Plastik ve Kauçuk Sektörü

42

Yukarıda bahsedilen örnekler pahalı olmayan ve yenilenebilir şekerlerden biyo-bazlı yüksek katma değerli polyester üretimine odaklanan çalışmalardır. Ortaya çıkan polyesterler, sentezlemede giren diğer bileşenlerin özelliklerine göre, tamamen ya da kısmen bazlıdır. Örneğin, Biyoetanol türevi biyo-etilenden türetilmiş biyo-bazlı PET sadece

%30 oranında biyo-bazlıdır. %100 biyo-bazlı PET üretebilmek için biyo-bazlı p-ksilen hammaddeli p-tereftalik asit gerekmektedir.

Bu, daha sonra Prins reaksiyonu üzerinde mevcut teknoloji kullanılarak biyo-bazlı p-ksilene dönüştürülen biyo-izobütanolden başlayan Gevo tarafından yapılmıştır.

Döngüsel ekonomi açısından, üretim süreci de önem taşımaktadır ve mutlaka dikkate alınmalıdır. Örneğin, reaksiyon adımları ve/

veya genel sentez için E-faktör gibi yeşil kimya ölçü bilimleri ve atom ekonomisi hesaplanmalıdır.⁴⁸

Yukarıdaki çalışmaların yanı sıra artan plastik üretimi sonucu artan yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE), düşük yoğunluklu polietilen (LDPE) ve naylon gibi plastik katı atıklarının geri dönüştürülmesi konusunda çalışmalar yapılmaktadır. Bazı araştırmacılar, katı atık yönetimindeki farklı geri dönüştürme metotlarından bahsetmektedir.

Birincil, ikincil ve üçüncül tekniklerle plastik katı atıklar bir dizi geri dönüşüm döngüsünden sonra malzeme özelliklerini kaybetmeye başlamaktadır. Atıkları atmanın tek yolu düzenli depolama sahalarına göndermektir.

Ancak bu işlem yeryüzünün kirlenmesine yol açmaktadır. Atıkların bertaraf edilmesinin

daha etkili yolları, malzemelerin veya atıkların dörtlü geri dönüşümünden geçer.

Yeni yakma tesislerinin verimliliğinin artması nedeniyle, kentsel katı atıkların yakılarak bertarafı artmaktadır. Dörtlü geri dönüşümde atık malzeme, yakma yoluyla enerjiyi geri kazanmak için işlenir. Aynı zamanda atık miktarında azalmaya yol açar ve sadece kalanları düzenli atık depolama sahalarına gönderilir.⁴⁹

Plastik atıkların enerji geri kazanım yöntemiyle geri dönüşümü, yalnızca kısıtlamalar nedeniyle atıkların geri dönüşümü mümkün olmadığında mantıklıdır. Plastik malzemelerin ham petrolden elde edildiği ve çok yüksek kalorifik değere sahip olduğu bilinmektedir.

Tablo 3.2’de, petrol ve petrolle kıyaslandığında farklı plastik polimerler için kalorifik değerleri gösterilmektedir. CO₂, NOx ve SOx gibi belirli hava kirleticilerinin emisyonlarını içeren plastik katı atıkların yakılmasıyla ilişkili bazı çevresel kaygılar bulunmaktadır. Plastik katı atıklarının yanmasıyla, uçucu organik bileşiklerin (VOC’ler), dumanın (parçacıklı madde), partikül-bağlı ağır metallerin, polisiklik aromatik hidrokarbonların (PAH), poliklorlu dibenzofuranların (PCDF’ler) ve dioksinlerin de ortaya çıktığı bilinmektedir.

