25 Aralık 2015 Cuma

Sürdürülebilir Enerji Kanunu Fransa'da Biyoplastik Pazarını Güçlendiriyor

 2015'in Ağustos ayında, Fransa'da alternatif enerjiye geçişle ilgili kanun tasarısı kabul edildi ve meclisten geçti. Bu Kanunun 75.Maddesine göre, süpermarket ve perakende marketlerindeki tek kullanımlık plastik torbalar 1 Ocak 2016 itibariyle yasaklanacak.

Ek olarak kanuna göre, 2017 Ocak'tan itibaren meyve ve sebzeler için kullanılan plastik torbaların biyo-esaslı malzemeden yapılması ve biyobozunur ve ev kompostlama standartlarına uygun olması gerekiyor. Fransa Eyalet Konseyinde 4 Ekim 2015 itibariyle kararlaştırılan yönetmeliğe göre de minimum biyokütle miktarları belirlendi. 2017 Ocak itibariyle, bu tür ürünlerdeki biyokütle oranı en az %30 olarak belirlenirken, 2018 Ocak itibariyle ise %40 olarak belirlendi. 2020 Ocak itibariyle biyobazlı hammadde oranının en az %50 olması, 2025 Ocak itibariyle de %60 olması gerektiği belirlendi.


Kanuna göre reklam ve ya postalarda kullanılan plastik ambalajların da 2017 itibariyle biyobozunur/evde kompostlanabilir standartlarında olması gerekiyor.


Son adımda ise, 2020 senesi itibariyle Fransa'da tek kullanımlık plastik servis ürünlerinin olmaması hedefleniyor. Bu segmentte izin verilecek olan ürünlerin evde ve ya endüstriyel kompostlanabilirlik standartlarına uygun olması ve biyo-bazlı plastiklerden üretilmesi gerekecek.

4 Aralık 2015 Cuma

PEF, geleceği parlak biyobazlı polyester

Uzun adı Polietilen Furanoat (PEF) olarak bilinen ve geleceğin polyesteri olarak değer kazanacağı düşünülen PEF hammaddesinin; mekanik özelliklerini, bariyer özelliklerini ve potansiyel uygulama alanlarını, Avantium firmasının İş Geliştirme ve Teknik Uygulama müdürleri Bioplastics MAGAZINE dergisinde yazılar. Biz de sizin için bu yazıyı geniş bir biçimde blogumuza taşıdık.

Yazarlar: Nathan Kemeling/ Business Development Director
Jasper van Berkel/ Technical Application Manager
Avantium, Amsterdam, Hollanda
Çeviri: Mert Kumru / Business Development Manager
Kumru Kimya, İstanbul, Turkiye http://www.kumrukimya.com
Bioplastics MAGAZINE 04/2015 sayısında yayınlanan makaleden çevrilmiştir.

Avantium, petrol, gaz, kimyasal ve yenilenebilir endüstri sektörlerindeki firmalara gelişmiş kataliz hizmetleri ve sistemleri sağlayan ve bu konuda pazarda lider konumda olan bir teknoloji firmasıdır. 2005 yılından itibaren Avantium kendi olanaklarını kullanarak yenilenebilir plastik ve kimyasallar için yenilikçi proses ve ürün platformları geliştirmek amaçlı YXY'yi faaliyete geçirdi. Daha yakın zamanda ise Yeni Kimyasallar iş birimi altında yenilenebilir kimyasallar için geliştirme projelerini üstlendi.

Avantium'un YXY teknolojisi bitki bazlı şekerlerin katalitik olarak furan-2.5-dikarboksilik asit (FDCA) olarak da bilinen kimyasala dönüştürülmesi ve bu kimyasalın polietilen furanoat'a (PEF) polimerizasyonunu içeriyor. PEF özel performans ve sürdürülebilirlik profiline sahip yeni bir polyester ürünü. PEF, benzer kimyasal özellikleri sebebiyle genellikle PET ile karşılaştırılıyor. Her iki polyester de monoetilen glikol (MEG) ve aromatik diasitlerden üretiliyor. PEF için FDCA kullanılırkan PET için PTA kullanılıyor. Bu benzerliklere rağmen, PEF'in küçük moleküler düzeydeki farkı, birçok farklı özelliğin ortaya çıkmasını sağlıyor.

PEF malzemesinin PET'e göre daha yüksek (10 kata kadar) oksijen ve karbodioksit bariyeri bulunuyor. Su buharı bariyeri ise 2 kat daha yüksek. Bunun dışında ısıyla camlaşma sıcaklığı 12C daha yüksek iken PEF'in modulus değeri de PET'e göre %60 daha yüksek. Bu avantajlı özellikler sayesinde yenilikçi ambalaj fırsatları ve özellikle de PET'in özelliklerinin yetersiz kaldığı alanlarda, marka sahipleri, toptancılar ve tüketiciler için ek fonksiyonlar gündeme gelebiliyor.

