PET’in geri dönüştürülmesi

PET, kimyasal, mekanik, fiziksel özellikleri ve CO2 geçirimsizliği nedeniyle tüm dünyada yaygın kullanıma sahiptir. PET, tekstil, paketleme, elektro-teknik, yapı gibi pek çok sanayi türünde kullanılmakta olup, hafifliği ve işlenme kolaylığı nedeniyle su şişesi olarak, cam şişelerin yerini almış bir polimerdir (Choi ve diğ., 2005; Barriocanal ve diğ., 2004’den akt. Karaman ve diğ., 2006; Atta, 2007; Karayannidis ve Achilias, 2007). PET şişe üretimi, tüketimine bağlı olarak her sene katlanarak artmaktadır. Son yıllara ait PET üretim miktarları Çizelge 2.4’te verilmiştir.

Çizelge 2.4 : Son yıllarda Türkiye’deki PET şişe üretimi (www.suder.org.tr).

2007 2008 2009 2010 2011 2012 (Tahmini)

PET Üretimi (Milyar Litre)

2,1 2,4 2,75 3,1 3,4 3,7

Son beş senede PET üretiminde önemli bir artışın olduğu görülmektedir. PET atıkları çoğunlukla şişeler oluşturmaktadır (Li ve diğ., 1998). Dünyada senelik PET tüketimi yaklaşık olarak 13 milyon tondur (Ahmad ve diğ., 2008).

20

Yiyecek saklama kabı olarak da kullanılan PET’in, insan sağlığına zararı bulunmamasına rağmen, tüketim sonrası oluşan PET şişe ve kap atıkları, çevre için sürdürülebilir olmayan bir sorun teşkil etmektedir. PET doğada uzun süre çözünmeden kalmaktadır (Goje ve Mishra, 2003; Chen, 2002; Karaman ve diğ., 2006; Mahdi ve diğ., 2007). PET geri dönüşümü, sadece ekolojik nedenlerden dolayı değil, aynı zamanda ekonomik nedenlerden dolayı da önemlidir (Ershad-Langroudi ve diğ., 2008; Shamsi ve diğ., 2008). Geri dönüşüm, üretim sürecinde ihtiyaç duyulan kaynakları azaltmakta, üretim ve nakliye sırasında gereken enerjiyi korumakta ve ürünlerin yaşam döngüsü boyunca çevreye verdiği etkiyi azaltmaktadır (Lei ve diğ., 2009; Taygun ve Balanlı, 2005). Ayrıca hammaddeden üretilmiş malzemelere oranla geri dönüştürülmüş malzemelerin fiyatları daha ucuzdur (Parres ve diğ., 2009).

21

Şekil 2.4’te görüldüğü üzere, 1 adet PET şişe üretimi için yaklaşık olarak 1,2 kg ham petrol kullanılmaktadır. Kesin olarak bilinmemekle birlikte en az 65 litre su tüketildiği, ham petrol arama ve çıkarma işlemlerindeki enerji tüketimi bilinmemekle birlikte en az 200 wh elektrik tüketildiği bilinmekte olup, transfer, taşıma, atık su arıtımı, atıkların yok edilmesi aşamalarındaki tüketimler göz önüne alınmamıştır (Küçükgül ve Doğan, 2007). Bununla birlikte mekanik geri dönüşüm yöntemiyle 1,246 kg’lık PET şişe balyasından 1 kg PET talaşı, kimyasal geri dönüşüm yöntemiyle 1,133 kg’lık PET şişe balyasından 1 kg PET polimer elde edilir. (Masahiko, 2005’ten akt. Küçükgül ve Doğan, 2007). Geri dönüşüm, plastik atıkları ayırıp elemek hariç, saf ürün elde etmek için gerekli enerjinin en fazla %30’yla gerçekleştirilmektedir (Santos ve Pezzin, 2003). Bu yöntemlerle 1 kg PET’i yeniden kazanmak için doğal kaynaklar harcanmamış, tüketim sonrası oluşmuş atıklar çevre kirliliğine neden olmamış ve atıklar geri kazanılarak yeniden kullanıma kazandırılmış olmaktadır. (Küçükgül ve Doğan, 2007).

