Temmuz - Ağustos 2008 - Ambalaj Sanayicileri Derneği

Temmuz - Ağustos 2008 - Ambalaj Sanayicileri Derneği

Dosya
Rafael Auras, School of Packaging (Ambalaj Okulu),
MSU, Michigan (ANTEC 2007’de bildiri olarak sunulmuþtur).
Yeþil Ambalajlar
Özet
Ambalaj malzemeleri, diðer kaplar ve
konteynýrlar, ABD’deki katý atýklarýn %
32’sini oluþturur. Bu miktarýn yaklaþýk
% 65’i kaðýt, karton ve ahþap gibi doðal
malzemelerin iþlenmesiyle elde edilir.
Geri kalanýný ise cam, metal ve plastik
malzemeler oluþturur. Cam ve metal çok
miktardadýr. Bunun tersine plastikler
daha çok bir gün tükeneceðine inanýlan
petrol kaynaklarýndan elde edilir. Bu
nedenle, biyobazlý kaynaklardan elde
edilen ve petrole baðýmlýlýðý azaltacaðý
tahmin edilen biyopolimer üretimine
büyük ilgi vardýr. Bu makalede
biyopolimerlerin geliþtirilmesi ve ambalaj
uygulamalarýnda kullanýlmasý konusunda
genel bilgi verilmekte ve bunlarýn
sürdürülebilirliði incelenmektedir. Bu
malzemelerin beþikten beþiðe bir analizi
yapýlmakta ve mevcut yönetmelikleri
sunulmaktadýr.
1. Giriþ
2005 yýlýnda, ABD’de belediyelerde
üretilen katý atýk miktarý 245,7 milyon
tona ulaþtý ve bunlarýn % 54’ü de çöp
dolum sahalarýna gitti (Þekil 1a).
24
Ambalaj Bülteni Temmuz / Aðustos 2008
Konteynýrlar ve ambalaj o yýlki toplam
belediye katý atýk miktarýnýn % 31’ini
oluþturuyordu (Þekil 1 b) [1]. Bu
deðerler çöp dolum sahasýna giden
ambalaj miktarýný azaltmak ve ortadan
kaldýrmak için gösterilen büyük çabanýn
nedenidir.
Bu katý atýklarýn 76 milyon tonunu
ambalaj malzemeleri oluþturdu ve bu
miktarýn % 14’ü cam, % 3’ü çelik , %
2,5’u alüminyum, % 51’i kaðýt, karton
ve oluklu mukavva, % 18’i plastik, %
11’i ahþap ve % 0,5’i diðer malzemelerdi.
Bu malzemelerden camýn % 25’i, çeliðin
%63,5’i, alüminyumun % 36’sý, kaðýt,
karton ve oluklu mukavvanýn % 58’i,
plastiðin % 10’u ve ahþabýn % 15’i
geri dönüþüm, yakma ve/veya
250
Milyon ton
kompostlama yoluyla geri kazanýldý [1].
Ambalajda sýkça kullanýlan malzemelerin
çoðu geri dönüþüm yoluyla verimli
biçimde geri kazanýlabilir. Örneðin 2005
yýlýnda, oluklu mukavva kutularýn geri
kazanma oraný çok yüksekti (% 71)
[1]. Ancak, evlere giren birçok ambalaj
malzemesinin fiziksel olarak geri
dönüþtürülmesi veya geri kazanýlmasý
pek kolay olmadý. Bu nedenle, bunlar
çöp dolum sahalarýna gitti. Örneðin,
2005 yýlýnda polimerlerin geri kazanma
oraný % 10’dan azdý [1]. Çöp dolum
sahalarý büyük bir alan kapladýðý ve sera
gazý ile kirletici madde oluþumuna yol
açtýðý için, tekrar kullanma, geri
dönüþtürme ve/veya kompostlama gibi
geri kazanma metotlarý,
250
(a)
200
200
150
150
100
100
50
50
0
(b)
0
1960
1970
1980
1990
Yýl
1995
Toplam Üretim
Çöp Gömme
Yakma
Geri Dönüþüm
Kompostlama
2000
2005
1960
1970
1980
1990
Yýl
1995
2000
2005
Diðer Atýklar
Depolama
Gýda Atýklarý
Konteynýrlar ve Ambalaj
Dayanýklý Olmayan Mallar
Dayanýklý Mallar
Þekil 1. a) Üretme, malzemeyi geri kazanma, kompostlama,
yakarak enerjiyi geri kazanma, ve katý atýk miktarý (1960-2005,
ABD); b) Belediye atýklarýndan (katý atýk) üretilen ürünler,
1960 - 2005, EPA (2006)’dan alýntý [1]
çöpe giden ambalaj atýklarýný azaltmanýn
bir yolu olarak teþvik edilmektedir.
Ambalajlar yüzyýllardýr kaðýt, karton,
oluklu mukavva ve ahþap gibi
malzemelerden yapýlýyordu. Son yüzyýlda,
polimerler icat edildikten sonra, bu
malzemeler ambalaj uygulamalarýnda
giderek daha çok kullanýlmaya baþlandý.