Bu makalede ise ilk olarak PEF malzemesinin fiziksel özellikleri derinlemesine incelenecektir. Daha sonra PEF'in marka sahiplerine ve tüketicilere sağladığı katma değerleri ve özel uygulama alanları tartışılacaktır.

Bağ açısındaki küçük değişiklik, özelliklerde büyük farkı sağlıyor.


Yakın zamanda Georgia Institute of Technology'de yapılan bir PhD tezi ile PET ve PEF arasındaki özellik farkları kimya tamelinde incelendi. Bu sayede bu farklar ilk defa bilimsel bir temelde kanıtlanmış oldu. Çalışma sonucunda kısa bağ uzunluğu ve aromatik bağ açısının PEF polimerine çok daha rijit ve yoğun bir polimer zinciri sağladığı ve bu özelliğin de PEF'in özelliklerinin en önemli temelini oluşturduğu tespit edildi (1).

Resim 1- PEF (üstte) ve PET (altta) malzemelerinin kimyasal yapılarında PEF'nin tekrar eden yapısının
daha kısa oluşu ve PET'te bulunan düz bağ açısı üzerinde benzen halkasının dönme serbestliğinin olmaması
sayesinde PEF yapısına daha sağlamlık kazandırıyor
PEF'in hem yoğun paketlenmiş yapıda bir polimer olması hem de zincir rijitliği, daha yüksek bir yoğunluğa sahip olmasını ve kendi yapısından gelen sağlamlığını (Young's Modulus- Elastikiyet Katsayısı) ve deformasyon öncesindeki maksimum yük miktarının (Yield Stress- Sünme gerilmesi) daha yüksek olmasını sağlamaktadır. Aynı zamanda yüksek ısıda camlaşma sıcaklığı da benzer şekilde açıklanabiliyor: daha rijit haldeki PEF zincirlerini harekete geçirmek için daha yüksek bir sıcaklık gerekiyor. Aynı zamanda bu zincir hareketsizliği kristalizasyon işlemini de yavaşlatıyor ve yüksek kristalizasyon hızları da transparanlık gereken uygulamalarda bu özelliğin etkilenmesine sebep oluyor. Fakat en şaşırtıcı sonuç ise zincirlerin rijitliğinin malzemenin içinden gazların geçmesini engelleyen temel mekanizma olduğu şeklindedir. Sonuç olarak herhangi bir uzatma ya da başka işleme sokma gereği olmadan malzemenin özündeki özellik sayesinde, PET ile karşılaştırıldığında, hem oksijen hem de karbondioksite karşı 10 kat daha yüksek bariyer sağlanabiliyor.

Ambalaj malzemesi olarak PEF


Ambalaj uygulaması hem daha sürdürülebilir özellikte olan hem de PET'e göre katlarca defa daha fazla gaz bariyeri olan bir malzeme için çok mantıklı bir alan olarak öne çıkıyor. Ambalajdaki temel alanlar ise son uygulama alanına göre çok farklı şekillerde olabilen şişeler, tepsiler, kaplar, filmler ve laminatlardır. Bu formların hepsinin ortak özelliği ise malzemenin tipik olarak üretim sürecinde uzatma ve formlama işlemlerinden geçmesi gerektiğidir. Bu da plastiklerin gerdirilmesine ve bazı PET ve PEF gibi malzemelerin de buna bağlı olarak gerilim destekli olarak kristalleşmesini sağlamaktadır. Hem gerdirme, hem de stres kaynaklı olan bu kristalleşme son ürünün özelliklerine de fayda sağlamaktadır.

Resim 2- İki PEF malzemesinin çift yönlü gerdirilme davranışının PET ile karşılaştırılması
PEF'in geliştirilmesi sırasında, kontrollü olarak çift-yönlü gerdirilmesi ile PEF malzemesinin bazı ambalaj uygulamalarına uygun olup olmadığının değerlendirilmesi yapılmıştır. Bu çalışmalar sonucunda, PEF'in PET'ten daha farklı işleme koşulları gerektirdiği görülmüştür. Bunlar arasında sıcalık ve germe hızı gibi parametreler bulunmaktadır. Bu sebeple, faktörlerin her ikisinin de ürünün tasarımı sırasında ve üretim prosesinin kurulması sırasında göz önünde bulundurulması gerekmektedir. Aynı zamanda yapılan çalışmalarda, PEF üretim metodundaki değişimlerin de malzemenin uzama davranışını değiştirebileceği görülmektedir. Temel PEF malzemesi türü olan PEF A'nin gerdirilmesi sonucu elde edilen özellikler Tablo 2 ve 3'te görülebilir. PEF B türünde bir davranış için ise molekül ağırlığını arttırarak ve ya zincir mimarisini değiştirmek gerekmektedir. Doğru uygulama için doğru davranışa sahip polimeri üretmek ve bunun için gerekli olan PEF üretim yöntemini kontrol etmek YXY teknolojisinin de en önemli özelliklerinden biri olarak öne çıkmaktadır.


