Bilim İnsanları Ananas Atığını Yüksek Değerli Aerojellere Dönüştürüyor
Fotoğraf : Filipinler’de Formosa ananasları. Üretilen her bir kilogram meyve için, neredeyse üç kat daha fazla ananas yaprağı atığı oluşuyor. Görsel Kaynağı: Judgefloro
Ananas yaygın olarak yetiştirilen tropikal bir meyvedir. Ananas hasadı ise genellikle yanan veya çürümeye bırakılan tonlarca tarım kalıntıları arkasında bırakarak istenmeyen sera gazları ve diğer kirleticileri oluşturur. Ancak yeni bir yöntem, atığı ucuz ve temiz bir şekilde yüksek değerli aerojellere dönüştürmeyi vaat ediyor.
Aerojeller bilinen en hafif katı malzemeler arasındadır. Bir jel oluşturmak için bir polimerin bir çözücü ile birleştirilmesi ve ardından jel içindeki sıvının çıkarılıp havayla değiştirilmesiyle oluşturulur. Son derece gözenekli ve düşük yoğunluklu bir yapıya sahip olmalarına rağmen temasa karşı sağlam kalırlar.
Singapur Ulusal Üniversitesi’nin (NUS) Makine Mühendisliği bölümünde profesör olan Duong Hai Minh, her yıl 76,4 milyon ton ananas yaprağı atığının üretildiğini tahmin ediyor. Bunun ciddi çevre sorunlarına neden olabilecek zararlı kimyasalları ve sera gazlarını açığa çıkabileceğine inanıyor.
Duong, “Üretilen her bir kilogram meyve için, neredeyse üç kat daha fazla ananas yaprağı atığı üretiliyor. Bu hacimli ve lifli yan ürünle uğraşan çiftçiler, genellikle onu yakıyor, kompost ediyor veya hayvan yemi olarak yeniden kullanıyor” diyor Duong.
Duong ve diğer NUS mühendisleri, Journal of Environmental Chemical Engineering’in önümüzdeki Aralık sayısında ananas atıklarından aerojel yapma konusundaki çalışmalarını yayınladılar.
Duong, öncelikle ısı ve ses yalıtımı için kullanılan ticari aerojellerin maliyetli olduğunu ve üretim süreci tipik olarak toksik karbon seviyelerinin salınımını içerdiğini söylüyor. Duong’un yönteminde aşırı hafif, biyolojik olarak parçalanabilen aerojeller oluşturmak için ananas yaprağı lifleri kullanılıyor. Yağ emici olarak, ısı ve ses yalıtımı için etkilidirler.
“Ayrıca gıda koruma ve atık su arıtmadaki potansiyel uygulamalarını da gösterdik- bu, sürdürülebilir tarım ve atık yönetimi için büyük bir adımdır” diyor.
Duong, on yıldan fazla bir süredir farklı malzemeleri aerojellere dönüştürmek için çalışıyor. Daha önce eski lastik tekerleklerden, kahve telvelerinden ve plastik şişelerden aerojel oluşturmak için teknikler geliştirmiş ve patentini almıştır.
Duong, “Tarım ve gıda atıklarını kullanarak eko-aerojel yapmak için son çalışmamız Ağustos 2016’da başladı ve umut verici sonuçlar elde etmek üç yıl sürdü,” diyor. “Ayrıca şeker kamışı küspesi, kahve telvesi ve bamya kullanarak eko-aerojelleri başarıyla ürettik.”
Yeni yöntemde, ananas lifleri, bir dekortikasyon makinesi kullanılarak yapraklardan ekstrakte edilir ve ardından çapraz bağlayıcı polivinil alkol (PVA) ile karıştırılır. Lifler ile PVA arasındaki çapraz bağlanmayı desteklemek için 80 ° C’de sertleştirilir. Ortalama olarak, ham maddelerden aerojel üretmek 10-12 saat sürer ve bu, karşılaştırılabilir işlemlerden çok daha hızlıdır.
“Kalınlığı bir santimetre olan bir metrekarelik bir eko-aerojel tabakasının üretimi 7 ABD Dolarından daha az maliyetlidir ve 22 ABD Doları ile 37 ABD Doları arasında satılabilir. Yaklaşık aynı boyuttaki geleneksel aerojeller kullanılarak yapılan ticari olarak imal edilmiş bir termal yalıtım tabakası, 220 ABD Dolarından daha fazla perakende satış yapabilir.”
NUS ekibi, gıda koruma, ısı yalıtımı, gürültü azaltma, yağ sızıntısı temizleme ve toksik gazları, toz parçacıklarını ve bakterileri filtrelemek için yeniden kullanılabilir maskeler gibi yüksek değerli uygulamalar için bu eko-aerojellerin büyük ölçekli üretimine kılavuzluk etmek için ortaklarla birlikte çalışıyor.
Ananas, dünyanın en çok sevilen meyvelerinden biridir ve dünyada en büyük üç üreticisi ise Kosta Rika, Brezilya ve Filipinler’dir.
“Düşük değerli ananas kalıntılarını gıda koruma ve atık su arıtma için yüksek değerli mühendislik aerojellerine dönüştüren ileri teknoloji, yeni ve ilginç uygulamalarla atıkları yararlı malzemelere dönüştürerek insanların çevre koruma bilincini artıracak,” Vietnam Ho Chi Minh City Teknoloji Üniversitesi (HCMUT) Rafineri ve Petrokimya ve Teknoloji Araştırma Merkezi direktörü Phung Le diyor.
“Tam bir atık geri dönüşüm prosedürü tümüyle geliştirilmemiş olsa da, bu, genç neslimizin çevreye yardım ve doğayı koruma konusunda yaratıcı ve yenilikçi düşüncesini inşa etmek için sürdürülebilir kalkınmaya doğru önemli bir adımdır” diye ekliyor.
Boston Aerogel Technologies’in başkanı Stephen Steiner araştırmada açıklanan ananas atığından türetilen eko-aerojellerin, “geleneksel aerojellerin katma değerli işlevsel davranışlarının birçoğunu sağlayan gözenekli mimari malzemeler, maliyetin çok altında üretilebileceğini” gösterdiğini söylüyor.
Steiner, “Mevcut çalışmanın özellikle zorlayıcı bir yönü, ham maddelerin ucuz olması değil, potansiyel olarak imalatçıya negatif maliyetle elde edilebilmesidir” diyor. “Biyouyumluluk ve biyolojik olarak parçalanabilirlik potansiyeli gibi yardımcı avantajlarla Duong’un eko-aerojelleri, yalıtımdan paketlemeye ve tıbbi teknolojilere kadar çeşitli uygulamalar için potansiyel sağlıyor.”
Kaynak : phys.org
