3D Yazıcı Filamentleri için PLA hammaddeleri

Bundan 10-15 sene öncesine baktığımız zaman yazıcılar her evde bulunmazlardı. Fiyat olarak da herkesin alabileceği seviyede değillerdi. 3 boyutlu yani (3 Dimension - 3D) yazıcılar da şu an bu dönemden geçiyorlar. Her ne kadar adlarından son zamanlarda oldukça fazla kere bahsedilip, 3D yazıcılar kullanılarak birçok eşya yapılsa da henüz çok yaygın değiller. Ama kullanım kolaylığı açısından çok kısa bir süre içerisinde kullanımlarının yaygınlaşacağı söyleniyor.

Bu teknoloji hakkında yazılanlar ve çizilenler bunlarla sınırlı değil. 3D yazıcıların geleceğin sanayiisinde çok önemli bir yeri olacağı, bu teknolojiyle yemekten, otomobil parçalarına kadar birçok farklı sektör için parçalar ve ürünler üretilebileceği belirtiliyor. Hatta Amerikan Başkanı Barack Obama da bu aletlerin 21.yüzyılın en önemli icatlarından biri olduğunu belirtiyor. Hali hazırda da birçok plastik işleyen firma model üretiminde bu teknolojiyi kullanmaya başladı bile. Özellikle tasarımın öne çıktığı çağımızda bu sayede birçok farklı tasarım modeli demo olarak görülebiliyor.

EV TİPİ 3D YAZICILAR TEKNOLOJİ MARKETLERİ VİTRİNLERİNDE

Geçen hafta Şenay Büyükköşdere'nin yaptığı habere göre gittikçe populerlik kazanan bu aletler, endüstrinin yanında ev tipi 3D yazıcılar olarak da artık teknoloji mağazalarında yer almaya başladı. Sadece Media Markt'ın İzmir mağazasında vitrinlerde yer alan bu alet oldukça fazla ilgi çekse de henüz satışı gerçekleşmedi. Buna rağmen mağaza zinciri CEO'su olan Bülent Gürcan bu aletlerin iki ay içerisinde bütün mağazalarda yerini alacağını belirtiyor. Gürcan aletin kullanımının oldukça basit olduğunu ve kendisinin de aleti kullanarak bir kahve fincanı çıktısını 30 dakikada aldığını belirtiyor. Malzeme olarak da mısır nişastası ve diğer şeker türevlerinden elde edilen PLA malzemesinden yapılan filamentler kullanılıyor.

3D YAZICILAR İÇİN SARF MALZEMELER- FİLAMENTLER

Ülkemizde 3D yazıcılar için filamentleri birçok firma tedarik ediyor. Bu firmalar genellikle Çin'den ithalat yapıyorlar. Getirdikleri ürünler genellikle kalite açısından çok yüksek olmuyor ve işlenmesi zor oluyor. Bu zorluklara ek olarak 3D yazıcı filamentlerinin 1.75mm çapında üretilmesi gerekiyor ve bu çapın filament boyunca sabit olması gerekiyor. Yüksek kalitede olmayan malzemeler ile bu sabit çap korunamıyor ve filament boyunca değişkenlik gösteriyor, bu da baskının kalitesini olumsuz olarak etkiliyor. Bu sebeple Avrupa'dan da getirilen bazı filamentler pazarda mevcut. Bu ürünler ise yüksek fiyatları sebebiyle cebi yakıyor. Bu durumdan dolayı birçok Türk firması sadece bir ekstrüzyon işlemi ile PLA hammaddesinden üretilebilecek olan filamentlerin üretilmesi konusunda adımlar attılar. Firmalar her ne kadar başta saf PLA hammaddesi ile denemeler yaptıysa da, malzemenin saf halinin mekanik özellikleri üretilen filamentlerin çok kırılgan olmasına sebep oluyor. Bu durum da PLA malzemesine katılan çeşitli katkılar ile üretilen kampaund malzemelerin özellikle 3D yazıcı filamentleri için üretilmesine olanak sağladı.

Almanya Willich kenti asıllı FKuR firması da 3D yazıcılar için uygun PLA bazlı hammadde üreten firmalar arasında bulunuyor. Firmanın V53 adlı yeni ürünü İngiltere'deki bazı firmalar tarafından hali hazırda PLA filament üretimi için kullanılıyor. Malzemenin şeffaf olması ve kolay renklendirilmesi gibi özellikleri de PLA filament hammaddesi olarak kullanılmasında avantaj sağlıyor..

FKuR firması tarafından üretilen 3D yazıcılar için PLA filament üretimine uygun hammaddeler, firmanın Türkiye'deki temsilcisi olan Kumru Kimya firmasından tedarik edilebiliyor.

Firmanın ilgili ürünlerine aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz.
http://www.kumrukimya.com/fkur-bioflex.htm

Ford Araçlarında Kullanılan Doğal Elyaf Katkılı Biyomalzemeler

Çok iyi bilindiği üzere, Ford Motor firmasının geri dönüştürülmüş ve yenilenebilir malzemeleri araçlarında kullanmaya yönelik çabaları neredeyse yüzyıl öncesine dayanıyor. Yirminci yüzyılın başlarında, firma kurucusu Henry Ford'un kendisi başlı başına bu çabalarda bulunmuştu. Günümüzde ise Ford'un bu vizyonunu sağlaması amacıyla bir ekip çalışması devam ediyor. Bu sayede ürünlerini sürdürülebilir malzemeleri uygulamadaki liderliklerini, ürün kalitesinden, dayanıklılığından ve performansından taviz vermeden geliştirme imkanı bulunuyor.