PEF, küçük bir farkla kullanıma hazır


PEF ve PET aralarındaki farklar olmasına ragmen; polimerlerin kimyasal benzerlikleri, çok benzer üretim adımları ve kalite kontrol metodlarına sahip olmalarını sağlamaktadır. PEF'in işlenmesi de PET için tasarlanan makinelerde gerçekleştirilebilmektedir. Birçok durumda, sadece işleme koşullarınınn değiştirilmesi yeterli olmaktadır ya da aynı malzemenin farklı türleri arasında geçiş yaparken gerektiği gibi çok küçük adaptasyonlar gerekebilmektedir. Avantium bazı geliştirme ortakları ile birlikte yaptıkları çalışmalarla PEF için; şişelerde ISBM (injection stretch blow molding), tepsi ve bardaklarda levha ekstrüzyonu ve termoform, ince paketleme filmleri için levha film ekstrüzyonu ve çift yönlü gerdirme ve halıdan teknik elyaflara kadar ise lif eğirme gibi işleme metodlarında malzemenin kullanılabilirliğini göstermiştir. Daha önceki bölümlerde açıklandığı gibi PET'in işlenmesine benzer olarak, PEF uygulamasında da, enjeksiyon ve ya ekstrüzyon adımı sonrasında, bir gerdirme işlemi ile basınç destekli bir kristalizasyon sağlanmaktadır. Bunu da genellikle bir ısıtma adımı izlemektedir. PEF'in PET'e nazaran daha düşük erime sıcaklığıNA sahip olması sayesinde, enerji tasarrufu da sağlanmaktadır. Aynı zamanda işleme penceresi de işleme kolaylığı açısından oldukça geniştir. Son olarak, malzemenin PET'in geri dönüşüm proseslerinde bulunan yöntemlerle geri dönüştürülebilmesi, PET ile benzer özelliktedir.

Şişeler ve daha ötesinde PEF


PEF'in ilk hedef uygulama alanı olan şişeler için PEF'in gelişmiş bariyer özellikleri defalarca gösterilmiştir. PEF'in mekanik özellikleri sayesinde daha fazla tasarım olanağı ve şişelerin daha iyi şekillendirilmesi sağlanabilir. Aynı zamanda doldururkenki bütünlüğü korumak suretiyle daha ince duvarlı ürünlerin üretimi de mümkündür. Bariyer ve sağlamlığın kombinasyonu sayesinde günümüzde PET ile yapılandan çok daha hafif şişelerin üretimi mümkün olabilecektir. Aynı zamanda daha yüksek yüzey alanı hacim oranına sahip daha küçük şişeler raf ömründen taviz vermeden üretilebilecektir. Bu da günümüzde sadece PET dışındaki yüksek maliyetli ve çok daha az sürdürülebilir çok katmanlı yapılar ile mümkün olabilmektedir.

Örnek olarak PEF'in alkolsüz meşrubat konteynerlerinde kullanılması sadece bariyer özelliklerine sahip pahalı PET yapılarıyla elde edilebilecek raf ömrü gereksinimlerinin karşılanmasını sağlayacaktır. Bu da, günümüzdeki tüketiciler için gereken küçük ambalaj performansının sağlanmasında önemlidir. Bir başka örnek ise cam ve kutu ambalajların güvenlik sebebiyle izin verilmediği spor ve diğer benzer organizasyonlar ve biranın korunması için yüksek oksijen bariyerinin gerekli olduğu PEF bira şişeleridir.


PET şişe pazarı sadece 40 milyar USD'lik bir pazardır. Fakat PEF'in bahsi geçen mükemmel özellikleri sayesinde ve sürdürülebilir yapısı ile çok daha geniş ambalaj alanları için de fırsatlar doğmaktadır. PEF diğer ambalaj segmentleri (cam ambalalaj, gıda/içecek keseleri, yemek tepsileri, metal kutulardaki içecek ve gıdalar, kartonlar) ile de rekabet edebilecek şekilde kendini konumlandırabilecektir. Gıda ambalajındaki sürdürülebilirlik, sağlık ve uygunluk gibi küresel trendler de PEF'in uzun vadeli potansiyelinin altını çizmektedir.

PEF ve sürdürülebilirlik


PEF tamamen yenilenebilir kaynaklar kullanılarak üretilecektir. Başlangıç olarak birinci nesil biyo-besleme stoğu olan mısır ya da buğday kaynaklı şekerler kullanılacaktır. Zamanla ahşap, buğday samanı, mısır koçanı gibi ikinci nesil (selülozik biyokütle) kaynaklardan elde edilen endüstriyel şekerler de ekonomik açıdan ve sürdürülebilirlik zincirinin daha güçlendirilmesi için kullanılacaktır. Çevresel ayak izi de, petrol bazlı plastikler ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde düşürülmektedir. PEF, PET'le karşılaştırıldığında, %50-70'e kadar karbon emisyonlarını azaltmaktadır. Aynı zamanda yenilenebilir olmayan enerji kullanımında da endüstriyel ölçekte üretildiği zaman %50'lik bir azalma sağlamaktadır (7).

