Sunday, Jun 16th

Last updateFri, 31 May 2024 12pm

Buradasınız: Home Hakkımızda Künye Makale

Otomotiv Endüstrisinde Polimerler ve Polimer Matrisli Kompozit Malzemelerdeki Gelişmeler -1-

Özet

Otomotiv endüstrisi her geçen gün kullanıcılar tarafından artan taleplerle karşı karşıya kalmaktadır. Sürücülerde, daha yüksek performans beklentisi, üstün bir güvenlik ve güvenirlik, konfor ve daha az yakıt sarfiyatı, estetik ve daha düşük fiyat beklentisi istenirken, diğer taraftan çevrenin korunması konusunda toplumsal baskılar artmaktadır. Polimer ve polimer matrisli kompozit malzemeler bu isteklerin büyük bir çoğunluğunu karşılaması bakımından tercih edilmektedir. Son on yılda bir aracın toplam ağırlığı içinde çelik ve çelik dışı metallerin payı % 0.6 azalırken, plastiğin ve kauçuğun toplam payı %2.6 oranında artış göstermiştir. Yeni geliştirilen polimer ve kompozit türleri taşıtların büyük bir kısmında hafif metallerden daha iyi özellikler göstererek yerini almaya başlamıştır. Yapılan çalışmada son zamanlarda geliştirilen mikro hücresel köpük polimerler, karbon elyaf katkılı jantlar vs. malzemeler hakkında genel bilgilerin yanı sıra yeni gelişmeler hakkında araştırmalar da sunulacaktır. Araştırmada otomotiv endüstrisindeki kullanım yerleri, türü ve oranları verilerek yeni malzeme türlerinin özellikleri ve kullanım yerleri hakkındaki teknolojik gelişmeler literatür bazında irdelenmiştir.  

Anahtar Kelimeler: Otomotiv endüstrisi, Polimer kompozitler, Polimerler, Gelişmeler

 

Devamını oku...

Buğulanmanın Nedenleri ve Önleme Stratejileri

Biyo-Bazlı Akfog Serisi ile Buğulanma Kontrolü

1. Giriş

Gıda ambalaj filmlerinde meydana gelen buğulanma, tüketicilerin memnuniyetsizlik yaşamasına, ambalaj içindeki ürünün bozulmasına ve nihayetinde ürünün satışına olumsuz etki etmesine neden olabilir. Bu sorunu gidermek için bir dizi çözüm bulunmaktadır.  

Taze gıdaların üretimi ve hazırlığı büyük bir özen gerektirir, ancak ne yazık ki bu çabaların bir kısmı israf olabilir. Genel olarak endüstri uzmanları, dünya genelinde üretilen gıdanın yaklaşık %40-50'sinin tüketilmeden önce israf edildiğini belirtmektedir. Gıda ambalajı, gıdayı koruma gibi önemli bir görev yanında ambalaj tasarımıyla çekiciliği artırarak tercih edilme olasılığını yükseltir.

Esnek termoplastik film üreticileri genellikle gıda koruma ve etkili pazarlama ihtiyaçlarını karşılamada başarılı olmaktadır. Bu başarıya rağmen, buğulanmanın azaltılması konusunda bazı zorluklar yaşanabilir ve bu durum tüketicileri satın alma anında veya depolama aşamasında memnun etmeyebilir. Bu makalede, buğulanmanın nedenleri, buğu önleyici katkıların çalışma mekanizmaları ve aynı zamanda biyo-bazlı kaynaklar kullanılarak üretilen sürdürülebilir ürünler ele alınmaktadır.

Devamını oku...

Dondurulmuş Gıdaya Uygun Esnek Ambalaj Tasarımı

1. Giriş

Dondurulmuş gıda tüketimi günümüzde artan iş yoğunluğu ve değişen yaşam tarzlarına bağlı olarak yükselen bir ivme göstermektedir. Tüketim kolaylığı ve zamandan tasarruf sağlaması bakımından tüketiciler için vazgeçilmez ürünlerdendir. Hızlı ve kolay pişirilmesi, daha uzun süre saklanabilmesi gibi etmenler dondurulmuş gıdaya olan bağlılığı arttırmaktadır. Ambalaj da bu tür ürünlerin tazeliğinin korunması için gerekli olan en önemli unsurdur. Dondurulmuş gıda ambalajları; meyve ve sebzeler, balık, karides, midye gibi dondurulmuş deniz ürünleri, hazır pizza, lahmacun, börek, patates kızartması gibi dondurulmuş fast food ürünlerinde soğutma işlemi uygulamasıyla kullanılır. Fakat ürünün tazeliğinin korunması konusunda doğru şekilde dondurma işleminin yanında en önemli görev ürün ambalajına düşmektedir.  