Ford ekibinin araçlarda kullanmak için araştırdıkları ve uyarladıkları biyomalzemelerin kapsamı oldukça geniş. Bu malzemeler arasında soya köpüğünden, biyobazlı köpükler ile karıştırılmış lastikler; doğal elyaf katkılı polipropilenden kastor yağı bazlı polyamidlere kadar birçok çeşit bulunuyor.

Bütün bu biyobazlı malzeme seçenekleri arasında özellikle doğal elyaf katkılı polipropilen (NF-PP)'nin çok iyi mekanik özelliklere sahip olması çevresel performansı ve mineral ve cam elyafın yerine geçerken sağladığı ağırlık avantajı sayesinde kısa ve orta vadede birçok uygulamada şansı bulunuyor. Bu bağlamda bu potansiyeli değerlendirmek amacıyla Ford firması, malzeme ve parça geliştiricileriyle işbirliğinde bulunarak PP-NF'nin yüksek hacimli üretilmesine engel olan uygulama boşluğunu doldurmayı amaçlıyor.

Günümüzde araçların geliştirilme sürelerinin kısa olması ve çok yönlü ihtiyaçların bulunması sebebiyle, bütün araba parçaları CAE metodlarıyla ve modelleriyle gerçekleştiriliyor.  Bu sebeple bu yönteme kullanılarak seri üretime uygunluk sağlamak önemli bir konu. Bu ihtiyacı karşılamak amacıyla, Ford Araştırma ve İleri mühendistlik ekibi, Almanya'nın Aachen kentinde veri eldesi ve CAE metodları aracılığıyla doğal elyafli kompozitlerin simulasyonunu gerçekleştirmek için bir proje yürütüyorlar. 

Doğal Elyaf Kompozit (NFC) Simylasyonu adlı proje Alman Gıda Bakanlığı ve Tüketici Koruma kurumları tarafından finansman açısından destekleniyor. Aynı zamanda Yenilenebilir Kaynaklar Ajansı da katkıda bulunuyor. Projeye tedarik zincirinin bütün seviyelerinden toplam on bir ortak destek veriyor ve aynı zamanda akademik çevreden uzmanlar tarafından da katkı sağlanıyor. Proje ile NF kompozitlerinin malzeme işlenmesinden, otomotiv parçaları için çarpışma testlerine kadar simulasyonu için komple ve integre bir çözüm sunmak amaçlanıyor. Bu kazanımlara ulaşmak için, birçok teknik ve bilimsel zorlukların detaylı olarak aşılması ve sonuçların da bütünsel bir çözüm olarak birleştirilmesi gerekiyor. Buna göre yapılması gereken işlerin detaylı listesi:

-Doğal elyafların polimerle kampaund etmeden önce ve sonraki mikro-mekanik özelliklerinin belirlenmesi

-Elyaf oryantasyon modellerinin türetilmesi

-NF plastikleri kullanırken tipik yan etkilerin modellenmesi (elyaf zararı, ayrılma vb.)

-Aynı işleme koşulları altında NF kampaundlearının üretilmesi ve test parçalarının üretilmesi

-NF kampaundlarının reolojik ve ısıl özelliklerinin tamamen tanımlanması

-Dinamik ve yarı statik mekanik özelliklerin belirlenmesi

-Kampaund üretiminin seri üretime göre ölçeklendirilmesi 

-Malzeme modellerinin, özellikle işleme ve çarpışma simulasyon amaçları için ticari CAE yazılımlarına entegre edilmesi

-Seri üretilen parçanın işleme ve çarpışma testlerinin simulasyonu

-Seri olarak parçanın üretilmesi ve kapsamlı mekanik testlerin yapılması

Projenin 2014'ün ortasında kadar devam etmesi öngörülüyor. İş paketleri tamamlandıktan sonra Ford Motor firmasının NF kampaundları için sektörde önemli bir kapıyı açacağı ve bütün otomotiv sektörüne bu malzemelerin hakim olacağı düşünülüyor.

Kaynak: bioplastics Magazine 01/2014

Danone Yoğurt Ambalajlarını PLA'dan Yapacak

Plastics News sitesi haber editörlerinden Rhoda Miel'in haberine göre; küresel gıda devi, Groupe Danone yoğurt ambalajlarının yaklaşık yüzde 5'lik kısmını biyo-esaslı polilaktik asite çevirdi ve malzeme kullanım alanlarını arttıracak başka fırsatları da değerlendiriyor.

Danone firmasından plastikler için yüksek ökçekli üretim kalite ve geliştirme sorumlusu Guerina Madeddu'nun berdiği bilgiye göre: PLA günümüzde antişok adı verilen yüksek darbe mukavemetli polistren (HIPS) yerine firmnın Stonyfield Farms markalı Amerika'da üretilen organik yoğurtlarında ve Almanya'da bir tesiste kullanılıyor.

