Dallı darı bitkilerinden biyobozunur polimerler üretmek

Cambridge'in Erie sokağındaki bitkiler ne bir çiçek ne de bir meyveye sahipler, açık konuşmak gerekirse de oldukça gösterişsiz ve sadeler. Bir zamanlar Kuzey Amerika'nın ağaçsız ve geniş otlaklarını kaplayan dallı darının uzun tüyleri burada evcilleştiriliyor ve siyah saksılarda gün ışığı ve ısı lambalarının altında büyütülüyorlar.

Çok fazla ilgi görmeyen dallı darılar bir bilim projesi sayesinde ikici baharlarını yaşıyorlar. Bu proje kapsamında, bu bitkiler alternatif yakıtlar ve plastik yapımı için geniş anlamda kullanılıyorlar. Temmuz ayında, Cambridge firması Metabolix Bioplastics, dallı darılarda biyobozunur plastik üretimini büyük miktarda arttıracak bir molekülün üretimiyle ilgili olarak ABD patentini aldı ve an itibariyle de polimeri yüksek derişimlerde üreterek tekniği ticari boyuta getirmek üzerinde çalışıyor.

Metabolix Genel Müdürü Rick Eno; bütün bunlar bitkinin genetik özelliklerinin değişmesi ve bu sayede aldığı karbonla birlikte plastik fabrikasına dönüşebilmesi ile mümkün olacak diyor.

Firmanın dallı darılar üzerinde yaptıkları değişimlerle, doğal olarak bulunan bu molekülün, doğal olmayacak kadar çok miktarlarda üretilmesine olanak sağlanıyor. Polihidroksibütirat (PHB) molekülü, insanlarda enerji depolayan yağ hücreleri gibi bitkilerde enerji depolamasından sorumlu. Dallı darı dallarından eldesiyle, aynı zamanda şu an itibariyle bütün dünya plastiklerinin neredeyse hammaddesi olan petrolün yerine geçebilecek bir ham malzeme olarak da kullanılabilir.

Metabolix için bu patent konvansiyonel plastiklerin fiyatlarıyla rekabet edebilecek biyobozunur plastikler geliştirmek adına önemli bir adım. Aynı zamanda biyoplastik kullanımının dünya çapında arttığı bir zamanda geliyor. 2009 yılı itibariyle, küresel çapta kompostlanabilir biyoplastiklerin üretimi European Bioplastics adlı Alman kurumuna göre sadece 6000 düzeyindeyken, 2011 yılında elde edilen en son verilere göre üretim 675bin tona kadar çıkmış durumda ve 2016 yılı itibariyle de 5 milyona ulaşması bekleniyor.

Metabolix bu süreçte ABD Enerji departmanından biyobazlı ürünlerin geliştirilmesi yönünde araştırmalar için 2011 yılında 6 milyonluk teşviğin de sahibi oldu.

Genetiği değiştirilmiş dallı darı bugün itibariyle plastik üreticilerine tedarik edebilir fakat ticarileştirilmesi metodun verimsizliği sebebiyle çok çekici değil. An itibariyle bitki ağırlığının sadece yüzde 7'si PHB oluyor. Cambridge tesisinde Metabolix bitkilerdeki verimi arttırmak adına deneylerine devam ediyor. Bu amaçla Massachussetts Amherst Üniversitesinde de ikinci bir sera kurulmuş.

Eno şirketin petrol bazlı plastiklerin fiyatlarıyla rekabet edebilmesi için yüzde 10'luk eşik değerini aşması gerektiğini tahmin ediyor.

UMass Lowell Biyobozunur polimer araştırmaları merkezi müdürü Stephen McCarthy bunun kesinlikle mümkün olduğunu fakat zaman gerektirdiğini belirtiyor. Kendisine göre bu hedef üç ile beş yıl arasında gerçekleştirilebilir.

Eğer Metabolix bu hedefine ulaşabilirse, bir sonraki adım bu genetiği değiştirilmiş dallı darıların kitlesel hacimlerde ekilebilip gerçek hava koşullarına dayanabileceği ve en önemlisi fosil yakıtlarına alternatif olacak fiyat açısından uygun bir alternatif sağlayabileceğinin görülmesi olacaktır.

Eno hiçbir zaman yeşil savına tutunmadıklarını belirtiyor, yani insanlar yeşil olduğu için daha fazla ödesinler mantığına. Kendilerinin gördüğünün yeşilin fark yaratması yönünde olduğu yani eğer bir müşteri aynı performansa sahip biri yenilenebilir olan iki seçenek olduğu zaman, çoğunlukla yenilenebilir seçenek onay alıyor. İnsanlar çevre hakkında duyarlı fakat ekonomik zorlukların da önüne geçmek gerekiyor.

Hali hazırda Metabolix şirketinin firmanın fermentasyon prosesi ile ürettiği biyobozunur plastikleri kullanan 100'den fazla müşterisi bulunuyor. Bitkilerin bulunduğu seranın koridorunun sonunda çılgın profesörün birahanesine benzeyen bir laboratuvar bulunuyor. İçerisindeki 20 litrelik fermentasyon tanklarında, genetiği değiştirilmiş mikroplar şekerle beslenip, karbonu dallı darılardakine benzer yapıda plastik yapılı polimerlere dönüştürüyorlar.

Metabolix polimerlerinin popüler kullanım alanları arasında kompostlanabilir plastik çöp ve alışveriş torbaları ve tarımsal filmler bulunuyor. Birçok müşterinin Avrupa merkezli olduğu görülüyor.

An itibariyle, maliyet açısından fermentasyon ile üretim daha uygun gözüküyor, bu sebeple fermentasyon tabanlı plastikler hali hazırda pazarda yer buluyor. Fakat Metabolix uzun vadede, dallı darılar daha yüksek derişimlerde PHB polimeri üretebilirlerse, bitki bazlı üretimin en ucuz alternatif olacağını tahmin ediyor.

Eno, dallı darı yaklaşımının yararının, bitkinin bütün işi yapması olduğunu söylüyor. Temel olarak karbondioksit, güneş ışığı ve suyu alarak, plastik ve kimyasallar üretiliyor.

Kaynak: http://www.bostonglobe.com/business/2013/08/12/cambridge-company-developing-biodegradable-plastic-that-grows-from-ground/zHwQ9OmW3PEpfDq9HpFGbI/story.html

Biyobazlı Akrilik Asit Projesinde Önemli Adım

BASF (Ludwigshafen, Almanya), Cargill (Minneapolis,MN, ABD) ve Novozymes (Kopenhag, Danimarka) firmaları kısa bir süre önce gösterdikleri pilot ölçekteki 3-hidroksipropionik asit (3-HP) üretimleri ile yenilenebilir kaynaklardan akrilik asit üretmeyi hedefleyen ortak projelerinde önemli bir noktaya ulaşmış oldular.

3-HP yenilenebilir kaynaklı bir yapıtaşı ve aynı zamanda akrilik asit üretimi için öncü olan kimyasallardan biri. Firmalar aynı zamanda 3-HP'yi laboratuvar ölçeğinde susuzlaştırma için bazı teknolojiler de geliştirdiler. İşlemdeki bu adım akrilik asit üretiminin temel yapısını oluşturuyor. Ağustos 2012'de, şirketler yenilenebilir hammalzemeleri %100 biyobazlı akrilik aside dönüştürmek amaçlı ortak anlaşmalarını duyurmuşlardı.

BASF Küresel Hijyen İşkolu Yardımcı Başkanı Teressa Szelest 3-HP'nin biyobazlı akrilik asit üretiminde potansiyel bir anahtar ham malzeme olduğunu belirtiyor. Akrilik asitlerde özellikle süperabsorbant özelliğe sahip polimerlerin öncüsü olarak dikkat çekiyor. Proses ticari olarak hazır hale gelmeden, hala yapılacak hatrı sayılır miktarda iş olduğunu belirten Szelest, yine de gelinen bu noktanın önemli bir miltaşı olduğunu ve bundan sonra bütün sistemi ölçeklendirmek konusundaki çalışmalara 2014 yılı itibariyle geçilebileceğini belirtti.

Akrilik asit yüksek hacimde üretilen ve birçok ürün için hammadde olan bir kimyasal. BASF dünyanın en büyük akrilik asit üreticisi ve yüksek miktarda üretim ve kullanıma hazır hale getirmek için işleme kapasitesine sahip. BASF öncelikli olarak biyobazlı akrilik asitleri yüksek miktarda sıvıyı içine çekebilen süperemici polimerlerin üretimi için kullanmayı planlıyor. Bu polimerler de genellikle bebek bezi ve diğer hijyen ürünlerinde kullanılıyor. Günümüzde akrilik asit ham petrolün rafine edilmesiyle elde edilen propilen molekülünün oksidasyonu ile üretiliyor.

Firmaların ortak projesi sayesinde biyoteknoloji, yenilenebilir besleme kaynakları, endüstriyel boyuttaki fermentasyon ve yeni kimyasal üretme için gerekli dünya çapında olan uzmanlıklar bir araya gelmiş olacak.

