Kullanılmış yemeklik yağ, otomobiller ve evler için geliştirilen yenilikçi malzemelerde yeni bir hayat buluyor
Pisa Üniversitesi'nin öncülüğünde yürütülen yeni bir araştırma, kullanılmış yemeklik yağın endüstriyel kullanım amaçlı poliüretan köpükler, ısı depolayıcı malzemeler ve biyoyakıtlara dönüştürülebileceğini ortaya koydu.
Kullanılmış yemeklik yağ, otomotiv ve inşaat sektörleri için poliüretan köpükler, ısıyı emip depolayabilen ve serbest bırakabilen faz değişim malzemeleri endüstriyel hidrolik sistemler için biyo-yağlayıcılar gibi yenilikçi malzemelere dönüştürülebilir.
Bu, İtalya’nın Ulusal İyileştirme ve Dayanıklılık Planı kapsamında finanse edilen MOST Sürdürülebilir Mobilite Ulusal Merkezi bünyesinde Pisa Üniversitesi tarafından koordine edilen bir çalışmanın bulgusu. Üniversitenin İnşaat ve Endüstri Mühendisliği Bölümü'nden Maurizia Seggiani'nin liderliğinde yürütülen çalışma, sürdürülebilir, yenilikçi malzemeler ve hafif çözümler üzerine odaklanan Spoke 11 programı kapsamında geliştirildi.
Seggiani, Olive Oil Times'a verdiği demeçte, “Temelde, bu atığı – kullanılmış yemeklik yağı – polioller için bir önmaddesi olarak kullandık” dedi. “Polioller, izosiyanatlarla birlikte poliüretan köpüklerin iki ana bileşeninden biridir.”
Kullanılmış yemeklik yağın polioller elde etmek için kimyasal işlemlerden geçirildiğini açıkladı. Atık yemeklik yağ karışımı, yağ asidi zincirlerinde çift bağlar bulunan ve bu sayede doymamış hale gelen trigliseridlerden oluşur. Bu sayede, bu çift bağlardan yararlanarak zincirleri hidroksil gruplarıyla işlevselleştirmek mümkün oldu; bu gruplar daha sonra izosiyanatlarla reaksiyona girerek üretan bağları oluşturdu ve köpüklere karakteristik ağsı yapılarını kazandırdı.
Araştırmacılar, katalizörler, yüzey aktif maddeler ve köpükleştiriciler dahil olmak üzere uygun katkı maddelerini küçük miktarlarda ekleyerek, poliüretan köpüklere esnekliğini kazandıran açık hücreli yapılar oluşturdular.
Seggiani, “Bu araştırma ile otomotiv endüstrisinde kullanılmak üzere esnek köpükler geliştirmeyi hedefledik, ancak inşaat sektöründe yalıtım panelleri olarak kullanılacak kapalı hücreli köpükler de üretebiliriz,” dedi.
Kullanılmış yemeklik yağ, başka uygulamalar için de yeniden değerlendirildi. Özellikle, elde edilen polioller, geleneksel petrol bazlı yağlayıcılara alternatif sağlamak üzere biyo-yağlayıcılar olarak test edildi.
Pisa Üniversitesi İnşaat ve Endüstri Mühendisliği Bölümü'nden Profesör Maurizia Seggiani, atık yemeklik yağlardan yenilikçi malzemeler geliştiren NRRP MOST tarafından finanse edilen araştırmaya liderlik etti.
“Bu çalışmada, polioller, reolojik ve tribolojik analizler, sürtünme katsayısı ölçümleri ve viskozite indeksi değerlendirmesi gibi standart testlerden geçtiler; bu testler, viskozitelerinin sıcaklıkla nasıl değiştiğini değerlendirmek amacıyla yapıldı,” dedi Seggiani. “Bu poliollardan bazıları testleri başarıyla geçti ve bu nedenle oda sıcaklığında gerçekleştirilen sıkma işlemleri için biyo-yağlayıcılar olarak potansiyel gösteriyor. Şu ana kadar, bu tür uygulamalar için özel olarak test edildiler.”
Bari Politeknik Üniversitesi’nden Maria Michela Dell’Anna ile işbirliği içinde yürütülen araştırmanın bir başka kısmı ise, hidrojenasyon süreci yoluyla faz değişimli malzemeler geliştirmeye odaklandı.
Seggiani, “Bu malzemeler, 30 ile 35°C arasındaki sıcaklıklarda sıvıdan katıya ve tekrar sıvıya faz değişimleri geçiriyor,” dedi. “Bu, malzemelerin poliüretan panellere dahil edilmesini sağlıyor ve onlara sıcaklık değişikliklerine tepki olarak ısıyı emme, depolama ve salma yeteneği kazandırıyor. Bu paneller araçlarda kullanılabilir veya bina duvarlarına entegre edilebilir. Bu, enerji verimliliğini artırmak ve iç mekanları ısıtmak veya soğutmak için gereken enerjiyi azaltmak amacıyla geliştirilen çeşitli stratejilerden biridir.”