Maddeddu'nun Innovation Takes Root adlı 18 Şubat'ta Orlando kentinde verdiği röportajda; bu tarz bir hamlenin yapılması için bütün ürün çeşitlerinin geliştirilmesi gerektiğini, bu da Danone gibi bir firmanın küçük firmalara göre daha kolay atabileceği bir adım olduğunu belirtti.

27 milyar Euro'luk yıllık satış rakamlarıyla, Danone'nin malzeme sağlayıcılarından ürünlerinin içine tam olarak ne girdiğine dair detaylı bilgi alabilmesini sağlıyor. Bu sayede dev firma aniden ortaya çıkabilecek ambalaj içerisindeki gizli bir kimyasal sebebiyle oluşabilecek ani bir medya saldırısı olasılığından da koruyor.

Medduda, kendileriyle çalışabilmenin en önemli şartlarından birinin transparanlık olduğunu belirtiyor.

Bu bilginin sadece Danone'yi değil, aynı zamanda zincirdeki bütün tedarikçileri ne ile baş etmeleri gerektiğini bildikleri için koruduğunu belirtiyor.

Hirschberg Strategic adlı danışman firmanın kurucusu ve Stonyfield Farm firmasının eski yöneticisi olan ve firmanın PLA ambalajı 2010 yılında geliştirmesine yardım eden Nancy Hirschberg, hiçbir firma ürününü New York Times kapağında sağlık problemi ile ilgili bir haberde görmek istemez şeklinde ekledi.

Elk Grove Village'de bulunan Clear Lam Packaging Inc.'den pazarlama genel müdürü Roman Forowycz ise katı cisim ambalajlarda PLA'ya olan ilginin değiştiğini belirtti. Firma PLA'yı yatay şekillendir-doldur-kapat ambalajda kullanıyor.

Dört sene önce, PLA kullanmaktaki en önemli etken, pazarlama stratejisi olarak yeşil ürün almayı tercih eden tüketicilerdi. Günümüzde ise PLA aynı zamanda daha rekabetçi finansal bir gelecek de sağlamakta.

Forowycz açıklamasında, ton fiyatı açısından PS hala daha ucuz olmasına rağmen, PLA ambalajların daha ince duvarla üretilebilmesi ve nakliye sırasında daha az yer kaplaması, parça başına maliyetleri neredeyse aynı seviyeye getiriyor.

Danone aynı zamanda fiyat istikrarı açısından da herhangi petrol bazlı bir malzemeye göre PLA'yı daha avantajlı görüyor.

Maddedu;pazardaki birleşmelerle birlikte Danone için rekabet eden Polistren tedarikçi sayısı da üçe düşmüş durumda bu sebepten dolayı firma hali hazırda kullanılan makinalarına uygun farklı rekabetçi malzemelere bakmak amacıyla bir grup kurdu.

PLA da mükemmel değil, örneğin sıcak dolum hatlarında kullanılamıyor fakat hali hazırda bulunan şekillendir-doldur-kapat ambalajlarda tercih edilebilir. 

Bu amaçla İsviçre'nin Muttenz kenti merkezli Clariant International Ltd firması Danone ile çalışarak PLA'nın yoğunluğunu azaltacak kimyasal bir köpük yapıcı madde geliştirmeyi amaçladı. Konuyu katkı masterbatchleri uygulama ve geliştirme müdürü olan Frank Neuber dile getirdi.

Forowycz'in söylediğine göre bu kombinasyon kullanılarak Clear Lam 27 milimetre kalınlığında PLA ambalaj üretebildi. PS için bu rakam 36 milim.

Maddedu; bu tür rakamların Danone gibi işlerini gelişmekte olan pazarlara doğru geliştirmeyi amaçlayan büyük firmaların dikkatini çekmeye devam edecek ve firmayı malzemeyi hatlarında kullanmak için daha fazla yol araması konusunda cesaretlendireceğini belirtti.

8. Avrupa Biyoplastik Konferansına Bakış

8.Avrupa Biyoplastik konferansı çerçevesinde 215 firmadan 350'den fazla katılımcı, biyoplastik endüstrisindeki gelişmeleri, ilerlemeleri ve son tartışmaları masaya yatırmak için bir araya geldi. Bir kez daha biyoplastik alanında lider olan Avrupa organizasyonu, bilgi alışverişi, iş teması ve bağlantı kurma açısından mükemmel fırsatlar yarattı. Katılımcıların %86'sı Avrupa'dan gelirken, %8'i Kuzey ve Güney Amerika'dan ve kalan %6'nın bir çoğunluğu ise Asya'dan geldi.

AB Çevre Sorumlusu Janez Potocnik 10 ve 11 Aralık'ta Berlin'de düzenlenen 8.Avrupa Biyoplastik konferansında yaptığı açılış konuşmasında; biyolojik besleme stoklarından yapılan ve tekrar yerküreye besin olarak dönen ve ya konvansiyonel plastiklerle geri dönüştürülen biyoplastiklerin gerçek sürdürülebilir malzeme olma konusunda potansiyelinin olduğunun açık olduğunu belirtti. Yayınladığı video mesajında, biyoplastiklerin Avrupa'nın biyobazlı ekonomi döngüsüne dönüşümünde oynayabileceği kritik rolün üzerinde durdu.

