Dünyada her yıl çoğunlukla fosil yakıtların eksik yanmasından dolayı yaklaşık 14 milyon ton karbon siyahı üretilmekte, bu da 35-40 milyon ton CO2 emisyonuna neden olmaktadır.
Karbon siyahının yaklaşık %90’ı lastik ve kauçuk gibi ürünlerde takviye maddesi olarak kullanılmaktadır; geri kalanı ise plastikler, mürekkepler, kaplamalar ve diğer uygulamalarda bir pigment olarak kullanılmaktadır.
- Dünyadaki yaklaşık 1-1,5 milyar lastik ömrünün sonuna gelmek üzeredir. Bunların çoğu, çevresel kontrollerin yetersiz olduğu ya da mevcut olmadığı yerlerde çöpe atılmakta, gömülmekte ya da yakılmaktadır.
- Bu durum, bu lastiklerin yakılmasının sebep olduğu CO2 emisyonları ve kirlilikten bu lastiklerde kalan suda yaşayan sıtma sivrisinekleri için geniş üreme alanları sağlamaya kadar büyük çevresel zorluklar ortaya koymaktadır. Ayrıca, bu ömrünü doldurmuş lastiklerde toplanan yaklaşık 4,5 milyon ton karbon siyahı da boşa gitmektedir. Black Bear, atık lastiklerden alınan karbon siyahı pigmentlerini, yağı ve gazı sağlam,kaliteli; net pozitif enerji üreten proseste “yeniden kullanmak” için devrim niteliğinde bir teknoloji geliştirmiştir. Bu NEPtune (Net Enerji Pozitif) serisi, çok çeşitli renklendirme ve tam tonlu uygulamalar için bir çevre dostu ikame karbon siyahı pigmentidir.
Endüstri Standardını Bozmak
Geleneksel fırın veya ‘işlenmemiş’ karbon siyahı, kontrollü koşullar altında ham petrolü kısmen yakarak, fosil yakıtlardan üretilmektedir. Bu geleneksel karbon siyahı üretme yöntemi oldukça kirleticidir.
Bu soruna getirilmiş yeni bir çözüm; sağlam, yüksek kaliteli karbon siyahları üretmek için hammadde olarak ömrü dolan lastikleri kullanarak karbon siyahı için farklı bir üretim prosesi oluşturmaktadır.
Bu dairesel ekonomi yaklaşımı, siyah pigmentlerin CO2 ayak izi üzerinde oldukça büyük bir pozitif çevresel etkiye sahiptir ve sürdürülebilir kaplamaların imalatına katkıda bulunmaktadır.
Üretim prosesi, etkin bir şekilde atmosferden tükettiğinden daha fazla miktarda CO2 alır ve ölçülen hava kirliliğini (ör. Toz, CO2, SO2, NO2, VOC’ler) yaklaşık %80 azaltır.
Karbon siyahını geliştirip yeniden kullanma işleminin yanı sıra, üretim prosesi, üretilen karbon siyahı tonu başına 1 ton yüksek kalorili yağ ve yaklaşık 2 MWe yeşil enerji üretir.
Proses %40 yüksek kaliteli karbon siyahı ve %60 uçucu madde üretir; yoğunlaşabilen yağ (yaklaşık %80) ve yoğunlaşmayan gaz (yaklaşık %20). İkincisi, üretilen enerjiyi yeniden kullanarak bunu doğrudan sürece gönderir.
Değer zinciri, bir karbon siyahı pigmentleri için en sürdürülebilir çözümü ortaya koyacak bir ‘beşikten beşiğe yaşam döngüsü’ oluşturur.
Düşük PAH İçeriği
Üretim sürecinde işlenmemiş karbon siyahı malzemesinin polisiklik aromatik hidrokarbonları (PAH’ler) <5 ppm’lik bir konsantrasyona kadar malzemeden etkin bir şekilde “temizlenir”. Buna ek olarak, son üründe dioksinler, furanlar, PCB ve PCP gibi zehirli bileşenler bulunmamaktadır.
