Levha Üretiminde Alternatif Kaynaklar

Mobilya Dekorasyon Dergisi - Mobilya Dekorasyon - Dergi - Yayın - İletişim - Dergi

Levha Üretiminde Alternatif Kaynaklar

28-06-2016
Levha Üretiminde Alternatif Kaynaklar
Prof. Dr. Cengiz Güler ve Orman End. Yük. Müh. Hüseyin Avni Çakmakçı (Düzce Üniversitesi, Orman Fakültesi ) cengizguler@duzce.edu.tr,avnicakmakci@gmail.comGİRİŞTürkiye de ilk yonga levha fabrikası 1950’li yıllarda tesis edilmiştir. 2015 yılı itibariyle 38 adet Yonga levha ve MDF tesisleri faaliyetlerini sürdürmektedir. Levha üretim tesisleri ağırlıklı olarak odun kökenli hammadde kaynaklarını kullanmaktadır. Üretim kapasiteleri gittikçe artırılan bu tesislerin hammadde sorunu orman kaynaklarına bağımlılıktan dolayı hala çözülememiştir.

Ormanlarımız bu kullanım alanlarının taleplerini karşılamaktan uzak bulunmaktadır. Bu yüzden odun kullanan endüstri kolları yeni kaynaklar arayışı içine girmişlerdir. Hammadde sorununu karşılayabilmek için hızlı gelişen ağaç türlerinin yetiştirilmesi, tüm ağaç kullanımı ve yıllık bitkilerin kullanılması önerilmektedir. Yıllık bitki ve tarımsal atıklar ise dünyada önemli bir potansiyele sahiptir.

Orman ürünleri sektöründeki rekabetin artması ve ham madde fiyatlarının dünya genelinde yükselmesi, üreticileri yeni ürün ve üretim yöntemleri geliştirmeye zorlamaktadır.

Bu rekabet sürecinde üreticiler;

-Üretim maliyetlerinin düşürülmesi,

-Birim zamandaki üretim adedinin artırılması ve

-Alternatif hammadde kaynaklarının üretimde etkin olarak kullanılmasını soruşturmaktadırlar.

Dünyada odun dışı yıllık bitki atıklarının yaklaşık potansiyeli kuru ağırlık olarak, yılda 2.5 milyar ton'dan fazladır. Türkiye'de tarımı yapılan bitki saplarından bir yılda elde edilen tahmini miktarı 38 milyon ton kadardır.

Levha üretim teknolojisinde tarımsal atıkları işleyecek tesislerin ekonomik açıdan rekabetçi maliyetlere ulaşmada bir kısım zorluklar söz konusudur. Bu süreçte karşılaşılabilecek sorunlar şunlardır;

-Tarımsal atıkların lokal olarak yetiştiği bölgelerden toplanıp üretim tesislerine taşımada yaşanan teknik ve maliyet artış sorunları,

-Tarımsal atıkların fiziksel ve kimyasal olarak içerdikleri farklılıklardan dolayı üretim şartlarında yapılması gereken ayar değişiklikleri gibi üretim esnekliğini zorlayan sorunlar,

-Bilinen teknoloji ile inşa edilmiş levha tesislerinin teknolojik evriminde süreç maliyetlerinin azaltılması adına yapılan uygulamalar sistem elemanlarını aşırı karmaşıklaşmıştır. Bu hassas üretim hatlarına sahip levha tesisleri daha kaliteli odunsu hammaddeye bağımlı hale gelmiştir.

Bu tanımlanan sorunlardan dolayı levha sektörü hammadde darboğazına çözüm olabilecek tarımsal atıkların yonga levha endüstrisinde kullanımı göz ardı etmektedir.

Tarımsal atık ve benzeri her türde kimyasal ve fiziksel farklılıkları içeren hammaddeyi kullanabilen ve hat şeklinde eş zamanlı çalışma zorunluğu olmadan bağımsız çalışabilen levha işleme tesislerinin kurulması bir zorunluluk halini almıştır.

Türkiye önemli bir tarım ülkesidir. Tarımsal atıkların çoğu kez tarlada yakılarak yok edilmemesi ve bu potansiyel kaynağı rekabetçi maliyetlerle işleyebilen yeni nesil levha tesis tasarımının ortaya çıkartılarak ekonomiye kazandırılması önem kazanmıştır.

Odun liflerine kimyasal açıdan benzerlikleri dolayısıyla bitkisel lifler odun hammaddesinin kullanıldığı uygulama alanlarının birçoğunda faydalanılabilir. Tarımsal artıkların orman ürünleri sanayisinin en önemli kolu olan levha endüstrisinde değerlendirilme olanağı bulması ile bu ürünlerin hammadde kaynaklarını genişletecek hem de yeni nitelikler kazandıracaktır.

 

ORMAN ÜRÜNLERİ ENDÜSTRİSİNDE KULLANILAN LEVHALAR

 

Yenilenebilir lignoselülozik materyallerin orman ürünleri endüstrisinde kullanımı 3 ana grupta toplanabilir.