Yanma sırasında, zararlı ve çevreyi kirleten gazların emisyonu önemli bir konudur. Bu, farklı yöntemler ile kontrol edilebilir:⁴⁹

• Aktif karbon ilavesi

• Baca gazı soğutması

• Asit nötralizasyonu

• Yanma odasına amonyak ilavesi

• Filtrasyon

48 Singh, N., Hui, D., Singh, R., Ahuja, I., Feo, L., & Fraternali, F. (2017). Recycling of plastic solid waste: A state of art review and future applications. Composites Part B:

Engineering,115, 409-422. doi:10.1016/j.compositesb.2016.09.013

49 YANGJIANG. (n.d.). Retrieved March, 2018, from http://www.motoroilrecycle.com/product_27_WasteOilToDieselOilPyrolysisMachine.html

50 Singh, N., Hui, D., Singh, R., Ahuja, I., Feo, L., & Fraternali, F. (2017). Recycling of plastic solid waste: A state of art review and future applications. Composites Part B:

Engineering,115, 409-422. doi:10.1016/j.compositesb.2016.09.013

Polietilen

Ev tipi plastik katı atık karışımı Gaz yağı Tablo 3.2 - Farklı Plastik Polimerler İçin Kalorifik Değerler⁵⁰

51 Sharuddin, S. D., Abnisa, F., Daud, W. M., & Aroua, M. K. (2017). Energy recovery from pyrolysis of plastic waste: Study on non-recycled plastics (NRP) data as the real measure of plastic waste. Energy Conversion and Management, 148, 925-934. doi:10.1016/j.enconman.2017.06.046

52 Andriamanohiarisoamanana, F. J., Shirai, T., Yamashiro, T., Yasui, S., Iwasaki, M., Ihara, I., . . . Umetsu, K. (2018). Valorizing waste iron powder in biogas production:

Hydrogen sulfide control and process performances. Journal of Environmental Management, 208, 134-141.

53 Sharuddin, S. D., Abnisa, F., Daud, W. M., & Aroua, M. K. (2017). Energy recovery from pyrolysis of plastic waste: Study on non-recycled plastics (NRP) data as the real measure of plastic waste. Energy Conversion and Management, 148, 925-934. doi:10.1016/j.enconman.2017.06.046

Araştırmacılar tarafından dikkat çeken bir diğer çalışma ise plastik atıkların pirolizidir.

Piroliz ile plastik atıklar sıvı yakıta dönüşerek fosil yakıtların tüketiminin önüne geçilmesi hedeflenmektedir. Çalışmalar öncelikle farklı tipteki plastiklerden üretilen sıvı yakıtların sıvı kalitesini yükseltmek için katalizör kullanımına kadar karakteristik özelliklerinin analizi ile başlamaktadır. Miktar bakımından, çoğu araştırmacı, genel olarak ahşap bazlı biyokütlenin pirolizinden daha yüksek olan bireysel plastiğin pirolizinde %80’den fazla sıvı veriminin üretilebildiğini bildirmiştir. Kalite dikkate alındığında ise, elde edilen sıvı yaklaşık 40 MJ/kg kadar yüksek kalorifik değere sahiptir ve katalizör ilavesiyle, plastik atıkta bulunan safsızlıklar giderilebilmekte, bunun yanında sıvı yakıttaki su içeriği azaltılabilmektedir.⁵¹ Bu çalışmada, Malezya’da tüketici sonrası polimer atık akışından elde edilen PET, PVC, HDPE, LDPE, polipropilen (PP) ve polistiren (PS) gibi plastik örnekleri kullanılmıştır.

Plastiklerin pirolizinden üretilen yakıtın, geleneksel dizel ile karşılaştırılabilir olan ahşap bazlı yakıtlara göre daha yüksek kalorifik değeri olduğu bilinmektedir. Plastiklerin pirolizi üzerine birçok çalışma yapılmış olsa da, bu çalışmaların bulguları henüz plastik atıkların gerçek kısmına göre uygulanmamış ve rapor edilmemiştir. Mevcut olan plastik atık miktarı esas olarak geri dönüştürülmemiş plastiklerden elde edilir. Geri dönüştürülmemiş plastikler, belirli kısıtlamalardan dolayı işlenemeyen geri dönüşüm merkezlerinde kalan plastik atık olarak tanımlanmaktadır.

