Odun Hammaddelerinden Elde Edilmiş Lignin Bazlı Biyobozunur Filtre Üretimi

Abstract

Hava kirliliği günümüzde insanoğlunun karşılaştığı ve uzun yıllardan beri etkili bir çözümün geliştirilemediği en büyük sorunlardan biridir. Sayısıyız türde kirletici bugün havayı kirletmektedir. Bu proje önerisine konu olan partikül maddeler ise 0 – 10 μm aralığındaki büyüklükleri ile insan ve canlı yaşamını ciddi anlamda tehdit emektedir. Dolayısıyla etkili şekilde tutulmaları gerekmektedir. Günümüzde partikül madde yakalama için hava filtreleri kullanılmaktadır. Filtreler hayatımızın birçok alanında akışkanları içinde bulunan safsızlıklardan arındırmak için kullanılan malzemelerdir. Onların önemi yakın geçmişte tüm dünyada etkili olan pandemide bir kez daha anlaşılmıştır. Farklı malzemelerden üretilen filtrelerin her birinin birtakım avantajları ve dezavantajları mevcuttur. İnsanların yaşadığı ortama temiz hava sağlamaya yardımcı olan filtreler genellikle sentetik ve selülozik maddelerin karışımı ile üretilmiş olan keçe yapısına sahip filtrelerdir. Bu tür filtrelerin sahip olduğu ince lifler çok ince tozları, bakteri ve virüsleri tutmada etkili olabilmektedir. Fakat bu filtreler çevreye bırakıldığında hem geç bozunmakta ve hem de doğaya, özellikle su ortamına, mikroplastik salı vermektedirler. Bu nedenle doğal malzemelerle filtrelerin üretilmesi önem arz etmektedir. Orman Genel Müdürlüğünün 2022 yılı istatistiklerine göre Kastamonu ili 1.896.206 m3 hacminde odun ham maddesi üretiminde ülkemizin en büyük dördüncü ili konumundadır. Bu açıdan Kastamonu ili ciddi şekilde biyo-malzeme geliştirilmesi potansiyeline sahiptir. Günümüzde ticari anlamda kullanılan ürünlerin neredeyse %60’ını polimer esaslı malzemeler oluşturmaktadır. Bu malzemelerde doğada uzun süre bozunmadan kalmaları en önemli zayıflıklarıdır. Örneğin naylon poşetlerin doğada bozunma süreleri yüzlerce yılı bulmaktadır. Halbuki ağaç ve bitkilerden elde edilebilecek doğal moleküller (selüloz, lignin, protein vb.) uygun sentez yöntemleri kullanılarak ya da geliştirilerek bugün polimerlerin yerini alabilme potansiyeline sahiptir. Bu nedenle çevrenin sürdürülebilirliğinin sağlanması açısından ağaç ve bitkilerden biyobozunur malzemelerin geliştirilmesi oldukça önemlidir. Bu proje önerisinde de filtre sektöründe yaygın şekilde kullanılan sentetik polimerlere (poliester, poliamid, naylon 6.6, poliaramid vb) karşı lignin (odun hammaddesinden izole edilecek) esaslı filtreler alternatif olarak sunulmaktadır. 2018 yılı verilerine göre (en yeni bu verilere ulaşılabilmiştir) ülkemizde filtre sektörünün Pazar payı yaklaşık 7.307 milyar TL’dir. Filtre sektörü büyük bir pazar olmasına karşın edinilen bilgilere göre filtre hammaddelerinin %90’ı ithal edilmektedir. Dolayısıyla filtre sektörü için hem dışa bağımlılığı azaltabilme potansiyeline sahip olma açısından hem de daha sürdürülebilir bir çevrenin sağlanması için lignin esaslı filtrelerin üretimi bu projenin özgün yanıdır. Lignin bazlı filtrelerin üretimine yönelik bu projede organosolv yöntemiyle orman ağaçlarından yüksek saflıkta lignin izole edilecektir. Sonrasında bu saf lignin Friedel-Crafts alkilasyon yöntemiyle biyobozunur polimer eldesi için polimerleştirilecek ve elektro-eğirme cihazı ile nanolifli yapılara dönüştürülecektir. Bir filtre malzemesinden beklenen dayanaklılık ise bu nanolifli yapıların kenevirle birleştirilmesiyle sağlanacaktır. Bu proje ile geleneksel hava filtrelerine kıyasla daha yüksek verime sahip, daha işlevsel, çevre dostu ve daha ekonomik filtrelerin üretimi hem bu proje önerisinin amacı hem de özgün yanıdır. Bu proje kapsamında üretilecek hava filtrelerinin ciddi anlamda patentlenme ve ticarileştirilme potansiyeline sahip olacağı düşünülmektedir. Bu açıdan bu projeye Kastamonu İli Organize Sanayi Bölgesi Müdürlüğü ve Türkiye’deki en önemli hava filtresi üreticilerinden HIFYBER ve TEMPO Filtre şirketleri de destek vermektedirler. Bu proje kapsamında söz konusu hava filtrelerinin; - kapalı alan havalandırma sistemlerindeki filtrelerde, - araç motorlarının korunmasında kullanılan hava filtrelerinde,- tam yüz maskelerinde kullanılan filtrelerde,- yüz maskelerinde ve- orman sanayi sektöründe oluşan tozun tutulmasında kullanılan filtrelerde kullanılması hedeflenmektedir.Böylelikle Kastamonu İlinin orman ürünleri sanayisine ciddi katkılar sağlanacağı düşünülmektedir.