Kağıt Üretimi ve Geri Dönüşüm

KAĞIT ÜRETİMİ VE GERİ DÖNÜŞÜM

Münir Karıncaoğlu

Geçmiş dönemlerde insanlar doğaya bakarak onun toprak, su, ateş ve havadan meydana geldiğini görmüşlerdi. İnsanoğlunun yaptığı ilk sınıflandırma böyleydi. Bu sınıflandırma günümüzde geçersizdir ve fen bilimleri kendi sınıflandırmalarını yapmışlardır. Buna rağmen eski düşünürlerin yaptığı sınıflandırma kağıt için geçerlidir. Ağaç toprakta yetişir, hava, su ve güneş enerjisine ihtiyacı vardır. Ana bileşenler toprak, su, karbondioksit ve güneş enerjisidir. İnsanoğlunun yaptığı ilk sınıflandırmaya çok benzemektedir. Geçmişin bu tanımı selüloz ve kağıt üretimi için de geçerlidir. Gerekli olan kaynaklar bitki, su, enerji ve kuru havadır. Bu bileşenler kağıda giden yolda ön koşullardır.

Kağıt üretimi başlangıçta fabrika gerektirmiyordu. El emeği ve akıl yeterliydi. Kağıt hafızadaki bilgilerin yazılıp saklanacağı, başkalarına aktarılacak bir ürüne dönüştüğünde, stratejik bir ürün haline geldi. Stratejik ürünler o günün yöneticileri için gerekliydi. Haberleşmede kağıdın kullanılması, kayıtların tutulması yöneticilerin ihtiyacı olan taleplerdi. Kağıdın en büyük müşterisi yönetenlerdi. O nedenle kağıt üretim bilgisi gizlenmesi gereken, ayağa düşmemesi gereken bir bilgiydi. Kağıt üretimi zamanla gelişmeye ve kitaba ve sanata dönüşmeye başlamıştı. El yazmaları, resimler ve tercümeler başka yöneticilerin de eline geçebiliyordu. Bu nedenle bedeli karşılığı kitaplar satın alınıyor, kendi dillerine tercüme ettiriliyordu. Kağıt gelişmişliğin bir göstergesiydi.

Kağıt üretimi geçmişte olduğu gibi günümüzde de gelişmiş ülkelerin önemli sektörleri arasındadır. Kağıt üretiminden vazgeçen gelişmiş bir ülke yoktur. Gelişmiş ülkeler genellikle kuzey yarım küredir ve büyük ormanlara sahiptir.

Türkiye gibi ormanları olmayan ülkelerde kağıt üretimi selüloz kaynaklarının yetersizliği nedeniyle kısıtlı miktarlarda yapılmaktadır. Türkiye kağıtta bir geri dönüşüm ülkesi durumundadır. Atık kağıtlar yeniden kağıda dönüşmektedir. İnsanoğlu tabiatın doğal döngüsünü, kağıdı yeniden üreterek sürdürmektedir.

Tıpkı canlılarda olduğu gibi kullanım şartları ve geri dönüşüm sayısı selülozu yaşlandırır. Selüloz bir süre sonra ölü elyaf haline, yani toza dönüşerek yok olur. Artık kağıt yapmak mümkün değildir. O arıtmalardan çıkan katı atık olarak toprağa geri döner. Bu döngüde, zerreler yeni bir bitkiye besin olacak ve yaşam sürecektir.

Bitkiler selüloz elyafına dönüştüğünde kağıt yapmak için hayal gücünün sınırı yoktur. Onu kullanılacak amaca göre şekillendirmek ve çeşitlendirmek hayal genişliğine bağlıdır. Onu kullanmak ayrı bir sanatın işidir. Sanattan tutun hijyene kadar, kağıdın girmediği bir alan yoktur. Bilgisayar ortamı bile kağıda olan talebi azaltmamış aksine arttırmıştır.

Kağıt tüketimindeki artışın temel nedenlerinden bazıları, onun bitkilerden elde edilmesi, yenilenebilir olması ve geri dönüştürülebilmesidir. Elyafların bağ yaparken hidrojeni kullanması ve nişasta gibi doğal ve zararsız ürünlerle bağların güçlendirilmesi, kağıdı diğer alternatif maddelere göre üstün kılmaktadır. Suyla kolay parçalanma da, geri dönüşümü kolaylaştırmaktadır.

Geri dönüşümün artması, ormanların korunmasına yardımcı olmaktadır. Artan çevre standartları, su tüketimleri ve atıkların azaltılması üzerinde etkili olmaktadır. Bu standarlar sürekli geliştirilmektedir. Globalleşme, üretim tekniklerini, kullanılan malzeme özelliklerini ve ürün fiyatlarını standart hale getirmektedir. Dünyada kağıt üretimi yıllık 350 milyon tona yaklaşmıştır. Artan rakamlar henüz sona gelinmediğini göstermektedir. Bunun % 40 ı geri dönüşümden sağlanmaktadır. Geri dönüşüm için toplanan atık kağıt kullanılan kağıdın % 60 ına ulaşmıştır. Geri dönüşüm artık bir kağıt üretim modelidir.