Polimerlerin diðer geleneksel ambalaj
malzemelerine göre hafiflik, deðiþken
bariyer özellikleri, baskýya uygunluk,
yapýþabilirlik ve iþlenme kolaylýðý gibi
birçok avantajlarý bulunur. Ancak
bunlarýn yenilenemeyen kaynaklardan
elde ediliyor olmalarý ve üzerinde
kontamine olduðu zaman geri
dönüþümünün zorlaþmasý gibi sakýncalarý
da vardýr.
Bu dezavantajlar nedeniyle,
yenilenebilen kaynaklardan elde edilen
ve kompostlanabilmeleri (uygun sýcaklýk
ve nemde, toprakta çözünebilmeleriçürütülebilmeleri) nedeniyle maksimum
düzeyde yararlanabileceðimiz polimerlerin
kullanýlýp üretilmesi yolundaki teþvikler
artmaktadýr. Her ne kadar plastik dahil
kimyasallarýn üretilmesi için toplam
petrol tüketiminin sadece %4 – 6sý
gerekiyorsa da, bu tür polimerlerin
üretilmesi sonucunda petrol tüketimi
de azalabilir [2].
Parikka [3] mevcut sürdürülebilir
global biyokütle enerji potansiyelinin
yýlda yaklaþýk 1020 jul olduðunu ve
bunun da yaklaþýk % 40’ýnýn kullanýldýðýný
bildirmiþtir. Bitkiler, yosunlar ve bazý
bakteriler (örneðin fotoototroflar) enerji
olarak güneþ ýþýðýný kullanýp anorganik
karbonu organik karbona baðlar. 106
yýl gibi süreler boyunca bu organik
madde fosilleþerek petrol, doðal kömür
ve gaz haline gelir. Toplum bu
yenilenemeyen kaynaklarý tüketerek
yakýt, kimyasal madde ve polimer üretir
ve bu karbonu yaklaþýk 10 yýl gibi bir
süre içinde atmosfere salar (bkz Þekil
2) [4]. Narayan (2005) [4] bu kez
tutulan ve salýverilen karbon arasýndaki
dengesizliðin kinetik bir soruna yol
açtýðý sonucuna varmýþtýr. Ayrýca bu
sorunun yakýt, kimyasal ve polimer imal
ederken hammadde olarak tahýl ya da
biyokütle gibi yenilenebilen kaynaklar
kullanýlarak çözülebileceðini iddia
etmiþtir. Bu nedenle, yaklaþýk 10 yýllýk
karbon tutulma oraný kinetik dengesizliði
çözer. Son olarak, biyokütlenin etkili
yönetilmesi (tüketilenden daha faza
biyokütle ekilmesi) halinde kinetik
dengesizliðin ters çevrilebileceðini ve
salýverilenden daha fazla CO2’yi tutmaya
baþlayabileceðimizi belirtti. Bu yönde
ilerlemek istiyorsak bazý endiþeleri
gidermemiz gerekir. Öncelikle,
yenilenemeyen yakýt tüketiminin yerini
almaya yetecek kadar biyokütle yoktur;
örneðin, 2005 yýlýnda üretilen toplam
etanol (4 milyar galon) ayný yýl ABD’de
kullanýlan 140 milyar galon benzinin
sadece % 3’ünün yerini alabilir [5]. Bu
nedenle, katma deðeri daha yüksek
olan ürünler için daha fazla biyokütle
kullanýlmasýný saðlamalýyýz. Ýkincisi,
mahsul yetiþtirmek bitki ilaçlarýnýn ve
haþere ilaçlarýnýn daha yaygýn
kullanýlmasýný gerektirirken toprak
erozyonuna da neden olur. Bu nedenle,
türev ürünleri elde etmek için selüloz,
linin ve yarýselüloz madde kullanýlmasý
gibi daha sürdürülebilir bir yaklaþým
benimsenmelidir [6]. Üçüncüsü,
geleneksel malzemeler yerine biyobazlý
olanlarý koymadan önce her biyokütle
alternatifi için bir yaþam döngüsü
deðerlendirmesi yapýlmalýdýr.
Bu makalede biyopolimerlerin
geliþtirilmesi ve ambalaj uygulamalarýnda
kullanýlmasý konusunda genel bilgi
verilmekte ve bunlarýn sürdürülebilirliði
incelenmektedir.
2. Biyolojik Esaslý Malzemelerin Üretimi
Biyobazlý malzemelerin üretimi ve
geliþtirilmesinin merkezinde biyobazlý
polimer üretmek ve bu polimerleri tekrar
elde etme amaçlý temel kimyasal
bileþikleri elde etmek için hammadde
olarak kullanýlan niþasta, soya proteini
ve selüloz vardýr. Þekil 3’te niþasta ve
selülozdan elde edilen biyobazlý polimer
üretimine yönelik beþikten beþiðe bir
yaklaþým görülmektedir. Bazý bakteri
türlerinin içinde meydana gelen
reaksiyon yoluyla polyester üretme
metodu biyopolimer üretimine de
uyarlanmýþtýr.