2. Dondurulmuş Gıda Ambalajları

Dondurma işlemi, gıdaların kalite, tat, koku ve besin değerinin en iyi korunduğu gıda saklama yöntemi olarak kabul edilmektedir. -40 °C’de gıdanın hızla dondurulması sayesinde gıdaların içerdikleri su, buz kristallerine dönüşerek bozulmaya yol açan mikroorganizmaların yaşamasını engellemekte, kimyasal ve biyokimyasal değişmeler asgariye indirilerek gıdaların en doğal haliyle korunması sağlanmaktadır. Donma işlemi sayesinde ürün içerisinde kalan nem buza çevrilerek ürün daha uzun süre saklanmakta ve tazeliğini korumaktadır.

Tüketim kolaylığı sağlaması açısından, meyve-sebze ve deniz ürünleri dondurularak ambalajlanmaktadır. Bu sayede tüketiciye hem kullanım kolaylığı sağlamakta hem de bozulmadan uzun süre düşük sıcaklıklarda saklanabilmektedir. Diğer ürünlere göre daha hassas saklama koşulları gerektiren sahip olduğu uzun süreli raf ömrünü de bu şekilde koruyan dondurulmuş gıdalar uygun ambalajlama ve muhafaza koşulları ile piyasaya sunulmaktadırlar. Dondurulmuş gıdalar bozulmaya ve olası kokulara karşı daha savunmasızdır. Bu noktada ambalaj yapısının da fiziksel etmenlere karşı dayanaklı olması beklenmektedir. Ürünler dondurulduktan sonra sıcaklık değişimlerinin olmaması, ambalaj bütünlüğünün korunarak ambalaj içerisine oksijen geçişinin engellenmesi gerekmektedir. Ancak bu sayede ürünler tazeliğini koruyabilmektedir. Tüm bunları başarabilmek için de doğru ambalaj tasarımı oldukça önem taşımaktadır.

İyi ve doğru bir şekilde paketlenmiş gıdalarda kalite kaybı, lezzet ve besin değeri kaybı, oksidatif değişimler, raf ömründe azalma, mikrobiyal kontaminasyon, enzimatik, kimyasal ve tekstürel değişimler gözlenmesi beklenmez. Ön hazırlık işlemi tamamlanan ürünler -40°C’de IQF (Individual Quick Frozen) yöntemiyle şoklanarak merkez sıcaklığı -18°C olacak şekilde dondurulur. Besin değerini kaybetmeden paketlenir. Paketlenen ürünler soğuk zincirin kırılmaması için -20°C’deki soğuk hava depolarına alınıp sevkiyatı gerçekleşene kadar soğuk hava depolarında korunur. Genel olarak sektörde kullanılan dondurma yöntemleri Soğuk Hava ile Dondurma, İndirekt Kontak Metoduyla Dondurma, Daldırarak Dondurma ve Kriyojenik Sıvılarla Dondurma olarak listelenebilir (1).

Yapılan literatür araştırmasına göre, dondurulmuş gıdalarda en çok kullanılan film yapıları polietilen (PE), etilen vinil asetat (EVA) kopolimeri, polipropilen (PP), polivinil klorür (PVC), poliviniliden klorür (PVDC), polietilen tereftalat (PET), polistiren (PS) ve poliamid (PA)’tir. Daha uzun raf ömrü sağlamak için lamine malzemeler PP/ PE, PET/PA/PP ve PP/PE veya PET/ PE'nin PVDC ile kaplanmış lamine versiyonu tercih edilmektedir.

Ambalaj yapısı tasarlanırken, sadece filmlerin değil, baskı ve laminasyon aşamasında kullanılan diğer ham maddelerin (mürekkep, lak, tutkal) de düşük sıcaklığa dayanımının göz önüne alınması gerekmektedir. Sağlıklı dondurma işleminin gerçekleşmesi için ideal sıcaklık -18 °C iken bazı dondurucularda -22 °C’ye kadar düştüğü gözlenmektedir (2). Kullanılan likitlerin de (mürekkep, lak) nem tutma özelliği ve renk değişimi ambalaj kalitesini etkileyecek potansiyel etmenlerdir. Mürekkebin nem tutmasından kaynaklı çok katlı ambalajlarda yaşanan delaminasyon problemleri ve soğuk zincire uygun olmayan tutkal kullanımı sonucu delaminasyon ve kırılma problemleri potansiyeli yüksek karşılaşılabilecek sorunlardır. Bu problemlerle karşılaşmamak adına her bir ham maddenin ürün ve dondurulma koşullarına uygun tasarlanması gerekmektedir.