PEF %100 oranda geri dönüştürülebilir bir malzemedir ve kızılötesi ayırma teknolojileri kullanılarak PET ve diğer plastiklerden ayrılabilmektedir. Geri dönüşüm alanında yapılan çalışmalarda da PET geri dönüşüm ağına belli miktarlarda PEF'in karıştırılabileceği de görülmüştür. Ama bu durum geri dönüşüm endüstrisinin kurumları tarafından da gözden geçirilecektir.

PEF'i gıda ve içecek ambalajlarında kullanabilmek için gıda temas onaylarının alınması gerekmektedir. Avantium firması konuyla ilişkili test protokollerini başarılı bir şekilde tamamlayarak, Avrupa'nın onay mercii olan EFSA'dan olumlu bir bilimsel görüş almıştır. EFSA da Avrupa Komisyonuna PEF'i gıda ve içecek ambalajları için uygun bir malzeme olarak eklemesi konusunda görüş bildirmiştir. 2015 sonu itibariyle de geçerli olacaktır. EPSA sonrasında ABD FDA süreci başlatılmıştır ve bunun da 2017 itibariyle sonuçlanması hedeflenmektedir.

PEF'in bariyer özellikleri sayesinde ürünlerin raf ömürlerinin artması sağlanabilecek ve bu sayede de nakliye ve depolama sırasındaki bozulmadan kaynaklanan gıda ve içecek atıkları sonucu ekonomik kayıpların da önüne geçilebilecektir.

PEF: ses getirmesi beklenen yeni nesil polimer


Dünya değişiyor ve büyüyen dünya nüfusu ile tüketim de hızlı bir şekilde artıyor. Tüketiciler ürünlerin sürdürülebilirliği konusunda giderek daha endişeleniyor ve sağlık ve yaşam stilleri ile uyumlu daha kapsamlı ürünler ve ambalaj olanakları talep ediyorlar.

Bu bağlamda, PEF ise, PET'e göre çok daha fazla performans faydası sağlayan %100 biyo-esaslı bir malzeme olarak tüketicilerin bu taleplerini karşılayabilecektir. Avantium bu sebeple PEF'in yüksek performansından yararlanabilecek yeni ambalaj uygulamaları geliştirmek için firmalarla ortaklık yaparak tüketici taleplerini karşılamayı hedeflemektedir. Bu kapsamda PEF şişeler için ALPLA, Danone ve Coca Cola ile iş birliği halindedir. PEF termoforming konusunda OMV/Polytype ve adını açıklamadıkları bazı ortaklar ile de film ve elyaf uygulamaları için ortaklık yapmaktadırlar.

PEF'i tüketiciye getirebilmek için Avantium ilk ticari PEF tesisini devreye sokmak amacıyla mühendislik çalışmalarına devam ediyor. İlk ticari üretim tesisinin 3 yıl içinde devreye sokulması planlanıyor. Bir sonraki adımda ise Avantium firması, PEF üretim teknolojisinin lisansını dağıtarak ve kimyasal üretim firmaları ile ortaklıklar kurarak endüstriyel çaplı PEF üretim tesisleri kurmayı planlıyor. Endüstriyel ölçekte, PEF malzemesinin, günümüzde piyasada bulunan ambalaj malzemelerine göre hem fiyat rekabetini sağlayabileceği, hem de emtia pazarına daha geniş bir giriş yapacağı düşünülmektedir.

Sonuç olarak PEF malzemesi, sürdürülebilirlik, mekanik özellikler ve işlenebilirlik gibi birçok cephede yüksek performans sağlaması ile geleceğin polyesteri olarak göze çarpmaktadır.

Kaynaklar
www.avantium.com
1) S. Burgess et al., Macromolecules, 2014, funded by The Coca-Cola Company
2) S. Burgess et al., Polymer, 2014, funded by The Coca-Cola Company
3) S. Burgess et al., Macromolecules, 2015, funded by The Coca-Cola Company
4) Internal results YXY technologies
5) Osborn & Jenkins, ''Plastic Films: Technology and Packaging Applications'', CRC Press, 1992
6) Natureworks Technical data sheet 4043D
7) A.J.J.E. Eerhart et al., Energy and Environmental Science, 2012

18 Kasım 2015 Çarşamba

Mitsubishi Chemical ve Sharp 2015 Küresel Biyoplastik Ödülünü Kazandı

İki gün boyunca devam eden Avrupa Biyoplastik Konferansı'nın her yıl olduğu gibi en önemli anlarından biri, konferansın ilk gününün sonunda geleneksel olarak gerçekleştirilen Küresel Biyoplastik Ödülü'nün sunılması olmuştur.

Bu sene itibariyle onuncu yılında da, Kürsel biyoplastik ödülleri, biyoplastik ürünleri, servisleri ve proseslerinin geliştirilmesi gibi dallarda yenilikçi ve mükemmeliyetçi ürünleri öne çıkardı.

