Çevre Dostu Ürünler için Tatlı Bir Yöntem

Bu sabah saçınızı yıkadığınız şampuan, parti için hazırladığınız balonlar, buzdolapları, güneş gözlükleri, ilaçlar, sinek kovarlar, gitar ipleri ve balık yemleri… Bunlar ve bunlar gibi her gün kullandığımız ürünler petrolden yapılan kimyasallar içeriyor. Fakat Delaware Üniversitesi’ndeki araştırmacılar üreticilere bu fosil yakıtın daha tatlı bir alternatifini öneriyorlar.

Delaware Üniversitesi’ndeki araştırma ekibi, ormanlardaki ve tarlalardaki odun talaşlarından, mısır koçanlarından ve diğer organik atıklardan şekeri çıkartmak için etkili bir yöntem geliştirdiler. Bu yenilenebilir hammadde her yıl tonlarca tüketim malı üretiminde kullanılan petrolün yerine geçebilecek ucuz ve devamlı bir alternatif olabilir, ki bu iyi bir şey, çünkü tüketiciler tükettikleri malların çevre dostu olmasını istiyorlar. GfK MRI’ın bu yıl yayınlanan Survey of the American Consumer (Amerikan Tüketicisi İncelemesi) adlı veri analizine göre Amerika’daki tüketicilerin yarısından fazlası çevre dostu ürünler için daha fazla para ödemeyi göze alıyorlar.

Delaware Üniversitesi’ndeki Enerji Yenilikleri için Kataliz Merkezi-ABD Enerji Dairesi tarafından belirlenen Enerji Sınır Araştırma Merkezi- araştırma ortak direktörü Basudeb Saha, araştırmaya Rutgers Üniversitesi’nden de bilim insanlarını kattı. Sonuçlar ise sürdürülebilir kimya (yeşil kimya) üzerine odaklanmış olan “ChemSusChem” isimli dergide yayınlandı.

“Çevre dostu kimyasallar ve yakıt üretmek için bitkiler ile çalışıyoruz, fakat gıda değeri ile yarışmak istemiyoruz,” diyor Saha. Etanol elde etmek için mısırı alıp şekerini çıkartmak yerine, mısır hasat olduktan sonra arda kalan bitki saplarını ve koçanları kullanıyoruz. Buna odun talaşları ve pirinç kabukları gibi atıklar da dahil,” şeklinde ekliyor Saha.

Son 10 yılda ‘lignoselülozik biyokütle’ olarak adlandırılan atıkların kullanımında büyük bir değişime gidilmesine rağmen doğada çözünülebilir plastikler, ilaçlar, kozmetikler ve biyoyakıt üretmek için kimyasallar yaratmak yüksek miktarda meblaya mal oluyor. Ayrıca biyorafinerileri sağlam malzeme bulmakta zorlanıyor. Odun talaşları ve mısır koçanları basit ve ucuz maddeler gibi görülmesine rağmen kimyasal olarak ayrılmaları oldukça zor.

“Hücre duvarlarını bu kadar dayanıklı yapan lignin, şekerlere sıkı sıkı tutunur ve adeta bir yapıştırıcı etkisi gösterir,” şeklinde açıklıyor Saha.

Delaware Üniversitesi Tek-Adım Teknolojisi Üretiyor

Endüstri ligninden şekerleri iki adımlık bir işlemde ayırabiliyor. İlk adımda sert kimyasallar ve reaksiyon şartları kullanılıyor. İkinci adımda ise yüksek maliyete sahip olan bir enzimden yararlanılıyor. Bu işlem, sonuçta açığa çıkan şekerlerin pahalı olmasına ve nihai ürünlerin- yenilenebilir olmasına rağmen- petrol ile üretilenlerden daha az rekabetçi olmasına yol açıyor.

Buna karşın, Delaware Üniversitesi’nde geliştirilen işlem sadece tek adımdan oluşuyor. Bu yöntem, lignini şeker polimerleri selüloz ve hemiselülozdan parçalamak için biyorafinerilerinde yaygın olarak kullanılan ayrı bir ön-işlem süreci gerektirmiyor. Üniversite’nin tek-adım teknolojisi ön-işlem adımını ve selüloz ve hemiselülozun hidrolizini tek adımda birleştiriyor. Böylece işlem oldukça düşük bir sıcaklıkta (85°C) ve kısa sürede (1 saat) gerçekleşiyor. Bu sayede enerji ve su verimli bir şekilde kullanılmış oluyor.

Delaware Üniversitesi tarafından uluslararası bir patent başvurusu olarak yaratılan teknolojinin püf noktası, az miktarda mineral asit varlığında konsantre bir inorganik tuz çözeltisinin kullanılmasıdır. Bu konsantre tuz çözeltisi az miktarda suya ihtiyaç duyar. Aynı zamanda odun taneciklerini veya diğer biyokütleleri şişirir, böylece çözelti liflerle etkileşime girer. Bu olayı gazetenin üstüne su döküldüğü zaman kabarmasına benzetebiliriz.

Saha’ya göre tuz çözeltisinin eşsiz özellikleri bu yöntemi bir hayli etkili kılıyor.(Teorik olarak %95 oranında şeker kazancı). Buna ek olarak, ekip bu işlemi “dehidrasyon tepkimesi” denen başka bir adım ile birleştirdi. Bu tepkimede, şekerler aynı kapta furanlara dönüştürülüyor ve böylece tuz çözeltisi geri dönüştürülmüş oluyor. Furanlar özel kimyasallar yapmak için kullanılan çoğu yönden elverişli başlangıç maddeleridir.

Delaware Üniversitesi, daha az enerji ve su kullanılmasıyla sonuçlanan bu yeniliği daha da ilerletmeyi amaçlamaktadır. Büyük bir ölçekte kullanılan bu konsept, Amerikan Kimya Mühendisleri Enstitüsü tarafından yönetilen bir İmalat ABD Enstitüsü olan RAPID’in odak noktası.

Saha’ya göre, prosedürleri üretilen selülozik biyo-ürünlerin ekonomisini derinlemesine iyileştirmesiyle beraber, petrolün yerine alternatifler kullanılmasıyla da doğaya katkıda bulunuyor. Saha’nın iddiasına göre, 2010 yılında çevre üzerinde uzun vadeli felaket etkisi olan geleneksel fosil yakıtlardan ve kimyasallardan 10.000 milyon metrik ton karbon emisyonu gerçekleşti.

Kaynak : sciencedaily.com

İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.
×
İnovatif Kimya Dergisi aylık olarak çıkan bir e-dergidir. Kimya ve Kimya Sektörü ile ilgili yazılar yazılmaktadır.