Ziraatciyiz.Biz 15 Yaşında

10.04.2010, 12:07

Çevre Kirliliği Oluşturmayan Biyoplastikler
Yazar : Miraç YILMAZ, Yavuz BEYATLI

Günlük hayatımızın bir parçası olan plastik ürünler, kolay şekil alma, elastikiyet, nakliyede rahatlık ve ucuzluk gibi nedenlerden dolayı tercih edilen malzemelerdir. Ancak, plastiğin "kullanılıp-atılabilme" özelliği, çevre kirliliği açısından büyük sorun haline gelmiştir. Yeryüzünde 1 yılda biriken plastik miktarı 25 milyon tondur. Yılda 150 milyon ton üretildiği tahmin edilen sentetik polimerlerin, yerine kullanılabilecek başka bir malzeme türü olmadığı sürece, çevre ve insan sağlığına getireceği yükler gittikçe artacaktır. Petrolden elde edilen sentetik polimerler doğaya terk edildiklerinde, toprakta uzun süre parçalanamadığından çevre kirliliğine ve zehirli madde birikimine neden olmaktadırlar. Bu nedenle, biyolojik olarak parçalanabilen polimerlerin üretimi önem kazanmıştır. 1970`li yıllardaki petrol krizinden sonra petrol kökenli polimerlere alternatifler aranmış ve 1976 yılında, Ingiltere`deki ICI firmasında, bakteriyel fermentasyonla üretilen poli-Beta-hidroksibütirat`la (PHB) ilgili araştırmalara başlanmıştır. PHB gibi biyoparçalanabilir, yenilenebilir, biyouyumlu ve doğayla dost plastiklerin bakterilerle sentezine olan ilgi her geçen gün artmaktadır.

Bakteriyel plastik veya biyoplastik de denilen poli-beta-hidroksialkanatlar(PHA) bakterilerde, insandaki yağ veya bitkilerdeki nişasta gibi rol oynamaktadır. Birçok çeşidi bulunan PHA`lar, mikrobiyal polyesterlerdir. Bunlar içinde yer alan poli-Beta-hidroksibütirat (PHB), PHA`ların en yaygın ve geniş kapsamlı tipidir. PHB`nin en önemli özelliklerinden biri, toprakta ve insan vücudunda zehirli ürünler meydana getirmeksizin tamamen parçalanabilir olmasıdır. PHB`nin havalı ortamdaki parçalanma ürünleri karbondioksit ve su; havasız ortamda ise metandır. Bu nedenle PHB, bir kez kullanılıp atılan eşyaların üretiminde büyük avantajlar sağlar. PHB`nin parçalanma süresi bir kaç aydan (havasız ortamda), bir kaç yıla (deniz suyunda) kadar, katkı maddesi ile ayarlanabilir. Parçalanmada azot oksidi oluşmaması, çevre korunmasında önemlidir. Parçalanan biyoplastikler bitkilerin gelişmesini olumlu yönde etkilemektedir. PHB bakteriler, mantarlar ve algler tarafından belirli çevre şartlarında, nispeten kısa bir süre içerisinde tamamen karbondioksit ve enerjiye dönüştürülerek parçalanabilmektedir.

PHB`nin parçalanmasında, topraktaki birçok mikroorganizma görev alır. Havalı ve havasız ortamda PHB parçalayan bakteriler dışında mantarlar da, bu yıkıma katılmaktadır. Toprakta bulunan parçalayıcı organizmalar bazı gram negatif mikroorganizmalar, gram pozitif basiller, streptomycetler ve küf mantarlarıdır. PHB`nin biyolojik olarak parçalanabilir olması yanında diğer bir önemli yönü de, yenilenebilen kaynaklarla üretilebilmesidir. PHB`nin fermentasyonla üretiminde, şekerler ve yağ asitleri gibi tarımsal ürünler kullanılır. Bu tarımsal kaynaklar da aslında karbondioksit ve sudan meydana gelmekte ve bunların biyoparçalanabilir PHB`ye çevriminden sonra, nihai ürünleri yine karbondioksit ve su olmaktadır. Dolayısıyla, PHB`ler azalmakta olan fosil kaynaklar yerine yenilenebilen bileşikler olarak dikkat çekmektedirler.