Sonuç olarak, NEPtune serisi, 10/2011 sayılı AB Komisyon Tüzüğü uyarınca gıda ve insan cilt teması uygulamalarına tamamen uygundur.
Bu düşük PAH ile, karbon siyahı pigmentleri, konserve ve rulo kaplamaların yanı sıra (gıda) ambalaj mürekkepleri gibi gıda ile temas eden uygulamalar için oldukça uygundur. Diğer özellikler Tablo 1’de görülebilir.
Tablo 1. NEPtune karbon siyahının tipik özellikleri
Performans
NEPtune pigmentleri kitle tonu ve renklendirme uygulamaları için uygundur. Az katkı maddesi tüketiminde iyi renk dayanımı ve yüksek renk kararlılığı sağlarlar, iyi taşma ve dalgalanma önleme davranışı ve düşük miktarlarda dağıtıcı katkı kullanılmasını gerektiren güçlü topaklanma stabilitesi gösterirler.
Pigmentler, kolay ve düşük enerji dağılım özellikleri elde etmek için önceden öğütülür, böylece yüksek dağılabilirlik sağlanır. Ayrıca yüksek pigment yüklemesinde kararlılığı koruyarak hem sulu hem de çözücü-bazlı sistemlerde Newtonian viskozite davranışı gösterirler.
Daha açık bir ifadeyle, su bazlı bir mürekkepteki NEPtune i120 ile NSA değeri 80 olan rakip bir ürün karşılaştırıldığında CIE L*a*b- değerleri için karşılaştırılabilir sonuçlar ortaya çıkmaktadır.
Tablo 2. Renk performansı
Prosesin her adımında uygulanan sıkı kalite kontrolle kalıcı renk performansı sağlanmaktadır. Önceden özenle seçilmiş hammaddeler ve tam otomatik, gelişmiş üretim tesisleri belirli şartnamelere uygun yüksek kaliteli, benzersiz ve sürdürülebilir pigmentler üretmektedir.
NEPtune ürünleri hem toz halinde hem de tozlanmayı azaltıp kullanımı daha kolay, temiz ve güvenli hale getiren pelet haline getirilmiş halde bulunur.
Diğer performans özellikleri Tablo 3’te görülebilir.
Tablo 3. NEPtune karbon siyahı ile elde edilen çeşitli performans sonuçları
Sonuç
Black Bear’ın yenilikçi teknolojisinin ömrünü tamamlamış lastiklerden elde ettiği yüksek kaliteli karbon siyahları geleneksel fırın sınıfı ürünlerin yerini alabilir ve yeni lastiklerin, kauçuk, plastik, mürekkep ve boyaların üretiminde yeniden kullanılabilir.
Proses, atık lastik yönetimi sorununu çözmekte, yağ tasarrufu sağlamakta ve dünyayı daha yeşil bir yere dönüştürmeye katkıda bulunmaktadır.
Her bitki bir milyon ağacın harcayabildiğinden daha fazla CO2 tasarrufu sağlar (New York’taki Central Park’ın 12 katına eşit) ve üretilen her bir ton karbon siyahı ile 2,5 ton yağ tasarrufu yapılır.
2017’nin başlarında müşterilere ticari sevkiyat yapılmaya başlanmıştır. 1.000’in üzerinde tesis inşa etmeye yetecek miktarda ömrünü doldurmuş lastikle Black Bear yenilikçi, çevresel çözümünü dünyanın geri kalanına yaymayı planlamaktadır.
Chris Twigg / Sorumlu Teknik Başkan / Black Bear
Kaynaklar
1. http://www.researchandmarkets.com/publication/ mqa8khl/carbon_black_a_global_market; Carbon Black – A Global Market
Overview (Jan. 2016); Freedonia World Carbon Black 2013-2018; http://www. lucintel.com/carbon_black_market_2020.aspx.
2. ETRMA End of life Tyre report 2015 (For EU data); RMA 2015 U.S. Scrap Tire Management Summary (For U.S. data); CATRA
Study of Potential Scrap Tire Markets in Canada 2012 (for Canada data); JATMA Tyre Industry of Japan 2016 (for Japan data).