Özellikli kağıt yapımında kullanılan yüksek teknoloji, kağıdı elde yapılan bir sanat dalı olmaktan çıkarmış, onu teknolojinin ve bilimin bir parçası haline getirmiştir. Bu nedenle, kağıt üretiminde gelişmiş teknolojilere ve bilime sıklıkla başvurulmaktadır. Yüksek kapasitelere çıkılmış olması, sürekli aynı kalitede üretim yapmayı zorlaştırmaktadır. Bir taraftan yüksek kalite beklentisi, diğer taraftan düşük maliyet, çelişki yaratmaktadır. Bunun adı gerçekte emtilaşmadır. Kağıt emtialaşmıştır. Müşterinin beklentisi hızla kaliteyi düşük fiyata almaya doğru gitmektedir.

Kağıdın emtialaşması nedeniyle, düşük maliyet zorunluluk haline gelmiştir. Bu nedenle, kağıtta geri dönüşüm ön plana çıkmaktadır. Ham selüloz kullanımı maliyetleri arttırmaktadır. Özellikle gazete kağıdı ve oluklu mukavva kağıtları, geri dönüşümde ön plandadır. Bazı fabrikalarda geri dönüşüm oranları % 100 ü bulmaktadır.

Eski anlayışa göre, kağıt fabrikaları bir ormanın kenarına kurulurdu. Günümüzün anlayışı, nüfusun yoğun olduğu yerlere fabrikaların kurulmasıdır. Böylece ham madde kaynaklarını bulmak kolaylaşmakta ve pazara yakın olunmaktadır. Ayrıca yatırım harcamaları da artan kapasite ve geri dönüşüme bağlı olarak düşmektedir. Şehirler artık, ormanın yerine ham madde üreten mekanlara dönüşmüştür.

Aşağıda dönüşümlü kağıtla ilgili bazı gerçekler alıntı olarak sıralanmıştır:

 Her 54 kg gazete kağıdı dönüşümünde bir ağaç kurtulmaktadır. (Government of Canada, Digital Collections)

 Dönüşümlü kağıdın her tonu 17 ağaç kurtarmaktadır. (Purdue Research Foundation and US Environmental Protection Agency)

 Dönüşümlü kağıttan, fotokopi kağıtları, kağıt havlu ve peçeteler, oluklu mukavvalar gri kartonlar, gazete kağıtları yapılmaktadır. (Environmental Health and Safety Online)

 Kurtulan her ağaç üç insanın tükettiği oksijeni üretmektedir. (North Carolina Office of Waste Reduction and Recycling)

 Dönüşümlü kağıt, selülozdan kağıt üretmeye göre % 64 daha az enerji harcamaktadır. (Energy Educators of Ontario)

 Bir ton dönüşümlü kağıt üretiminde 2,5 ton petrol ve 26 ton su tasarruf edilmektedir. (Waste Reduction is a Smart Business Decision, Onondaga Resource Recovery Agency)

 

Günümüzde, kağıt üretimindeki aşamaların, geçmişte yapılanlardan farkı bulunmamaktadır. Selüloz üretiminde 20 yüzyıl icatlar çağı olmuştur. 21 yüzyıl ise dönüşümlü kağıt çağı olacaktır.

Kağıt üretimindeki aşamalar elyaf hazırlama, beyazlatma, safiha oluşturma, presleme, kurutma, yüzey tutkallama, ve kalenderlemedir. İki yüzyıldır değişen konular, bu işlemleri yapmadaki detaylardır. Günümüzde bu işlemlerin nasıl daha ekonomik ve çevre dostu olarak yapılabileceği araştırılmaktadır.

Sadece kağıdın üretim aşamaları değil, elyafın temininden, müşteriye ulaşana kadar tüm aşamalar, araştırmaların odağındadır. Araştırma geliştirme faaliyetleri, ekonomik üretim tekniklerini ve çevre konularını dikkate almaktadır:

 Ham maddenin, enerjinin, suyun, kimyasalların ve gürültünün azaltılması,

 Makine hızlarının arttırılarak, çalışabilirliğin, güvenilirliğin sağlanması,

 Kağıt ve karton kalitesinin, kağıdın ürüne dönüştürülmesi dikkate alınarak geliştirilmesi, bunun için;

– Tüm üretim süreçlerinin çok iyi anlaşılarak, dar bir kalite aralığında kontrol edilmesi,

– Kaliteden ödün vermeden, kağıt gramajının düşürülerek elyaf tüketiminin azaltılması,