PHB`nin Kullanım Alanları

PHB`nin Tarımda Kullanılması

PHB, özellikle toprakta biyoparçalanma gerektiren uygulamalar için çok uygundur. Örneğin, film şeklinde kaplamada alüminyum folyo gibi kullanılabilir. Ekinlerin sulanmasında PHA`lardan oluklar yapılabilir. Bu durumda hasat mevsiminin sonunda bunların tarladan toplanması gerekmeyecektir. Ayrıca bunlar tohum kapsüllendirilmesinde, fide taşımacılığında örnekleri korumak için, gübre ya da pestisitlerin kontrollü salınımı için plastik kılıflar olarak kullanılabilir. Kış mevsiminde buğdayı topraktaki bir zararlıdan korumak gerektiğinde, uygun bir insektisit PHB granülü içine alınabilir ve sonbaharda buğdayla birlikte toprağa ekilir. Topraktaki bakteriler PHB granülünde kolonize olmaya başlayacak ve PHB yaklaşık bir haftalık inkübasyon periyodundan sonra insektisidi serbest bırakmaya başlayacaktır. Bu süre kimyasalların olmadığı bir çevrede tohumların çimlenmesi için yeterli zamandır. Bitki büyümesi ve mikrobiyal büyüme insektisidin salınımıyla beraber sonbaharın sonuna kadar sürecektir. Yaklaşan kışla beraber toprağın sıcaklığı düşecek, mikrobiyal büyüme oranı azalacak ve böylece daha az insektisit serbest bırakılacaktır. Böylece aktif kimyasallar atılmadan toprakta zararlının aktivitesi tüm kış boyunca düşecektir. Ilkbahar ve toprak zararlısı geri geldiğinde yüksek toprak sıcaklığı PHB pelletlerinin mikrobiyal parçalanmasını daha fazla teşvik edecektir. Böylece diğer zararlılar için insektisit mevcut olacak ve bu güzel bir "biyolojik geribesleme" mekanizması ortaya çıkaracaktır.

PHB`nin Veterinerlikte Kullanımı

Veteriner hekimliğinde ilaçların salınımı için biyolojik parçalanabilen bir matriks olarak PHB`nin birçok kullanım alanı vardır. Polimer özellikle sığırların işkembesinde çok iyi parçalanabilmektedir. Bu konuda bir yıl boyunca hayvanların kurtlanmasını önlemek için antihelmitik ilaç içeren PHB`ın büyük kapsülleri yapılmıştır. Çiftçiler, ilacı, yönetmelikte önerilen dozda iki ayda bir sığırların etrafına bırakarak onların parazitlenmesini engellemişlerdir.

PHB`nin Tıpta Kullanımı

Hayvan dokularına PHB girişi yüksek şiddette zehirli etki yapmadığından; vücutta absorbe edilebilen protez aletlerin, yapay kan damarlarının ve cerrahi dikişlerin yapımında PHB`nin kullanılması birçok araştırıcıya kılavuzluk etmiştir.

PHB hayvan dokularına implante edildiğinde biyolojik olarak parçalanabildiği görülmüş ve bu alanda hem tıbbi, hem de eczacılık amaçları için de PHB`ların kullanımına olan ilgi artmıştır. Sonuçta, veterinerlikte ve insanların ilaçla tedavisinde bileşiklerin kontrollü olarak salıverilmesi için PHB`lar kullanılmıştır. PHB`nin hastanelerde cerrahi sargılar ve eldivenler içinde bir yağlayıcı madde olarak veya ince toz formunda kullanılması oldukça ilginçtir. Ayrıca biyolojik parçalanabilirliğiyle ilgisi olmaksızın yarada kalabilecek olan bu PHB sargılarındaki elyafların, normal sargılardakilerden çok farklı yapıya sahip oluşu bir avantaj da sağlar. Hastalar içinde unutulan pamukların, birçok ülkede hukuk davalarının başında geldiği düşünülürse bu avantaj oldukça önemlidir. PHB`nin gelecekteki kullanım alanlarından biri de; su geçirmez bir tüp şeklinde düzenlenen çok ince fibrillerden meydana gelen kan damarı veya bir vasküler aşı gibi kullanılmasıdır. Bu aşı vücut içinde gelişen yeni dokular için geçici bir yapı iskelesi olarak rol alabilir ve sonuçta doğal dokular tamamen eski haline gelebilir. Bu, vücudun doğrudan tepkisini alan suni damarlardaki engelleme ve pıhtı oluşum problemini tamamen yok eder. PHB`nin önemli bir diğer özelliği de piezoelektrik polimer olmasıdır. Bu özellikteki polimerlerin kemiği elektriksel uyarı ile kuvvetlendirebildiği ve böylece kemiğin onarıldığı bilinmektedir. Bu durumda bir kemik kırığını sabitleyen levhalar benzer mekanik özelliklere sahip takviyeli bir PHB karışımından yapılırsa, uyarılan kemik büyür ve gelişir. Böyle bir kemik kırığındaki plaka biyolojik olarak parçalanabilir ve vücut tarafından yavaşça emilebilir. Bu sırada kemik de kaynar ve plakayı uzaklaştırmak için ikinci bir operasyona gerek kalmaz.