Þekil 3. Yenilenebilen kaynaklardan elde edilen biyobazlý
malzemelerin üretiminin, tüketiminin ve bertarafýnýn beþikten
beþiðe sunumu
ABD Enerji Bakanlýðýnýn “Üretilen
biyokütleden elde edilen katma deðerli
kimyasallar” baþlýklý 2004 raporunda,
biyolojik veya kimyasal dönüþtürme
yoluyla þekerden üretilebilen yapýtaþý
niteliðinde on iki kimyasal tespit
edilmiþtir (1,4 diacid, 2,5 furan, 3
hydroxy, aspartic, glucaric, glutamic,
itaconic, ve levulinic acid, 3hydroxybutyrolactone, glycerol, sorbitol,
xylitol) [7]. Bu temel kimyasal
yapýtaþlarýnýn çoðu sekonder
kimyasallara veya türev ailelerine
Þekil 2. Organik maddenin fosilleþme ve tüketilme oranýný
gösteren global karbon döngüsü
Ambalaj Bülteni Temmuz / Aðustos 2008
25
Dosya
dönüþtürülerek biyo-monomerler elde
edilip biyobazlý polimerler üretilebilir.
Biyobazlý kaynaklardan elde edilen ana
biyomalzemelerin bir þemasý Þekil 4
a)’da ve yenilenebilen biyobesin
stoklarýndan elde edilen ana
biyomonomerlerin bir þemasý da Þekil
4 b)’dedir [4, 8].
Biyolojik esaslý
Doðrudan biyokütleden
elde edilen
Polysakkaritler
Niþasta, patates, mýsýr,
pirinç,buðday,vb.
Proteinler
Biyotürevli
monomerlerden
sentezlenen
Doðrudan organizmalar
tarafýndan üretilen
PLA
PHA
Diðer polyesterler
Bakteriyel selüloz
Lipitler
Hayvanlar, kasein,
kolajen, jelatin
Dallanmýþ
tri-gliseritler
Bitkiler, zein,
soya, gluten
Selüloz, pamuk,
ahþap, vb.
Xantham, curdian,
pullan
Sakýzlar, çiçek
özleri, vb.
Kitin (Chitin)
Þekil 4. a) Doðrudan biyokütleden elde edilen biyobazlý polimerler
Polyesterler
PLA, laktik asit
PHA, Bakteriyel
selüloz, vb.
Yýllýk
yenilenebilen
biyomalzeme
Biyomonomerler
Bitkisel yaðlar
26
Ambalaj Bülteni Temmuz / Aðustos 2008
Polyesterler,
poliamidler
EG, PG, diðer
kimyasallar
Yapýþtýrýcýlar
Þekil 4. b) Biyomalzeme üretmek
için biyobazlý ürünlerin
dönüþümü
Mürekkepler
4500
4000
Modül,
MPa 2500
Tm,°C
PS
2000
PETS
1500
PP
PBS
500
0
PCL
0
100 200
LDPE
Ecoflex
300 400 500 600 700 800
Kopma anýna kadar ki uzamasý (%)
900 1000
(b)
250
150
100
50
PTFE
Nylon 6,6
300
200
PS
PP
Polyolefins
Polyester
amides
Aliphatic
copolyester
mcI-PHA
PET
PVDC
PP
PHB/V
Ecoflex PLA
PC
0
25 50
PLA
PVC
10
PVDC
1
0.1
PET
PET met
EVOH, 44%
EVOH, 38%
EVOH, 42%
Sleel
Aluminum
Glass
0.1
1
10
Cellulose
100
1000
Su buharý geçirgenliði g/m 2.gün @ 23°C, 85% r.h
PS
PMMA
PCL
0
-150 -125 -100 -75 -50 -25
100
00.1
0.01
400
350
HDPE
-2
PLA
3000
LDPE
1000
-1
PET
Oksijen geçirgenliði cm (STP). m .d .bar
-1
3500
10000
(a)
PHB
1000
PLA ambalaj uygulamalarýnda kullanýlan
baþlýca ticari biyolojik esaslý polimer
olmakla beraber, PLA’nýn diðer ambalaj
uygulamalarýnda da kullanýlmasýnýn en
büyük sakýncasý yük altýnda eðilme
sýcaklýðý düþük olmasý (< 55ºC) ve
oksijen ve su bariyer özelliklerinin zayýf
olmasýdýr [11] (Þekil 5 b ve 6). PCL ve
Ecoflex çöp torbalarýnda ve uzamanýn
en önemli gerekliliklerden biri olduðu
filmlerin üretiminde kullanýlmaktadýr
[12].
Þeker makromerler
3
3. Biyomalzemelerin Özellikleri
Niþasta bazlý polimerler, poli(laktik asit)PLA, poli(kaprolakton)-PCL ve
poli(hidroksibütirat)-PHB gibi
biyopolimerler gýda, ilaç ve tüketim
ürünleri ambalajýnda giderek daha çok
kullanýlýyor. Þekil 5 a)’da ambalajlama
amaçlý piyasaya sürülen petrol ve
biyobazlý çokça kullanýlan polimerlerin
kopma anýndaki uzamasýnýn bir
fonksiyonu olarak elastik modülü (E)
görülmektedir. PLA’nýn elastik modülü
PS ve PHB’ye daha yakýn olduðu için bu
polimer taze ürünler için ambalajlar,
bardaklar, dondurma ve salata kaplarý,
ikincil ambalaj ve laminasyon filmleri ile
blister ambalaj gibi kýsa raf ömrü olan
gýda ambalajý uygulamalarýnda petrol
bazlý polimerlerin yerini almaya çok
uygundur [9, 10].