  1. Geleneksel komposit levhalar (Conventional panel type composites)
    1. Yonga Levha (düşük, orta ve yüksek özgül kütlede üretilen yonga levhalar)
    2. Lif levha (kuru ve yaş yöntemle üretilen lif levhalar)
  2. İnorganik yapıştırıcılı kompositler (Inoganic-bonded composites)
    1. Alçı taşı kullanılan levhalar (Gypsum-bonded composites)
    2. Yapıştırıcı olarak magnezit kullanılan levhalar (Magnesia cement-bonded composites)
    3. Çimentolu yonga levha (Portland cement-bonded composites)
  3. Lignoselülosic/thermoplastic composites
    1. Yüksek termoplastik içerikli kompozitler
    2. Düşük termoplastik içerikli kompozitler

2013 yılı itibariyle Avrupa’da odun kökenli levha ürünleri üretimi, toplam 68,2 milyon m³ olarak gerçekleşmiş olup bunların toplam levha üretimindeki oranları ise Şekil 1’de verilmiştir. Burada görüldüğü üzere 35,5 milyon m3 (%52) yongalevha, Avrupa’da odun kökenli levha ürünleri sektörü içerisinde en büyük paya sahip olup, bunu 21,3 milyon m3 (%31,23) ile liflevha takip etmektedir.

DÜNYA YILLIK BİTKİ POTANSİYELİ

Dünya kuru ağırlık olarak, yılda 2.5 milyar ton’dan fazla yıllık bitki potansiyeline sahiptir. Bu miktarın 284 milyon tonu ABD’de gerçekleşmektedir. Tahıl saplarının üretimi 1.155 milyar tonla ilk sıralarda yer almaktadır. Bunları 750 milyon tonla mısır sapları, 102 milyon tonla şeker kamışı ve 68 milyon tonla pamuk sapları takip etmektedir.

 

TÜRKİYE’NİN YILLIK BİTKİ POTANSİYELİ

 

Türkiye’de tarımı yapılan önemli tarım bitkilerinin ekim alanları ve tahmini toplanabilir yıllık sap miktarları Tablo 1’de gösterilmektedir.

Ülkemizde her yıl yaklaşık 46 milyon ton tarımsal artık elde edilmekte olup bunun 23 milyon ton kadarı buğday sapı, 9 milyon tonu arpa sapı, 5 milyon ton mısır sapı, 2.5 milyon ton pamuk sapı, 2.5 milyon ton ayçiçeği sapı, 200 bin ton pirinç sapı, 300 bin ton çavdar sapı, 400 bin ton tütün sapı oluşturmaktadır. Verilere göre, Türkiye dünyanın sayılı yıllık bitkileri üreticisi ülkelerin arasında bulunmaktadır.

 

LEVHA ÜRETİMİNDE KULLANILABİLİRLİK

 

Bugün, Uzak Doğu ülkelerinde (Çin Halk Cumhuriyeti ve Hindistan) yıllık bitkilerin bu sektörde kullanılması ilgiyle karşılanmakta ve büyük kapasitede orman ürünleri fabrikaları kurularak üretim yapmaktadır. Yıllık bitki atıklarından yonga levha üretimi gerçekleştiren bu ülkeler arasında ABD, Çin, Hindistan ve Rusya gelmektedir.

Dünyada 30'dan fazla fabrika yıllık bitki artıklarından levha üretmektedir (Özen, 1980). Ülkemizde ise Giresun da bir fabrika kısa bir dönem çay atıklarından levha üretimi gerçekleştirmiştir. Fakat bu fabrika şu anda üretim yapmamaktadır.

Odunun yerine alternatif hammadde kaynağı olarak tarımsal artıkların ve yıllık bitkilerin kullanımı hammadde problemini ve enerji açığını kapatmaya katkıda bulunmaktadır. Ayrıca yıllık bitki saplarının lif hammaddesi olarak kullanılması ikincil bir kullanım olduğundan ucuza mal olmakta, aynı zamanda sürekli bir hammadde potansiyeline sahip olması bakımından önemlidir. Diğer yandan üretim tekniği ve ekipmanların kontrolünün kolay olması ve düşük enerji kullanımı gibi avantajlara sahip bulunmaktadır.

 

Bazı Alternatif Hammadde Kaynakları

 

Levha sektörü oduna dayalı bir endüstridir. Hammadde bulma konusunda karşılaşılan zorluklar, yonga levha üretiminde odun yerine yıllık bitkilerin kullanılması amacıyla son zamanlarda çeşitli araştırmalar yapılmış ve yapılmaktadır. Bunlardan bazıları aşağıda belirtilmiştir.