PHB`nin Paketleme Filmleri ve Tek Kullanımlık Malzemelerin Yapımında Kullanılması

PHB`nin mekanik özellikleri polietilen ve polipropilen gibi bazı ticari plastiklere benzediğinden termoplastik polyesterler olarak adlandırılabilir. Yani ısıyla şekillendirilebilir. PHB, iyi bir şekilde preslenebilir, biçimlendirilebilir, lif haline dönüştürülebilir, filmleri yapılabilir. Bu özelliklerinden dolayı paket filmleri, poşetler, torbalar, gıda muhafazasında kullanılan tepsiler, çeşitli kaplar, şampuan ve meşrubat şişeleri, karton süt kutularının iç yüzey kaplamaları, tek kullanımlık çocuk bezleri, yıkanabilir kaplar, paketler ve ipler gibi kullanım alanlarına sahiptir.

Not: Bu yazı ORLAB On-Line Mikrobiyoloji Dergisi’nin 1. cilt 9. sayısında yer alan aynı yazarlara ait makale esas alınarak hazırlanmıştır.

Benzer Konular
Konu	Konuyu Başlatan	Forum	Cevaplar	Son Mesaj
Toprak Kirliliği ve Çevreye Etkileri - Pdf	Livadi	Toprak Bilimi ve Bitki Besleme	1	16.01.2013 02:23
Süt Endüstrisinden Kaynaklanan Çevre Sorunları	Livadi	Süt Teknolojisi	1	27.10.2012 15:05
Çevre Kirliliği	Livadi	Peyzaj Mimarlığı	0	01.04.2010 09:47
Çevre ve Su Kirliliği - Prof. Dr. Özdemir EGEMEN	Mr.Muhendis	Tarımsal Yayınlar	0	14.02.2010 16:35
Kışın Seralarda Çevre Koşullarının Sağlanması	Livadi	Seracılık	0	09.12.2009 01:02

Ziraatciyiz.Biz 15 Yaşında

Reçete Yazma Yetki Belgesi Alma İşlemleri

Bu alandan sitenizi, ürünlerinizi tanıtabilirsiniz. Bilgi almak ve reklam vermek için bize ulaşın.