Potocnik biyoplastik endüstrisinin biyoplastikleri gerçek sürdürülebilir malzeme ve gıda üretimi ve biyoçeşitliliğe etkisi konusunda da nötr yapma konusunda yaptıkları çarlışmaları devam ettirme konusunda cesaretlendirdi. Ancak, endüstrinin parlak bir gelecek açısından, ürünleri ve üretim süreçleri konusunda halkı sürekli ve şeffaf bir şekilde bilgilendirmesi gerektiğini de ekledi.

Bu tavsiyeler sürdürülebilirlik kriteri konusundaki panel tartışmaları sırasında en önemli soruyu gündeme getirdi: Biyoplastiklerin sürdürülebilirliği adil bir yoldan nasıl tespit edilebilir? Panel Berlin Teknik Üniversitesinden Prof. Matthias Finkbeiner'in 'Biyoplastiklerin Yaşam Döngüsü Değerlendirmesi (LCA) ile ilgili görüşler'  başlıklı sunumuyla başladı. Finkbeiner: LCA'nın haen biyoplastiklerin çevresel performanslarını değerlendirmek için elde bulunan en iyi araç olduğunıu belirtti. Buna ek olarak Avrupa Komisyonun Ürün Çevresel Ayakizi yaklaşımı konusuna yorum yaptı. LCA'ya aşırı takılmanın karşılaştırma amaçlı sahte çözümler yarattığını belirtti.

Panel tartışmaları daha sonra, biyoplastiklerin sürdürülebilirliğinin belirlenmesinin karmaşıklığının azaltılması konusuna odaklandı. Tüketicilerin daha kolay anlayabileceği geçerli metodlar ve araçların kullanılması gerektiği belirtildi.

8.Avrupa Biyoplastik Konferansının diğer bir önemli konusu da, Avrupa Biyoplastik ve Biyokompozit Enstitüsü (IfBB) tarafından sunulan yıllık pazar verileri oldu. Veriler bir kere daha biyoplastik endüstrisinin başarısını gözler önüne serdi. 2012 yılında 1.4 milyon ton olan üretim kapasitesinin 2017 yılında 6 milyon tona katlanacağı tahmini verildi. Bu rakamlarda biyobazlı PE, biyobazlı PET gibi hazır biyobozunur olmayan çözümlerin öne çıktığı görüldü.

Son olarak, geçtiğimiz yıllarda olduğu gibi gelenekselleşen, Yıllık Küresel Biyoplastik Ödülleri bioplastics MAGAZINE tarafından sunuldu. Ödül yeni pencere sistemi NIROTEC EVO için Helmut Lingemann GmbH & Co.KG firmasına sunuldu.

9. Avrupa Biyoplastik Konferansı 2-3 Aralık 2014 tarihleri arasında Belçika ülkesinin Brüksel şehrinde düzenlenecek. Şimdiden ajandalarında yerlerinizi ayırın.

Pencerelerde Yeni Biyoplastik Uygulamaları

Biyoplastik blogumuzda daha önce bina uygulamalarında özellikle de bina dış cepheleriyle ilgili biyoplastik uygulamaları konusunda size bilgiler vermiştik. Özellikle 8.Avrupa biyoplastik konferansında pencere yalıtım sistemlerinde biyoplastik uygulaması ile ilgili Helmut Lingemann firmasının Biyoplastik ödülünü kazanmasıyla birlikte de biyoplastiklerin bu uygulamalardaki kullanımlarına ilgi oldukça arttı. Bu yazıda da Alman firması Schüco'nun pencere sistemlerindeki uygulamaları anlatılacak.

Her geçen gün daha fazla mimar ve müşteri; yeni, ekolojik ve karbondioksit emisyonunu düşürme yönünde maksimum potansiyeli olan ve doğal kaynakları koruyan seçenekleri talep ediyorlar. Yeşil nesil ürünleri ile, Almanya'nın Bielefeld merkezli pencere ve bina cephesi uzmanı Schüco firması da bu bağlamda petrol bazlı plastiklere alternatif olabilecek potansiyel alternatif malzemeleri arıyor.

FW 50:SI Yeşil Cephe sistemi ve AWS 90:SI Yeşil aluminyum pencere sistemi yalıtım çubuğu (tecrit çubuğu), sızdırmaz conta ve basınç plakalarını belirli ölçüde yenilenebilir malzemeler ile birleştiriyor.

1.Temas basınç profili: biyo-polyamid (biyo-içerik: >%25)

2.Cam sızdırmaz contasi: biyobazlı EPDM (sentetik kauçuk) (biyo-içerik: >%20)

Sistem U< 0.80 W/m2K düzeyinde Passivhausniveau standardını sağlamaktadır.