 

Pamuk Sapları

 

Pamuk bitkisi öncelikle tekstil endüstrisinin ana kaynağı olarak yetiştirilir. Bu nedenle pamuk sapları dünyada önemli miktardadır. Hindistan, Çin ve Rusya pamuk yetiştiriciliği bakımından ilk sıralardadır. Ilıman ve Tropikal kuşakta yetişen bir bitkidir. Genelde boyu 0.60-1.50 m arasında değişmektedir. Tropikal bölgelerde 4 m’ye kadar boylanabilir.  Pamuk sapları, yapraklı ağaçlara benzeyen yapısı ile mükemmel bir lif kaynağı olduğu belirtilmektedir (Mobarak and Nada, 1975).Yonga levha üretimi için diğer materyaller gibi kolayca yongalanabilir özelliktedir.

Vermass (1981) ise, pamuk sapı ve diğer alternatif hammadde kaynaklarının üretimde kullanılabilmesi için, fabrika ve makine sistemi seçimi üzerine bir çalışma yapmıştır. Tsolov (1985),  lif levha üretiminde tarımsal atıklardan (ayçiçeği, tütün ve pamuk sapı, şeker kamışı vb.) % 10, 20, 30, 40, 50 oranlarında kayın odunu lifleri ile karıştırarak kullanmıştır. Kullanılan bütün atıkların levha üretimi için uygun olduğunu ancak en iyi sonuçların kendir-kenevir ve tütün saplarından elde edildiğini belirtmiştir. Bir çalışmada, % 97 oranında kabuklarından arındırılmış pamuk sapı, % 3 fenolik reçine, 0.82 g/cm3 özgül kütlede, 2.8 mm kalınlıkta levhalar üretilmiş ve elde edilen levhaların eğilme direncinin standart değerlerin üzerinde olduğu görülmüştür (Fadl et Al., 1978).

Ülkemizde pamuk saplarından yapılan bir çalışma ile levha üretim koşulları belirlenmiş ve standartlara uygunluğu yönünden irdelenmiştir. Dış tabakalarda kayın, ladin ve kavak odunu yongalarının kullanıldığı pamuk saplarının orta tabakada hammaddesi olarak kullanılabileceği belirtilmiştir (Güler 2001; 2015). 

Güler ve Özen (2004) tarafından yapılan çalışmada pamuk saplarından yonga levhalar üretilmiştir. Pamuk saplarından elde edilen yongalar orta tabakalar için %6–8–10, yüzey tabakaları için %8–10–12 oranlarında üreformaldehit tutkalı ile tutkallanıp 150 ºC’ de 6 dakika süreyle preslenerek 20 mm kalınlığında 400–700 kg/m³ yoğunluklarında üç tabakalı levhalar üretilmiştir. Ayrıca kontrol panellerinde orta tabaka için %10 ve yüzey tabakalar için %12 fenol formaldehit tutkalı uygulanmıştır. Pamuk sapı yongalarından üretilen panellerin eğilme dirençleri 3,31–16,79 N/mm2 (fenol formaldehit tutkalıyla üretilen kontrol panellerinde 17,95 N/mm²), iç yapışma dirençleri 0,110–0,563 N/mm2 (fenol formaldehit tutkalıyla üretilen kontrol panellerinde 0,591 N/mm²) olarak tespit edilmiştir.

 

Mısır Sapları

 

Mısır saplarından II dünya savaşından sonra kısa bir süre Çekoslovakya’da üç tabakalı olarak üretilmiştir. Üretilen mısır sapı içerikli levhalar, yüzeyleri ahşap kaplama levhalarla kaplanmıştır (Youngquist, 1993). Mısır sapları yumuşak özü çevreleyen gövdesi ile uzun liflere sahiptir. Araştırmalar, makul özelliklerde lif levha ve yonga levha yapılabileceğini göstermiştir. Bir araştırmada % 92 mısır sapı, % 7 üre formaldehit reçinesi, % 1 parafin ve 0.74 g/cmözgül kütlede 16 mm kalınlıkta üretilen mısır sapı kompozit levhaların direnç özellikleri standart değerlere uygun olduğu belirtilmektedir (Chow, 1974).

0.70 g/cm3 yoğunlukta, % 0, 25, 50, 75 ve 100 oranlarında endüstriyel odun yongası kullanılarak elde edilen levhaların teknolojik özellikleri incelenmiş ve % 50’ye kadar karışımlarda standartlara uygun sonuçlar vermiştir (Güler, 2016).

 

Ayçiçeği Sapları

 

Ayçiçeği derin nemli ve organik maddelerce zengin topraklarda yetişmekte olup, daha çok kurak ve yarı kurak iklimlerin bitkisidir. Işık isteği fazla olan bir bitki türüdür.

Sap boyu 1 – 5 m, çapı ise  1-10 cm ve tabla çapları 10-60 cm arasında değişen Ayçiçeği, kuvvetli olmayan kazık kök yapar ve  lignoselulozik bir yapıya sahiptir. Ayçiçeği, günümüzde, orman ürünleri endüstrisinin dışında, kağıt, plastik, boya, sabun ve kozmetik gibi bir çok alanda değerlendirilmektedir. Ayçiçeği sapları da levha endüstrisi için önemli bir kaynak olabilir.