Ambalaj geliştirme aşamasında değerlendirilmesi gereken bir diğer parametre de paketlendikten sonra ambalaj bütünlüğünün korunmasıdır. Ambalajın düşük sıcaklıklara dayanımının yanında bir diğer önemli nokta da delinme mukavemetinin yüksek olmasıdır. Dondurulan ürünler, dondurulmadan önceki halleri düşünüldüğünde daha keskin ve sert yapıda olmaktadırlar. Bu durum, ambalajın delinmesine/ yırtılmasına sebep olabilmektedir. Bunun önüne geçebilmek için ambalaj yapısının dondurulmuş gıdalara uygun delinme mukavemetine sahip olması beklenmektedir. Ürün oksijen ile herhangi bir temasta bulunduğunda donmuş yapısını kaybedecek ve ürünün bozulmasına sebep olacaktır. Herhangi bir bozulmaya, doku ve tat kaybına zemin oluşturmaması için uygun ambalajlama oldukça önemlidir. Dondurulmuş gıdaların ambalajlama işleminde soğuk ortam dayanımı arttırılmalı ve hava geçirgenliği yok edilmelidir. Bu sayede sahip olduğu tat ve doku dengesini içerisinde hapsederek, dış ortamdan gelen nem ve organizmalara karşı dayanıklı olmaktadır.

Delinme mukavemetinin yanında, plastik şeffaf yapıdaki ambalaj tiplerinde kullanılan filmlerin antifog (buğu önleyici) özellikte olması, 0 °C’nin altındaki sıcaklıklarda oluşan su buharını engelleyerek ambalaj yüzeyinin şeffaflık ve parlaklığının korunmasını sağlayacaktır (2).

Oda sıcaklığında ve normal koşullarda çoğu plastiğin benzer esneklik ve kırılmaya karşı direnç davranışı gösterdiği bilinirken sıcaklıktaki ciddi düşüş, polimer zincirlerinde değişikliğe ve sonuçta plastiğin kırılma direncinde azalmaya neden olmaktadır. Yüksek sıcaklığın aksine düşük sıcaklıklar plastikler üzerinde daha ciddi zararlara sebep olmaktadır. Rijitlik (deformasyona karşı direnç) malzemenin kırılmadan önce dayanabileceği nihai gerilim yükünü temsil eder (3). Çoğu polimerdeki uzun zincirler oda koşulu sıcaklıklarında birbiri üzerinde kayabilir ve malzeme bu durumdan dolayı esneklik kazanır ve kırılmaz. Sıcaklık düştükçe çoğu polimer sertleşmeye başlar ve 'camsı geçiş' (Tg) olarak bilinen eşikten geçerek “camsı katılar” haline gelir. Bu aşamada sert ve aynı zamanda çok kırılgan hale gelirler. Polimer camsı özellikler sergilerken, camsı geçiş sıcaklığında ve üzerinde daha yumuşak, viskoelastik davranış sergiler. Yani Tg’nin altında kırılgan, üstünde ise elastik olur (3). Polimerlerin daha kırılgan olması, dondurulmuş ürün ambalajında bariyer zafiyetlerine sebep olacağından direkt olarak ürün raf ömrünü etkileyecektir. Bu anlamda ambalaj tasarımı yapılırken polimerlerin camsı geçiş sıcaklıkları da dikkate alınmalıdır. Tabloda bazı polimerlerin camsı geçiş sıcaklıkları verilmiştir.