PET’in geri dönüşümü için farklı metotlar olmasına rağmen en çok tercih edilen yöntemler, kimyasal ve mekanik geri dönüşümdür (Morawiec ve diğ., 2002; Omrani ve diğ., 2004). Kimyasal geri dönüşüm; metanoliz, glikoliz, amin çözümleme, amonoliz ve hidroliz gibi işlemlerden oluşmaktadır (Nikles ve Farahat, 2005; Kacperski ve Spychaj, 1999; Lusinchi ve diğ., 1998; Pingale ve Shukla, 2008; Shamsi ve diğ., 2008). Kimyasal depolimerizasyon, yüksek miktarda atık olduğu zaman ekonomik olmaktadır. Enerji geri kazanımı, iki farklı yöntemle gerçekleştirilir. İlki hidrokarbon polimerlerin fosil yakıtların yerini aldığı yakma işlemi olup, CO2 emisyonu sorununa neden olmaktadır (Küçükgül ve Doğan, 2007). Diğeri ise, ısıl işlemle enerji kazanımıdır. Plastiklerin geri dönüşümde diğer yöntem ise biyolojik geri dönüşüm olup, polimer türüne ve çevre koşullarına bağlı olarak değişebilmektedir.

Mekanik geri dönüşüm, pek çok safha içermekle birlikte ayırma işlemi ilk aşaması olup en yüksek maliyet harcanan kısımdır (Lou ve diğ., 2007; Ershad-Langroudi ve diğ., 2008). Geri dönüşüme uğrayacak PET ürünleri önce atıkların içinden toplandıktan sonra plastiklerin içinden seçilerek, NaOH solüsyonuyla yıkanıp üzerindeki etiket veya eklerden arındırılır. Daha sonra küçük parçalara ayrılarak ekstürüzyonla şekillendirilip, granül haline getirilmektedir. PET, geri dönüşümün faydalı olmadığı koşullarda ise enerji korunumu amacıyla yakılmaktadır (Rezaeian

22

ve diğ., 2008; Ershad-Langroudi ve diğ., 2008; Marco ve diğ., 2002; Mancini ve Zanin, 2000). Mekanik geri dönüşüm en çevreci ve en ekonomik yöntem olarak görülmektedir (Kráčalík ve diğ., 2007). Fakat göz önüne alınması gereken konu, geri dönüşümle birlikte polimerin mekanik özelliklerindeki bozulmadır (Avila ve diğ., 2003; Torres ve diğ., 2001; Guo ve diğ., 2006; Hassan ve diğ., 2008; Borkoula ve diğ., 2005; Japon ve diğ., 2000; Anabal, 2007). Mekanik geri dönüşümle üretilen PET talaşları, yeniden şişe üretiminde kullanılamayıp sadece lif, elyaf…vb üretiminde kullanılmaktadır (Küçükgül ve Doğan, 2007; Yu ve diğ., 2004). PET geri dönüşümü, kimyasal ve mekanik bozulmalara neden olabildiği için komplike bir süreç olup, büyük bir dikkatle sürdürülmesi gerekmektedir (Fraïsse vd, 2005).

PET atıkların toplanmasını ve geri dönüşümünü içeren plastik atık şeması Şekil 2.5’te görülmektedir. Plastik atıklar toplanarak, ya toprağa gömme veya yakma işlemleriyle enerji kazanımı sağlanmakta, ya da geri dönüşüm yöntemiyle yeniden geri kazanılmaktadır.

Şekil 2.6’da PET şişenin yaşam döngüsü görülmektedir. İçecek şişesi olarak en fazla üretilen polimer türü olan PET’in sadece Avrupa’da %30’u, Amerika’da ise %20’si geri dönüştürülmektedir (Kracalik ve diğ., 2008; Pawlak ve diğ., 2000). Geri kalan atıklar ise ya yakılmakta ya da çöpe atılmaktadır. Geri dönüştürülmüş PET’in kullanımının önündeki iki önemli engel, hijyenik sorunlar ve PET’in moleküler ağırlığının düşmesine bağlı olarak mekanik değerlerindeki düşüştür (Rezaeian ve diğ., 2008; Oromiehie, 2004; Cruz ve Zanin, 2005). Ayrıca PET’in kullanım sonucunda kirliği oranında geri dönüşüm sırasında termal ve hidrolik bozulmaya daha yatkın olduğu incelenmiştir (Torres ve diğ., 2000). Kirlilik oranı-bozulma ilişkisinin değişik kompozit yapılarda denenmesinin yararlı olacağı düşünülmektedir. Bütün bu nedenlerle geri dönüşüm PET ürünlerinin sınırlı kullanımının da geri dönüşümün önündeki engel olduğu düşünülmektedir (Kracalik ve diğ., 2008).

Geri dönüştürülmüş PET liflerinden, ip, monofilament halinde dikiş ipleri ve ev içi kullanım amacıyla fırçalar, lif çember, film, şişe, kap, alaşım, kompozit, otomobil parçaları, deterjan şişeleri, örtü, halı, kilim, çit, kayış…vb. üretilmektedir. rPET ayrıca polimer betonu yapımında ve keçe üretiminde kullanılmaktadır (Li ve diğ., 1998; Evstatiev ve diğ., 2002; Santos ve Pezzin, 2003; Oromiehie, 2004; Sevencan, 2007; Misra ve diğ., 2000).

23

24

25