Doğadan Gelen Doğa Dostu Biyoplastik Hammaddeleri: Haziran 2013
İşin biraz kimyasına inilirse; nişasta amiloz ve amilopektin denen iki farklı monomerden oluşuyor. İdeal bir plastik polimeri uzun ve düz bir zincirden oluşan esnek ve güçlü bir yapıdadır. Amiloz bu istediğimiz yapıdayken, amilopektin kısa ve dallı bir zincire sahiptir. Bu sebeple hidroliz adı verilen basit bir adımla amilopektin yapılarını parçalayarak uzaklaştırıyoruz. Bunu da sirke ile yapabiliyoruz. Bunun dışında plastik hale getirici olan bir ürün olan ve marketlerde de kolayca bulunabilen gliserin kullanılıyor bu da karışımı dolgu maddesi haline dönüştürüyor. Gliserini pasta yapımında eklenen tereyağ gibi düşünebiliriz, böylece pasta yapış yapış olmuyor ve kayganlaştırıcı gibi görev yapıyor. Eğer torbalardaki gibi daha esnek bir plastik istiyorsak daha az gliserin eklememiz, eğer daha sert bir plastik istiyorsak daha yüksek miktarda gliserin eklememiz gerekiyor.
Yapım işlemleri aşağıdaki şekilde ilerliyor:
1) 1 Yemek kaşığı nişasta tencereye ekleniyor.
2) 4 Yemek kaşığı su tencereye ekleniyor.
3) 1 Çay kaşığı gliserin tencereye ekleniyor.
4) 1 Çay kaşığı sirke tencereye ekleniyor.
5) Homojen hale gelene kadar karışımı karıştırın ve daha sonra tencerenin altını yakın.
6) İlk başta süt beyazı rengindeki karışım zamanla kalınlaşacak ve diş macunu kıvamına gelecektir.
7) Bir süre daha karıştırdıktan sonra jel kıvamına gelecek ama başta opak bir halde olacaktır.
8) Kaynamaya başladıktan sonra işlem sona erdirilir ve birkaç saniye daha karıştırılır ve ısıtıcının altı kapatılır bu sırada kabarcık kısımlar dışında şeffaf bir hale gelmiş olacaktır.
9) Pişen karışım istenilen kalınlıkta yayılır ve soğumaya bırakılır ve nişasta bazlı biyoplastik elde edilmiş olur.
Gönderen Unknown zaman: 11:42 10 yorum :
Etiketler: biyoplastik nasıl yapılır , biyoplastik üretimi , biyoplastik video , evde biyoplastik yapımı , nişasta bazlı biyoplastik
Birkaç gündür ana akım medyada da yerini bulan 16 yaşındaki kız öğrencinin Google Bilim Fuarında düzenlenen yarışmada, biyoplastik üretim projesiyle 15 global finalist arasına girmesi haberi biyoplastiklere olan ilginin de bir anda artmasını sağladı. Her ne kadar başta biz bu konunun uzmanları ve ticaretini yapanlar olarak ilgi çekmeye çalışsak ve hükümetten de bazı açıklamalar gelse de Elif Bilgin adlı öğrenci sanırım bu işi bizden daha iyi yapmayı başardı.
Şu anda biyoplastik üretiminde çeşitli şekerler, şeker kamışı artıkları, küspeleri, mısır artıklarından elde edilen şeker bileşikleri zaten hali hazırda kullanılıyor. Bunun dışında atık sularda özellikle PHA adı verilen bakterilerden üretilen polyester türü plastik bileşiğinin üretilmesi konusunda birçok bilimsel çalışma da yapılmakta. Bu çalışmaların en büyük problemleri her ne kadar bir üretim gerçekleştirilse de, üretim verimi büyük ölçeğe taşınmak için düşük seviyede kalmakta. Bu sebeple verim arttırıcı çalışmalar yani optimizasyon çalışmaların yapılması ile belki de şu anda kullanılan biyoplastik hammaddelerin yarı seviyesinde, hem fiyat olarak hem de kalite olarak petrol bazlı plastik hammaddeleri ile rekabet edebilecek ürünler elde edilebilecek. Bu durum uzun vadede petrol bazlı plastiklerin piyasadan silinmesine dahi sebep olabilir fakat böyle bir sonuç pek de beklenmiyor.