Bu sene de diğer senelerde olduğu gibi, yarışmaya giren adaylar arasında rekabet oldukça yüksekti ve beş jüriden oluşan penelin karar vermesi zorlaştı. Fakat bu zorlu rakipler arasında bir kazanan ortaya çıktı. Her ikisi de Japonya firması olan Mitsubishi Chemical ve Sharp Corporation, 2015 yılı Küresel Biyoplastik Ödülü'nü, Sharp firmasının Mitsubishi'nin biyobazlı mühendislik plastiği olan DUROBIO malzemesini akıllı telefonlarının ön panelinde kullanması ile birlikte kazandılar. Jürileri özellikle etkileyen ise teknik bir uygulamada biyobazlı mühendislik plastiğinin başarılı bir şekilde polikarbonatın yerine kullanılabilmesi fikri oldu.

Ödülü Bioplastics MAGAZIN editörü Micheal Thielen sundu

Durobio malzemesi yüksek transparanlığa sahip, biyo-esaslı bir yüksek performans malzemesi ve bisfenol A yerine komonomer olarak isosorbide kullanılarak üretiliyor. Isosorbide kimyasalı yaygın olarak bulunabilen bir biyolojik besleme stoğu olan glikozdan üretiliyor. Malzemenin ise optik özelliklerinin PC'ye göre daha üstün olduğu, bunun yanında da çatlama, ısı ve neme karşı yüksek dirençli olması gibi özellikleri bulunuyor.


Bioplastics MAGAZINE editörü Micheal Thielen ise malzeme için, ümit vaadeden, zorlu uygulamalar için uygun ve havalı bir ürün gibi ifadeler kullanırken, geliştirilen ürünün biyobazlı mühendislik plastiklerinin kullanılması konusunda önemli bir adımı temsil ettiğini ekledi. Thielen aynı zamanda kendileri adına da bir ilki açıkladı: bu sene kazanana sunulan ödül plaketi sadece biyobazlı malzemeler kullanılarak 3 boyutlu yazıcıda üretildi. Ödülün yazdırılması için ise Hollandalı colorFABB firmasının tedarik ettiği PLA/PHA'dan yapılan filamentler kullanıldı.

16 Kasım 2015 Pazartesi

Biyoplastik Sektörü Düşük Petrol Fiyatlarına Rağmen Büyüyor

European Bioplastics kurumu geçen hafta Berlin'de gerçekleştirilen 10.Avrupa Biyoplastik Konferansında yıllık güncel pazar verilerini sundu. Bu rakamlara göre küresel biyoplastik endüstrisi aşırı güçlü bir büyüme potansiyeli ile karşı karşıya. European Bioplastics Başkanı Francois de Bie, orta vadede pazarın yüzde 350'den daha fazla büyüyeceğinin tahmin edildiğini belirtti.

Veriler araştırma enstitüsü IfBB- Institute for Bioplastics and Biocomposites ve nova-Institute iş birliği ile toparlandı. Veriler ışığında 2014 yılı itibariyle 1.7 milyon ton olan biyoplastik üretim kapasitesinin 2019 itibariyle 7.8 milyon tona çıkması bekleniyor.

Resim 1 - Kıtalara göre 2019 yılı için tahmin edilen biyoplastik üretim kapasiteleri

Biyo-esaslı olup biyobozunur özellikte olmayan biyobazlı PE ve biyobazlı PET gibi malzemelerin bu büyümenin önemli bir kısmını oluşturacağı düşünülüyor. 2014 yılında dünya çapında üretim kapasitesinin yüzde 60'ından fazlasını biyobazlı ve uzun ömürlü plastikler oluşturuyordu. Bu yüzdenin 2019 itibariyle 80'e kadar yükselmesi bekleniyor. PLA, PHA ve nişasta karışımları gibi biyobozunur plastiklerin üretim kapasitelerinin de istikrarlı bir şekilde büyümesi bekleniyor ve 2014'te 0.7 milyon tonluk kapasitenin 2019 itibariyle 1.2 milyon tonun üstüne çıkması bekleniyor. PHA üretiminin ise 2019 itibariyle 2 katına çıkması bekleniyor, bunda özellikle Asya ve Amerika'daki eski ve yeni kapasitelerin arttırılmasının etkili olacağı söyleniyor. Bie'ye göre kompostlanabilir plastikler niş alanlardan daha genel alanlara doğru genişliyor ve birçok kompostlanabilir plastik artık katma değerli uygulama alanlarında değerlendiriliyor.

Ambalaj halen biyoplastiklerin en çok kullanıldığı alan olarak öne çıkıyor. Kapasitenin neredeyse %70'lik kısmı (1.2 milyon ton) bu alanda kullanılıyor. Biyoplastiklerin bu pazara mükemmel uyumundan dolayı 2019 itibariyle biyoplastik kullanımının %80'den fazlasının ambalaj sektöründe kullanılacağı tahmin ediliyor. Veriler ışığında ambalajların daha fazla kaynakların verimli kullanılması yönünde bir trend izlediği, bu da tüketicilerin daha fazla çevresel etkisi az olan ürünlere olan talebi doğrultusunda olduğu görülüyor.