– Geri dönüşümlü elyaf oranının arttırılması,

– Dolgu ve kuşe maddelerinin arttırılması,

– Yeni kalenderleme ve kuşe tekniklerinin geliştirilmesi,

– İş güvenliğinin arttırılması,

– Makine aşınmalarınına karşı yeni yöntemlerin ve ürünlerin geliştirilmesi

– Çalışan sayısının azaltılması

 

Araştırma geliştirme faaliyetlerini destekleyen yeni araçlar ve bilim dallarından da yaralanılmaktadır:

 İleri ölçme sistemleriyle süreç analizleri yapmak,

 İleri kontrol teknikleri kullanarak süreçlerin simülasyonu yapmak,

 Kağıt elyaflarının biçimsel özelliklerini araştırmak,

 Kimyasalların işlevselliğini geliştirmek,

 Akışkanlar dinamiğini kullanmak

 Mikro ve nano düzeyde görsel teknikler geliştirmek,

 Malzeme bilimini kullanmak.

Kağıt üretiminin aşamaları genel anlamıyla aşağıda verilmektedir. İster dönüşümlü kağıt olsun ister selülozdan kağıt üretimi olsun, kağıt üretim aşamaları birbirine çok benzemektedir. Farklılık , selülozla başlayan üretim süreçlerinde, fabrikaların daha büyük entegre sistemler olmasıdır.

Selülozun kullanılarak yeniden kağıda dönüştürülmesi üzerine fazla bilimsel çalışma yapılmamıştır. Son yıllarda bu konunun önemi daha belirgin olarak ortaya çıkmış ve yüksek kalitede dönüşümlü kağıtlar yapılmaya başlamıştır.

Çoğunlukla, dönüşümlü kağıt üretiminde gazete kağıdı, temizlik kağıtları, oluklu mukavva ve kartonlar ön planda olmuştur. Yüksek kalitede ve atık kağıttan üretilen diğer kağıtlara doğru bir yönelme hızla artmaktadır.

Gerçekte geri dönüşümlü kağıt ve karton üretimi çok eskilere dayanmaktadır. İlk olarak eski pamuklu kumaş artıklarından (paçavra selülozu) pamuklu kağıtlar yapılmaya başlamıştır. Mürekkep gidermeyle kağıdın dönüşümü 1774 lere kadar geriye gitmektedir. 20. yüzyılın ikinci yarısından sonra geri dönüşümde patlama yaşanmıştır. Geri dönüşümlü kağıt kullanımı 1980 den sonra her yıl % 6 oranında artmaktadır. Bu sürede geri dönüşümde kullanılan işlemler değişmemiştir.

Geri dönüşümlü kağıt üretiminde hamur hazırlama üniteleri üç ana işlevi yerine getirir:

1. Kağıdı hamur haline getirmek

2. Hamurun içinden kirlilikleri almak

3. Beyaz kağıt üretilecekse elyafları ağartmak

Atık kağıt bir pulper içinde açılır. Hamurun elde edilmesiyle birlikte kirliliklerin temizlenmesi aşamaları başlar. Kirlilikler metal parçaları, kum, cam parçaları, tutkal artıkları, mürekkepler, plastik ve ip parçaları gibi pek çok çeşitten olabilmektedir. Ayırma teknikleri, yoğunluklarına, parça büyüklüklerine ve suyla ilişkilerine göre (suyu seven ve sevmeyen) değişmektedir.

Ayırma teknikleri içinde elekler, temizleyiciler ve yüzdürme ekipmanları kullanılmaktadır. Ağartmada, elyafa doğru optik özellikler kazandırılmaya çalışılır. Kolay gibi görünen kağıt üretim süreci gerçekte doğrudan selüloz kullanmaya göre daha komplekstir.

Dönüşümlü kağıt türleri

Dönüşümlü kağıtlar kabaca dört kaynaktan elde edilir:

 Eski gazete kağıtları (ONP)

 Eski dergiler (OMG),

 Karışık ofis atıkları (MOW)

 Eski oluklu mukavva kutu atıkları (OCC)

 

Çok çeşitli atık kağıt türleri olmasına rağmen, yukarıdaki dört ana grup geri dönüşümde yaygın olarak söz konusudur. Gazete kağıdı basımında eski dergi ve gazetelerin karışımı kullanılmaktadır. İkisi arasında yapılacak hamur harmanında oranlar son derece önemlidir. Mürekkep gidermede dergi atıklarının daha çok olması istenir. Karışık ofis atıkları fotokopi ve yazıcı kağıtlarından oluşur. Karışık ofis atıkları kaliteli olduklarından, gene yazı tabı kağıtlarında ve temizlik kağıtlarında ham madde olarak kullanılırlar.