Cargill Biyoteknolojisi Ar-Ge Yardımcı Başkanı Jack Staloch, üç firmanın da proje için uzman ekiplerini bir araya getirdiğini belirtiyor. Amacımıza ulaşmak için bu ekipler hızlı ve yoğun bir şekilde çalıştılar ve önemli miktarda ilerleme kaydettiklerini belirtiyor.

Novozymes sorumlusu Rasmus von Gottberg ise 3-HP'nin pilot ölçekte üretilmesi ile önemli bir miltaşına ulaşıldığını beliriyor. Böylelikle bu anahtar yapıtaşının yenilenebilir kaynaklardan ve güçlü endüstriyel koşullarda üretilebilmesinin mümkün olduğunu gösterdiklerini söylüyor. Artık ticarileştirmeye yönelik geliştirmelerin yapılması gerekiyor.

Biyobazlı akrilik asitten türetilen süperemici polimerler pazar için sarsıcı yeni bir ürün olacağı düşünülüyor. Özellikle bu tip süperemici polimerlerden yapılacak olan bebek bezleri pazardaki bu tür ürünleri destekleyen tüketicilerin talepleri için önemli hale gelecek. Aynı zamanda üreticiler de tüketici taleplerine karşılık verebilir hale gelecekler, ürünlerinde farklılıklar yaratarak, sürdürülebilirlik hedeflerini de daha ileriye taşıyabilecekler.

Kaynak: Bioplastics Magazine 04/2013

PolyOne Xindao Günışığı şarj aleti için reSound Biyopolimeri

Amerika'nın hammadde üreticilerinden olan PolyOne Hollanda merkezli Xindao ve Şangay'daki tasarım stüdyosu XD Design ile çalışarak, yeni XD Design Günışığı Solar Şarj Aletinin yenilenebilir kaynak içeriğini arttırmayı amaçladı.

PolyOne, Xindao ve XD Design ortaklığı bütün plastikten oluşan kalıplanmış bileşenleri reSound biyopolimerinden geliştirdi ve Xindao bu sayede ürünün karbon ayakizinin %35'e varan oranda azalacağını tahmin ediyor.

Cep telefonu ve tabletler için tasarım ilhamını doğadan aldıkları solar şarj aletleri üreten şirketin günışığı Solar Şarj aleti, 5 adet güneş pilinden oluşan yapısıyla, XD Design ekibi tarafından yaratılan en son ürün.

XD Design firmasının tasarım müdürü Ryan McSorley, ürünün son kullanıcılarının ürünle etkileşim kullanarak zevk almasını istediklerini belirtiyor. Aynı zamanda şarj aletlerinin uzun ömürlü ve olabildiğince sürdürülebilir olmasını istiyorlar.

McSorley'in ekibi daha önceki XD Design serisi şarj aletlerinde ABS hammaddesini kullanıyorlarken, PolyOne ile işbirliğine girerek daha sağlam ve biyobazlı reSound formülünü geliştirdiler.

Xinda şirketinin endüstriyel tasarımcı ve Malzeme Danışmanı Chris Lefteri ise; geleneksel malzemelerle aynı performansa sahip sürdürülebilir malzemeler bulabilmek karbon ayakizlerini azaltmayı hedefleyen birçok müşterileri için en büyük zorluk olduğunu belirtiyor. Sağlam, çevre bilincine sahip, ve konvansiyonel mühendislik polimerleriyle aynı fonksiyonel ve estetik yapıya sahip reSound polimerinin kullanılması sayesinde, XD  Design hem performans hem de sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşabilmiş oldu.

PolyOne sürdürülebilirlik için global pazarlama ve biyoçözümler müdürü Marcel Dartee ise, Günışığı projesi için, Çin Avrupa ve Amerika'daki geliştirme ekiplerimiz birlikte çalışarak firmanın tasarım ve üretim kaynaklarını başarıya ulaşmak hedefiyle başarıyla kullandılar, dedi.

Qiyun Dengden Doğal Tasarım Graft Biyobozunur Sofra Takımı

 Tasarımcı Qiyun Deng tarafından tasarlanan ve Graft serisi adı verilen biyobozunur servis ekipmanları farklı sebze ve meyve şekillerine sahip ürünlerden oluşuyor. Tek kullanımlık malzemeler biyoplastik yeilenebilir kaynaklardan üretilirken, aynı zamanda doğal bir yüzeye de sahipler.

Qiyun Deng bitki derisinden dokusal bir alan yaratma fikrinden ilham aldı. Baklagil hissi 3 boyutlu baskı ayarlarıyla mükemmel bir uyum sağlıyor. Sanatç kendi sitesinde; doğadaki doku ve formlar yapay objelerin amaçları için ödünç alınabilecek bir halde bulunuyorlar. Bu sayede kereviz sapı, çatalın tutma bölgesi, enginar yaprağı kaşık, ananas gövdesi de bıçak olabiliyor.

Çatal bıçak gibi malzemer dışında, kase ve bardak gibi biyobozunur sofra eşyaları da bulunuyor. Bunlar arasında portakal kabuğundan kase, yarım limondan ayaklı bardak gibi ürünler bulunuyor.

Biyopolimerler balıkları daha sağlıklı yapabilirler mi

Metabolix Atlantic Somonu üzerinde bitki türevli PHB'nin besleyici yararlarını araştırıyor.

Veriler Atlantik somonunun en çok yetiştirilen somon türü
olduğunu gösteriyor

NOAA verilerine göre su ürünleri yetiştiriciliği günümüzde 100 milyar dolarlık bir endüstri ve her sene de büyümeye devam ediyor. (1) Bu endüstri beslenmelerimizi geliştiren mükemmel gıda kaynakları sağlıyor ve özellikle gıda yetersizliği çeken ülkelerine iyi bir protein kaynağı ekliyor. BM'nin Gıda ve Tarım Organizasyonu tahminlerine göre bu düşük gelirli ülkelerdeki hayvansal proteinlerin %20'den fazlası balıklardan elde ediliyor. Daha sağlıklı ve kararlı bir balık stoğu yaratabilmek küresel çapta su ürünleri yetiştiriciliğinin devam ettirilmesi konusuda önem taşıyor.

Bu yararları oluşturabilmek adına atılacak en önemli adım, su yetiştiriciliğinde kullanılan yemlerin geliştirilmesi. Metabolix firması da bu amaçla başta Atlantik somonu olmak üzere bir yem bileşeni olarak polihidroksibütiratın kullanılması konusunu araştırmaya başladı.

Polihidroksialkonat ailesinin en basit üyelerinden biri olan polihidroksibütirat (PHB), geliştirilmiş yemlerin üretilmesi için potansiyel bir bileşen. PHB'nin yem bileşeni olarak eklendiği çalışmalarda , biyopolimerin levreklerin diyetine ek bir besin değeri sağladığı gösterildi. Aynı zamanda yem çevrim değerlerinin ve birçok su hayvanındaki prebiyotik etkilerin de arttığı görüldü. (2) Örnek olarak araştırmalar sonucu tuzlu su karideslerinin PHB ile beslenmeleri sonucunda antibiyotik dirençli patojen bakteriler tarafından enfeksiyona uğraması engellendiği görüldü.

Günümüze kadar, PHB içeren beslenme şeklinin Atlantik somonuna etkisi değerlendirilmedi. Fakat Metabolix The Camelina projesi ile birlikte çalışarak, Memorial University of Newfoundland ve Dalhousie Univerisity ortaklığıda, Genome Atlantic tarafından düzenlenen çalışmada, Atlantik somonlarını dietlerine eklenen farklı miktarlardaki PHB'nin somoların sağlığına, kilo almasına ve besinden yararlanma oranına etkilerini araştıracak.

Yağ tohumu Camelina sativa da çalışmanın bir parçası olarak incelenecek. Geleneksel olarak kullanılan balık yemi, Camelina'dan elde edilen tohumlu yem ile değiştirilerek somonun sağlığı üzerindeki etkilerine bakılacak. Camelia tohumlu yemlerin özellikle su ürünleri yetiştiriciliğinde etobur balıkların yemlerine katılan maliyeti yüksek balık yağlarının ve balıkların yerine geçmesi düşünülüyor. Şu anda kullanılan bu iki içeriğin en önemli sorunu sürdürülebilirlik ve fiyat değişkenliği ve bu sorunların Camelina kullanımıyla aşılabileceği düşünülüyor.

Daha önce Metabolix tarafından PHA'ları bakteri ve bitkiler tarafından ürettirebilmek amaçlaı biyosentetik yolizi mühendislikleri yönünde harcanan çabalar PHB'nin yem bileşeni olarak ekonomik bir şekilde kullanımına yönelik üretilmesi için platformlar ortaya çıkardı.

Bu çalışma da Dr.Barbara Walter-Kimmerie tarafından Şubat 2013'te yemin hazırlanması ile başladı. Kendisi Global Metabolik İş Müdürü olan Kimmerie, çalışmanın deney tasarımını ve amaçlarını da Norveç'in Trondheim kentinde 9-12 Ağustos tarihleri arasında yapılacak Aquaculture Europe 2013 kongresinde sunacak. Çalışmanın detayları için Dr.Kimmerie'nin 'Poli beta hidroksibütirat'ın Atlantik Somonlarının Yem Çevrim oranına, Bağarsak Mikrobiyal Topluluklarına ve Bağarsak Gen ifadelerine etkisi' adlı posteri incelenebilir. (3)

Konuyla ilgili veriler bu sene içerisinde toplanacak ve çalışmanın sonuçları gelecek yaz ayları itibariyle elde edilecek. 