Veriler aynı zamanda biyoplastik malzemelerin birçok farklı sektörde kullanımlarının da arttığını doğruluyor. Tekstil, otomotiv ve tüketici eşyaları gibi alanlar öne çıkıyor. Biyoplastik üretimi için gerekli yenilenebilir besleme kaynakların yetiştirilmesi için harcanan ekili alanlar 2014 yılı itibariyle 0.68 milyon hektar olarak ölçüldü. Bu rakam da küresel tarım alanları olan 5 milyar hektarın sadece 0.01%'lik bir kısmını oluşturuyor. Bu alanların %97'lik kısmı hayvancılık, besicilik, besin üretimi, biyoenerji ve biyoyakıt gibi ürünler için kullanılıyor. Bu veriler göz önünde bulundurulduğunda açık bir şekilde biyoplastik üretimi için kullanılan alanlarla gıda ilintili alanlarda herhangi bir rekabet olmadığı görülebiliyor.

Resim 2- Gıda ürünleri için kullanılan alanların biyoplastik için kullanılanlara oranı (yüzdelik dilimler)


Bölgesel kapasite gelişimleri incelendiğinde, Asya'nın üretim merkezi olarak rolünün daha da artıcağı öngörülüyor. 2019 itibariyle biyoplastiklerin %80'den fazlasının Asya'da üretileceği tahmin ediliyor. Avrupa'da ise %5'ten daha azlık bir kısım kalacağı düşünülüyor. Amerika, Asya ve Latin Amerika ülkeleri üretim ağlarını çekmek ve daha hızlı pazar gelişimi adına bazı adımlar atarken Avrupa bu konularda adımlar atmak konusunda geride kalıyor.


Bu üretim kapasitesi yöneliminin aksine, Avrupa politikaları çerçevesinde biyobazlı kaynaklara eşit erişim sağlanabiliyor ve bu sayede biyobazlı ürünlerin pazara girmesi için ortam oluşturulabiliyor. Verimli atık yönetiminde kompostlanabilir plastiklerin rollerinin de oluşturulması da oldukça önem taşıyor. Francois de Bie gelecekteki Döngüsel Ekonomi Paketinde (Circular Economy Package) bu endüstrinin yaratacğı çevresel ve ekonomik büyüme ve iş imkanı yaratma potansiyelini değerlendirerek bu yönde kanunlara da önem vermesini isteyerek konuşmasını sonlandırdı.

13 Kasım 2015 Cuma

Biyoplastik Ödülleri 2015 - Finalistler Açıklandı

Bioplastics MAGAZINE dergisi 10. Küresel Biyoplastik Ödüllerinin finalistlerini açıkladı.

Akademik dünyadan, basından ve Amerika, Avrupa ve Asya'nın endüstri kurumlarından beş jüri adaylar arasından en iyi beş tanesini belirledi. Küresel biyoplastik ödülleri üreticiler, işleyiciler, marka sahipleri ve biyoplastik malzeme kulanıcılarının inovasyon ve başarılarını tanımlamaktadır. Yarışmaya katılım gösterebilmek için aday gösterilen ürün ve ya servislerin 2014 ve ya 2015 yıllarında geliştirilmiş ve ya pazarda olmuş olması gerekmektedir.

5 Kasım 2015'te Almanya'nın Berlin kentinde gerçekleştirilecek olan 10. Avrupa Biyoplastik Konferansı'nda kazanan açıklanacaktır.

Alki (Fransa)
Kuskoa Bi - ilk biyoplastik sandalye


Fransız Alki firması tarafından geliştirlen Kuskoa Bi, pazarda bulunan ve biyoplastikten üretilen ilk sandalyedir. Kuskoa Bi kabuğunun üretilmesinde kullanılan biyoplastik PLA bazlıdır ve bitki esaslı yenilenebilir kaynaklardan (mısır nişastası, doğal elyaflar, şeker kamışı vb.) yapılmıştır. Malzeme tamamen geri dönüştürülebilir özelliktedir ve sera gazı emisyonlarını azaltma özelliği sayesinde çevresel bir avantaj da sağlamaktadır. www.alki.fr

Tetra Pak (İtalya)
Tetra Rex Biyo-esaslı dünyanın ilk tamamen yenilenebilir kaynaklı ambalajı


Tetra Pak firması Tetra Rex Bio esaslı adıyla, dünyanın ilk tamamen yenilenebilir sıvı gıda karton ambalajını çıkardı. Bu ambalaj tamamen yenilenebilir, geri dönüştürülebilir ve izlenebilir FSC sertifikalı ambalaj ve biyo-esaslı tamamen şeker kamışından üretilen plastikten (Braskem'in bio PE ürünü) üretiliyor. Dünyanın ilk FSC etiketli kartonlarını 2007 yılında piyasaya çıkardıktan sonra, yeşil PE'den üretilen izlenebilir ve sertifikalı şeker kamışından kapakları 2011 yılında piyasaya süren firma, son adımında ise sertifikalı karton ile biyoplastiği birliştirerek dünyanın ilk tamamen yenilenebilir kartonunu oluşturdu. www.tetrapak.com