75 100 125 150
Þekil 6. Petrol ve biyobazlý ana polimerlerde
oksijen ve su buharý geçirgenliði oraný (çelik,
alüminyum ve cam dahil)
Tg,°C
Þekil 5. a) Petrol ve biyobazlý ana polimerlerde
elastik modülüne karþýlýk kopma anýndaki uzama;
b) Petrol ve biyobazlý ana polimerlerde erime
sýcaklýðý ve cam geçiþ sýcaklýðý
Devamý 28. sayfada >
Dosya
28
Ambalaj Bülteni Temmuz / Aðustos 2008
süreci görülmektedir (58ºC & % 60
RH-baðýl nem) [14]. Doðada ayrýþabilen
polimerlerin omurgasýnda genellikle
hidroliz olabilen ester, amid ya da
karbonat baðlarý bulunur. Hidroliz olabilen
bu iþlevsel gruplarýn varlýðý doðada
ayrýþmaya yatkýnlýðý arttýrýr. Doðada
ayrýþmayý etkileyen diðer faktörler
arasýnda kristallik, molekül aðýrlýðý ve
kopolimerlerde kopolimer bileþimi
sayýlabilir [15].
ve bunlarýn diðer standartlara uygun
o l u p o l m a d ý ð ý b a þ k a ye rd e
anlatýlmaktadýr [15]. Ayrýca, yeni bir
ASTM standardý olan D6866’da 14C/12C
oraný belirlenerek bir polimerdeki
biyobazlý içerik miktarý hesaplanmaktadýr
çünkü 14C petrol bazlý polimerlerde
bulunmaz.
80
70
CS
60
% 100 Mineralizasyon
4. Biyolojik Esaslý Polimerlerin
Kompostlanmasý
Biyopolimerleri ambalaj için çekici yapan
en önemli özelliklerden biri
k o m p o s t l a n a b i l i r o l m a l a r ýd ý r.
Kompostlama iþlemi, organik
malzemelerin ayrýþarak humus adý verilen
toprak türü bir madde haline geldiði
doðal bir süreçtir. Ayrýþma bakteri,
mantar ve aktinomiset dahil
mikroorganizmalar tarafýndan saðlanýr.
Bu mikroorganizmalarýn gýda kaynaðý
organik maddelerdir, bunlar CO2 üretir
ve son ürün olarak humusu ortaya
çýkarýr.
ASTM D6400’e göre,
kompostlanabilen plastik kompost
oluþturma sýrasýnda biyolojik süreçlerle
ayrýþan, bilinen diðer çürüyebilen
malzemelere benzer oranda karbon
dioksit, su, anorganik bileþikler ve
biyokütle açýða çýkaran ve geride gözle
görülen ya da toksik atýk býrakmayan
plastiktir. Bu nedenle, kompostlanabilen
bütün plastikler doðada ayrýþabilir ama
bunun tersi doðru deðildir.
Plastiklerin doðada ayrýþmasý hem
bulunduklarý çevreye hem de polimerin
kimyasal özelliðine baðlýdýr. Doðada
ayrýþma enzimatik bir reaksiyondur; bu
nedenle, polimerin kimyasal yapýsý ve
baðlarý ile yakýndan ilgilidir. Doðada
ayrýþma çok çeþitli mekanizmalarla
olabilir. Bilinen mekanizmalardan biri
ester gruplarýnýn enzimatik olmayan
rastgele zincir bölümlerinin molekül
aðýrlýðýnda azalmaya yol açtýðý hidrolizdir.