1.Yalıtım çubukları: biyo-polyamid (biyo-içerik: >%25)

2.Yalıtım bölgesi: biyobazlı PUR köpük (biyo-içerik: >%25)

3.Cam sızdırmaz contasi: biyobazlı EPDM (sentetik kauçuk) (biyo-içerik: >%20) 

Sistemlerin geliştirilmesi kısmi olarak da mümkün çünkü kısmi olarak kullanılan biyobazlı polyamidler (kastor yağından elde edilen sebakik asitten üretiliyor ) FW 50:SI Yeşil cephe sisteminin basınç plakalarının temelini oluştururuyor ve Schüco AWS 90.SI Yeşil pencere sistemine yalıtım çubuğu olarak entegre ediliyor. Kastor yağı aynı zamanda yalıtım çubuklarının köpüğü olarak da kullanılabiliyor. Schüco aynı zamanda bu her iki profil sisteminde kullanılan sızdırmaz contalar için gerekli biyoteknolojinin de pazarlamasına katkıda bulunuyor. Bu konuda şeker pancarından elde edilen biyo-etanoldan üretilen EPDM adlı verilen bir sentetik kauçuk kullanılıyor. Bütün bu malzemeler için de başlangıç ve yıllık denetlemelerde aynı standartla kullanılıyor ve bağımsız bir sertifikasyon süreci (DIN CERTCO, C14 analizi) yürütülüyor, böylece hedeflenen yenilenebilir hammadde oranına ulaşılmaya çalışılıyor. Schüco AWS 90.SI Yeşil ve Schüco FW 50:SI Yeşil sistemlerinin geliştirilmesiyle, firma desteklenen yenilenebilir hammaddelerin kullanılmasını pasif konut seviyesi ve üstü için ısı yalıtımı ile birleştirmiş oluyor. FW 50.SI Yeşil cephe sistemi Passive House Enstitüsü tarafından belirlenen katı pasif konut sertifika kriterlerini de karşılıyor ve BAU 2013'ten (Münih/Almanya yapı ve inşaat fuarı) itibaren bu sertifikaya sahipler.

Sürdürülebilirlik ve Enerji verimini Birleştirmek

Enerji devrimi açısından ısı yalıtımı kararları verirken birincil faktör olarak ortaya çıkıyor. Birçok yerel yönetim yeni bir konut inşaası için ısı yalıtımının inşaasını standart gereksinim olarak ortaya koymuş durumda. Schüco Yeşil pencere ve cephe sistemleri de tam olarak bu gereksinimleri karşılıyor. Her iki sistem de sağlam aluminyum yapısı ile ısı yalıtımının avantajlarını birleştirirken, doğa kaynakları koruyor ve karbondioksit emisyonlarını azaltıyor. Önemli ölçüde yenilenebilir malzemeler içeren plastiklere sahip bu sistemler, küresel ısınma yönünden daha düşük potansiyele sahip olmaları sayesinde sera gazlarının azaltılmasına çifte katkıda bulunuyor. Bu da üretim sırasında yenilenebilir hammaddelerin kullanılmasının daha az sera gazının atmosfere verilmesini sağladığı ve aynı zamanda doğal kaynakların korunduğu anlamına geliyor.

Kaynak: Bioplastics Magazine (01/2014)

Eski ve Yeni Biyobazlı Plastikler için Alan Kullanımı ile İlgili Gerçekler

Daha önce blogumuzda Yemek ya da Yememek başlığıyla yayınladığımız ve biyoplastik üretimi için gerekli tarım ve ekilebilir alanların hesaplamaları ve yanlış bilinenlerle ilgili gerçeklerin devamı olarak süren tartışmalar noktasında Hanover Biyoplastik ve Biyokompozitler enstitüsü IfBB yeni veriler ile konuya ışık tutmaya devam ediyor.

Biyoplastiklerin üretimi için alan kullanım gereksinimleriyle ve ya gereken yenilenebilir kaynakların miktarıyla  ilgili olan tartışmalar genellikle rasyonel olmayan tahminler ve temelsiz iddialara dayanıyor. Biyoplastiklere karşı olan bu yaygın kuşkuyu ortadan kaldırıp gerçeklere dayanan bir tartışmaya dönebilmek için,  biyoplastikler için şimdiki ve geleceğe dair alan kullanımıyla ilgili veriler, ve bu verileri desteklemek amaçlı çeşitli karşılaştırmalar ile aşağıda detayı verilen yayında sunulmuştur.

Alan Kullanımına Dair Kesin Tahminlerde Bulunabilmek için Transparanlığın Önemi

Alan kullanımına dair tahminde bulunabilmek için iki bilgi kaynağı temel olarak alınmıştır. Bunlardan ilki çeşitli biyo-esaslı plastiklerin her bir süreç adımı sırasında besleme stoklarının dönüşüm oranlarının üretim süreci sırasında hesaba katılması ve besleme stokları olarak tarımsal verimlere dair resmi verilerin kullanılması gerekmektedir. Grafik 1'de PLA için yapılmış bir örnek görülebilir.

Bu üretim yolları ve bunlara dair çeşitli biyoplastiklerin pazar hacimleri hesaba katılırken, bu biyoplastikler için besleme stoğu ve alan kullanımı gereksinimi daha açık ve anlaşılabilir bir şekilde türetilebilir.

PLA üretim prosesleri şeması

Adım 1: Hammalzemeden bitmiş ürüne proses yolunu gösteren üretim adımları. Her bir proses adımları, ara ürünleri ve giriş-çıkışları gösteren adımlar.

Adım 2: Kullanılan farklı ekinler için hesaplanan besleme stoğı gereksinimleri. Son alan kullanım hesapları için en sık kullanılan ekinler hesaba katılmıştır. FAO istatistiklerinden verim verileri hesaplamanın temelini oluşturmuştur. (son 10 seneden küresel, ağırlıksız ortalama)

Adım 3: Parçadan bütüne giden yaklaşımda, alan kullanımını hesaplamak için, üreticiye özgü üretim kapasiteleri tekabül eden proses yollarından elde edilen verilerle çarpılmıştır.