Amerika’da Minnesota Üniversitesinde ayçiçeği sapı ve tablasından levha üretilmesi konusunda değişik çalışmalar yapılmıştır. Gertjejansen ve arkadaşları % 50 Kavak (Aspen) ve % 50 ayçiçeği tablası karışımından yonga levha üretmişlerdir. Bu çalışmada, % 92 ayçiçeği tablası, % 7 üre formaldehit tutkalı ve % 1 wax (parafin) karıştırılarak 0.78 g/cm3 özgül kütle ve 10 mm kalınlıkta yonga levhalar üretilmiştir. Denemelerde, levhaların direnç özelliklerinin Amerikan Yonga Levha Standartlarına uygun olduğu belirlenmiştir (Gertjejansen et al., 1972). Yine Gertjejansen (1977) ayçiçeği sapları ile kavak odunu yongalarının değişik varyasyonlar kullanarak yonga levhalar üretmiştir. Sonuçta, ayçiçeği saplarının levhada içindeki oranı arttıkça levhanın fiziksel ve mekanik özellikleri artmıştır.   Denemelerde, % 90 ayçiçeği sapı (özü alınmış), % 10 fenol-formaldehit tutkalı kullanılarak 0.70 gr/cm3 özgül kütlede ve 12 mm kalınlıkta yonga levhalar üretilmiştir. Deneme sonuçlarına göre üretilen yonga levhaların direnç özelliklerinin Amerikan Yonga Levha Standartlarına uygun olduğunu ortaya koymuştur.

Bektaş et al. (2005) tarafından yapılan bir çalışmada ayçiçeği sapları ve akkavak yongalarından üç tabakalı yonga levhalar üretilmiştir. Ay çiçeği/kavak yonga karışımı %25–75, 50–50 ve 75–25 olacak şekilde ayarlanmıştır. Ayrıca %100 ayçiçeği sapı yongası ve %100 kavak yongası içeren paneller de üretilmiştir. Orta tabaka yongaları %9 ve yüzey tabakaları %11 olacak şekilde UF tutkalı ile tutkallanarak 150 ºC’ de 7 dakika süreyle pres işlemine tabi tutularak 700 kg/m³ yoğunluğuna sahip paneller üretilmiştir. %100 kavak esaslı levhaların eğilme dirençleri 25,30 N/mm2, elastikiyet modülleri 2963,3 N/mm2, iç yapışma dirençleri 0,69 N/mm2, 24 saat suda bekletildikten sonra kalınlığına şişme miktarları %17,99 olarak, %100 ayçiçeği sapı esaslı panellerin eğilme dirençleri 15,65 N/mm2, elastikiyet modülleri 1800,2 N/mm2, iç yapışma dirençleri 0,46 N/mm2, 24 saat suda bekletildikten sonra kalınlığına şişme miktarları %25,05 olarak görülmüştür. Ay çiçeği–kavak yonga karışımından üretilen levhaların eğilme dirençleri 19,53–22,96 N/mm2, eğilme dirençleri 2440,2–2681,2 N/mm2, iç yapışma dirençleri 0,47–0,53, 24 saat suda bekletildikten sonra kalınlığına şişme miktarları %21,36–21,96 olarak görülmüştür. Bu çalışmada elde edilen sonuçlara göre ay çiçeği sapı esaslı yongaların üre formaldehit ile uyumlu olduğu ve ay çiçeği saplarının tek başına ya da ak kavak yongaları ile karıştırılarak yonga levha üretiminde hammadde olarak kullanılabilirliği ortaya konulmuştur.

 

Güler et al. (2006) tarafından yapılan bir çalışmada ayçiçeği sapları ve kızıl çam yongaları belirli oranlarda karıştırılıp (25–75, 50–50, 75–25, %100 ay çiçeği ve %100 kızıl çam) üre-formaldehit tutkalı (orta tabaka %9 ve yüzey tabakaları %11) ile tutkallanıp 150 ºC’ de 7 dakika süre ile preslenerek 700 kg/m³ yoğunlukta yonga levhalar üretilmiştir. Üretilen yonga levhaların eğilme dirençleri 15,67–18,74 N/mm2, elastikiyet modülleri 1800,2– 2973,1 N/mm2 ve iç yapışma dirençleri 0,447–0,584 N/mm2 olarak tespit edilmiştir. En iyi mekanik özellikler 50–50 karışım oranındaki levhalarda görülmüştür.

 

Fındık zürufu

 

Dünya fındık (Corylus avellana L.) üretiminin yaklaşık % 75’i, ihracatının ise % 70-75'i Türkiye tarafından gerçekleştirilmektedir. Türkiye’de toplam ihracat içerisinde yaklaşık 500 milyon dolar payı olan fındık ile dolaylı ve dolaysız olarak 4 milyon insan ilgilenmektedir. Türkiye’de 337 bin hektar alanda hasadı yapılan fındık üretimi kabuklu olarak 650-700 bin ton/yıl arasında olup bunun 400-450 bin tonu ihraç edilmektedir. Yaklaşık 400 bin ton/yıl kadar zuruf (husk) ve kabuk atık olarak açığa çıkmaktadır.