Tablo 1 Plastiklerin Camsı Geçiş ve Ergime Sıcaklıkları (4) 

Polymer

Tg (°C)

Tm (°C)

Low-density polyethylene (LDPE)

− 100

110

High-density polyethylene (HDPE)

− 100

130

Polypropylene (PP)

− 25

170

Acrylonitrile butadiene styrene (ABS)

100

125

Polycarbonate (PC)

149

149

Nylon 6,6

49

250

Polyethylene Terephthalate (PET)

70

240

Polyphenylene oxide (PPO)

200

300

Polystyrene (PS)

95

240

3. Sonuç

Dondurulmuş gıdalar; tüketim kolaylığı ve zamandan tasarruf sağlaması bakımından tüketiciler için vazgeçilmez ürünler olup kullanımı giderek artış göstermektedir. Dondurulmuş gıdalar bozulmaya ve olası kokulara karşı daha savunmasızdır. Bu noktada muhafaza edildiği ambalaj yapısının da fiziksel etmenlere karşı dayanaklı olması beklenmektedir. Dondurucu şartlarına uygun, içerisine giren gıda ürününün raf ömrünü ve diğer özelliklerini koruyan ambalaj yapısı geliştirilmesi oldukça önem taşımaktadır. Doğru bir yapıda iyi bir şekilde paketlenmiş gıdalarda kalite kaybı, lezzet ve besin değeri kaybı, oksidatif değişimler, raf ömrü azalması, mikrobiyal kontaminasyon, enzimatik, kimyasal ve tekstürel değişimler gözlenmemektedir.

Dondurucu şartlarına uygun bir ambalaj için düşük sıcaklıklara dayanıklı ve fiziksel etmenlere karşı mekanik dayanımı yüksek bir ambalaj filmi kullanılması gerekmektedir. Ambalaj malzemesi seçerken dikkat edilmesi gereken parametrelerden bazıları; camsı geçiş sıcaklığı (Tg), ısıl yapışma sıcaklığı, yapışma kuvveti, delinme mukavemeti, çekme gerdirme ve esneklik dayanımlarıdır. Bununla birlikte mürekkep, tutkal gibi bir ambalaj sisteminde bulunan diğer malzemelerin de filmler ile uyumlu olması ve düşük sıcaklıklara dayanımının yüksek olması; delaminasyon, mürekkebin çizilmesi gibi problemlere sebebiyet vermeyecek şekilde fiziksel etmenlere dayanıklı olması gerekmektedir.

Günümüz şartları ve sektör ihtiyaçları göz önüne alındığında, dondurulmuş gıdalar için plastik ambalaj sadece gıdanın ihtiyaçları düşünülerek değil, aynı zamanda doğal kaynaklar, enerji tasarrufu ve en önemlisi geri dönüştürülebilirlik açısından çevre de düşünülerek tasarlanmalıdır. Bu kapsamda geri dönüştürülebilir mono poliolefin yapılar, nanokompozit biyopolimer filmler gibi yeni ambalaj malzemeleri konusunda her geçen gün geliştirmeler yapılmaktadır.

4. Kaynaklar

1.Çurkan, Tamer, Çopur, 2012, Dondurulmuş Meyve-Sebze İhracatının Analizi. Uludağ Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 26 1 73–82.

2.Sun, 2006, Handbook of frozen food processing and packaging. Chapter

3. doi.org/10.1201/ b11204 3.DHolliday, 1975, The stiffness of polymers in relation to their structure. Structure and Properties of Oriented Polymers, 242–263.

4.Greene, 2021, Design aspects in Automotive Plastics and Composites. Automotive Plastics and Composites, 301–324.

BAK AMBALAJ AR-GE MERKEZİ Zeliha Sevdiroğlu (Bak Ambalaj Arge Müdürü) süpervizörlüğünde; 

Nazlı Ulutaş Bak Ambalaj Analitik Ar-Ge Uzman Mühendisi

Esen Uslu Bak Ambalaj Proses Ar-Ge Uzman Mühendisi

Erdal Aydın Bak Ambalaj Proses Ar-Ge Uzmanı

Mine Kulalı Bak Ambalaj Proses Ar-Ge Uzman Mühendisi

Özge Tekin Bak Ambalaj Analitik Ar-Ge Mühendisi

Burçin Yalçın Özkan Bak Ambalaj Analitik ve Proses Ar-Ge Takım Lideri 

Antibakteriyel Nanopartikül Katkılı Polivinil Klorür (PVC) Kompozit Filmlerin Özelliklerinin İncelenmesi