Kaynaklar: 

http://blog.metabolix.com/2013/08/08/can-biopolymers-make-fish-healthier-metabolix-investigates-nutritive-benefits-of-plant-derived-phb-in-atlantic-salmon/

1- http://www.nmfs.noaa.gov/aquaculture/faqs/faq_aq_101.html

2- http://link.springer.com/article/10.1007%2Fs00253-009-2414-9

3- https://www.was.org/easonline/AbstractDetail.aspx?i=1897

Yemek ya da Yememek

Hangi tarımsal besleme stokları endüstriyel kullanım için en uygun?

Nova-Institute, Almanya tarafından yayınlanan yeni makale, gıda ekinlerinin gıda ve besin amaçları dışındaki uygulamalara kullanılıp kullanılmaması gerektiğine dair olan yakın tarihli tartışmalara bir katkıda bulunuyor. Bilimsel kanıtlara dayanan ve gıda ekinlerinin biyobazlı plastik malzemelerin üretilmesi dahil olmak üzere biyobazlı endüstrilerde kullanılmasına dair daha uygun bir görüş üretmeyi hedefleye bu makalede duygusal adımların bir adım ötesinde bir yaklaşım üretiliyor.

Micheal Carus ve Lara Dammer adlı yazarlar her türdeki biyokütlenin endüstriyel kullanım için kabul edilmesi görüşündeler. Seçimin bu biyokütle kaynaklarının ne kadar sürdürülebilir ve verimli olarak üretilebildiklerine göre yapılması gerektiğini belirtiyorlar.

Şu bir gerçek ki, biyokütlenin, özellikle de artan dünya nüfusu koşullarında, ayrılması gereken ilk yer gıda güvenliği. 2011 yılı sonunda gezegenimizde yaklaşık 7 milyar insan bulunuyordu. Küresel nüfusun 2050 yılı itibariyle 9 milyara ulaşması bekleniyor. Bu da tek başına %30'luk bir biyokütle talep artışına sebep olacak. Artan et tüketimi yükselen yaşam standartları da biyokütle talebini daha da arttıracak. AB komisyonu %70'lik bir gıda talebi artışı tahmininde bulunuyor ve bu durum da et tüketiminin 2 kat artacağı yönünde yorumlanıyor.

Gıda ve yem biyokütle kulanımında öncelikli olarak pay alıyorlar, bunları biyobazlı ürünler, biyoyakıtlar ve biyoenerji takip ediyor. Aşağıdaki resimde 2008 yılında üretilen toplam 10 milyar tonluk biyokütle üretimin kullanımının dağılımı gösteriliyor. Hayvan yemi %60'lık payla birinci sırada yer alırken, bu payın daha da artması bekleniyor.

Halk arasındaki tartışma daha çok gıda ekinlerinin kullanım alanlarının rekabeti üzerine: gıda, yem, endüstriyel malzemeler ve enerji. Fakat yazarlar en önemli konunun ekili alanların yaratılması olduğunu belirtiyorlar çünkü ekilebilir alanlara gıda amaçlı olmayan ekinlerin yetiştirilmesiyle potansiyel gıda tedariğinin de en az bu kadar ve hatta daha fazla azalması bekleniyor. Bu sebeple endüstriyel kullanım için en uygun biyokütlenin bulunması amacıyla daha farklı bir yaklaşım öneriyorlar.

İlk adımda, biyokütlenin gıda dışındaki diğer amaçlarla kullanımının doğru olup olmadığı konusu gündeme getiriliyor. Bu da ekili alanların kullanılabilirliğini dikkate almak anlamına geliyor. Bazı yapılan çalışmalar, dünya çapında gıda arzı karşılansa dahi bazı alanların hala boş kalacağı yönünde. Bu çalışmalar aynı zamanda dünya çapında, yetiştirme verimlerinin ve ekili alan çaplarının da artacağını gösteriyor. AB bölgesinde dahi yaklaşık 2.5-8 milyon hektarlık ekilebilir alan günümüzde kullanılmıyor. Bütün bu potansiyellere rağmen, ekilebilir alanlar ve biyokütle sınırlı kaynaklar ve bu sebeple verimli ve sürdürülebilir bir şekilde kullanılmalılar. Yukarıdaki rakamların da gösterdiği gibi, biyokütlenin endüstriyel malzeme üretmek amacıyla kullanılması, biyokütle rekabetinin sadece küçük bir payını kaplıyor. Diğer faktörlerin gıda erişilebilirliğine çok daha fazla etkileri bulunuyor. Bütün sektörlerden gelen yükselen talepler yüzünden, asıl önemli konu biyoküle üretiminin sürdürülebilir bir şekilde nasıl arttırılabileceği şeklinde..

1. Verimleri arttırmak: Gelişmekte olan ülkelerdeki inanılmaz potansiyeller, bilinen teknolojilere ve altyapılara yeterli oranda yatırım yapılmaması sebebiyle kullanılamıyor. Tarım politikalarının yetersizliği,  kredilerin yeterli düzeyde olmaması, fiyat teşviklerinin yetersiz kalması ve arsa sahipliği konusundaki sıkıntılar, bunun en büyük sebebi olarak ortaya çıkıyor.

2. Ekilebilir alanların genişletilmesi: Yağmur ormanları ve korunan alanlara dokunmadan yaklaşık 100 milyon hektarlık bir alan şu anki 1.4milyarlık ekilebilir alanlara eklenebilir. Birçok tahmin bu rakamın 500milyona kadar çıkabileceğini hesaplıyor. Bu alanların kullanılması için çok fazla altyapı yatırımına ihtiyaçları mevcut. (1,2)

İki durum da politik reformların ve tarım teknolojilerine ve altyapılarına büyük yatırımların gereksinimini gösteriyor. Aynı zamanda biyokütle ve ekilebilir alanların korunması için de devasa bir potansiyel bulunuyor.

- Et tüketiminin azaltılması, diğer kullanım amaçları için çok büyük miktardaki ekilebilir alanı serbest hale getirebilir. Bir sığırdan protein elde etmek, buğday ve ya soyadan elde etmekten 40-50 kat daha fazla biyokütle gerektiriyor.

-Gıda kayıplarını azaltmak da benzer şekilde büyük miktarda ekilebilir alanı boş hale getirecektir. Kaba bir hesapla, küresel ölçekte insan tüketimi için üretilen gıdanın yaklaşık 3'te 1'lik kısmı kaybediliyor ya da atılıyor, bu da yılda 1.3 milyar tonluk bir rakama denk geliyor. (3)

- Biyokütle işleme verimini modern endüstriyel biyoteknoloji yöntemlerini kullanarak bütün uygulamalar için arttırmak.

- Günümüzde herhangi bir katma değer elde edilmeyen bütün tarımsal yan ürünlerden faydalanabilmek. Özellikle de lignoselüloz kalıntıları potansiyel olarak, ikinci nesil biyoyakıt ve biyokimyasallar üretimi için kullanılabilir.

-Son olarak güneş enerjisinin elektrikli arabaların yakıtı amacıyla kullanılması, bu da alan gerektiriyor, normal araçlarda biyoyakıtların kullanılması için gerekecek olan alanların yaklaşık olarak 100 katı alan açısından verimli. Ek olarak güneş enerjisi ekilemeyen alanlarda da üretilebilir. Bu tür enerjinin daha fazla kullanılması biyoyakıt üretimi için kullanılan alanların da serbest kalması anlamına gelecektir. (4)

Bütün bu adımlar sonrasında, var olan alanlar belirlendikten sonra, bu alanlardan en iyi yararlanmanın yolunu bulmak ikinci adım olacaktır. Birinci nesil biyokütleden, şeker, nişasta, bitkisel yağ ve doğal kauçuk ve farklı kimyasallar ve malzemeler elde etmek neredeyse insanlık tarihine dayanmaktadır. Endüstriyel çapta ise 100 yılı aşkın bir süredir yapılmaktadır. Örneğin, nişasta yüksek ölçekte kağıt endüstrisinde kullanılmaktadır. Günümüzde, büyük çapta kimyasallar, plastikler, deterjanlar, lübrikantlar, yakıtlar bu kaynaklardan üretilmektedir. Bu kaynakların potansiyel olarak doğrudan gıda ve hayvan yemi ile olan rekabetleri sebebiyle, son on yılda fermente edilebilir şekerler için lignoselüloz besleme stoğunun hammadde olarak kullanılması fikri ortaya çıkmıştır.  

Lignoselüloz deyince, odun, kavak, söğüt ve Miscantus gibi ağaçlıklar ya da saman gibi lignoselüloz tarım yan ürünleri akla gelmektedir. Bunlar ikinci nesil besleme stokları olarak adlandırılmaktadır. Günümüzde ise, alglerin besleme stoğu olarak kullanılması yönünde çok fazla araştırma sürdürülmektedir, bunlar da üçüncü nesil besleme stokları olarak adlandırılmaktadır.