Hidrolizi saðlamak ve ayrýþma sürecini
baþlatmak için cam geçiþ sýcaklýðýndan
(Tg) daha yüksek sýcaklýklarýn gerekli
olduðu PLA’da durum böyledir (Þekil 7)
[13]. Þekil 8’de PLA þiþelerin ticari
kompostlama koþullarý altýndaki ayrýþma
50
PLA
40
Þekil 8. 30 gün boyunca çürüme koþullarýna maruz
kalmýþ poli(laktik) asitten üretilmiþ þiþeler; 58 ± 5ºC
& 60 ± 5%RH (Kale et al 2006 [15])
30
20
10
0
0
PET
10
20
30
40
50
60
70
80
Zaman, gün
Þekil 7. Simülasyonu yapýlmýþ saha atýðý
kompostunda PLA, PET, ve mýsýr niþastasýnda
58 ± 2ºC’de ve yaklaþýk %55 ± 5 RH’de
mineralleþme yüzdesi
Polimerlerin kompostlama, anaerobik
bozunma ve atýk su arýtma gibi farklý
ortamlarda biyobozunurluðunun
deðerlendirilmesine yönelik ASTM ve ISO
standartlarý hazýrlandý. ASTM D6400, 3
aþamadan oluþan bir standarttýr ve
laboratuvarda yapýlan kontrollü
kompostlama sýrasýnda parçalanma,
biyobozunurluk ve karada ve denizde
güvenli olma testlerini geçen bir ürünün
çürüyebilir olduðunu belirtir. Benzer
biçimde, ISO tarafýndan ambalaj için özel
olarak hazýrlanan bir standartta (EN
13432) ambalajýn kompostlanabilmesi
nitelendirme, biyobozunurluk,
parçalanma ve kompost kalitesi ya da
ekotoksisite (zehirlilik) açýsýndan
deðerlendirilmektedir. Detaylý prosedürler
Kompostlanabilen ambalaj etiketleri
temin eden bazý belgelendirme sistemleri
tüm dünyada kullanýlmaktadýr. Bu
belgelendirme sistemleri arasýnda DIN
EN 13432’yi temel alan DIN CERTCO, EN
13432’yi temel alan ve AIB Vincotte
(Belçika) tarafýndan hazýrlanan OK
Compost, ASTM D6400’ü temel alan ve
ABD Kompostlama Konseyi tarafýndan
hazýrlanan kompostlanabilir ve JIS
K6953’ü temel alan ve Biyobozunur
Plastikler Derneði (Japonya) tarafýndan
hazýrlanan GreenPla belgelendirmesi
vardýr.
Biyobazlý polimerlerle yapýlan LCA
(yaþam döngüsü analizi) çalýþmalarýnda
çevreye verilen zararýn ve enerji
kullanýmýnýn petrol bazlý polimerlere
göre genellikle daha düþük olduðu
görülmüþtür. Örneðin, niþastadan elde
edilen poli(laktik) asit - PLA 0 GJ/ton
hammadde enerjisi ve 53 GJ/ton proses
enerjisi kullanmaktayken, polietilen
teraftalat - PET 39 GJ/ton hammadde
Mj/kg 0
PLA
25
50
75
100
125 150
PHA
3.5
3.0
2.9
2.6
2.5
PS
1.8
2.0
PET Amorph
1.5
PP
1.0
Cellophane
HIPS
0.5
Nylon 6,6
0.0
Kg. CO2 eq./kg polymer
PET
PS
kg water / kg polymer
PLA
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
174
66
50
25
PET
PS
PLA
Þekil 9. a) Çeþitli biyobazlý ve petrol bazlý polimerler üretmek için kullanýlan enerji; b) PET, PS ve PLA reçinelerinde sera gazý emisyonlarýna CO2’nin katkýlarý; c) PET, PS ve PLA reçinelerinin imalatý
sýrasýnda brüt su kullanýmý (Madival, 2006 [16])
enerjisi ve 38 GJ/ton proses enerjisi
kullanýr [16]. Þekil 9 a’da farklý biyobazlý
ve petrol bazlý polimerlerin reçinelerinden
bir kilogram üretmek için tüketilen
enerji görülmektedir. Þekil 9 b ve c’de
ise bir kilogram PET, PS ve PLA reçinesi
üretmek için gereken karbon dioksit ve
su miktarý görülmektedir [16].
5. Biyobazlý Polimerlerin Geleceði
Biyopolimerler için geri dönüþüm enerji
açýsýndan kompostlamaya göre daha
elveriþli olmakla beraber, ayýrma ve
temizleme gerekliliði sebebiyle pratik
olmayabilir. Kompostlama buna uygun
bir alternatiftir. Þu anda, bu malzemelerin
toplanmasý ve kompostlanmasý için bir
Referanslar
1) Municipal Solid Waste in the United States,
2005 Facts and Figures. 2005, Enviromental
Protection Agency: Washington, DC. p. 153.
2) Frost, J.W. Industrial Biotechnology, 2005.
1(1): p. 23-24.
3) Parika, M. Biomass and Bioenergy, 2004.
27(6): p. 613.
4) Narayan, R. American Chemical Society. 2005.
San Diego.
5) Ewal, M. Fact Sheet: Ethanol Biorefineries.
2006 7/4/2006 [cited 11/20/2006; Available
from: Energy Justice.net.
6) Ragauskas, A.J., et al. Science, 2006. 311:
p. 484-489.
sistem geliþmiþ deðildir; bu nedenle,
bunlarýn en önemli faydasý yüksek yakýt
fiyatlarý bakýmýndan yeþil ve çevre dostu
pazarlamadýr. Bu iddialarýn riskli noktasý
ise sürdürülebilir bir ambalaj çözümü
üretmek yerine yeni bir ambalaj atýðý
sorunu doðurmuþ olmamýzdýr. “Bu
malzemelerin beþikten beþiðe yaþamýnýn
tam olarak anlaþýlmasý sorununu
gerçekten çözmek istiyorsak çürüyebilen
ambalajlar deðerli bir alternatif olabilir”
[15]. Mevcut gýda, dýþký vb
kompostlama tesislerine
kompostlanabilen polimerlerin sokulmasý
çözüm getiren bir yaklaþým olabilir.