 

Fındık zürufudan yapılan bir çalışmada üreformaldehit, melamin üreformaldehit ve fenol formaldehit tutkalı (orta tabakada % 8-9 dış tabakada % 10-11 oranında) kullanılarak üretilmiş fındık zürüfü levhaların teknolojik özellikleri incelenmiştir. Üretilen yonga levhaların eğilme dirençleri 0.70 g/cm3 yoğunluk için 10.1 N/mm2 ile 12 N/mm2 arasında,  0.60 g/cm3 yoğunluk için 7.7 N/mm2 ile 8.49 N/mm2 arasında tespit edilmiştir. (Çöpür et al., 2006)

 

Fıstık kabukları

 

Dünya yerfıstığı ekim alanlarında 1993- 2002 yılları arasında önemli artışlar olmuştur. Bu artışlara bağlı olarak yerfıstığı üretimi de artmıştır. En büyük üretici ülkeler Çin ve Hindistan’dır. Bu iki ülkenin toplam üretimi dünya üretiminin %60’ını oluşturmaktadır. Diğer önemli üretici ülkeler ise; Nijerya, ABD, Endonezya ve Sudan’dır.

Dünya yerfıstığı üretimi 2002 yılında yaklaşık 34,5 milyon ton olarak gerçekleşmiştir. Dünya ekim alanı 26 milyon hektar Türkiye’de ise 26 bin hektardır. Ülkemizin yerfıstığı üretimi ise 55 bin ton olup dünya üretiminde önemli bir yer tutmamaktadır. 28 bin ton kadar atık meydana gelmektedir.

Fıstık kabuklarından 0.50-0.60-0.70 ve 0.80 g/cm3 yoğunluklarda ve orta ve dış tabaka için % 8-10 ve % 9-11 oranında üreformaldehit kullanılarak 3 tabakalı levha üretimi gerçekleştirilmiştir. Levhaların eğilme direnci ve elastikiyet modülü; en düşük 2.90 N/mm2, 571 N/mm2 en yüksek 12.14 N/mm2, 1718 N/mm2 bulunmuştur.  Levha yüzeyine dik çekme direnci ise en düşük 0.16 N/mm2, en yüksek 0.41 N/mm2 elde edilmiştir. 800 kg/m3 yoğunluk altında üretilen levhalar standartlara uygun bulunmamıştır (Güler, Büyüksarı, 2011). Ancak bu levhalar % 50 oranında odun yongası ile karışım veya yalnız orta tabakada kullanılması halinde daha düşük yoğunluklarda standartlara uygun levha üretimi mümkün olacaktır. Bazı bitki atıklarından üretilmiş yonga levhaların özellikleri, Tablo 3’de verilmiştir

Tabloda görüldüğü gibi ayçiçeği, pamuk, keten, şeker kamışı, kenevir, tütün sapı ve çay fabrikası atıklarından direnç özellikleri standart değerlere uygun levha üretmek mümkündür. Özellikle çok düşük özgül kütlede üretilen levhalar izalasyon malzemesi olarak kullanılabilir. 

 

SONUÇ VE DEĞERLENDİRME

 

Potansiyel rezerv hammadde kaynağı olarak yüksek değerlerde olmasına karşın tarımsal atıkların levha sektöründe kullanımı konusunda hep teknik ve ticari engellerin olduğuna dair kanaatlerimiz vardır. Yanlış bildiğimiz hususların başında şunları sayabiliriz;

  1. Tarımsal atıkların nakliye bedeli yüksek olmaktadır.
  2. Tarımsal atıklar hayvan gıdası olarak değerlendirilmektedir.
  3. Tarımsal atıkların levha imalatında direnç değerleri daha düşük.
  4. Tarımsal atıkların arzı istikrarsızdır, gibi

Tarımsal atıkların potansiyeli yüksek olmasına karşın, levha üretiminde odun yongaları ile karıştırılarak ortalama % 10 oranında katkı maddesi olarak kullanım eğilimi vardır. Bu her tip tarımsal atık için geçerli değildir. Yüksek mekanik mukavemet değerli yonga elde edilebilen bambu lifleri ile daha düşük mekanik değerli tarımsal atıklar karıştırılarak levha üretimi gerçekleştirilmektedir.

 

Tarımsal atıklar odun yongasının fiziksel nitelikleri referans alınarak tasarlanmış yongalıyıcılarla yongalanmaya çalışıldığından ekseriyetle toza dönüşmektedir. Bu uygulama avantajı sayesinde tarımsal atıklar genellikle lif levha üretiminde değerlendirilmesi ağırlık kazanmaktadır.