Belirttiğim gibi çeşitli kağıt endüstrisi atıkları, organik atıklar biyoplastik üretiminde kullanılması daha önce denenen ve belli de olsa üretim gerçekleştirilen atıklar. Bunlar dışında lignin ve lignoselüloz gibi orman endüstrisinden çıkan ve dünyada üretilen atıklar arasında neredeyse birinci sırada olan atıklardan da üretim konusunda çalışmalar devam ediyor. Tabi bu yapılan işler 16 yaşında bir lise öğrencisinin Google gibi bir kurumun çatısı altında yaptığı yarışmada elde ettiği başarının biraz gölgesinde kalabiliyor. Bu durum da çok anormal değil.
Gönderen Unknown zaman: 10:37 Hiç yorum yok :
Etiketler: atıktan biyoplastik , atıktan PHA , biyoplastik üretimi , muz kabuğundan biyoplastik , PHA polimeri
Sanıldığı gibi biyoplastik hammaddelerin hepsi biyobozunur değildir. Benzer şekilde petrol bazlı plastiklerin de hepsi biyobozunmaz özellikte değildir. Plastik malzemelerde biyobazlı olup olmama ve ya biyobozunur olup olmama bağlamında bütün kombinasyonlar mümkündür. Örneğin biyobazlı olup, biyobozunmaz olan Bio-PE, PVC ve PP gibi malzemeler vardır. Bu malzemeler petrol dışındaki şeker gibi kaynaklardan elde edilen etanolden üretilen plastik hammaddeleridir. Benzer şekilde PBAT, PBS ve PCL gibi polyester malzemeler, petrol bazlı olmalarına rağmen biyobozunma özelliği gösterirler.
Aşağıdaki grafikte her bir kombinasyona dahil olan plastik malzeme çeşitlerini detaylı olarak bulabilirsiniz.
Gönderen Unknown zaman: 16:44 Hiç yorum yok :
Etiketler: biyobazlı hammadde , biyobozunur hammadde , biyoplastik hammadde , petrol bazlı hammadde
1998 yılında kurulan TECNARO GmbH şirketi biyobazlı ve biyobozunur bileşikleri geliştiriyor, üretiyor ve pazarlıyor. Lignin, selüloz, doğal elyaflar, PLA, PHB, Bio-PE, Bio-PA gibi yenilenebilir kaynaklardan üretilen termoplastik bileşikler konusuna odaklanan Tecnaro, enjeksiyon kalıplama, basınçla kalıplama, ektrüzyon, üflemeli kalıplama ve termoform işleme ile yarı mamüller, levhalar, filmler ve profil üretimi için çözümler üretmektedir.
Yukarıda bahsedilen hammaddelerden biri olan lignin, selülozdan sonra doğada en çok bulunan doğal polimerdir. Her yıl 20 milyar tondan fazla lignin fotosentez yoluyla doğal olarak üretilmektedir. Lignin aynı zamanda kağıt endüstrisinin yan ürünü olarak dünya çapında yıllık 50-60 milyon ton kadar üretilmektedir. Lignin aynı zamanda ağaç kabuğu ve samandan da elde edilebilmektedir. Lignin polimerini keten, kenevir, odun gibi doğal elyaflarla karıştırarak termoplastik kompozitler elde edilebilir. Bu %100 yenilenebilir kaynaklardan elde edilen granüller ARBOFORM (arbor Latince ağaç) olarak isimlendirilmiştir ve birçok farklı patent ailesiyle korunmaktadır. Arboform dışında Tecnaro iki ayrı bileşik kategorisine daha sahiptir: Biyopolimer bileşikleri olan ARBOBLEND ve doğal elyaf destekli plastik kompozitleri olan ARBOFILL.
Arboform petrolden bağımsız sürdürülebilir bir malzemedir ve çevre dostudur. Tarım ve ormancılık endüstrileri için yeni pazar olanakları sağlamaktadır. İki büyük endüstriyel alanı birleştirmektedir: orman endüstrisi üç boyutlu objeleri daha ekonomik yoldan üretebilirler ve plastik endüstrisi de kullandıkları malzemeleri ekolojik alternatifleri ile değiştirebilirler. Bu bakımdan malzeme ‘sıvı ahşap’ olarak da nitelendirilebilir.
Bu bileşikler plastik ve keten, kenevir, sisal, şeker kamışı elyafı, hindisan cevizi kabuğu gibi doğal elyaflardan üretilmektedir. Bu karışım hem sürdürülebilir bir seçenek sağlar hem de üstün mekanik ve ısıl özelliklere sahip estetik malzemelerin rekabetçi fiyatlarda üretilmesine olanak sağlamaktadır.