Günlük uygulamalara göre, her ülke için geri dönüştürülmemiş plastik miktarı değişmektedir. Bu çalışmada farklı kimyasal madde bileşimlerine dayalı olarak, sıvı yakıtın potansiyel üretimini araştırmak için Malezya, ABD, İngiltere ve diğer ülkelerdeki geri dönüştürülmemiş plastik verileri kullanılmıştır.

Piroliz, 30 dakika reaksiyon süresi için 200 ml/

dk azot akışı ile 500 °C’de sabit yataklı bir reaktörde gerçekleştirilmiştir. Sıvı kalitesinin gelişmesini değerlendirmek için polistirenin geri dönüştürülmemiş plastik bileşimine eklenmesi de incelenmiştir.⁵²

Bu çalışma, piroliz teknolojisinin geri dönüştürülmemiş plastiği alternatif enerji kaynaklarına dönüştürmede kullanılabileceğini kanıtlamıştır. Plastik tipler

arasında, PET ve PVC’nin pirolizden önce geri dönüştürülmemiş plastik karışımından uzaklaştırılması önerilmiştir. Sıvı, gaz ve zift olan geri dönüştürülmemiş plastiğin pirolizinden elde edilen tüm ürünler, yüksek enerji içeriğine sahiptir ve sonuç olarak yakıt olarak kullanılma potansiyeli yüksektir. Malezya’nın geri dönüştürülmemiş plastiğinden elde edilen sıvı üründeki enerji içeriği 39,7 MJ/kg, maksimum %8 metan gazı üretimi ve katran için enerji içeriği kömürden daha yüksek olan 53,47 MJ/kg’dır.⁵³

44

54 5 innovative new materials made from waste. (2017, June 28). Retrieved April, 2018, from https://edition.cnn.com/style/article/innovative-recycled-materials/index.

html

Günümüzde, tasarım endüstrisi içinde yenilikçi bir geri kazanım eğilimi gözlenmektedir. Tüketim alışkanlıkları, üretim süreçlerinde ihtiyaç duyulan doğal kaynak/enerji ihtiyacı ve atık malzemelerin bertaraf maliyetleri göz önüne alındığında geri dönüşebilir malzemeler; örneğin kereste, plastik ve taş atıklar, tasarımcıların elinde yeniden üretime dönüşmektedir. Geri kazanılmış malzemelerin tasarım sektöründe yer bulması çevre dostu, ekonomik ve kullanıma hazır yapıları ile tercih sebebi olmaktadır. Bu konuda öne çıkan kurumlardan biri de Danimarka firması olan Really’dir.⁵⁴ Really, döngüsel ekonomi prensipleriyle günümüzün en önemli ihtiyaçlarından biri olan atık yönetimine tekstil atıklarının yüksek kalitede geri dönüşümü ile yenilikçi bir yaklaşım getirmiştir. Bu bağlamda sert tekstil panosu ve akustik keçe kumaşı, Really’nin yüksek mühendislik teknikleriyle tamamen atıklardan ürettiği iki önemli ürünüdür. Üretim aşamalarında herhangi

bir boyama ve yıkama işlemi gerektirmeyen malzeme tüketim sonrasında da geri dönüşebilir bir yapıdadır. Bu açıdan ürün defalarca geri dönüşüm işlemine uğrayarak hem çevresel hem de ekonomik katma değer yaratmaktadır.

Sert tekstil panosu uygulama alanına göre çok değişik amaçla değerlendirilebilmektedir.

Mobilya ve mimari uygulamalarda mekanik özellikleri göz önüne alındığında ahşap ve kompozit malzemelerle ikame edilebilir niteliktedir. Bu anlamda dokunurluğu ve estetik yapısı da hesaba katılınca oldukça dekoratif bir seçenek olarak ahşap, taş, kartonpiyer ve oyma taş yerine kullanımı öne çıkmaktadır.

Akustik keçe kumaşı ise sesi emici yapısının yanında oldukça dekoratif bir niteliğe sahiptir.

Sert tekstil panosu üretim metodu ile aynı biçimde üretilen malzeme panoya göre dokunulabilirliği yüksek, estetik ve yumuşak dokulu bir malzeme olarak öne çıkmaktadır.