 

Fakat düz saplı gövdeye sahip olan tarımsal atıklar liflere paralel yongalama bıçakları ile dövülerek yongalanırken, çok dallı ve eğrisel biçimli gövdeye sahip olan atıklar ise 3-4 bar buhar basıncı ile 15 ila 30 saniye sürelerle yumuşatılarak liflendirilmektedir. Bu uygulama şekilleri sayesinde toza dönüşme oranları en çok % 10’lara kadar azaltılmıştır.

 

Tarımsal atıklar bir tür hacimsel kütle olarak kullanımından daha çok öne çıkan baskın özelliğini levhaya kazandırma yaklaşımıyla odaklı levha üretimi gerçekleştirilmektedir.

 

Diğer yandan levha üretim yaklaşımıyla maliyete konu olan reçete bileşenlerini ikame etmek ya da odun hammaddesinin kalite yetersizliklerini telafi etmek için kullanımı gözetilmektedir. Bu hususta şu örnekler verilebilir;

 

  • Pirinç kabukları içerdikleri silis nedeniyle alevlenmesi güç olan bir tarımsal atıktır. Alevlenmeyi geciktirmek amacıyla mikronize forma getirilerek levha üretiminde kullanılmaktadır.
  • Parthenium spp.( bir tür yabani papatya) bitki sapları içerdiği kimyasal bileşikler sayesinde mantar ve böceklere karşı oldukça dirençlidir. Bu bitki sapları levha ürünlerinde değerlendirildiğinde böcek ve mantarlara dayanım artmaktadır.
  • Kamış yongası (Arundo donax) levha yüzeyinde ince bir tabaka halinde kullanılarak yapıştırılacak melaminli kâğıdın ağartılmasında kullanılan kimyasalın azaltılmasını sağlamaktadır. Bu şekilde üretim maliyetleri ve çevrenin daha az kirletilmesi sağlanmaktadır.
  • Levha üretildikten sonra emisyon şeklinde serbest hale gelen formaldehiti yakalamak için üretimde pva tutkalıyla kılıflanmış amino asit ve amin tuzları kullanılmaktadır. Lifli malzemelerin koku tutma kapasitesi iyidir. Formaldehit emisyonunu azaltmak amacıyla lif oranı yüksek tarımsal atıklardan yararlanılmaktadır.
  • Özellikle lif çekme mukavemeti yüksek olan tarımsal atıklar (saman bambu gibi) beton ve alçı levhalar içinde direnç değerlerini iyileştiren doğal lif takviye maddesi olarak kullanılmaktadır. (yangın şartlarında levhaların dayanımını artırması, eğilme direncini yükseltmesi gibi)
  • İstenilen direnç değerlerinde olmasa da tarımsal atıklardan üretilen levhalar kompozit yapıda değerlendirilerek ses yalıtım panellerinin üretiminde değerlendirilmektedir.
  • Yapılarda kullanılan levhalara çeşitli (öğütülmüş kalsiyum karbonat, titanyum dioksit, kaolin kili, kalsine edilmiş kil, suyla yıkanmış kil, mika, grafit, grafen, kalsiyum sülfat, boksit, vermikülit, gilsonit, zeolit, montmorillonit, bentonit çökeltilmiş silika, silikat, mineral yün ve borat gibi) maddeler ilave edilerek levhanın zamanla havadan CO2 yakalayarak taşlaşmasını ve böylece daha mukavvim bir yapıya kavuşmasını sağlamaya çalışılmaktadır.
  • Nano selüloz katkılı levhalar sayesinde oldukça yüksek eğilme direncine ulaşmaktadır. Yapı malzemesi olarak kullanılan levhalarda nano selüloz % 10 ila % 50 oranında kullanıldığında bilinen mukavemet oranları % 200 ila %1000 oranında artmaktadır. İşte burada tarımsal atıklar selüloz kaynağı olarak hemen elimizin altında ucuz olarak kullanabileceğimiz bir fırsattır.
  • Dikkate değer bir nitelik taşımayan tarımsal atıklar ise genellikle 3 -4 türde karışım halinde yapı sektöründe kullanılacak levhalarda değerlendirildiği görülmektedir. Örneğin pirinç kabuğu gibi mukavemet değerleri bakımından elverişsiz tarımsal atıklar en üstün lif nitelikli tarımsal atıklar ile (bambu lifleri, saman vb.) ile karıştırılarak kullanılıyor. Özellikle yüksek mukavemetin arandığı durumlarda alkali dayanıklı cam elyaf malzemesi dahi levha içinde bileşen olarak kullanılmaktadır.
  • Buhar basıncı ile liflendirilmiş tarımsal atıklar daha çok yüksek yoğunluklu ince levha üretiminde değerlendirilmektedir. İnce levhalarda dış tabaka kalınlığı orta tabaka kalınlığına görece % 35’lere kadar çıktığından bu katmanda kullanılan tutkal maliyeti birim hacme oranla yükselmektedir. Söz konusu maliyeti oranını aşağıya çekmek için doğal tutkal içeriği yüksek olan tarımsal atıklar dış tabakalarda değerlendirilmektedir. Yalnız burada doğal tutkal özelliği yüksek olan hammaddelerde mutlaka yapışma prosesini iyileştiren alkali tutkalların kullanımı gündeme geldiği bilinmelidir.
  • Dikili halde ormandan ağaç keserek hammadde ihtiyacını karşılayan levha üreticisi firmalar ormandaki odun potansiyelinin her tip formasyonunu kullanma amacındadır. Bu yaklaşım kök odununu işlemeyi gündeme getirmiştir. Kök odununu işleyen tesislerde liflendirme sırasında ekonomik değeri yüksek reçine ve ekstraktlar yan ürün olarak elde edilmektedir. Kök odunundaki reçine aynı zamanda üre tutkalının kullanımını sınırlandırarak formaldehit oranı düşük levha yapımına olanak vermektedir. Kök odununun anatomik yapısı gereği ideal yonga elde edilemese de liflendirilen yonganın orta tabakada kullanılması levha kalitesini iyileştirmektedir. Bu yaklaşımda olduğu gibi liflendirilmiş tarımsal atıkların levha üretiminde orta tabakada kullanımı son dönemlerde öne çıkmıştır.
  • Reçine üretimi o kadar kıymetli bir hal almıştır ki, piroliz yöntemiyle odundaki reçinenin hızlı ekstrakte edilmesi ve kalan kütlenin odun kömürüne dönüştürülmesi ile hem tutkal hem odun kömürü üretimini gözeten çalışmalara patent alınmıştır.
  • Üretilen levhalar ne kadar tek düze ise yani tabakasız üretilirse, o kadar yeknesak su alma, termal yalıtım, ses yalıtım ve mekanik direnç performansında artış görülmektedir. Bu nitelikler MDF formlu levhalarda en üst değerlerdedir. Yonga levha üreticileri farklı kalınlıkta yonga karışımı elde edebilmek için sürekli ince yongalama makinelerinde iyileştirmelere yönelmektedir. Diğer yandan sadece kaba yongalama makinesinde yongalandıktan sonra çok farklı boyutlarda yonga üretimi tarımsal atıklarda görüldüğünden kimi zaman tarımsal atıkların yongaları bu amaçla değerlendirilmektedir.
  • Tabakasız yonga levha üretiminde yeni uygulamaya geçirilen bir başka uygulama şekli ise şöyledir. Orta tabakaya şerit formunda ince uzun yongalar serilerek hemen üzerine küçük boyutlu yongalar serilmektedir. Bu şekilde orta tabakalarda daha az boşluklu yapı oluşmakta ayrıca serme bandı üzerinde taşımada oluşan titreşimler sonucu küçük yongaların alt tabakalara doğru kaymasını önlemektedir. Şerit formlu yongaların orta tabakada kullanılması ile yonga levhanın ısı ve ses yalıtım performansını maksimum düzeye çıkartılabilmektedir.