Önem Taşıyan Biyopolimer Malzeme Kapsamının Tanımlanması

Tartışmadaki bir başka önem taşıyan nokta; hangi biyo-esaslı malzemelerin hesaba katılacağı hangilerinin ise özellikle tartışma dışı bırakılacağıdır.

Örneğim; alan kullanımı ve besleme stoğu ile ilgili veriler özellikle yeni tür biyoplastikler için olanları mı kapsıyor (son 20-30 sene içerisinde geliştirilmiş olan). Bu durumda geleneksel selüloz türevleri (selüloz asetat, selofan), kauçuk, linoleum vb. gibi biyoplastikler de hesaba katılıyor mu?

Sadece kullanıma hazır olan polimerleri mi bu çalışmalar kapsıyor? Bu durumda biyobazlı polimerlerin hammaddeleri olan biyo-asitler ve alkollar gibi moleküller ve fonksiyonel oligomerler ve diğer polimerler (plastikleştiriciler) ne olacak?

Biyo-esaslı sentetik elyaflar ve diğer doğal elyaflar değerlendirmeye alınıyor mu?

Biyo-esaslı katkılara sahip olan kompozitler (nişasta katklılı polimerler, doğal elyaf katkılı kompozitler gibi) de kapsam dahilinde mi?

Eğer bazı malzemelerin hesaba katılıp katılmadığına dair kesin bir ayrım bulunmuyor ise, bu durum, biyoplastikler için alan kullanımı ve kaynak tüketimine dair elde edilen değerlerin yüksek belirsizliğe sahip olması ve açık olmamasına sebep olacaktır. Sonuç olarak konunun her iki yönünü savunanlar için de karmaşa oluşacaktır.

Biyoplastik üretim kapasiteleri (2012 ve 2017 tahminleri)

Biyo-esaslı Plastikler için Kaynak Tüketimi; Yeni Ekonomi (2012 ve 2017)

Bütün bu ön değerlendirmeler göz önünde bulundurulduğunda, Yeni Ekonomi biyoplastikleri, yıllık yaklaşık 1.4 milyon tonluk üretim kapasitesi hesaplandığı zaman, gereken alan kullanımı hektar başına 0.4 milyon ton olarak hesaplanıyor. Bu da yaklaşık küresel tarım alanlarının %0.008'lik (toplam 5 milyar hektar) ve ya ekilebilir alanların %0.03'lük (toplam 1.4 milyar hektar) kısmına denk geliyor.

Her ne kadar küresel tahminler bu yeni biyoplastikler için önümüzdeki birkaç yıl içerisinde çok hızlı büyüyen bir pazar öngörse de, gereken tarımsal alanlar hala çok düşük seviyede kalacaktır. Yeni biyoplastikler için son üç yılda, yıllık %15'lik bir büyüme kaydedilirken, eğer tahmin edildiği gibi sürdürülebilir büyüme hızı devam ederse, 2017 yılı itibariyle üretilmesi planlanan 6.2 milyon tonluk malzeme için %0.02'lik tarımsal alan ve ya %0.4'den az ekilebilir alan kullanımı gerekeceği hesaplanıyor.

Önemli miktardaki büyüme oranlarından bağımsız olarak, Yeni ekonomi biyoplastiklerinin hala küresel plastik pazar payının %1'den daha azını kaplayacağı ve yakın gelecekte %2-3'lük kısmın üstüne çıkmayacağı tahmin ediliyor.

Bütün plastiklerin biyobazlıya çevrilme senaryosu - küresel üretim kapasiteleri

Eski ve Yeni Ekonomi (2012 ve 2017)

Bu yenilikçi ve inovatif biyoplastiklere ek olarak, eğer 17 milyon tonluk üretim kapasitesine sahip olan Eski Ekonomi biyoplastikleri hesaba katılırsa, Yeni Ekonomi biyoplastiklerinin payı 15 kat daha düşük olarak hesaplanıyor. Not: Toplam biyoplastiklerin %7.5'lik pazar payı hesaba katıldığı zaman elde edilen rakam.

Eski ve Yeni Ekonomi biyoplastikleri bir bütün olarak hesaplandığı zaman, 18.5 milyon tonluk kapasiteyle, küresel plastik pazarının %6-7'lik kısmını oluşturuyorlar. Özellikle yeni biyoplastikler için beklenen pazar büyümesi hesaba katıldığında, önümüzdeki 5 yıllık süreçte, toplam pazar payının küresel plastik pazarının %10'luk kısmına ulaşması bekleniyor.

Şu an itibariyle toplam biyoplastikler için gereken alan kullanımı  yaklaşık 15.5 milyon hektar olarak hesaplanıyor ve bu küresel tarım alanlarının %0.3'üne ve ekilebilir alanların ise %1'ine denk geliyor.

Bu rakamlar ile karşılaştırma yapıldığı zaman, günümüzde tartışmanın ana merkezinde yer alan yeni ekonomi biyoplastiklerin bütün biyobazlı plastikler için gereken alanın sadece %3'lük kısmını kullandığı ortaya çıkıyor.