İkinci nesil besleme stoklarının gıda güvenliğinin sağlanması konusunda daha az etkisi olup olmayacağı hala makalenin içeriğinde tartışılmaktadır. 

Bazen tartışılan bu aksiyom için bazı sebepler verilmektedir. Son yapılan çalışmalar birçok gıda ekinin, gıda olmayan ekinlere göre daha alan verimine sahip olduğunu göstermektedir. Bu da örnek olarak biyoplastiklerin yapıtaşlarını oluşturan monomerlerin üretilmesi için gerekli biyoteknolojik işlemler için belli miktarda fermente edilebilir şeker üretebilmek amaçlı, problemsiz olarak gösterilen ikinci nesil lignoselüloz gıda olmayan ekinler ile karşılaştırıldığı zaman, daha az alan gerektiğidir.

Bu durum, nişasta, şeker ve bitkisel yağ gibi maddelerin ekinler tarafından güneş enerjisini depolama araçları olarak kullanılmasından ve kolay bir şekilde kullanılabilmelerinden dolayı çok da şaşırtıcı değildir. Diğer yandan, lignoselülozlar ekinlere fonksiyonel bir yapı sağlarlar, enerji depolamak amaçlı değil, bitkiyi mikroorganizmalardan korumak gibi amaçlarla yapılmaktadırlar. Sadece bazı özel enzimler (artı enerji) lignoselüloz yapılarını fermente edilebilir şekerlere dönüştürebilir. Bu alanda çok ilerlemeler kaydedilse de, teknoloji hala emekleme çağındadır. Bu enzimlerin fiyatları ve verimleri, sermaya gereksinimleri bir kenara bırakılsa bile, hala bu strateji için önemli bir engel teşkil etmektedir. Sonuç olarak fermentasyon için lignoselüloz biyokütlesi verimli bir seçenek henüz değildir.

Bu da genellikle dile getirilen; ' Firmanız ne zaman gıda ekinlerinden ikinci nesil lignoselüloz besleme stoklarına geçecek?' sorusunun çok dar görüşlü ve basit olduğu anlamına geliyor. Yazarlar asıl sorulması gereken sorunun; bölgenizdeki alanların ve biyokütlenin en sürdürülebilir ve verimli olarak kullanılmasının yolu nedir olması gerektiğini belirtiyorlar. Yani bir ekinin gıda ya da yem olarak kullanılmasından çok, mevzu kaynak ve alanların verimli ve sürdürülebilir olarak kullanılması. Rekabet alanlar için geçerli. Lignoselüloz besleme stoğu elde etme için kullanılan alanlar zaten gıda ya da yem üretimi için kullanılmıyorlar. Bu sebeple gıda ekinleri endüstri için kullanılmasın dogması tarımsal kaynakların (alanlar ve biyokütle) dağılımında bozukluğa ve hatta yetersiz kullanılmasına sebep olabilir.

Aynı zamanda, biyo bazlı endüstrilerde gıda ekinler çok verimli bir şekilde kullanılabiliyor, çünkü üretim zincir sistemleri uzun bir süreçte optimize ediliyorlar ve yan ürünler de gıda ve yemlerde kullanılabiliyorlar. Gıda ekinleri için biyorafineriler uzun yıllardır varlığını sürdürüyor ve toplanan ekinlerin bütün kısımlarını gıdaya, yeme, melzemelere, enerji/yakıta çevirerek maksimum faydayı alabiliyorlar. Eğer bu maksimum fayda alınamasaydı, gıda ve yem fiyatları da artarlardı.

Örneğin, biyobazlı kimyasallar, plastikler ve ya yakıtlar için şeker, nişasta ve ya  yağları kullanmak, bitki bazlı proteinleri açığa çıkarır ve bu ürünler de gıda ve hayvan yemi endüstrisi için önemli besleme stoklarıdır. Günümüzde dünyamız karbonhidratlar açısından değil protein açısından tedarik sorunu yaşamaktadır. Bu da aslında gıda kullanımı için aslında gerçek bir rekabetin olmadığını, zaten hali hazırda gıda ekinlerinin değerli kısımları (proteinleri) gıda ve yem üretim amaçlı kullanılmaktadır.

Aşağıdaki tablo ve grafikte ekinlerin işlenen kısımların, eğer ana kullanımları maleme ve kuru madde olursa, fiyatlarının saptamasıyla ilgili bir değerlendirme sunulmuştur. Yüzdeler tahıl ve ya meyvelerle ilişkilidir, saman ve yaprak gibi kaynaklardan lignoselüloz lifler değerlendirmeye alınmamıştır.

Fazla dile getirilmeyen diğer önemli bir husus ise endüstri için gıda ekinlerinin acil durumlarda gıda ve ya yem tedariği için kullanılabilecekken, ikinci nesil lignoselülozların bu şekilde kullanılamayacağı. Bu da gıda güvenliğinin gıda ekinlerinin daha geniş alanlarda kullanmasıyla sağlanabileceğini gösteriyor. Bir gıda krizi durumunda şeker kamışı (Brezilya) ve mısır (ABD) anında gıda ve yem pazarına yönlendirilebilir. Bu durum özellikle gıda ve yem için ekin çeşitliliği ile mümkün.

Birinci nesil ekinler aynı zamanda çiftçilere ekinlerinin son kullanımı ile ilgili olarak daha fazla esneklik tanıyacaktır. Eğer pazarda bir ekin doygunluğa ulaşmışsa, bu durum o ekinin endüstriyel kullanıma yönlendirilmesine imkan sağlayacaktır. Bu durumun tersi gıda kıtlığı durumunda da geçerli olacaktır.

Bu sebeple endüstri kullanımı için daha fazla gıda ekini yetiştirmek dört kere kazan durumunu yaratmaktadır.

- Çiftçi stoğunu satabileceği daha fazla seçeneği olacağı için kazanır ve böyleece daha fazla ekonomik refaha sahip olur.

- Çevre gıda ekinlerinin daha verimli olarak kullanılması ve daha az alan gereksinimi olduğundan dolayı kazanır.

- Gıda güvenliği protein olarak zengin yan ürüne sahip gıda ekinlerinin yüksek değeri sayesinde kazanır.

-Gıda güvenliği kriz zamanlarında gıda ekini kaynaklarının daha esnek bir şekilde kullanılabilme imkanından dolayı kazanır.

-Pazar istikrarı gıda ekinlerinin küresel erişilebilirliğinin artması ve kesintilerin ve spekülasyonların sebebiyle ani fiyat artışlarının olmaması ile kazanır.

Bütün bu sebeplerden dolayı, yazarlar politik tedbirlerin basitçe gıda ve gıda olmayan ekinler arasında ayrım yapmak yönünde hareket etmektense, alan erişilebilirliği, kaynak ve alan verimi ve yan ürünlere fiyat biçilmesi ve acil durum gıda kaynakları gibi kriterleri göz önünde bulundurması gerektiğini belirtmektedirler.

Bu da birinci nesil proseslere yönelik araştırmalara devam edilmesi ve desteklerin devam etmesi gerektiği anlamına gelmektedir. Özellikle de Avrupa Birliğinde şeker üretimi için olan kota sisteminin bu stokların endüstriyel kullanım için sağlanabilmesi açısından gözden geçirilmesi gerekmektedir.

Kaynaklar:

-Bioplastics MAGAZINE 04/2013

1- Dauber, J. et al. 2012: Bioenergy from 'surplus' land: environmental and socio-economic implications; BioRisk 7:5 - 50 (2012)

2- Zeddies, J. et al. 2012: Globale Analyse und Abschatzung des Biomasse- Flachennutzungpotentials. Hohenheim 2012

3- FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations 2011: Global food losses and food waste. Rome 2011

4- Carus, M. 2012: From the field to the wheel: Photovoltaic is 40 times more efficient than the best biofuel; bioplastics MAGAZINE (1/12), Vol.7, 2012

Pirinç Kabuğu Destekli Plastikler Ford Kamyonlarında

2014 yılından itibaren pirinç kabukları da Ford F-150 kamyonlarında kullanılan sürdürülebilir malzemeler arasına girecek. Pirinç kabuğu ile desteklenmiş plastik, elektrik donanımında kullanılacak.

F-serisi kamyonlarda kullanılan diğer çevre duyarlı malzemeler arasında soya filizi ve endüstri artığı geri dönüştürülmüş pamuk bulunuyor. 2014 model Ford F-150 10 kot pantalon, 26 havlu ve ya 31 T-shirt'e eş değer malzemeyi halı yalıtımı ve ya ses yalıtımı için kullanıyor.

Ford kamyonlarının sert görünümlerinin altında yeşil olabileceklerini pirinç kabuklarını kullandıkları yenilenebilir malzemeler listesine ekleyerek gösteriyor.

Pirinç kabukları tane pirinçlerin yan ürünü olarak ortaya çıkıyor. Firmanın ilk yılda 45000 pound kabuk ihtiyacı olacak.

