Polyesterle pamuk ayrılacak plastiğe hammadde olacak
Bilim insanları, poli-pamuk karışımı kumaşlarının geri dönüşüm sorununu çözmek için yeni yöntem geliştirdi. Pamuğun tamamen kumaştan ayrıştırıldığı yeni yöntem ile mevcut polyester yeniden işlenebilir hale gelecek. Bu yöntem sayesinde biyo-bazlı plastikler için yenilenebilir hammadde sağlanabilecek.
Başak Nur GÖKÇAM
Tekstil sektörü, küresel karbon emisyonlarının yüzde 8’inden sorumludur. Sektörde kilogram başına havaya 2 kilogram karbondioksit salınır. Öte yandan UNECE’nin 2018 yılında paylaştığı rakamlara göre de tüm tekstil ürünlerinin yüzde 85’inin çöpe gittiği belirtilmektedir. Bu nedenle tekstil atıklarının geri dönüşümü gezegenin geleceği açısından kritik öneme sahiptir. Tekstil sektöründe özellikle dönüşümü zor olan poli-pamuk atıklarının geri dönüşümü için yeni bir çalışma gerçekleştiren araştırmacılar, poli-pamuk gibi karışımlı kumaşların kimyasal işlenmesinin, biyo-bazlı plastikler için yenilenebilir hammadde sağladığını ortaya koydu.
Araştırma, Nature Communications dergisinde yayınlandı. Amsterdam Üniversitesi (UvA) Endüstriyel Sürdürülebilir Kimya grubundaki araştırmacılar, poli-pamuk tekstil atıklarının geri dönüştürülmesi sorununa çözüm bulduklarını duyurdu.
Geliştirilen çalışmada işlem; oda sıcaklığında süper konsantre hidroklorik asit kullanılarak tüm pamuğun kumaştan tamamen çıkarılmasıyla başlıyor. Pamuk, yenilenebilir plastikler gibi biyobazlı ürünler için hammadde olarak kullanılabilen glikoza dönüştürüldü. Geriye kalan polyester lifler ise mevcut polyester geri dönüşüm yöntemleri kullanılarak yeniden işlenebilir hale getirildi. Avantium şirketiyle iş birliği halinde geliştirildiği belirtilen bu çalışma ile poli-pamuk tekstil atığı sorununun çözülmesi amaçlanıyor.
Yüksek verimlilikle dönüşüm için etkili yöntem
Çalışma, UvA'nın Van 't Hoff Moleküler Bilimler Enstitüsü'nde (HIMS) Endüstriyel Sürdürülebilir Kimya grubuna yarı zamanlı profesör olarak başkanlık eden Prof. Gert-Jan Gruter tarafından yönetildi. Çalışmaya ilişkin değerlendirmede bulunan Avantium Baş Teknoloji Sorumlusu Gruter, "Tekstil atıklarındaki pamuktan glikozu geri kazanabilmek, glikozun biyo-bazlı bir hammadde olması nedeniyle buna önemli bir katkıdır. Şu anda mısır ve buğdaydan elde edilen nişastadan üretilmektedir. Biyokütleden büyük ölçekte plastik üretmeye başladığımızda, dünya çok miktarda gıda dışı glikoza ihtiyaç duyacaktır. Bu yöntem, polipamuğun hem pamuk hem de polyester bileşenlerini yüksek verimlilikle geri dönüştürmek için ilk etkili yöntem” dedi.
Makalenin ilk yazarı olan Gruter'in doktora öğrencisi Nienke Leenders, Hollanda Araştırma Konseyi NWO tarafından finanse edilen ve şu anda yaklaşık olarak yarı yolda olan dört yıllık MiWaTex projesi kapsamında birçok test gerçekleştirdi. Proje, tekstil ayırma ve geri dönüştürme şirketi Wieland, iş kıyafeti üreticisi Groenendijk Bedrijfskleding, Hollanda giyim ve tekstil endüstrisi ticaret birliği Modint ve polyesterin kimyasal geri dönüşümü için ileri teknoloji geliştiricisi CuRe ile iş birliğini içeriyor.
Çalışmanın yer aldığı makalede, Nature Leenders'ın Avantium'un patentli Dawn Teknolojisi için pilot tesisini kullanarak yaptığı deneyler anlatıldı. Dawn Teknolojisi, başlangıçta gıda dışı bitki bazlı hammaddeleri (örneğin odun) glikoz ve lignine dönüştürmek için geliştirilmişti. Temel özelliği, oda sıcaklığında yüzde 43 oranında konsantre hidroklorik asit kullanması idi. Leenders, Avantium'un Dawn pilot tesisinde gerçek tüketici sonrası polipamuk atık tekstil partilerini test etti. Pamuk selülozunun endüstriyel olarak ilgili koşullar altında glikoza tamamen hidrolize edilebileceği ortaya çıktı. Kumaşın polyester kısmı bozulmadan kaldı ve kolayca ayrılabildi. Denemeler, ölçeklenebilirlik ve maliyet etkinliğini gösteren yüksek glikoz verimleri gösterdi.
“Tekno-ekonomik analiz olumlu”
Araştırmaya ilişkin değerlendirmede bulunan Prof. Gert-Jan Gruter, “Araştırma polikoton tekstillerin gerçek endüstriyel ölçekte geri dönüştürülmesi ve gıda dışı glikozun ilk ticari kullanılabilirliğinin temelini atıyor. Birçok taraf bu iki şeyden birini yapmaya çalışıyor ancak henüz kimse başaramadı. Tekno-ekonomik analizimiz oldukça olumlu görünüyor . Amacımız, ortaklarımızla birlikte bu teknolojiyi ticarileştirmenin bir sonraki aşamasına taşımak. Bu nedenle, biyo-rafineri yaklaşımıyla elde edilen gıda dışı glikozu pazarlayan ilk kişi olabiliriz" diye konuştu.
Çıkan pamuk farklı endüstrilerde kullanılabilir
İşlemden elde edilen pamuktan elde edilen glikozun da, polimerler, reçineler ve çözücüler dahil olmak üzere çok çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılabileceği belirtildi. Hatta Avantium tarafından, PET şişelere yenilenebilir bir alternatif sunan biyobazlı PEF polyesterinin (polietilen furanoat) üretiminde önemli bir bileşen olan başlıca ürünü 2,5-furandikarboksilik asit (FDCA) üretmek için kullanılabileceği örneği verildi. İşlemin ayrıca polyesterin polipamuktan tamamen geri dönüştürülmesini sağladığı ifade edildi.. CuRe tarafından gerçekleştirilen testlerle belirlendiği gibi, yeni bakir polyester oluşturmak için kimyasal olarak geri dönüştürülebilecek.