifikasyon yöntemlerinin yaygın olarak kullanıldığı görülmektedir. Bu çalışmada; endüstride uygulanan asıl modifikasyon işlemi öncesi ön modifikasyon olarak adlandırılabilen ultrason ve mikrodalga yöntemleri kullanılarak doğal mısır nişastası modifiye edilmiştir. Ultrason destekli modifikasyon sabit sıcaklık ve farklı modifikasyon sürelerinde, mikrodalga destekli modifikasyon ise farklı güç ve modifikasyon sürelerinde gerçekleştirilmiştir. Belirlenen parametrelerde modifiye nişasta üretimi yapıldıktan sonra kullanılacak hammaddeler ve iki modifikasyon yöntemi için optimum koşullar belirlenmiştir. Doğal nişastanın yapısında modifikasyon sonucunda değişim oluşturarak işlem süresini kısaltmak, enerji ve kimyasal ajan kullanımını azaltmak amaçlanmıştır. Nişastaya ultrason ve mikrodalga işlemi farklı sıralarda (US-MW, MW-US), farklı güç (90, 180, 360) ve sürelerde (US 20, 30, 40 dk- MW 1,2,3 dk) sabit sıcaklık, pH ve konsantrasyonda uygulanmıştır. Elde edilen numunelerin SEM ve FTIR analizleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak ultrason ve mikrodalga destekli modifikasyon yöntemlerinin doğal mısır nişastası modifikasyonu için ideal yöntemler olduğu görülmüş, ultrasonik modifikasyonda süre artışının modifikasyon verimliliğini arttırdığı belirlenmiştir. Nişasta granüllerinde en fazla değişim 360W mikrodalga gücü ve 30-40dk ultrasonik modifikasyon koşullarında gözlemlenmiştir.