Malzeme Arkansas'taki çiftliklerden tedarik edilecek ve talk bazlı destekle elde edilen polipropilen kompozitine alternatif olacak.

F-serisi kamyonlarda kullanılan sürdürülebilir malzemeler arasında:

Geri dönüştürülmüş pamuk: ses yalıtımı amaçlı kullanılıyor, her bir araçta 10 kot pantalon yapımı için kullanılmaya eş değer malzeme kullanılıyor.

Soya fasulyesi: Koltuk döşemeleri, arkalıkları ve başlıklarının yapımında kullanılıyor.

Geri dönüştürülmüş halı: Bazı F-150 kamyonlarında EcoLon adlı yüzde 100 geri dönüştürülmüş halılardan yapılan naylon reçinesinden üretilmiş silindir kapağı bulunuyor.

Kaynak: http://www.prnewswire.com/news-releases/built-ford-green-sustainable-materials-make-americas-best-selling-truck-environmentally-friendly-and-tough-218531421.html

Kompostlanabilir Ambalaj İcin Gerekli Adımlar Atılıyor

İsviçre biyobozunur plastiklerin geri dönüştürülmesiyle ilgili olarak atık yönetim altyapısının geliştirilmesi çabası konusunda kararlı bir adım attı.

Polilaktik asit gibi malzemeler London Bio-Packaging, Huhtamaki ve Vegware gibi bazı yemek servisi ambalajı üreticileri tarafından hali hazırda kullanılıyor. Ürün ambalajları İngilitere ev atıkları arasında atık gömme alanlarına gönderilenlerin büyük bir çoğunluğunu oluşturuyor. PLA gbi biyoplastikler potansiyel olarak kompostlanabilir ve bu sayede biyoyakıt, malç ve tarımda kullanmak amaçlı yüksek kalitede kompost gibi yararlı ve doğal ürünlere çevrilebiliyor.

Fakat bu tip malzemelerin çevresel faydalarının tam olarak gerçekleşebilmesi için, yüksek miktarda iş ve iş birliği gerekiyor. Bu konuda da malzeme geliştiricileri, belediye atık toplayıcıları, biyo atık arıtma tesisleri gibi paydaşların katılımı gerekiyor. İsviçre'nin biyobozunur plastiklerin atık havuzunda değerlendirilmesi ile  ilgili 'bütün paydaşların konsensusu' başlıklı duyurusu, ülkeyi bu seviyede bir işbirliği gerçekleştiren ilk ülke konumuna getirdi. Bu anlaşma atık arıtma tesislerine biyoplastiklerin sınırlı ve şartlara bağlı kabulunu da içeriyor.

Konuyla ilgili detay için daha önceki yazımızı inceleyebilirsiniz.

Dünya çapında araba devleri biyoplastik malzemelere göz kırpıyor.

Başta çevresel faydalar ile işe başlansa da, araba üreticileri ve onların tedrikçileri, kompostlanabilir olmayan biyobazlı malzemelerden ne tür ek bi fayda sağlanabileceği sorularını soruyorlar. Bir avantaj ise tabi ki daha hafif ve düşük maliyetli araçlar.

Plastics Europe endüstri kurumuna göre otomobillerde temel kural yüzde 5’lik düşük ağırlığın yüzde 3’lük yakıt tasarrufu sağlayacağı yönündedir.

Fakat ağırlık avantajı kesin değildir. Belçika bazlı Avrupa Otomobil Üreticileri Birliği (ACEA) bildirdiğine göre bazı klasik polilaktik asit gibi biyoplastikler petrol bazlı türevlerine göre daha yüksek yoğunluğa sahiptir.

ACEA soya bazlı koltuk süngerleri ve döşemelerinin de daha ağır olabileceğini belirtiyor. Ford ve Fiat’a göre soya bazlı koltukları, geleneksel malzemelerden yapılan türevlerine göre aynı ağırlıklardalar. Doğal lifle desteklenmiş plastikler ise, yerini aldığı malzemeye göre yüzde 5 ile 15 arasında ağırlık avantajı sağlayabiliyor.

Geleneksel plastiklere göre biyoplastiklerin avantajı sürekli değişen petrol fiyatlarından çok fazla etkilenmemeleri. ACEA sözcüsü, petrol kaynaklarının azalmasıyla birlikte biyoplastiklerin bu öneminin giderek artacağını belirtiyor.

Bunlara rağmen çevresel yararlar hala oldukça önemli. Kaynak malzeme ne olursa olsun, plastikler düşük ağırlıkta ve maliyeti uygun malzemeler, diyor Plastics Europe sözcüsü Thomas Bauwens. Bunun üzerine, biyoplastikler çevresel etkilere de olumlu yönde katkı sağlayacaksa, araba üreticileri biyoplastikleri seçmekle daha ilgili olacaklar.

Gerçekten de üreticiler ilgililer. Ford Motor firmasının sürdürülebilir iş stratejileri müdürü John Viera, değişken enerji pazarına daha az bağımlı olmak, biyoplastiklerin yararlarından sadece bir tanesi diyor.

Ford’un soya bazlı köpüğü koltuk yastıklarında kullanması tedarik zincirinde petrol kullanımını yıllık 2300ton civarında azaltırken, karbon dioksit emisyonlarını da 9000 MT oranında düşürdü.

Ford soya bazlı koltuklarıyla ağırlık avantajı sağlayamazken, balpeteği yapısındaki geleneksel plastikler ile yüzde 20 oranında ağırlık avantajı sağlayarak yakıt ekonomisini arttırıp karbon emisyonlarını bu sayede azaltabiliyor. Yüzde 24’e kadar yenilenebilir kaynaklardan oluşan bu koltuk arkalıkları bütün Ford araçlarında bulunuyor. Aynı zamanda yıllık üretilen araçların yüzde 75’I koltuk başlıklarında soya bazlı köpük içeriyor. 2013 Fusion, F-150, Taurus ve Explorer modelleri için de bu durum geçerli.

Firma aynı zamanda doğal lifler üzerine araştırmalarını devam ettiriyor. Bu kaynaklar arasında kalıp cisim plastik parçalarında pirinç kabukları ve hindistan cevizi katkıları gibi malzemeler bulunuyor. Bu sayede üretimde petrole bağımlılığı azaltırken, parçaları daha hafif ve daha doğal gözüken bir hale getirmek amaçlanıyor.

Viera, ekibin yüzde 30 oranında doğal lifler içeren formüller üzerinde araştırmalar yaptığını ve bu sayede talk ve cam gibi otomotiv sektöründeki plastik kompozit formülasyonlarındaki malzemelerin yerini almaları hedefleniyor.

Biyoplastikler Ford arabaların kapılarında da görülebiliyor. Yeni Escape model arabaların kapı kapama panellerinde yarı yarıya oranda polietilen ile kenaf adlı tropik bir bitkinin lifleri ile oluşturulan kompozit malzeme petrol bazlı malzemelerin yerini aldı. Lignotock adlı yüzde 15 fenol formaldehit thermoset ve yüzde 85 ahşağ liflerinden oluşan karışım ile konvansiyonel cam elyaflı termoplastiklere göre daha hafif ve sessiz bir alternatif sağlanıyor.

Bir diğer otomotiv devi olan Toyota Motor Grubu da biyoplastikler sayesinde parça üretimlerinde karbondioksit emisyon oranını yüzde 20 oranında azalttı. Biyoplastik araba parçaları sayesinde hammaddeden son kullanıcıya geçen döngüde karbon nötralliği sağlanabiliyor. Yaşayan bitkiler havadaki karbondioksiti kullanarak yok ederken, kullanımı sonlanan parçalar termal bir işlem ile geri dönüştürülerek bu karbondioksiti tekrar ortama salıyor.

Toyota şeker kamışı bazlı PET malzemesini araç dolgularında ve diğer iç yüzeylerde ilk defa olarak kullandığını iddia ediyor. Kuzey Amerika’da şeker kamışı, tatlı patates ve mısırdan üretilen PLA ile diğer polimerler birleştiriliyor.

Biyoplastik işleme metodları arabanın hangi parçası olduğuna göre değişiyor. Kapı ve bagaj bölümü döşemelerinde PLA PET ile karıştırılıyor. Enjeksiyon kalıplanan bölgelerde ise ince çekilmiş PLA polipropilen içerisine yayılıyor.

Toyota’nin Prius, Corolla, Matrix, RAV4 ve Lexus RX 350 gibi birçok modelinde soya bazlı koltuk yastıkları bulunuyor. Lexus HS 250 ise birçok döşemesinde ve yastıklarında biyobazlı parçalara sahip. Toyota 2015 yılı itibariyle bütün plastik bileşenlerinin en az yüzde 20’sinin biyoplastiklerden yapılmasını hedefliyor.

Japonya’nın Mazda Motors firması da endüstride iki tane ilk konusunda iddialı: Premacy Hydrogen RE Hybrid arabasının iç donanımlarında bitki türevli içeriğin yüzde 80 üzerinde olması, ve koltuk yüzeylerinde yüzde 100 bitki türevli biyokumaş kullanılması.