 

Dünya nüfusunun büyük bir bölümünü oluşturan ülkeler doğal kaynakları, özellikle ormanlarını hızla tüketme yolunda olup, yeni alternatif kaynaklar geliştirememektedir. Bu yüzden ormanlar gittikçe verimsizleşmektedir. Ormanlara daha az müdahalede bulunmak ve sürekliliği sağlamak için enerji ormanları ve odun dışındaki lignoselülozik maddelere yönelinmesi gerekir.

Yıllık bitki lifleri, özellikle pamuk, ayçiçeği ve tahıl (vb.) üreticisi ülkelerin orman ürünleri endüstrisinde ve değişik endüstri kollarında önemli bir rol oynamaktadır. Gelişmekte olan ülkelerde yıllık bitkilerin kullanımı, hammadde problemini çözümü yanında enerji açığına da alternatif oluşturacak bir kaynak olarak karşımızda durmaktadır.

Sonuç olarak; yerinde balyalama veya yongalama gibi gelişen makine tekniği ile toplama ve taşıma işlemlerinin sorunsuz yapılabildiği günümüzde sözkonusu alternatif kaynaklar orman ürünleri sektörü için önemli bir çözümdür.

 

 

KAYNAKLAR

Anonim, 2014. UNECE/FAO, unece.org.

Anonim, 2016. Tc Başbakanlık Devlet İstatistik Enstitüsü Yayınları, Tarımsal Yapı Ve Üretim, Ankara.

Atchinson, J.E. 1973. Present Status And Future Potential For Utilization Of Non-Wood Plant Fibers, A Worldwide Review, Tappı Non-Wood Plant Fiber Pulping Series, Progres Report, No: 4, Atlanta, U.S.A.

Bektas,I., Guler, C., Kalaycioglu, H., Mengeloglu, F., And Nacar, M., 2005. The Manufacture Of Particleboards Using Sunflower Stalks (Helianthus Annuus L.) And Poplar Wood (Populus Alba L.) Journal Of Composite Materials, 39 (5): 467-473.

