13 Kasım 2015 Cuma

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

Hiç yorum yok :

Yorum Gönder