Avrupa ülkeleri içerisinde Almanya, bu
giriþime önayak olarak bu yeni
malzemelerin kabul edilmesinden tam
olarak yararlanabilecek bir konum elde
etmiþtir.
7) Werpy, T. and G. Petersen, Top Value Added
Chemicals from Biomass. Volume I- Results of
Screening for Potential Candidates from Sugars
and Synthesis Gas. 2004, Pacific Northwest
National Laboratory. p. 66.
8) Weber, C.J., Biobased Packaging Materials
for the Food Industry. 2000, The Royal Veterinary
and Agricultural University: Frederiksberg,
Denmark. p. 135.
9) Auras, R., et al. Journal of Plastic Film and
Sheeting, 2003. 19(02): p. 123-135.
10) Auras, R., J.J. Singh, and S.P. Singh. Journal
of Testing and Evaluation, Forthcoming 2006.
11) Auras, R., B. Harte, and S. Selke.
Macromolecular Bioscience, 2004. 4: p. 835864.
12) Orhan, Y., J. Hrenovic, and H. Büyükgüngör.
Acta Chim. Slov., 2004. 51: p. 579-588.
13) Kijchavengkul, T., et al. Polymer Testing,
2006. 25(8): p. 1006.
14) Kale, G., R. Auras, and P. Singh. Journal of
Polymers and the Environment, 2006.
15) Kale, G., et al. Macromolecular Bioscience,
Forthcoming 2007.
16) Madival, S., S.P. Singh, and R. Auras. IAPRI,
2006. Tokio, Japan.
6. Özet
Ambalajda biyolojik esaslý polimerlerin
kullanýlmasý, beþikten beþiðe yaklaþýmýyla
bu biyopolimerleri kullanmanýn
yenilenemeyen kaynaklarý kullanmaktan
daha sürdürülebilir olduðu uygun
alternatifler bulma amaçlý AR&GE
çalýþmalarýnýn artmasýna baðlýdýr. Ayrýca
endüstrinin, kamunun ve tüketicilerin
bu alternatifi teþvik edip kucaklamasý
þartýyla, kompostlama biyobazlý ambalaj
atýklarýnýn bertaraf edilmesinde önde
gelen metotlardan biri olabilir.
Ambalaj Bülteni Temmuz / Aðustos 2008
29
Dosya
Hazýrlayan: Aslýhan Arýkan, Araþtýrma Uzmaný,
Ambalaj Sanayicileri Derneði
Kaynak: WRAP - Atýk ve Kaynaklar Eylem Programý
Teneke Ambalajda Aðýrlýðý Azaltma ve
Maliyeti Düþürme Çalýþmalarý
Teneke kutular için daha ince ve
hafif kutu kapaklarý kullanýlýrsa maliyetler
düþebilir, enerji kullanýmý azalabilir ve
emisyonlar hafifleyerek ürün kalitesini
bozmaksýzýn yatýrýmdan hýzla kar
saðlanabilir.
Konserve gýda imalatýnda ambalaj
önemli bir maliyet kalemidir. Enerji ve
malzeme fiyatlarý yükselmeye devam
ettikçe bu maliyetlerin düþürülmesi
daha da önem kazanýr. Dahasý, bazý
geliþmiþ ülkelerde gýda imalatçýlarý ve
perakendeciler, kullanýlan ambalaj
miktarýný azaltma konusunda giderek
artan baský altýndadýrlar.
Ýngiltere’de konserve gýda ve evcil
hayvan besini endüstrisi 3,7 milyar
sterlin tutarýndadýr ve her yýl yaklaþýk
beþ milyar kutu satýlmaktadýr. Bunlarýn
% 50’den fazlasý–2,5 milyar– Ýngiltere’de
üretilmektedir ve aðýrlýkça toplam
132.500 ton’a denk gelmektedir.
Ýngiltere’de teneke kutu kapaklarýnýn
hafifletilmesi sayesinde saðlanacak olan
enerji, malzeme ve maliyet tasarrufunun
oldukça fazla olduðu bildirilmektedir.
WRAP (Atýk ve Kaynaklar Eylem
Programý), perakendeciler ve onlarýn
tedarik zincirleri ile birlikte çalýþarak
ambalajý optimum hale getirmektedir.
Gýda üreticisi Heinz, kutu kapaðý
tedarikçisi Impress ve çelik tedarikçisi
Corus ile beraber çalýþan WRAP kendi
Yenilik Fonundan aldýðý maddi kaynaðý
kutularda kullanýlan malzeme miktarýný
azaltmada kullanmýþ. Bu araþtýrmanýn
sonuçlarý, aþaðýdaki yazýda sizlerle
paylaþýlmaktadýr.