MHG Meredian Holding Group (USA)
İlk biyobozunur balıkçı zokası


MHG dünyada bir ilk olan sertifikalı biyobozunur tatlısu balıkçı zokasını tanıttı. Ürün Bill Lewis Lures adlı ünlü firma tarafından saf MHG PHA biyoplastiği kullanılarak üretildi. Rat L Trap firması ile işbirliği ile üretilen bu biyobozunur formdaki zokalar balıkçılık endüstrisi eliyle de katkıda bulunulan deniz kirliliğinin azaltılması için önemli bir adım.
Performansın yanında, PHA Rat L tuzaklarının pilot üretiminde de pozitif bir geri bildirim elde edildi. Bu da ürünün geleneksel plastikten daha iyi bir şekilde kaynak yapılabilmesi şeklindeydi. www.mhgbio.com

Mitsubishi Chemical Corp and Sharp Corp. (Japonya)
Çatlama dirençli biyo-esaslı plastik akıllı telefon ekranı


Osaka, Japonya merkezli ünlü Sharp Corporation firması Mitsubishi Chemical (MCC) firmasının DUROBIO adlı biyobazlı mühendislik plastik malzemesini yeni akıllı telefonu olan Aquos Crystal 2'nin ön panelinin üretimi için seçti. Bu seçim ile herhangi bir akıllı telefonun ön panelinde dünyada ilk defe biyo-esaslı mühendislik plastiği kullanılmış oldu. Durobio malzemesi bitkiden üretilen isosorbide kimyasalından üretilen bir biyobazlı plastik ve mükemmel darbe, ısı ve hava koşullarına direnç sağlıyor. Ek olarak mükemmel transparanlık ve düşük optik distorsiyon özellikleri de sağlıyor.




A.Schulman Castellon (İspanya)
Kozmetikte kompostlanabilir fleks tüpler için yenilikçi biyoreçine



A.Sculman firması Germaine de Capuccini, Petroplast ve Ainia Aimplas ortaklığı firmaları ile kurduğu konsorsiyumun desteğiyle ilk biyobozunur fleks tübü üretti. Özellikle A.Schulman'ın Ar-Ge ekibi konvansiyonel Polietilenin yerine geçebilecek en uygun kompostlanabilir malzemeyi bulmayı başardı. Yeni biyoreçine reaktif ekstrüzyon yöntemi ile elde edilmiş bir biyopolimer alaşımı ve konvansiyonel ekipmanlarla son ürüne rahat bir şekilde işlenebiliyor. www.aschulman.com

Süt Ürünleri için Biyobozunur Ambalajlar

Avrupa BIOBOTTLE projesinin amacı; farklı türlerdeki süt ürünlerinin (çiğ süt, pastörize süt ve uzun ömürlü UHT süt ürünleri) tek katmanlı ve ya çok-katmanlı plastik şişeler, plastik keseler gibi ambalajları için yeni biyobozunur malzemeler geliştirirken, geleneksel ambalajlar ile aynı raf ömrünün korunmasını sağlamaktır. Aynı zamanda ürünlerin kullanımı sonrasında ambalajların boşaltılıp temizlenmeden kompostlanabilir olması hedeflenmektedir.

Yıllık 261kg'lik tüketimle (FAO, 2011) Avrupa ülkeleri dünyanın en büyük süt ürünleri tüketicileridirler. Kullanılan ambalajlar tamamen geri dönüştürülebilir özelliktedir ve tüketici sonrası atık yönetimi çok büyük bir problem olmamalıdır. Fakat bunun aksine sadece, 2012 verisine göre, bu atıkların %10-15'lik kısmı geri dönüştürülmektedir. Ek olarak bu tür ambalajların geri dönüştürülmesi içlerinde kalan herhangi bir ürün ve ya onun kokusunun çok güçlü bir şekilde yıkanıp uzaklaştırılmasını gerektirmektedir.

Özellikle de bu sebeplerden dolayı, süt ürünleri endüstrisinin kendi kalan atıklarıyla birlikte kompostlanabilecek ambalaj çeşitleri geliştirmesi oldukça ilgi çekmektedir.

Proje kapsamında geliştirilecek olan farklı türdeki ambalajların süt ürününün türüne ve karşılık gelen raf ömrüyle örtüşür bir şekilde ısıl, mekanik, mikrobiyolojik ve organoleptik özellikler açısından gereksinimleri sağlaması gerekmektedir. Tablo 1'de bu özel gereksinimler özetlenmiştir.