Arboblend %100 biyobozunur ve dayanıklı olabilir. Çeşidine göre lignin ya da lignin türevleri gibi biyopolimerlerden ya da PLA, PHA, nişasta, doğal reçineler, selülozdan oluşabilir. Ek olarak şeker bazlı polietilen ve bitki yağı bazlı poliamidlerden oluşan çeşitler de bulunmaktadır.
Malzeme teknik özellikleri 100-16000MPa arasında çok geniş aralıkta Young’s modulus’e sahip ve 100MPa’ya varan çekme direncine sahip biyopolimeri kapsamaktadır. 150C üzerindeki ısıda eğilme sıcaklıkları elde etmek mümkündür (HDT-B) ve çarpma dayanımı da kırılmaz (Charpy unnotched- non-break) olarak ayarlanabilir.
Yeni Arboblend çeşitleri %90 üzerinde biyobazlı karbon içeriğine sahip termoplastik elastomerlerini (TPE) de içermektedir. Aşağıda belirtilen özelliklere sahip bileşikler ürün gamında mevcuttur:
65-95 Shore A sertlik aralığında
%45 altındaki sıkıştırma değeri
8MPa’ya kadar çekme direnci
%800’e varan kopma esnemesi
İşleme ve Uygulamalar
Tecnaro’nun özel bileşikler üreten firma olarak yaklaşımı, en uygun polimer, elyaf ve dolgu maddelerini, işleme için uygun hale getirmeyi sağlayan katkıları tercihen yenilenebilir ve doğal kaynaklardan elde ederek, gerekli malzeme özelliklerini ve işleme koşullarını mümkün olan en düşük fiyatlarla ve çevre etkisiyle sağlamaktır.
Çeşitli katkı maddeleri malzemelere, alev direnci, UV kararlılığı, yüksek darbe dayanımı gibi özellikler kazandırmaktadır. Yüksek ısıda eğilim sıcaklıkları ve darbe özellikleri de elyaf katkıları ve işleme adaptasyonları ile sağlanabilmektedir.
Ürünler kullanılarak ev eşyaları, oyuncaklar, otomotiv sanayi ve mobilya gibi birçok alanda seri üretim yapılabilmektedir. Tarım ve ormancılık alanları da dahil olmak üzere şimdiye kadar 200’den fazla seri ürün üretimi bu malzemeler ile gerçekleştirilmiştir.
Serbest formdaki geometrileri sayesinde Abroform kullanılarak mükemmel tasarımlar elde edilebilir. Düşük büzüşme katsayısına sahip çeşitler çok hassas özellikler sağlarken, eğriliği de en düşük seviyeye getirir. Aynı zamanda kalınlık açısından çok geniş aralıkta işlenmeye olanak sağlar.
Doğal elyaf katkısı destek ve sürdürülebilirlik sebepleri dışında özel estetik tasarımları için de eklenmektedir. Bu durum özellikle Arboform F malzemesinin enjeksiyon kalıplanmasında öne çıkmaktadır.
Arboform L ve Arbofill malzemeleri enjeksiyon kalıplama ile işlenebilir ve normal görünür bir elyaf yüzey yapısına sahiptir.
Arboblend ve Arbofill çeşitleri arasında film menteşelerine sahip ürünlerin enjeksiyon kalıplama ile işlenmesine olanak sağlayanlar da bulunmaktadır. Özel Arboblend çeşitleri 80 cm2/10dk. üzerinde hacimsel erime akış hızına sahip olabilmektedir ve bu sayede aşırı ince duvarlı uygulamalarda kullanılabilmektedir.
TECNARO firması 2000’I aşkın biyopolimer formül çeşitlilikleriyle birçok amaca uygunluk sağlamaktadır. Aynı zamanda olasılıklar dahilinde müşterinin isteği doğrultusunda yeni formüller de geliştirilebilmektedir.
Gönderen Unknown zaman: 10:48 Hiç yorum yok :
Etiketler: arboblend , arbofill , arboform , biyoplastik , plastikten mobilya , sıvı ahşap , tecnaro
Markus Swoboda’nın sahibi ve müdürü olduğu BioFactur GmbH (Datteln, Almanya) adlı firma biyoplastikten günlük yaşamımızda kullandığımız küçük eşyalar üretiyor. Fakat bu ürünleri pazarlamak her zaman kolay olmadı.