İLETİŞİM FORMU

10.04.2010, 12:07	#1
	Çevre Kirliliği Oluşturmayan Biyoplastikler Çevre Kirliliği Oluşturmayan Biyoplastikler Yazar : Miraç YILMAZ, Yavuz BEYATLI Günlük hayatımızın bir parçası olan plastik ürünler, kolay şekil alma, elastikiyet, nakliyede rahatlık ve ucuzluk gibi nedenlerden dolayı tercih edilen malzemelerdir. Ancak, plastiğin "kullanılıp-atılabilme" özelliği, çevre kirliliği açısından büyük sorun haline gelmiştir. Yeryüzünde 1 yılda biriken plastik miktarı 25 milyon tondur. Yılda 150 milyon ton üretildiği tahmin edilen sentetik polimerlerin, yerine kullanılabilecek başka bir malzeme türü olmadığı sürece, çevre ve insan sağlığına getireceği yükler gittikçe artacaktır. Petrolden elde edilen sentetik polimerler doğaya terk edildiklerinde, toprakta uzun süre parçalanamadığından çevre kirliliğine ve zehirli madde birikimine neden olmaktadırlar. Bu nedenle, biyolojik olarak parçalanabilen polimerlerin üretimi önem kazanmıştır. 1970`li yıllardaki petrol krizinden sonra petrol kökenli polimerlere alternatifler aranmış ve 1976 yılında, Ingiltere`deki ICI firmasında, bakteriyel fermentasyonla üretilen poli-Beta-hidroksibütirat`la (PHB) ilgili araştırmalara başlanmıştır. PHB gibi biyoparçalanabilir, yenilenebilir, biyouyumlu ve doğayla dost plastiklerin bakterilerle sentezine olan ilgi her geçen gün artmaktadır. Bakteriyel plastik veya biyoplastik de denilen poli-beta-hidroksialkanatlar(PHA) bakterilerde, insandaki yağ veya bitkilerdeki nişasta gibi rol oynamaktadır. Birçok çeşidi bulunan PHA`lar, mikrobiyal polyesterlerdir. Bunlar içinde yer alan poli-Beta-hidroksibütirat (PHB), PHA`ların en yaygın ve geniş kapsamlı tipidir. PHB`nin en önemli özelliklerinden biri, toprakta ve insan vücudunda zehirli ürünler meydana getirmeksizin tamamen parçalanabilir olmasıdır. PHB`nin havalı ortamdaki parçalanma ürünleri karbondioksit ve su; havasız ortamda ise metandır. Bu nedenle PHB, bir kez kullanılıp atılan eşyaların üretiminde büyük avantajlar sağlar. PHB`nin parçalanma süresi bir kaç aydan (havasız ortamda), bir kaç yıla (deniz suyunda) kadar, katkı maddesi ile ayarlanabilir. Parçalanmada azot oksidi oluşmaması, çevre korunmasında önemlidir. Parçalanan biyoplastikler bitkilerin gelişmesini olumlu yönde etkilemektedir. PHB bakteriler, mantarlar ve algler tarafından belirli çevre şartlarında, nispeten kısa bir süre içerisinde tamamen karbondioksit ve enerjiye dönüştürülerek parçalanabilmektedir. PHB`nin parçalanmasında, topraktaki birçok mikroorganizma görev alır. Havalı ve havasız ortamda PHB parçalayan bakteriler dışında mantarlar da, bu yıkıma katılmaktadır. Toprakta bulunan parçalayıcı organizmalar bazı gram negatif mikroorganizmalar, gram pozitif basiller, streptomycetler ve küf mantarlarıdır. PHB`nin biyolojik olarak parçalanabilir olması yanında diğer bir önemli yönü de, yenilenebilen kaynaklarla üretilebilmesidir. PHB`nin fermentasyonla üretiminde, şekerler ve yağ asitleri gibi tarımsal ürünler kullanılır. Bu tarımsal kaynaklar da aslında karbondioksit ve sudan meydana gelmekte ve bunların biyoparçalanabilir PHB`ye çevriminden sonra, nihai ürünleri yine karbondioksit ve su olmaktadır. Dolayısıyla, PHB`ler azalmakta olan fosil kaynaklar yerine yenilenebilen bileşikler olarak dikkat çekmektedirler. PHB`nin Kullanım Alanları PHB`nin Tarımda Kullanılması PHB, özellikle toprakta biyoparçalanma gerektiren uygulamalar için çok uygundur. Örneğin, film şeklinde kaplamada alüminyum folyo gibi kullanılabilir. Ekinlerin sulanmasında PHA`lardan oluklar yapılabilir. Bu durumda hasat mevsiminin sonunda bunların tarladan toplanması gerekmeyecektir. Ayrıca bunlar tohum kapsüllendirilmesinde, fide taşımacılığında örnekleri korumak için, gübre ya da pestisitlerin kontrollü salınımı için plastik kılıflar olarak kullanılabilir. Kış mevsiminde buğdayı topraktaki bir zararlıdan korumak gerektiğinde, uygun bir insektisit PHB granülü içine alınabilir ve sonbaharda buğdayla birlikte toprağa ekilir. Topraktaki bakteriler PHB granülünde kolonize olmaya başlayacak ve PHB yaklaşık bir haftalık inkübasyon periyodundan