Eski ve Yeni Ekonomi Biyoplastik çeşitleri

Bütün Petrol Esaslı Plastiklerin Biyo-esaslıya Çevrilmesi Senaryosu

Eğer teorik olarak, petrol bazlı bütün plastikler biyobazlı olarak üretilebilseydi dahi, küresel traımsal alanların sadece %1.5-2'lik bir kısmına ya da %5-7'lik ekilebilir alana ihtiyaç duyulacaktı. 

Bütün bunlar göz önünde bulundurulduğunda, yaygın kanının aksine, bütün büyüme tahminleri dahi göz önünde bulundurulduğu zaman biyoplastiklerin gıda üretimi ile herhangi bir rekabeti bulunmuyor.

Yenilenebilir Kaynakların Alternatif Kullanımı: Enerjiyle ilgili Kullanılması

Geçtiğimiz son birkaç yılda, biyokütle olarak ısı, yakıt ve elektrik üretmek amaçlı yetiştirilen enerji ekinleri, Almanya'da 2 milyon hektarlık bir alanı kaplıyordu. Bu da neredeyse Almanya'daki ekilebilir alanların %17'sine denk gelmekteydi. Diğer yandan, malzeme üretimi için şeker, yağ ve nişasta içeren ekinlerin kapladığı alan ise 0.26 milyon hektardı (ekilebilir alanların %2.1'i). Öte yandan, biyogaz ekinlerinin Almanya'da 1 milyon hektarlık bir alan kapladığı biliniyor. Buradan yapılan çıkarımla, biyogaz üretimi için Almanya'da kullanılan ekilebilir alanların %50'sinden azı dahi, biyoplastiklerin şu anki küresel üretimleri için gereksinimi karşılayabilmektedir. Bu örneği çeşitlendirirsek, Almanya'daki biyogaz için kullanılan ekilebilir alanlardan 1.6 milyon tonluk biyo-PET üretimi için gerekli besleme stoğu üretilebilir. Bu miktar küresel PET ihtiyacının %10'una, Avrupa'nın ihtiyacının %50'sine ve ya Almanya'nın talebinin %350'sine denk gelmektedir.

Küresel biyobazlı PE üretimi için Alman biyo-etanolü:

Almanya'da 250bin hektarlık ekilebilir alanda yetiştirilen yem tahılları ve endüstriyel şeker kamışından, 295bin ton Yeşil PE (biyo-PE) üretimi sağlanabilmektedir. Bu da sadece biyoetanol için kullanılan alanların yaklaşık 200bin tonluk küresel biyobazlı PE ihtiyacını fazlasıyla karşılayabileceği anlamına gelmektedir.

İşleri daha zorlayıcı hale getirirsek, biyobazlı plastiklerin, defalarca malzeme kullanımı sonrasında dahi hala enerji taşıyıcısı olarak kullanılabildikleri bir gerçektir. Bu da, şu anda direk olarak enerji üretimi için kullanılan fazla ekin alanlarının, biyoplastiklerin üretimi için ayrılabileceği anlamına gelmektedir. Biyokütlenin biyoplastik örneğindeki gibi malzeme üretimi için öncelikli olarak kullanılması, ileri aşamlarda zahmetsiz enerji kazanımına hala imkan tanımaktadır. Bunun aksine biyokütlenin direk olarak yakılması (ve petrol bazlı ürünler) bu enerjinin daha fazla değerlendirilememesine sebep olmaktadır. Bu durumda bitki yetiştirilebilmesi ve malzeme üretim amaçlı besleme stoklarına kaynak yaratmak için daha fazla ekilebilir alan ve bunun sonucunda ek fotosentez süreçleri gerekecektir.

Kağıt Endüstrisi için Nişasta Tüketim Miktarı

Almanya'da sadece kağıt ve tahta endüstrisi için gerekli nişasta tüketim miktarı 2010 yılında 660bin ton olmuştur. Bu miktar ülkede plastik endüstrisinin ihtiyaç duyduğu petrol bazlı PET malzemesinin üçte birlik kısmının %100'lük biyobazlı PET ile değiştirilebilmesine olanak sağlar. Şu anda piyasada ticari olarak bulunan %30 biyobazlı PET göz önünde bulundurulduğunda ise sadece kağıt ve tahta endüstrisinde kullanılan nişasta ile bütün petrol bazlı PET malzemeler biyobazlı PET'e çevrilebilir.

Gıda Atığı Yerine Yenilenebilir Kaynaklar

Almanya'da satın alınan gıda ürünlerinin %25'i kullanılmamakta ve çöpe atılmaktadır. Bu hesaplandığı zaman 6.6 milyon tonluk (kişi başına 80kg) atığa denk gelmektedir. Farkındalığı arttırmak ve gereksiz gıda satın almalarını engellemek bu kayıpları engelleyecek ve 2.4 milyon hektarlık ekilebilir alanın sadece Almanya'da korunmasını sağlayacaktır. Sadece bu alan dahi şu anda Yeni Ekonomi biyoplastikler için kullanılan toplam ekili alanların 6 katıdır. Eğer bu kazanılma ihtimali olan alan biyoplastik üretimi için kullanılabilirse, Almanya'nın PE ihtiyacının 3'te 2'lik kısmının Biyo-PE'ye çevrilmesine olanak sağlamaktadır. PET örneğinde ise; %100 biyo-bazlı PET için hesaplandığında küresel ihtiyacın %20'sinden fazlası, %30 biyobazlı PET için ise neredeyse %80'i karşılanabilir (12.9 milyon ton dönüştürülebilir).