ÖZET

Günümüzde ambalaj pazarı içinde en büyük kapasiteyi gıda ambalajı oluşturmaktadır. Sürekli artan inovasyona ve bilimsel ilerlemeye yol açmakta olan bu pazar aynı zamanda çevresel, ekonomik ve sağlıkla ilgili hususlara ilişkin önemli kaygıları da beraberinde getirmektedir. Geleneksel ambalajlama; gıdaları belirli düzeyde sadece dış etkenlerden koruyabilme özelliğine sahiptir. Yenilikçi ambalajlama ise; gıda kalitesinin korunması ve raf ömürlerinin uzatılması için uygun ambalaj malzemelerinin ve ambalajlama tekniklerinin kullanılması anlamına gelmektedir. Yenilikçi gıda ambalajı araştırmalarının temel amacı, çevre dostu malzemeler kullanırken, gıdanın daha sağlıklı, kullanışlı ve daha uzun raf ömrüne sahip olmasını sağlamaktır. Son zamanlarda çeşitli yenilikçi ambalaj malzemeleri geliştirilmiştir. Bunlar aktif ve akıllı ambalaj ile paketleme olarak sınıflandırılmaktadır. Aktif paketleme, geleneksel ambalajlamayla karşılaştırıldığında çabuk bozulan ürünün raf ömrünü iki katına çıkarabilir; akıllı paketler ise 'son kullanma tarihi' etiketleri kullanılmadan ürünün durumu hakkında net bilgiler, sinyaller verebilme kabiliyetindedirler. Özellikle meyve, sebze, et, balık gibi çabuk bozulan farklı gıdalar için, ambalaj malzemesinin oksijen geçirgenliği, kütle transferi ve ısı transferini sınırlama yeteneğine sahip olması gerekmektedir. Ayrıca mikrobiyal kontamine gıdaların hızla bozulduğu, sağlık ve ekonomi açısından yüksek risk oluşturduğu iyi bilindiği için son yıllarda biyolojik kontaminasyon özellikle dikkate alınmış ve antibakteriyel işlevlere sahip nanopartikül (NP) katkılı ambalaj malzemeleri gıda ambalaj sektöründe dikkat çekici hale gelmiştir. Antibakteriyel işlevlere sahip NP katkılı ambalaj malzemeleri, gıdanın korunmasını, güvenliğini, kalitesini artırarak ve gıda raf ömrünü uzatarak gıda ambalaj sektörünü etkileme potansiyeline sahiptir. Bu çalışma gıda endüstrisindeki aktif ve yenilikçi gıda paketleme yaklaşımlarına ilişkin güncel ve ilgi çekici bilgileri bir araya getirmekle birlikte, nanopartiküllerin antibakteriyel aktivitesini ve bunların polivinil klorür (PVC) filmlerdeki uygulamalarını rapor etmektedir. Literatür kapsamında incelenen tüm çalışmalar sonucunda nano katkıların bakterilere karşı davranışları bu çalışmada aktarılmıştır. 

Anahtar kelimeler: Polivinil klorür (PVC), nano katkı, antibakteriyel, gıda paketleme

Devamını oku...

PLA/SEBS Karışımları

Özet

Poli(laktik asit) (PLA), en çok kullanılan biyopolimerlerdendir ve biyolojik olarak parçalanabilirliği sayesinde ambalajdan tekstil endüstrisine kadar birçok alan için sürdürülebilir, bir hammaddedir. Geniş uygulama alanlarının olması PLA’nın işlenebilirliğinden kaynaklanmaktadır. PLA filmler ekstrüzyon film şişirme, ekstrüzyon film dökme yöntemleriyle üretilebilmektedir. PLA rijit bir polimer olduğu için, esnekliği düşüktür ve kopma uzama değerleri genellikle düşüktür ve bu durum PLA esaslı ürünlerin en önemli problemlerinden birisidir. PLA’nın kopma dayanımı ve elastik modül gibi mekanik özellikleri ve filmin kat izi oluşturması elastik ambalaj uygulamalarındaki kullanımını sınırlandırmaktadır. PLA’nın ısıl, morfolojik ve mekanik özelliklerinin modifiye edilmesi için farklı polimerlerle karışımları yapılmaktadır. Endüstriyel uygulamalarda yaygın bir şekilde kullanılan poli(stiren-b-(etilen-ko-bütilen)-b-stiren) (SEBS), hem elastomerik hem de termoplastik özellikler göstermesi açısından önemli bir polimerdir.  Stiren ve etilen bütilen bloklarından oluşan blok kopolimer yapısındaki SEBS, yüksek rezilyans değerlerine ve yüksek kopma uzamasına sahiptir.  Bu çalışmada, PLA’nın özelliklerinin değiştirilmesi amacıyla SEBS polimeri ile yapılan karışım çalışmaları derleme şeklinde sunulmuştur. 

 

Devamını oku...