Eski oluklu kutu atıkları beyaz hamur harmanlarında kirletici olarak kabul edilir ve istenmezler. Bunların dönüşümünde mürekkep giderme uygulanmaz. Ayrıca içlerinde yüksek miktarlarda başka atıklar da söz konusudur. Matbaa atıkları ve oluklu kutu fabrikalarının kenar ıskartaları kaliteli ve seçilmiş ham maddelerdir. Mümkün olduğu kadar seçilmiş kağıt kullanmak bir amaç olmuştur. Ham maddenin kalitesi bölgesel olarak değişmektedir.

Kullanılan mürekkepler, kağıdın dönüşüm sayısı, nereden toplandığı ve bekleme süresi kalite üzerine etki eder. Mürekkep giderme süreci geri dönüşümlü kağıdın ısıyla olan geçmiş hikayesine çok bağımlıdır. Buna yaz etkisi denilmektedir. Basılı kağıt üzerindeki mürekkep yoğunluğu yaz ayları boyunca bekelem sırasında artmaktadır. Bunun nedeni mürekkepteki yaşlanmadır.

Atık kağıtlarda fiyatları belirleyen etkenler içindeki kirliliklerin miktarı, elyaf kalitesi ve ham madde olarak yapılan tür tanımlamalarıdır. En çok talep gören kağıtlar iyi seçilmiş, mürekkep ve zamkı az olan ve elyafları kaliteli olan kağıt atıklarıdır. Ekonomik nedenlerle gazete kağıtları üretiminde, beyaz atıkların kullanılması tercih edilmez. Amaç mümkün olduğu kadar düşük maliyetli ham madde ile kaliteli kağıt üretmektir.

Dönüşümlü kağıtlarda, toplanan tüm atığın kağıda dönüşmesi söz konusu değildir. Mutlaka elyaf kaybı ve kirlilikler nedeniyle elyaf verimi düşmektedir. Aşağıdaki tabloda atık kağıt türüne göre elyaf verimimleri verilmektedir.

Görüldüğü gibi atık kağıtlar sadece tabiata değil ülkelere de yarar sağlamaktadır. Evlerde ve ofislerde çıkan atık kağıtların daha dikkatli saklanması ve ekonomiye kazandırılması gerekmektedir. Aşağıda kağıtta dönüşüm süreci özet olarak verilmektedir.

Atıkları seçme: Başarılı bir geri dönüşüm, temiz atık kağıt gerektirir. Bunun için atık kağıdın içinde yiyecekler, plastikler, metaller, tahta parçaları, camlar kumlar ve taşlar olmamalıdır. Kirlenmiş bir atık kağıt geri döndürülemez ve çöp haline gelmiştir. Geri dönüşüm için kağıdı diğer atıklardan ayırmak gerekir. Ayrılmış kağıtları, kağıt geri dönüşüm noktalarına veya torbalar içinde atık noktalarına bırakınız. Bunlar atık kağıt toplayıcıları tarafından alınacaktır

Toplama ve nakliye: Atık toplayanlar bunları atık kağıt toplama merkezlerine götürürler. Toplama merkezlerinde kağıtlar türlerine göre ayrılarak balya haline getirilir. Balyalanmasının nedeni nakliye için kolaylık ve ekonomi sağlamaktır. Bir balya 600 kg veya 1 ton gelir. Balyalar kamyonlarla kağıt fabrikalarına gönderilir.

Depolama: Kağıt fabrikasına gelen balyalar burada iş makineleri yardımıyla indirilerek depolanır. Farklı tür balyalar farklı yerlere indirilir. Kağıt fabrikasındaki iş makineleri üretim planına göre bu balyaları üretim alanına taşır.

Hamur hale getirme ve temizleme: Üretim alanındaki bir konveyor, balyayı pulper denilen içi su dolu bir kazana döker. Pulperin içindeki bıçaklı karıştırıc,ı kağıtları su içinde hamur hale getirir. Sulu hamur delikli temizleyicilerden geçirilerek temizlenir.

Beyazlatma: Mürekkepli olan kağıtların üzerindeki mürekkeplerin alınması gerekir. Bu aşamaya beyazlatma denir. Çok sulu ortamda mürekkep parçacıkları hava kabarcıkları üzerine tutunarak hamurdan ayrılır.

Öğütme ve renklendirme: Öğütme elyafların daha iyi kağıt olabilmesi için mekanik olarak sürtülmesi demektir. Böylece elyaflar birbirlerine daha iyi bağlanırlar. Kağıdın renkli olması isteniyorsa bu aşamada hamura boya verilir.

Kağıt üretme: Temizlenmiş sulu hamur, kağıt makinesinin hamur kasasına gelir. Jet halinde hareketli bir elek üzerine püskürtülür. Elek ilerledikçe sular süzülerek kağıt belirmeye başlar. Önce presle suyu sıkılır, arkasından sıcak bir yüzeyde kurutulur. En sonunda dev bobinler halinde makaraya sarılır.