Yeni kutu kapaklarý, Heinz’ýn
Lancashire’deki Kitt Green tesisinde
denendi. Burasý yýlda bir milyardan fazla
teneke kutu üreten Avrupa’nýn en büyük
30
Ambalaj Bülteni Temmuz / Aðustos 2008
gýda iþleme sanayi bölgesi olarak da
biliniyor. Sadece 0,18 mm kalýnlýðýndaki
bu yeni kapak, yine piyasadaki en incesi
olarak bilinen önceki Heinz kapaklarýndan
da % 10 daha ince. Bu yeni kutu
kapaklarý Ýngiltere’deki süpermarket
raflarýnda yerini aldý. Þimdi kutu
gövdesinin aðýrlýðýný azaltmak olan bir
sonraki aþamaya geçildi.
Rakamlarla aðýrlýk azaltma çalýþmalarý:
• 404.000 £. Hafif tabanlar kullanarak
her yýl Heinz tarafýndan tasarruf edilen
miktar.
• 1.400 ton. Heinz’ýn sadece Kolay Açýlan
Kapaklarý hafifleterek her yýl tasarruf
ettiði çelik miktarý.
• 5 milyar. Her yýl Ýngiltere’de satýlan
yiyecek ve evcil hayvan besini kutusu.
• 3,7 milyar £. Ýngiltere’deki konserve
gýda ve evcil hayvan besini pazarlarýnýn
deðeri.
• 44,9 milyon kWh. Ýngiltere’de satýlan
Kolay Açýlan Kapaklý tüm kutularda
Sýnýfýnýn En Ýyisi kullanýlsa kutu
endüstrisinin tasarruf edebileceði enerji
miktarý.
• 3.780 ton. Ýngiltere’de Kolay Açýlan
Uçlu tüm gýda ve evcil hayvan besini
kutularýnda Sýnýfýnýn En Ýyisi hafif kutu
kapaklarýna geçilmesi halinde tasarruf
edilecek karbon emisyonu miktarý.
Bu baþarý hakkýnda konuþan, Heinz
(merkez ofis) mühendislik departman
müdürü Phil Crompton þöyle diyor:
“Heinz’de kaynak verimliliðini arttýrmaya
çalýþýyoruz. Yeni Kolay Açýlan Kapaðýmýzla
Sýnýfýnýn En Ýyisi konumuna gelmekten
çok mutluyuz. Yeni kapaklarý
benimsemenin güçlüklerini teneke kutu
endüstrisindeki meslektaþlarýmýzla
paylaþarak, diðerlerinin de arkamýzdan
geleceðini umuyoruz.”
Kutu kapaðý tedarikçisi Impress bu
projede Heinz ile birlikte çalýþtý. “Gýda
kutularýný hafifletmek ilk bakýþta sanýldýðý
kadar basit bir iþ deðil,” diyor Impress
teknik direktörü Gerald Sturdy.
“Yeniliklerden sorumlu ekiplerimiz
kutunun saðlamlýðýnýn, görünümünün,
hissinin, gücünün ve davranýþýnýn
deðiþmeden kalmasýný saðlamak için
bazý teknik güçlüklerle savaþmak
zorunda kaldý” Diye ekliyor. Corus
tarafýndan yeni kapaklar için saðlanan
çelik iki kez inceltilmiþ özel bir malzeme.
Geçmiþte, Kolay Açýlan Kapaklarda
genellikle bir kez inceltilmiþ çelik
kullanýlmýþ.
Yeni ve daha hafif kutu kapaðý
deneyerek en az Heinz’in mevcut kapaðý
kadar iyi performans gösterip
göstermeyeceðinden emin olmak
gerekliydi. Yeni kapaðýn baþ etmesi
gereken bazý güçlükler vardý:
• kutu kapaðýnýn açýlma özellikleri
deðiþmedi, örneðin çekme halkalarý
bükülmedi
• kutunun görünümü ve hissi deðiþmedi
ve
• doldurma, iþleme ve ambalajlama
sýrasýndaki kutu performansý
deðiþmedi.
Hafif kapaklarý üretmek ve bu þekilde
tasarruf saðlamak için fazla yatýrým
gerekmiyor. Gerekli basit deðiþiklikler
þöyle sýralanýyor:
• hafif ve standart Kolay Açýlan Kapaklar
hatlarda birbirinin yerini alamadýðý için,
mevcut kapaklara ait malzemeleri
kullanýp bitirmek ve yeni kapaklarý
sistematik biçimde yerleþtirmek.
Projenin deðiþmesi olasýlýðýna karþýlýk
bir çeþit beklenmedik durum tedbiri
almak önemlidir;
• yeni kapaklarýn farklý özelliklerini ve
boyut farklarýný hesaba katabilmek
için kapak besleme sistemlerini
ekleyicilere göre deðiþtirmek;
• hat içi test ekipmanýný yeni kapaðýn
boyutlarýna uyacak þekilde
deðiþtirmek; ve kutu yapýcýnýn flanþ
parçalarýný ve dolum makinesindeki
dikiþçinin deðiþen parçalarýný yeni
kapaðý ve ona uygun flanþý taþýyacak
þekilde deðiþtirmek.
Ýþ açýsýndan avantajlarý
Yeni kapaklar dört temel maliyet
tasarrufu saðlýyor:
• Daha az çelik gerekiyor;
• Üreticinin sorumluluk maliyetleri
azalýyor;
• Nakliye maliyeti düþüyor; ve
• Enerji maliyetleri azalýyor.