Tablo 1 - Çiğ süt, probiyotik yoğurt ve UHT uzun ömürlü süt gibi ürünler için gereksinimler

Araştırmacıların karşılaşacağı öncelikli sorunlardan biri, günümüzde kullanılan geleneksel ambalajların sterilizasyon ve ya pastörizasyon gibi ısıl işlemlerin uygulanmasını gerektirmesidir. Hali hazırda ticari olarak satılan biyobozunur malzemelerin ısı dayanımı 65C'ye kadardır ve bu da 90-95C civarında gerçekleşen ısıl işlemlerin altında kalmaktadır.

Geliştirilen ambalaj ürünlerinin aşağıda belirtilen gereksinimleri sağlaması gerekmektedir:

1) Raf ömürleri boyunca süt ürünlerinin özelliklerini koruması
2) Hali hazırda kullanılan malzemeler ile mekanik ve ısıl özelliklerin benzer olması
3) Konvansiyonel plastik işleme makinalarında işlenebilmesi
4) Kompostlama koşulları altında tamamen biyobozunur olması, ISO 14885 ve EN 13432 standartları ile örtüşmesi
5) Kompostlanabilirlik standardı olan EN13432'ye göre gübre olarak kullanıma uygun olması
6) Günümüzün ambalaj malzemeleri ile rekabetçi seviyede olması
7) Gıda temas uygunluğunun olması
8) Aroma, renk, tat ve tekstür gibi organoleptik özellikleri koruması

Resim 1'de BIOBOTTLE projesi boyunca izlenecek olan geliştirme planı gösterilmektedir.

Resim 1- BIOBOTTLE projesi planı


Proje ortakları


Beş ayrı ülkeden yedi firma ve teknoloji merkezi AIMPLAS tarafından koordine edilen konsorsiyumu oluşturmaktadır. Almanya'dan VLB, Belçika'dan OWS, İtalya'dan CNR, Portekiz'den VIZELPAS ve ESPAÇOPLAS ve İspanya'dan ALMUPLAS ve ALJUAN katılmaktadır. Plastic teknoloji merkezi olan AIMPLAS ise kar gütmeyen bir araştırma kurumu olarak bir teknoloji ortağı olarak faaliyet göstermektedir. Bu bağlamda yapılan analiz, test ve teknik yardım konularında projeye destek vermektedir.

Proje geliştirme


Projenin planlanan zamanının yarısı geçilmişken, bu ilk sürede piyasada bulunan farklı biyobozunur malzemeler (PLA bazlı) üzerinde bazı kimyasal modifikasyonlar yapılmıştır. Pilot üretim seviyesinde elde edilen bu malzemeler, konvansiyonel ekstrüzyon hatlarında işlenebilirliklerinin görülmesi amacıyla ekstrüzyon şişirme ve üflemeli film ekstrüzyon hatlarında sırasıyla plastik kese ve şişe üretimi için denenmiştir.

Pilot seviyede elde edlien bu malzemeler ve son ürünler reaktif ekstrüzyon aşamasında ısıl özelliklerin geliştirilmesi amacıyla çapraz-bağ oluşturma tepkimeleri ile modifiye edilmiştir. Bu reaktif ekstrüzyon işlemi sırasında ağ oluşturan ajanlar polimer zincirinde radikal reaksiyonların tetiklenmesi için eklenmiştir. Bu radikaller polimer zincirleri arasında dallanmanın oluşabilmesi için gereklidir. Ürünler karakterize edilmiştir ve tablo 2'de (torba ve keseler için) ve tablo 3'te (şişeler için) sonuçlar sunulmuştur. Ek olarak şişeler için kapaklar ise enjeksiyon kalıplamada işlemeye uygunluk kriteri göz önünde bulundurularak elde edilmiştir. Tablo 4'te ise polipropilen (PP) ile karşılaştırıldığında bu karışımların sertlik derecelerini göstermektedir.

Tablo 2 - Kese şeklinde ambalajlar için ısıl ve mekanik özellikler
Referans malzeme, ticari biyomalzeme ve yeni geliştirlen ürünlerin karşılaştırılması

Tablo 3 - Şişeler için ısıl ve mekanik özellikler
Referans malzeme, ticari biyomalzeme ve yeni geliştirlen ürünlerin karşılaştırılması

Tablo 4 - Yeni geliştirilen malzemeleri sertliği

Biyobozunurluk


Biyobozunurluk testleri yeni geliştirilen ürünler ile yapılmıştır ve ilk ölçümler iyi sonuçlar vermiştir. Kompostlanabilirlik değerlendirmesi için yapılan testler halen devam etmektedir.

Gelecek adımlar


Projenin ikinci adımında, ambalajların karakterizasyonu devam edecektir ve fonksiyonları mikrobiyolojik analizler, migrasyon ve organoleptik açıdan değerlendirmeler yapılacaktır. Öte yandan, yeni biyo-kampaundların geniş ölçekli üretimi ve plastik kese, şişe ve kapakların üretimi de gerçekleştirilecektir.

BIOBOTTLE projesi Avrupa Birliği Yedinci Çerçeve araştırma programı tarafından maddi olarak desteklenmektedir.  Proje numarası 606350.


Kaynak: www.biobottleproject.eu