Amerika bazı Almanya’nın BMW firmasına kapı paneli üreten Johnson Controls firması da geleneksel malzemelere göre yüzde 20 daha hafif olan ahşap lifleri ve plastic karışımından oluşan malzemeyi sağlıyor. Bu malzeme de yeni BMW 3 Serisi arabalarında kullanılması ve bu sayede yakıt performansının arttırılması planlanıyor.

Biyoplastikler arabaların dış bileşenlerinde henüz kullanılmadı. Maliyetler, dış parçalar iç bileşenler ölçeğinde fazla üretilmediğinden dolayı bir engel. Bunun dışında Cereplast Corp adlı nişasta bazlı reçine üreticisi Genel müdürü Frederic Sheer’a göre biyoplastiklerde güç gereksinimi de tam karşılanamıyor.

Daha dayanıklı biyoplastiklerin yakın zamanda piyasada yerini alacakları tahmin ediliyor. Aynı zamanda yenilenebilir ve geleneksel plastikler arasındaki fiyat farkının da yapılan çalışmalar ve artan petrol fiyatları doğrultusunda azalacağı tahmin ediliyor.

Avrupa pazarı toparlandıkça yakıt tasarrufu sağlayan daha hafif malzemelerle üretilmiş araçlar için biyoplastik kullanımı da artacağı düşünülüyor.

Kaynak: http://www.plasticsnews.com/article/20120731/NEWS/307319980/automotive-giants-turn-to-bioplastics-worldwide

Kompostlanabilir Ambalajlar İçin Bariyerleri Yıkmak

İskoçya ambalaj kurumu sitesinde yayınlanan aşağıdaki yazı, Avrupa ülkelerinde atık yönetiminin nasıl daha ileriye doğru gidebileceğine yönelik fikirleri aktarıyor. Umarız ülkemizde de bu tip bir yaklaşımla, daha iyi bir atık yönetimi ve daha iyi tesis altyapısına doğru atılımlar olacaktır.

Her sene daha fazla ürün ambalajı geri dönüştürülse de, hala özellikle de plastiğin olduğu alanlarda çöp gömme yöntemi oldukça fazla kullanılıyor. 2008 yılı itibariyle İngiltere'deki atıkların yaklaşık %5'i için çöp gömüsü yapıldı. Packaging Scotland ise bu atığın daha fazlasının geri dönüştürülüp çevre için yararlı yan ürünlere çevrilmesi olasılığının yeni tür ambalaj geliştirme konusunda ve atık yönetimi altyapısını geliştirme konusunda motivasyon sağladığını belirtiyor.

Ambalajlar söz konusu olduğunda, kompostlanabilirlik İngiltere'deki birincil sürdürülebilirlik stratejisi olarak göze çarpıyor. Kompostlanabilirlik, bir objenin belirli koşullar altında biyobozunmasını sağlıyor. Bütün malzemelerin biyobozunacağı (diğer bir deyişle, mikroorganizmaların etkisiyle çözünür ürünlere parçalanacağı) bilinse de, bu terim genellikle herhangi bir koşul ve ya zaman aralığı verilmeksizin kullanılabiliyor. Diğer bir deyişle, tahta bir masa biyobozunur özelliktedir fakat bildiğimiz bir şekilde çok yakın bir zamanda masanın parçalanmasını beklemezsiniz.

Biyobozunur öcüler

Bazı ambalajlar biyobozunur olarak pazarlanmakta fakat bu tarz bie etiket bir ürünün atık havuzuna girdiği zaman nasıl muamele edilmesi gerektiği ile ilgili bize fikir veriyor. Biyobozunur Ürünler Enstitüsü (BPI) web sitesi, bu tür bir etikete sahip bazı malzemelerin bozunması için uzun süreler gerektiğini açıklıyor. Bu sebeple bu ürünler endüstriyel kompostlama için uygun olmuyorlar. Benzer şekilde biyobozunur plastikler iki tür atık birbiriyle karıştırıldığı zaman polietilen atıklarının geri dönüştürülmesine olumsuz etkide bulunabiliyor.

BPI bazı popüler efsanelere de cevap veriyor. Bunlardan biri de atık gömme tesislerinde bu tür plastiklerin basit bir şekilde biyobozunacağı yönünde. Gerçekte atık gömme tesislerindeki kuru ve oksijen yönünden fakir koşulların atıkların bozunmasından çok mumyalaşacağını gösteriyor. Diğer koşullarda da atık gömme tesislerindeki kontrolsüz biyobozunma yeraltı sularının kirlenmesi ve ya metan emisyonu gibi problemlere de yol açabilir.

Bir ürünün kompostlanabilir olarak sertifikalandırılması için belirlenmiş koşullarda biyobozunur olma gerekliliğini sağlaması gerekiyor ve bu koşullar da EN 13432 gibi Avrupa standartlarında tanımlanıyor. Bu standart kompostlanabilirlik için bir alt çizgi olarak kabul ediliyor. Aynı zamanda UK Yenilenebilir Enerji Kurumunun yan kollarına göre de bu durum mevcut.

Gordon Thompson adlı Organics Geri Dönüşüm Grubu üyesine göre, Avrupa standardında açıkça belirlenmiş olmasına rağmen, kompostlanabilirlik fikri hala geniş anlamda yanlış anlaşılıyor. İnsanlar yanlış terminolojiyi kullanmakta ısrar ediyorlar. Genellikle kendisine biyo kütle ve ya biyobozunur olarak tanımlanan ürünler için kompostlanabilirlik danışılıyor ve genellikle iki durumda da cevap muhtemelen olumsuz oluyor.

EN13432'ye uyumluluk bazı kimyasal ve diğer testlerin de sağlanmasını gerektiriyor. Bunlardan biri de belirli koşullar altında ürünün parçalanma eğilimi. Bunun dışında EN 13432 sertifikası malzemeye değil son ürüne veriliyor çünkü mekanik özellikler de parçalanmayı etkiliyor.

EN13432 standardı üzerinden, kompostlanabilir ambalajların akreditasyonu için üç ayrı kurum daha işlev gösteriyor: DIN Certco Gepruft Endüstriyel Kompostlanabilirlik sertifikasyon kurumu, European Bioplastics Seedling Logo kurumu ve Vincote OK Compost. Her bir standart kurumu EN 13432'ye uygunluk ararken, her birine özel gereklilikler de mevcut. Bu kurumlarca sertifikalandırılan ürünlerin de uygun logo ve sertifika numarasına sahip olmaları ve ürünlerinde sergilemeleri gerekiyor. Ürünle ev kompostuna ya da endüstriyel komposta uygun olarak sertifikalandırılabiliyorlar. Örneğin, evde kompostlanabilirlik sertifikası Vincotte'nin 'OK Compost Home' logosu ile belirtiliyor.

Şimdiye kadar kompostlanabilir ambalaj için en büyük pazar sektörü gıda ve diğer organik atıkların toplanması için torbalar oldu. Fakat gıda servisi ambalajı arenasında, artık birçok firma kompostlanabilirlik iddiasına sahip ürünleri piyasaya sunuyor.

Thompson'a göre kompostama altyapısını geliştirmek için itici gün genellikle gıda atığı ile ilgili yönetmelikler sayesinde sürdürülüyor. Örneğin Ocak 2014'ten itibaren 50kg üzerinde gıda atığı üreten bütün iş kurumlarının İskoçya Atık regülasyonlarına göre bu atıkları ayrı bir şekilde toplamaları gerekiyor. Bu durum da gıda atıklarıyla birlikte toplanabilmeleri sebebiyle kompostlanabilir ambalajları teşvik ediyor.

Nerede Kompostlanabilir?

Bu adım doğru yönde atılmış olsa da, ambalaj için kompostlama altyapısının halen geliştirilmesine ihtiyaç duyuluyor. Hem gıda atığı hem de sertifikalı kompostlanabilir ambalajlar tank içi kompostlama (in-vessel composting IVC) ve ya anaerobik sindirim (anaerobic digestin AD) gibi yöntemlerle yapılıyor. Her iki yöntem de mikroorganizmaların kullanımını gerektiriyor. AD yöntemi sonucunda biyogaz üretiliyor ve bu da ısı, elektrik ve yakıt üretiminde kullanılabiliyor.

AD tesisleri bütün ambalajları yok etmeye eğilimli ve bu sebeple kompostlama yönünde çok iyi bir çözüm değil. Thompson İngiltere'de birkaç tane büyük IVC tesisinin bulunduğunu belirtiyor fakat bunların sayısı İskoçya'da az.