Chow, P. 1974. Dry Formed Composite Board From Selected Agricultural Residues, World Consultation On Wood Based Panels, Food And Agriculture Organization Of The United Nations. New Delhi, India.

Deppe, H. And Ernst, K. 1964. Technologie Des Spanplatten, Holz-Zentralblatt Verlags, Gmbh, Stuttgart.

Fadl, N.A., Sefain, M.Z., Magdi, Z. And Rakka, M., 1978. Hardening Of Cotton Stalks Hardboard, Indian Pulp And Paper, 33 (2), Pp. 3-4.

Gertjejansen, R.O. 1972. Properties Of Particleboard From Sunflower Stalks And Aspen Planer Shavings. University Of Minnesota Agriculture Experiment Station, Technical Bulletin, No: 311, Usa, 8 Pp.

Gertjejansen, R.O., Haygreen, J.G., French, D.W. 1977. Particleboard From Aspen Flakes And Sunflower Hulls. University Of Minnesota Agriculture Experiment Station, Technical Bulletin No: 290, Usa, 5 Pp.

Güler, C. 2001. Pamuk Saplarından Yonga Levha Üretimi Olanaklarının Araştırılması, Zkü, Fen Bil. Enstitüsü, Zonguldak.

Güler C., Bektas, İ. And Kalaycıoglu H. 2006. The Experimental Particleboard Manufacture From Sunflower Stalks (Helianthus Annuus L.) And Calabrian Pine (Pinus Brutia Ten.) Forest Prod. J. 56:56-60

 

Guler, C. 2015. Production of particleboards from licorice (Glycyrrhiza glabra) and European black pine (Pinus Nigra Arnold) wood particles. Scientific Research and Essays, 10(7), 273-278.

Güler, C., and Büyüksarı, Ü. 2011. Effect of production parameters on the physical and mechanical properties of particleboards made from peanut (Arachis hypogaea L.) hull, BioRes. 6 (4), 5027-5036.

Guler, C., Copur, Y., Buyuksari U., 2009. Producıng Partıcleboards From Hazelnut Coryllus Avellana L. Husk  And European Black Pıne Pınus Nıgra Arnold, Wood Research, 54 (1): 125-132.

Guler C., Copur Y., Tascioglu C., 2008. The manufacture of particleboards using mixture of peanut hull (Arachis hypoqaea L.) and European Black pine (Pinus nigra Arnold) wood chips,  Bioresource Technology, 99(8) 2893-2897.

Copur Y., Guler C., Akgul M., Tascioglu C., 2007. Some Chemical Properties of Hazelnut Husk And Its Suitability For Particleboard Production, Building And Environment 42 2568–2572

Guler C., Bektas, İ., Kalaycioglu H., 2006. The experimental particleboard manufacture from sunflower stalks (Helianthus annuus L.) and Calabrian pine (Pinus brutia Ten.) Forest Prod. J. 56(4):56-60.

Guler, C. And Ozen, R., 2004. Some Properties Of Particleboard Made From Cotton Stalks (Gossypium Hirsitum L.), Holz Roh Werkst 62: 40-43.

Güler, C., 2015. Pamuk Saplarından Yonga Levha Üretimi ve Fabrikasyon İşlemi, Türkiye Alim Kitapları Yayınları 188 s. ISBN: 978-3-639-67436-1

Kalaycıoğlu, H. 1992. Bitkisel Atıkların Yonga Levha Endüstrisinde Değerlendirilmesi, “Orenko 92” 1. Ulusal Orman Ürünleri Endüstri Kongresi, Bildiri Metinleri, 1. Cilt, Trabzon, S. 288-292.

Kozlowski, R. And Piotrowski, R., 1987. Produkcja Plyt Pazdzierzowo-Trocinowych (Flax Shives Saw Dust Prıduction) Prace Instytutu Krajowych Wlokien Naturalnych (Works Of The Institute Of Natural Fibers) Vol. Xxxı Pp. 132-142.

Mobarek, F., Nada, A. M., 1975. Hardboard From Undebarked Cotton Stalks. J. Of Apll. Chem. And Botechnology 25 (9) Pp. 659-662.

Özen, R., 1980. Yonga Levha Endüstrisi Ders Notları, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Orman Fakültesi Yayın No : 30 Trabzon.

Tsolov, V., 1985. Board from Beech Fibers and Agricultural Wasres, Gorsko-Stopanstvo-Gorska-Promishlenost, Vol: 41, 6, pp. 15-17.

Vermass, Ch., 1981. The Manufacture Of Particle Board Based On Unconventional Raw Material, No: Id-Wg. 338-5, Limited Distribution.Trada,United Nations Industrial Development Organization, Vienna, Austria, 17 Pp.

Youngquist, J.A., English, B.E., Spelter. H. And Chow, P., 1993. Agricultural Fibers in Composition Panels, Proceeding of The 27th İnternational Particleboard/Composite Materials Symposium, Washington.

yazar

E-bülten için e-posta bırak