sonra insektisidi serbest bırakmaya başlayacaktır. Bu süre kimyasalların olmadığı bir çevrede tohumların çimlenmesi için yeterli zamandır. Bitki büyümesi ve mikrobiyal büyüme insektisidin salınımıyla beraber sonbaharın sonuna kadar sürecektir. Yaklaşan kışla beraber toprağın sıcaklığı düşecek, mikrobiyal büyüme oranı azalacak ve böylece daha az insektisit serbest bırakılacaktır. Böylece aktif kimyasallar atılmadan toprakta zararlının aktivitesi tüm kış boyunca düşecektir. Ilkbahar ve toprak zararlısı geri geldiğinde yüksek toprak sıcaklığı PHB pelletlerinin mikrobiyal parçalanmasını daha fazla teşvik edecektir. Böylece diğer zararlılar için insektisit mevcut olacak ve bu güzel bir "biyolojik geribesleme" mekanizması ortaya çıkaracaktır. PHB`nin Veterinerlikte Kullanımı Veteriner hekimliğinde ilaçların salınımı için biyolojik parçalanabilen bir matriks olarak PHB`nin birçok kullanım alanı vardır. Polimer özellikle sığırların işkembesinde çok iyi parçalanabilmektedir. Bu konuda bir yıl boyunca hayvanların kurtlanmasını önlemek için antihelmitik ilaç içeren PHB`ın büyük kapsülleri yapılmıştır. Çiftçiler, ilacı, yönetmelikte önerilen dozda iki ayda bir sığırların etrafına bırakarak onların parazitlenmesini engellemişlerdir. PHB`nin Tıpta Kullanımı Hayvan dokularına PHB girişi yüksek şiddette zehirli etki yapmadığından; vücutta absorbe edilebilen protez aletlerin, yapay kan damarlarının ve cerrahi dikişlerin yapımında PHB`nin kullanılması birçok araştırıcıya kılavuzluk etmiştir. PHB hayvan dokularına implante edildiğinde biyolojik olarak parçalanabildiği görülmüş ve bu alanda hem tıbbi, hem de eczacılık amaçları için de PHB`ların kullanımına olan ilgi artmıştır. Sonuçta, veterinerlikte ve insanların ilaçla tedavisinde bileşiklerin kontrollü olarak salıverilmesi için PHB`lar kullanılmıştır. PHB`nin hastanelerde cerrahi sargılar ve eldivenler içinde bir yağlayıcı madde olarak veya ince toz formunda kullanılması oldukça ilginçtir. Ayrıca biyolojik parçalanabilirliğiyle ilgisi olmaksızın yarada kalabilecek olan bu PHB sargılarındaki elyafların, normal sargılardakilerden çok farklı yapıya sahip oluşu bir avantaj da sağlar. Hastalar içinde unutulan pamukların, birçok ülkede hukuk davalarının başında geldiği düşünülürse bu avantaj oldukça önemlidir. PHB`nin gelecekteki kullanım alanlarından biri de; su geçirmez bir tüp şeklinde düzenlenen çok ince fibrillerden meydana gelen kan damarı veya bir vasküler aşı gibi kullanılmasıdır. Bu aşı vücut içinde gelişen yeni dokular için geçici bir yapı iskelesi olarak rol alabilir ve sonuçta doğal dokular tamamen eski haline gelebilir. Bu, vücudun doğrudan tepkisini alan suni damarlardaki engelleme ve pıhtı oluşum problemini tamamen yok eder. PHB`nin önemli bir diğer özelliği de piezoelektrik polimer olmasıdır. Bu özellikteki polimerlerin kemiği elektriksel uyarı ile kuvvetlendirebildiği ve böylece kemiğin onarıldığı bilinmektedir. Bu durumda bir kemik kırığını sabitleyen levhalar benzer mekanik özelliklere sahip takviyeli bir PHB karışımından yapılırsa, uyarılan kemik büyür ve gelişir. Böyle bir kemik kırığındaki plaka biyolojik olarak parçalanabilir ve vücut tarafından yavaşça emilebilir. Bu sırada kemik de kaynar ve plakayı uzaklaştırmak için ikinci bir operasyona gerek kalmaz. PHB`nin Paketleme Filmleri ve Tek Kullanımlık Malzemelerin Yapımında Kullanılması PHB`nin mekanik özellikleri polietilen ve polipropilen gibi bazı ticari plastiklere benzediğinden termoplastik polyesterler olarak adlandırılabilir. Yani ısıyla şekillendirilebilir. PHB, iyi bir şekilde preslenebilir, biçimlendirilebilir, lif haline dönüştürülebilir, filmleri yapılabilir. Bu özelliklerinden dolayı paket filmleri, poşetler, torbalar, gıda muhafazasında kullanılan tepsiler, çeşitli kaplar, şampuan ve meşrubat şişeleri, karton süt kutularının iç yüzey kaplamaları, tek kullanımlık çocuk bezleri, yıkanabilir kaplar, paketler ve ipler gibi kullanım alanlarına sahiptir. Not: Bu yazı ORLAB On-Line Mikrobiyoloji Dergisi’nin 1. cilt 9. sayısında yer alan aynı yazarlara ait makale esas alınarak hazırlanmıştır.