İngiltere'de organik geri dönüşümcüler son yıllarda belirgin bir şekilde artmadı fakat tesisler daha karmaşık ve genelde daha büyük hale geliyorlar ve böylece daha fazla organik malzemeyi işleyebiliyorlar. Gıda servisi ambalajında kullanılan malzemeler göz önünde bulundurulduğunda bazı firmalar biyoplastik bazlı, bitki nişastasından ve şeker küspesinden (polilaktik asit gibi PLA) ürünler geliştiriyorlar. Bu malzemelerin bazıları özellikle bazı uygulamalar için gerekli özellikleri sağlıyorlar. Örneğin bitki nilşastası ısıya dayanıklılık özelliğine sahip. Diğer malzemeler arasında geri dönüştürülmüş kağıt ve kompostlanabilir selofan Natureflex adlı Innovia Films tarafından geliştirilen ürün bulunuyor. Bu tip malzemelerin farklı kombinasyonları, kompostlanabilir son ürünler için kullanılıyor ve farklı derecelerde sertifikalar elde ediliyor. Bio-Packaging firması hem EN 13432'ye uygunluk gösteren hem de WRAP tarafından sertifikalandırılan tek firma olduğunu iddia ediyor. Bu sayede 2012 Londra Olimpiyatlarında da yemek kaplarını üretebilmek için seçildiler. Edinburgh bazlı Vegware firması da 'eko-catering' konsepti ile Vincotte OK Compost'a göre sertifikalandırılmış şarap bardakları ve tek kullanımlık servis ürünleri üretiyor.

Birlikte çalışmak

Atık yönetimi çoğunlukla yerel ve ya bölgesel bir iş olduğundan dolayı, geri dönüştürülebilir ve kompostlanabilir ambalaj yapma eforunun birçok farklı kurumun ortak eforuyla gerçekleşebileceğini belirtmek zor olmaz. Bu kurumlar arasında hammadde geliştiricileri, ürün geliştiricileri, yerel plastik geri dönüştürücüler, belediye atık toplayıcıları ve biyoatık arıtma tesisleri bulunuyor. Organik geridönüşüm açısından İsviçre biyobozunur malzemelerin atık havuzunda yönetilmesi açısından bütün bu kurumların konsensusunun sağlandığı ilk ülke olduğunu iddia ediyor. Sadece biyo atıkların toplanması için tasarlanmış torbalar herhangi bir kısıtlama olmadan arıtma tesislerine kabul edilirken, diğer biyoplastik ve ya biyobazlı ürünler, servis ürünleri ve ya çiçek saksıları gibi, eğer belirlenmiş bir kaynaktan yapılmışsa ya da sertifikaya sahipse kompost tesisine alınıyor. İsviçre Kompostlama ve Metanizasyon Tesisi kurumu (Assosication of Swiss Composting and Methanisation Plant) yöneticisi Daniel Trachsel, European Bioplastics sitesine verdiği röportajda bu konsensusa nasıl varıldığını anlatıyor. Sürecin 2001 yılında başlayıp bütün tedarik ve atık zincirini kapsayacak şekilde 2013 yılına kadar tamamlandığını belirtiyor. Fakat Alman süpermarket zincirleri Aldi ve Lidi'nin henüz daha katılım göstermediğini üzülerek belirtiyor.

Henüz hak sahiplerinin özel anlaşmalarına dayanan bir konsensus olsa da, Trachsel grubunun  resmi olarak da İsviçre makamlarının böyle bir karar almasına ikna edebileceğini düşünüyor. Aynı şekilde bu tarz bir yaklaşım bütün Avrupa Birliği'ne yayılabilirse kalıcılığı sağlanması yönünde sağlam temeller atılmış olacak. 

Daha büyük çaplı bir konsensusun sağlanması kısa vadede çok mümkün değil diyor Thompson. Henüz kompostlanabilir ambalajın ne olduğuna dair ciddi bir karmaşa bulunurken bu durumun gerçekleşmesi için büyük ölçekli teşvikler ile sosyal sorumluluğun sağlanmasının gerekliliğiyle konuşmasını sonlandırıyor.

Kaynak: http://www.packagingscotland.com/2013/07/breaking-down-the-barriers-to-compostable-packaging/

PHA üretimi için yeni ve düşük maliyetli bir yöntem

PHA polimeri bakterilerde üretilip
hücre içinde depolanıyor

Parco Scientifico e Tecnologico della Sicilia (PSTS), Catania, İtalya'daki araştırmacılar biyobozunur polimer üretimi için yeni bir yöntem geliştirdiler. Buna göre PHA (polihidroksialkonat) Psudomonas corrugata bakterisi tarafından sentezleniyor.

Maliyet Avantajı Yüksek

Ana avantaj maliyet yönünde. Proje ekip üyesi Marina Carruba, geleneksel plastiklerin üretim maliyetleri kg başına 1 USD civarındayken, bitki nişastasından elde edilen biyoplastiklerin kg başına 5USD dolayında. Fakat PHA kg başına 0.4-0.6USD aralığında üretilebiliyor diyor.

Bir diğer avantaj ise, kimyasal ve yapısal özellikleri sayesinde PHA, kağıt ve doğal lifler gibi diğer malzemeler ile birleştirilebiliyor. Uluslararası tanınan Oranfres markasıyla da bilinen Sicilyalı girişimci Salvatore Torrisi bu patentlenmiş yöntemi uygulamaya geçirmek istiyor.

Gelişim için büyük potansiyel

Torrisi PHA ürünlerine yatırım yapmak istediğini belirtiyor. Aynı zamanda PSTS teknoloji parkının yönetiminde de söz sahibi olan Torrisi, PSTS'nin gelişim için çok büyük potansiyeli olduğunu ve bunu da endüstriyel amaçlara hizmet eden aktiviteler sayesinde olabileceğini belirtiyor. PSTS büyük oranda Sicilya eyalet hükümeti tarafından kontrol ediliyor.

Endüstri uzmanı Torrisi'ye göre bütün bu projeler, geniş bir üniversite ağı, araştırma merkezleri ve firmalar tarafından da destekleniyor. Sicilya bölgesinin başkenti olan Catania'da yürütülen araştırma projesi 3.6 milyon Euro'luk bir bütçe ile destekleniyor. Bütçe ise Pon Ricerca adı verilen İtalya Eğitim Bakanlığının özel bir desteği tarafından sağlanıyor.

Kaynak: pstsicilia.it (Bioplastics Magazine 03/2013)

Bina Dış Cepheleri için Biyobazlı Plastikler

18 ay yaşlandırma sonrası PLA/Lignin/Selüloz
ve Lignin/Selüloz kompozitleri

Boru, koruyucu, buhar bariyeri, yalıtım gibi inşaat endüstrisi için gerekli ürünlerin üretiminde plastikler hali hazırda zaruri malzemeler iken, bu tip malzemeler aynı zamanda iç ve dış kaplamalarda da artan bir trendle kullanılıyorlar. Bunun sebepleri arasında yeni tasarımlarla daha serbest geometriye sahip olan tarzların sadece plastik kalıplama ile gerçekleştirilmesi dışında bu malzemelerin korozyona dayanıklılığı, yaratıcı uygulamalar için esnekliği ve düşük termal iletkenliği ya da cam gibi malzemelerle karşılaştırıldığı zaman hafifliği gibi sebepler de plastiğin malzeme seçiminde kullanılmasında önemli etkenler olarak öne çıkıyor.

Tecnaro firmasının biyobazlı malzemeleriyle üretilen
kalıp parçaalar

Biyobazlı termoplastik malzemeleri yukarıda bahsedilen uygulamalarda kullanmak bu sebeple kaynakların da verimli olarak kullanılması açısından gelecekte bir alternatif olarak göze çarpıyor. Bu malzemeler serbest bir şekilde şekillendirilebilir ve geri dönüştürülebilirken ekolojik açından da konvansiyonel plastiklere göre avantaj sağlarlar.

Bütün tip binalara tedarik edilebilmesi için, biyoplastik malzemeden yapılan bina bileşenlerinin düşük alevlenme özelliğine sahip olması gerekir. (DIN EN 13501-1 B ve C). Normal düzeyde alevlenebilirlik özelliğine sahip olan malzemeler ancak maksimum 7 metrelik ve 400m2'den büyük ve iki üniteden fazla olmayan binalarda kullanılabilir. Dış cepheler ise -20C ile +80C arasındaki sıcaklıklara dayanabilmelidir.

Ek olarak, binaların sağlamlığı da ekonomik olarak fizibil bir zaman çerçevesinde garanti edilebilmelidir. Dış cepheler için bu süre 30 yıl olarak öngörülüyor. 

Ahşapın ana bileşenleri olan lignin ve selüloz liflerinden üretilen kompozit malzemeler dış cephe uygulamaları için daha az uygundur. 3 yıllık doğal ve yapay hava etkisi testleri sonuçları (sırasıyla DIN EN ISO 877 ve EN ISO 4892 testleri), iklimlendirmeye karşı yetersiz direnç gösterdiğini belirlemiştir. UV dalgaları ise lignini parçalamaktadır. Bu da suda çözünen ve yağmurla birlikte aşınan bir ürün anlamına gelmektedir. Kalan ise beyazımsı ve mikroorganizmalar tarafından gri bir tabaka ile kaplanan bir tabakadır. Malzeme ise daha fazla kararlı olmaz. Suyun emilmesi de kompozitin dayanıklılığını asgariye düşürmektedir.

PLA ve değiştirilmiş PLA'dan germe çubukları
yapay yaşlandırma testleri sonrası

Ek olarak 96 saatlik suya batırma testine göre (EN ISO 62) lignin ve selüloz içeren kompozitlerin uzun süreli dış cephe uygulamaları için uygun olmadığı görülmüştür. Su emilim oranı %37 olarak bulunmuştur ve test numunesi (4mm) kırılmıştır. Eşit miktarda PLA ve ahşap liflerden oluşan kompozit ise aynı koşullarda %25 su emilimi göstermiştir ve bu durum malzemenin yırtılmasına sebep olmuştur. Öte yandan PLA sadece %1 nem emilimi gerçekleştirmiştir.