Heinz’ýn tasarrufu
0,20 mm’den 0,18 mm Kolay Açýlan
Kapaða geçmek demek Heinz firmasý
için aþaðýdaki tabloda belirtilmiþ olan
önemli tasarruflarda bulunmasý anlamýna
geliyor.
maliyet tasarrufunun genel olarak kapak
maliyetlerinin yüzde üçü ile dördü
mertebesinde olacaðý tahmin ediliyor.
Temel bilgiler
• WRAP ile Heinz birlikte çalýþarak teneke
kutular için yeni ve aðýrlýðý azaltýlmýþ
Kolay Açýlan Kapaklarý denedi.
• Bu kapak, hem iki hem de üç parçalý
73 mm çaplý kutularda kullanýlmaya
uygun.
• Yeni hafif kutular her yýl bir milyardan
fazla kutunun üretildiði Heinz’ýn Kitt
Green tesisinde denendi.
• Bu yeni kapak sadece 0,18 mm
kalýnlýðýnda. Corus’un çift haddelenmiþ
çeliði kullanýlarak Impress tarafýndan
tasarlanýp üretildi.
• Bu yeni kutu kapaðý, üretici
sorumluluðu ve lojistik bakýmýndan
maliyetten tasarruf saðlýyor.
• Bu yeni kutu kapaðý, Ýngiltere’de, Metal
Ambalaj Ýmalatçýlarý Derneðinin Metalin
En Ýyisi Ödüllerinde teknik yenilik
alanýnda altýn madalya aldý.
• Ýngiltere Ambalaj Ödüllerinde de son
derece övüldü.
• Yeni ve daha hafif kutu kapaðýnýn
performansý önceki kapaðýn standardý
ile ayný.
Aðýrlýðý azaltýp kaynaklardan tasarruf
etme
Aþaðýdaki tabloda ortalama 0,21 mm’lik
kapaklardan Sýnýfýnýn En Ýyisi 0,18 mm
kapaklara geçiþin olasý yararlarý
gösterilmektedir:
Bir milyon kutuda
Yýllýk Tasarruf
Çelik
Ýþletme maliyeti
Karbon emisyonu
1.400 ton
404.000 £
585 ton
Ýngiltere’deki Kolay Açýlan Kapaklarýn
kalýnlýðý 0,23mm’ye kadar çýkabiliyor.
Bu nedenle diðer imalatçýlar nispeten
daha fazla tasarruf yapabilir. Yeni kapaðýn
Çelikten tasarruf
Karbon emisyonundaki
azalma
Enerji tasarrufu
teslimat yapýlmasý demektir;
• Ýçinde yeni kapaklý dolu kutular bulunan
her kamyonun aðýrlýðý 83 kg daha azalýr
ve bu da yakýt verimliliðini arttýrýr; ve
• Ýngiltere’nin en büyük 13 marketinin
tamamý Courtauld Taahhüdü
(perakendeciler ile WRAP arasýnda,
atýklarýn azaltýlmasýna yönelik bir
anlaþmadýr) kapsamýnda ambalajý
azaltmak için WRAP ile çalýþmaya
baþlamýþtýr. Bu nedenle aðýrlýðý azaltma
iþlemi tedarikçilere perakendeciler
karþýsýnda daha güçlü bir konum saðlar.
Ayrýca, tüketicilerin ambalajla ilgili
meseleler konusundaki bilinci giderek
artmaktadýr. Ýmalatçýlar ambalajýn
optimize edilmesi konusunda ilk adýmý
atarak tüketicilerin kaygýlarýný
anladýklarýný ve sosyal sorumluluk
taþýdýklarýný gösterebilirler.
WRAP’in Heinz ile yürüttüðü proje,
teneke kutu üreticilerine ve dolum
tesislerine hafifletmenin iþ açýsýndan
gözle görülür avantajlarý olduðunu
kanýtlamaktadýr. Küçük deðiþikliklerin,
büyük farklar yaratabileceðini gösterir.
WRAP, Heinz’in Kolay Açýlan Kapaðýn
hafifletilmesinde elde ettiði baþarýya
ulaþma konusunda diðer teneke kutu
üreticilerine ve dolum tesislerine yardýmcý
olmaya hazýrdýr. Ayrýca tasarrufu daha
da arttýrmak için üç parçalý teneke
kutularýn duvar kalýnlýðýný azaltmak
üzere Heinz ile beraber çalýþmaktadýr.
Heinz kutu projesi ile ilgili detaylý
bilgiyi ve tam detaylý bir raporu
www.wrap.org.uk/retail ’den bulabilirsiniz.
2,1 ton
1,35 ton
Ýngiltere’deki 2,8 milyar iþlenmiþ gýda ve
havyan besini kutusu için
5.880 ton
3.780 ton
16.040 kWh
44,9 milyon kWh
Hafif kutu uçlarýna geçmenin baþka
faydalarý da bulunuyor:
• Her palete % 18 daha fazla kutu
kapaðý konabilir ve bu da daha az
Ambalaj Bülteni Temmuz / Aðustos 2008
31