Pisa Üniversitesi İnşaat ve Endüstri Mühendisliği Bölümü'nden Damiano Rossi, atık yemeklik yağı yenilikçi malzemelere dönüştüren araştırma için laboratuvar çalışmalarında.
Araştırmada kullanılan atık yemeklik yağ, büyük perakende zincirlerinden ve catering tesislerinden bu yağı toplayan Toskana merkezli bir şirket olan Physis Srl tarafından temin edildi. Çalışma sırasında yapılan analizler, yağın ağırlıkça yaklaşık yüzde 45 oleik asit içerdiğini gösterdi; bu da sızma ve sızma zeytinyağlarının önemli ölçüde mevcut olduğunu gösteriyor.
Seggiani, “Kullandığımız yağ, ekstra sızma zeytinyağının kızartma için bile yaygın olarak kullanıldığı Toskana’da toplandı” dedi. “Yağ karışımının bileşimi, toplandığı bölgeye göre değişebilir.”
Seggiani, poliüretan köpükler için polioller üretmek üzere soya fasulyesi ve hint yağı gibi sızma yağların kullanımına dair kapsamlı literatür olduğunu söyledi. Bileşimleri, fonksiyonelleştirme için kullanılabilir çift bağların yüzdesi de dahil olmak üzere önceden bilindiğinden, daha standartlaştırılmış üretim süreçlerine olanak tanır.
“Kullanılmış yağ karışımlarıyla çalışmak ek bir karmaşıklık getirir, çünkü doymamışlık derecesi partiden partiye değişir ve bu da katkı maddelerinin her seferinde yeniden kalibre edilmesini gerektirir,” dedi. “Bununla birlikte, bu daha sürdürülebilir bir yaklaşımdır; çünkü işlenmemiş yağların kullanımı gıda üretimi ve arazi kullanımıyla rekabet halindedir ve endüstriyel malzemeler üretmek için yenilebilir kaynakları başka bir amaca yönlendiremeyiz.”
Pisa Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından yapılan testler, atık yemeklik yağdan elde edilen poliollerin biyo-yağlayıcılar olarak işlev görebildiğini ve geleneksel petrol bazlı formülasyonlara uygun bir alternatif sunduğunu gösterdi.
Seggiani, büyük ölçekli tesisler için etkili bir toplama sistemi mevcut olmasına rağmen, potansiyel faydalara rağmen hane halkı atık yağı için hala böyle bir sistemin bulunmadığını söyledi.
“Atık yemeklik yağı tedarik ettiğimiz Physis şirketi, düzenli bir tedarik sağlayabilecek büyük perakende zincirlerinden ve kantinlerden bu yağı topluyor,” dedi. “İtalya’da ve Avrupa genelinde, evsel atık yemeklik yağının sadece küçük bir kısmı toplanıyor. Tahminlere göre, Avrupa’da yıllık 0,6 ila 1 milyon ton atık yemeklik yağ toplanırken, potansiyel miktar yaklaşık 4 milyon tondur. Toplanan miktarın büyük bir kısmı şu anda biyodizel üretiminde kullanılmaktadır. “Araştırmamızda gösterildiği gibi, bu atık için alternatif uygulamalar geliştirmenin, evsel kullanılmış yemeklik yağın daha etkili bir şekilde toplanmasını teşvik etmesine yardımcı olacağını umuyoruz.”
Seggiani, araştırmanın temel değerinin, bertaraf edilecek bir atık malzemenin dayanıklı, yüksek değerli ürünlere dönüştürülmesi ve böylece ek çevresel faydalar sağlanması olduğunu vurguladı.
“Enerjiye ve kimyasal hammaddeye erişimin giderek artan gerilimlere ve stratejik bağımlılıklara maruz kaldığı istikrarsız bir jeopolitik ortamda, fosil kaynaklı petrole alternatiflere yatırım yapmak sadece çevresel bir tercih değil, aynı zamanda endüstriyel ve politik bir tercihtir,” dedi. “Araştırma, tedarik zincirlerinin kırılganlığını azaltan tamamlayıcı çözümler geliştirerek bu değişiklikleri öngörmelidir. Bu bağlamda, kullanılmış yemeklik yağ gibi yerel bir atık ürünün değerlendirilmesi, fosil kaynaklara olan bağımlılığı azaltmak için olası bir stratejiyi temsil ediyor. Bunu yüksek değerli malzemeye dönüştürmek, teknolojik özerkliği güçlendirmek, kaynakları çeşitlendirmek ve gelecekteki küresel zorlukların üstesinden gelebilecek daha dayanıklı üretim sistemleri kurmak anlamına gelir.”