Eğer küresel ölçekte atılan gıdalar için harcanan tarımsal alanlar düşünüldüğünde (FAO'ya göre 1.4 milyar hektar), bu rakamın sadece %0.1'i dahi Yeni Ekonomi biyoplastiklerinin toplam üretimi için yeterli olacaktır. Hatta ütopik senaryo olan bütün petrol bazlı plastiklerin biyobazlı alternatiflere dönüştürülmesi dahi düşünülürse, atılan gıdalar için harcanan alanın sadece %7'si (rakam olarak 100 milyon hektar) yeterli olacaktır.

Bütün bu arkaplan bilgilerine rağmen, biyoplastiklere karşı, özellikle de Yeni Ekonomi biyoplastiklerine, gıda sorununa en büyükk sebep hatta risk olarak bakılması aşikar bir şekilde biraz abartılmış bir yaklaşımdır. Plastik malzemeler, biyoplastikler dahil olmak üzere, gıda ürünlerinin depolanması, taşınması ve bozulmalarının engellenmesi konusunda önemli katkılar yapmaya devam etmektedir.

Kaynak: Bioplastics Magazine (01/2014)
yazar: Hans-Josef Endres ve ark., IfBB Biyoplastik ve Biyokompozitler Enstitüsü, Hanover, Almanya

Kompostlanabilir Mikro-Sulama Sistemleri

DRIUS adlı Avrupa projesi altında çalışan; İspanyol firması Extruline Systems, İsraelli Metzerplas, İspanyol araştırma enstitüsü AIMPLAS ve koordinatör olarak OWS N.V. (Belçika) firmaları bu konuya eğiliyor.

Projenin ana amacı pazara %100 kompostlanabilir mikro-sulama sistemleri sunabilmek. Böylecek plastik ve yeşil atıkların ekinlerin hasadı periyodu sonunda bir kompost tesisinde aynı anda bertaraf edilmesi amaçlanıyor. Yeni sistem yeşil atıkların borulardan ayrılmasını ve ya boruların yakılmasını engellemeyi amaçlıyor.

DRIUS projesinde geliştirilen bu sistemin ana uygulama alanları arasında bir yıldan daha düşük ekim sürelerine sahip olan çilek ve domates gibi küçük bitkiler bulunuyor. Günümüzde ekim süreci sonrasında en büyük problem, sulama sisteminin geri dönüşümündeki zorluk olarak ön plana çıkıyor. Çünkü genellikle plastik bitki ve toprakla karıştığı için, en çok kullanılan çözüm ortaya çıkan atığın yakılması olarak ön plana çıkıyor. Fakat yeni kompostlanabilir sistem ile ortaya çıkan atıklar kompost tesislerinde değerlendirilebilecek.

DRIUS, HYDRUS adı verilen projenin devamı olarak ortaya çıkıyor. Eski projede de yeni biyobozunur mikro-sulama boruları geliştirilerek başarılı bir şekilde endüstriyel  ekstrüzyon hatlarında üretilmişti.

Şu anda yürütülen projenin ana odağı ise biyobozunur damlatıcıların enjeksiyon kalıplama ile üretilmesi ve bu sayede sistemin tamamlanması.

Damlatıcılarda kullanılacak olan malzeme ve geometrisi farklı ekinler için gerekli olan su akışı için önem taşıyor. Damlatıcılar için uygun olan malzemenin enjeksiyon kalıplama ile işlenmesi, kimyasal olarak uygunluğu ve boruya kaynaklanabilirliği gereklidir. Bunlara ek olarak mikro-sulama sistemleri amaçlı kullanım sırasında şekil ve fonksiyonunu koruması gerekiyor.

Projede AIMPLAS'ın rolü damlatıcılar için uygun olan malzemeyi optimize ederek mikro-sulama sistemleri için endüstriyel olarak kullanımı mümkün hale getirmek şeklinde. Extruline Systems endüstriyel ölçekte mikro-sulama sisteminin komple (boru ve damlatıcılar) üretiminden sorumlu olacak. Metzerplas yeni kalıpları tasarlıycak ve düz damlatıcılar için enjeksiyonu gerçekleştirecek. Son olarak Organik Atık Sistemleri (OSW) ise üretilen boruların kompostlanabilir logoya sahip olabilmeleri için biyobozunurluk ve kompostlanabilirlik testlerini gerçekleştirecek.

Alman FKuR firması Türkiye temsilcisi Kumru Kimya aracılığıyla kompostlanabilir sulama boruları üretmek amaçlı çeşitli biyoplastik polimer çeşitlerini piyasaya sunmaktadır. Aşağıda belirtilen web sitesinde bahsi geçen Bioflex F2110 ve Bioflex F6510 biyobozunur malzemelerini inceleyebilir, firmayla iletişime geçerek daha fazla bilgi alabilirsiniz. 

http://www.kumrukimya.com/fkur-bioflex.htm