On yıl kadar önce Markus’un biyoplastikten ürünler üretme fikrine kendini ikna etmişti çünkü er ya da geç petrol kaynakları tükenecekti ya da plastikler için ucuz bir kaynak olmaktan çıkacağını düşünüyordu. Bir gün kendimize bu işe neden daha önce başlamadık diye soracağız diyor Markus. Fosil yakıtlarından elde edilen ve çeşitli katkılar ve plastikleştiriciler içeren plastikler kendisine endişe veriyordu ve ilk seçenek olarak oyuncakları değerlendirdi. Fakat konvansiyonel plastiklerden elde edilen malzemeleri yenilenebilir kaynaklardan elde edilenlerle değiştirebilmek birçok zorluklardan oluşan zorlu bir yoldu. On yıl öncesinde biyobazlı plastik seçenekleri de çok değildi. Sonunda 2009 yılının sonlarına doğru Swoboda BioFactur şirketini kurdu ve pazar değeri olan ürünler üretmeye başladı.
Bugün Biofactur bazı özellikleri geleneksel plastiklerden dahi daha üstün olan selüloz bazlı biyoplastikleri kullanarak çeşitli kumda oynamak için oyuncaklar ve gıdayla temas eden, meyve suları için sürahiler, kaplar, salata kapları gibi ürünler üretiyor. Bu hammaddeden yıllık yaklaşık 10 tonluk bir miktar Alman tedarikçiden satın alınıyor. Ağaç selülozu tamamiyle sürdürülebilirliği olan %80 Avrupa’daki ormanlardan kalanı ise Kanada’dan elde ediliyor. Ürünleri için tamamen standart enjeksiyon kalıplama makinaları kullanılıyor. Fakat basınç , sıcaklık ve zaman gibi işleme koşulları hammaddenin gereklerine göre ayarlanması gerekiyor. Ek olarak kalıpların da az da olsa farklı bir şekilde tasarlanması gerekiyor. Markus: ‘Birçok şeyi zor yoldan öğrenmek zorunda kaldık’ diyor.
Hammadde plastikleştirici gibi herhangi bir toksik madde içermiyor ve bu durum da TÜV Rheinland adlı bağımsız test ve sertifika kurumu tarafından onaylanıyor. Markus ‘ebeveynlerin çocuklarının oyuncaklarını çiğnerken herhangi bir kaygıları olmayacağını’ belirtiyor.
BioFactur’un daha henüz piyasaya kazandırdığı ve ilgi çekmesi beklenen yeni ürünü ise oyuncak blok seti. Diğer ürünlerde olduğu gibi Memo ve Waschbar adlı sürdürülebilir ürünler konusunda uzmanlaşmış iki dağıtıcı tarafından ve Biofactur internet sitesi üzerinden ürünler satışa çıkarılmış durumda. Firma her sene iki ya da üç yeni ürünü piyasaya sürmeyi planlıyor.
BioFactur gibi konusunda öncü firmaların politikacılardan ve hammadde tedarikçilerinden ne beklediği sorulduğunda, Markus öncelikle hammadde fiyatlarında düşüş olmasını umuyor. Geleneksel plastiklerden %30 yüksek fiyatlarla rekabet hiç de kolay değil diyor. Fakat firmasının da büyümesi için potansiyel görüyor. Biyoplastiklerin avantajlarının topluma ok iyi bir şekilde anlatılması gerektiğini söylüyor ve bunun için de kesinlikle kanun yapıcıların desteğine ihtiyacımız var diyor.
kaynak: bioplastic magazine 2013
Gönderen Unknown zaman: 08:25 Hiç yorum yok :
Etiketler: biofactur , biyoplastik , biyoplastik oyuncak , biyoplastik ürünler , tüv rheinland
ASTM D-5488-94d standardına gore biyobozunur mikroorganizmaların enzimatik mekanizmalarıyla karbondioksit, metan, su, inorganik bileşiklere parçalanabilir anlamına gelmektedir. Kompostlanabilme ise maddenin kompost medya kullanılarak biyolojik olarak yıkılabilmesidir. Biyolojik olarak parçalamak ise organic bir maddenin biyolojik aktivite yardımıyla, büyük çoğunlukla mikroorganizmaların enzim aktivitesi ile, parçalanmasıdır. Bu da maddenin kimyasal yapısında önemli değişikliklere sebep olur. Ortaya çıkan son ürünler oksijen varlığında karbondioksit, yeni biyokütle ve su iken, oksijen olmayan ortamlarda metan olmaktadır. Bu da European Standard EN 13432:2000 standardında tanımlanmıştır. Fakat kullanılan standard göre, ASTM ya da EN, kompostlanabilirlik seviyesini belirlemek için farklı kompostlama koşulları (nem ve sıcaklık döngüsü) değerleri kullanılması gerekmektedir. Bu durum da farklı standart koşullarında elde edilen sonuçların karşılaştırılmasını zor kılmaktadır. Bunlara ek olarak mineralizasyon miktarı ve biyobozunma sonrası rezidü olarak kalan maddenin doğası da önemlidir. Toksik artık maddelere sahip kirleticilerin durumlar ve bu ürünlerin biyoparçalanmaları için gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar bitki büyümesini inhibe edebilmektedir. Aslında en önemli nokta oluşan bu ürünlerin çevreye zararının belirlenmesidir. Bu değer de eko-toksiklik olarak adlandırılmaktadır.