18 aylık doğal hava etkisi testleri sonucunda PLA, PLA karışımları ve PHB sararma göstermemektedir. Yüzey görünüm olarak daha mat bir hale gelmiştir. Benzer şekilde çekme direnci ve akma sınırındaki uzama gerilimi de 18 aylık süreç sonucunda herhangi bir şekilde etkilenmemiştir. (Aşağıdaki tabloda görülmektedir.)

Farklı denemelerde PLA ve çekirdeklendirici ekolojik olarak zararsız bir fosfat içerek alev geciktirici ile bileşik haline getirilmiştir.

Ağırlık olarak %10'luk bir karışım ile UL94 V0 sınıfı özelliklerine sahip ürün elde edilmiştir. Bina elemanları ile yapılacak olan alev testlerine hala yapılmamıştır. Dış kullanım için değiştirilmiş polilaktidin ısıyla alakalı şekil kaybı (ISO 75-2 B'ye göre) ortalama 79.2C olarak belirlenmiştir. %2 çekirdeklendirici eklenmiştir. Dış cephelerde kullanılan bir diğer malzeme olan PET-G için bu değer 70-72C arasındadır.

PLA ve yanmazlık sınıfına uygun hale getirilmiş fosfatlı PLA'ların mekanik özellikleri

1024 saatlik yapay yaşlandırma (EN ISO 4982-3) sonrasında ise, ki 12 aylık simulasyona tekabul etmektedir, akma sınırındaki uzama gerilimi 46.5 N/mm2'den 15 N/mm2'ye gerilemiştir. Çekme direnci ise %3'ten %0.7'ye azalmıştır. İlginç bir şekilde yapay yaşlandırma sonrasıdaki bu değişimler saf polilaktidle (PLA) benzer seviyededir. Ekolojik olarak zararsız , fosfat bazlı alev geciktiricinin yaşlandırmaya herhangi bir etkisi bu sebeple bulunmamaktadır. Çevresel simulasyonlar ise genelde yaşlandırmayı hızlandırmak amaçla daha uç koşullarda yapılmaktadır.

Kaynak: Bioplastics Magazine 03/2013

Metabolix Samsung İş ortaklığı Büyüyor

Metabolix iki gün önce şirketin ikinci çeyrek gelirlerinin açıklandığı konferans toplantıda Samsung'un kimyasal bölümü ile olan ortaklığını genişleteceğini açıkladı. Metabolix, şirketlerinin Samsung Kimyasalları Şirketi (SFC) ile dünya çapında biyobozunur polimerleri pazarlamak odaklı bir işbirliğine resmi olarak girdiğini belirtti.

Bu işbirliği ile birlikte Metabolix PHA ürününü ortaya koyarken, SFC de diğer biyobozunur biyopolimerler olan PBAT (polibütilen adipat koterefitalat), PBS (polibütilen süksinat) gibi polimerleri sunacak. Metabolix SFC şirketiyle 2012'nin başından beri çalışıyor. Metabolix PHA ürünlerini PBAT, PBS, PLA ve nişasta gibi biyopolimer ürünleri ile birleştirerek yüksek değerli uygulamalara yönelik yeni polimerler geliştiriyor.

Metabolix Genel Müdürü Rick Eno: 'Çok çeşitli ürünlerimiz var ve buna göre de bölgesel olarak pozisyon alabiliyoruz. Samsung ile işbirliği içinde çalışarak özel uygulamaları baz alan tedarik zincirlerine de doğru bir şekilde yaklaşmanın yolunu belirlemeye çalışacağız. Bazı durumlar olabilir ki Samsung Metabolix ürünlerini, Metabolix de Samsung ürünlerini pazarlayacak.'

Eno aynı zamanda karışık biyopolimer formüllerinin şirkete sermaye açısından da yük getirmediğini belirtiyor. 

Metabolix ikinci çeyrek gelir raporundan bazı satır başları da aşağıdaki gibi:

PHA kapasitesi

Metabolix yıllık PHA üretim kapasitesini 10-20milyon dolarlık bir yatırımla 10000 tona çıkarmayı planladığını duyurdu. Yakın vadeli plan bu 10bin tonluk rakamı hem saf PHA uygulamalarında hem de polimer karışımlarında kullanmak. Samsung ile olan işbirliği de bu planın bir parçası.

Yılın başında Çin'deki PHA üreticisi Tianjin GreenBio Materials ile PHA tedariği konusunda ortaklığa girdi. Çinli şirketin de yıllık 10bin tonluk üretim kapasitesi bulunuyor.

Geçtiğimiz sene İspanya'daki Antibioticos şirketiyle olan üretim ortaklığı projesi için ise henüz bir başlangıç tarihi belirlenmiş değil.

Üretim güncellemeleri

Firma film pazarının Metabolix işinin büyüyen bir kısmı olduğunu belirtiyor. Özellikle Mvera B5008 kompostlanabilir film ürününün geçen sene piyasaya sunulmasıyla birlikte uzun vadeli kontratlar ile dönüştürücülerle ilişkilerin kurulması planlanıyor.

2012'nin sonlarında firma PVC hammaddesi için PHA bazlı  darbe geliştiricisini üretti. An itibariyle de potansiyel müşterilerle yüksek değerli uygulamalar için görüşmeler devam ediyor.

Metabolix aynı zamanda biyobozunur lateks ürünü ile ilgili de çalışmalar yapıyor. Son olarak da C3 ve C4 kimyasal programı kapsamında PHA bazlı butanediol (BDO), Gama bütirolakton (GBL) ve akrilik asit üretimi çalışmalarına da devam ediliyor. Genel müdür Eno, biyo-akrilik (C3) teknolojisine artan bir ilgi olduğunu ve özellikle boya ve bebek bezi gibi pazarlarda fark yaratan bir faktör olacağı öngörülüyor.

Evonik firması laurik asit bazlı PA12 geliştiriyor

Evonik firması Slovakya'nın Slovenska Lupca kentinde omega amino lorik üretmek amaçlı bir pilot tesisi çalıştırmaya başladığını açıkladı. Geliştirilen bu ürünün petrol bazlı lorin laktam (LL) monomerine alternatif olması düşünülüyor.

LL hali hazırda polyamid 12 (PA 12) polimerinin üretiminde hammadde olarak kullanılıyor. PA12 hammaddesi de özellikle otomobil endüstrisi için çok önemli bir kimyasal olarak gözüküyor. Özellikle kablo bağı, kablo yalıtımı, enjektör memeleri, esnek hortumlar, ve birçok ateşleme sistemi parçasında kullanılıyor.

Geçen sene Mart ayında Almanya'nın Marl kentindeki Evonik siklododekatrien (CDT) tesisinde çıkan yangın sonucu PA12 stokları dünya çapında kritik bir düzeye inmişti. CDT kimyasalı butadienin halkalı yapı haline gelmesi ile üretiliyor ve lorin laktam üretiminde hammadde olarak kullanılıyor.

Dünya çapında az sayıda PA-12 üreticisi bulunuyor. Bu üreticiler Evonik, Arkema, Ube Endüstrileri ve EMS-Grivory olarak sıralanıyor. Evonik kendi CDT'sini üretiminde kullanan tek üretici olarak göze çarpıyor.

Evonik'e göre ALS de uzun vadede tamamen aynı PA 12 bileşiğini kullanacak ve bu sayede butadien bazlı PA12 üretimini tamamlayıcı bir şekil alacak. ALS üretiminde kullanılan besleme stoğu ise palmiye yağı ki Evonik bu ürünü diğer kimyasal ürünler için de üretiminde baz olarak kullanıyor.

Evonik'ten Gregor Hetzke de bu yeni alternatif hammaddenin kısıtlı fosil kaynaklarına olan bağımlılığı azaltıcağını belirtiyor.

Evonik an itibariyle Singapur'daki petrol bazlı PA12 tesisi için planlamalar yapıyor. Geçen seneki PA12 stok sıkıntısında, Evonik CDT bazlı PA12 ürünlerine alternatif olarak VESTAMID Terra DD (PA 10, 12) adlı %45 yenilenebilir kastor yağı kaynaklarından üretilen ürünü piyasaya sundu.

O zamanlarda da Evonik biyobazlı PA 10,12 polyamidlerini PA12 ile aynı özelliklere sahip olacak şekilde modifiye etmenin mümkün olduğunu belirtmişti. Evonik aynı zamanda Çin'in Şangay kentinde VESTAMID Terra poimer (biyo bazlı PA 6,10 ve PA 10,10) üretim tesisinin de üretim kapasitesini arttırıyor. 

2013'ün ikinci yarısı itibariyle biyobazlı naylon polimerizasyonu için düşünülen yeni kapasitenin de devreye alınması bekleniyor.

Lorik asit bazlı PA 12'nin ticari üretimine başlangıç tarihi ile ilgili henüz bir bilgi ise mevcut değil.