Bazı faktörler biyobozunurluk hakkında ipuçları sağlamaktadır. Hidrofobik karakter, makromoleküler ağırlık, jeolların kristalliği ve ya büyüklüğü biyoparçlanabilirlik değerini düşürmektedir. Buna karşılık polisakkaritlerin varlığı biyoparçalanabilirliği arttırmaktadır.
Gönderen Unknown zaman: 14:47 Hiç yorum yok :
Etiketler: astm d6400 , biyobozunurluk , en13432 , kompostlanabilirlik
Biyoplastik Üretimi için Kullanılan Tarım Alanları
Biyoplastik üretimi için gerekli besleme stoğu global tarım alanlarının çok küçük bir kısmını oluşturuyor.
Toplam global tarım alanı olan 5 milyar hektarlık kısmın %0.006’sından bile daha azı biyoplastiklerin üretimi için gerekli olan hammaddelerin üretilmesi amacıyla kullanılıyor. Avrupa Biyoplastik (European Bioplastics) tarafından yayınlanan bu önemli bulgu, Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Organizasyonunun rakamlarına ve Biyoplastikler ve Biyokompozitler Enstitüsünün (IfBB, University of Applied Sciences and Arts, Hannover, Almanya) hesaplamalarına dayanıyor.
Büyüyen bir nüfusa sahip bir dünyada her daim gıda ve besinlere olan ihtiyaç da artıyor. Bu durum besinlerin, gıda dışı amaçlı kullanımlarını da tartışılır hale getiriyor. European Bioplastics sitesi tarafından yayınlanan yeni broşür ‘Biyoplastikler – gerçekler ve rakamlar’ da bu tartışmayı daha gerçekçi bir boyuta taşıyor.
13.4 milyar hektardan oluşan global yüzölçümün, yaklaşık %37’lik (5 milyar hektar) bölümü tarım için kullanılıyor. Bu kısmın içerisinde de %70’lik bölümü (3.5 milyar hektar) meralar ve çayırlar oluştururken, ekili alanlar da %30’luk (1.4 milyar hektar) kısmı oluşturuyor. Bu %30’luk ekili alanlar ise kendi içinde; %27 (1.29 milyar hektar) ile besin ve gıda için üretilen ekinler ve %2 ile malzemeler için üretilen ekinler (bu kısmın içerisine biyoplastikler de giriyor) ve %1 biyoyakıtlar için olarak ayrılıyor.
European Bioplastics verileri 2011 için biyoplastik üretim kapasitesini 1.2 milyon ton olarak belirtiyor. Bu da yaklaşık 300bin hektarlık alanın besleme stoğu üretimi için kullanılması gerektiği anlamına geliyor. Toplam 5 milyar hektarlık alan ile oranlandığı zaman biyoplastikler için sadece %0.006’lık bir kısmın kullanıldığı anlamına geliyor. Bir teşbihle anlatmak gerekirse bu oran Eyfel kulesiyle yan yana duran çeri domatesin boyutlarının oranına denk geliyor.
Global tarım alanları ve bu alanların nasıl kullanıldığına dair hesaplamalar gösteriyor ki %0.006’lık biyoplastik üretimi için kullanılan alan %98’lik hayvancılık ve besin/gıda üretimi için kullanılanın yanında sözü bile edilemez boyutta kalıyor.
European Bioplastics’e göre besleme stoğundan elde edilecek verimi arttırmak ve tarım teknolojisinin de gelişmesi yeni biyoplastiklerin üretilmesi için kullanılacak alanlarla, gıda besinlerinin üretilmesi için kullanılacak alanlar arasındaki dengenin korunmasında önemli faktörler olacaktır.
Artmakta olan taleple birlikte 2016 yılında biyoplastik üretimi için gerekli besleme stoklarının üretiminde kullanılacak alanların toplam alanların %0.022’si olması bekleniyor.
Gönderen Unknown zaman: 21:07 Hiç yorum yok :
Etiketler: biyoplastik hammaddeleri , biyoplastikler , tarım alanları biyoplastik
Gönderen Unknown zaman: 20:19 Hiç yorum yok :