Türkiye’deki Bitkisel Atıklardan Endüstriyel Ölçekte Isı Yalıtım Malzemesi Üretiminin İrdelenmesi

Abstract

Bu çalışma, Türkiye'deki bitkisel atıklardan üretilen ısı yalıtım malzemelerinin endüstriyel ölçekte uygulanabilirliğinin değerlendirilmesini amaçlamaktadır. Literatürden elde edilen verilere göre, ısı yalıtımı açısından en yüksek değerler gösteren malzemeler, ay çekirdeği kabuğu katkılı epoksi levha, çam kozalağı katkılı üre-formaldehit levha ve fındık kabuğu katkılı epoksi levhadır. Üretim süreçleri incelendiğinde, yonga levha tipi bir üretim modelinin bu malzemeler için uygulanabilir olduğu görülmüştür. Yapılan analiz sonucunda, malzemelerin üretim yöntemlerinin endüstriyel üretim için standardize edildiği takdirde Türkiye’deki mevcut yonga levha üretim tesislerinde yıllık bitkisel atık esaslı ısı yalıtım malzemesi üretiminin Türkiye’nin ihtiyacının %3’ünü karşılayabileceği tespit edilmiştir. Ancak teknik fizibilite ile beraber beraber finansal fizibilite analizlerinin de yapılarak üretim tesislerinin altyapılarının bitkisel atık esaslı ısı yalıtım malzemelerine uygunluğunun sınanması gerekmektedir.

Keywords

• Bitkisel atık
• ısı yalıtımı
• endüstriyel üretim.

Ethical Statement

Makalede ulusal ve uluslararası araştırma ve yayın etiğine uyulmuştur. Çalışmada etik kurul izni gerekmemiştir.

Investigation of Industrial Scale Thermal Insulation Material Production From Vegetable Wastes in Türkiye

Abstract

This study aims to evaluate the applicability of thermal insulation materials produced from plant wastes in Türkiye on an industrial scale. According to the data obtained from the literature, the materials showing the highest values in terms of thermal insulation are epoxy board with sunflower seed shell additive, urea-formaldehyde board with pine cone additive and epoxy board with hazelnut shell additive. When the production processes were analysed, it was seen that a particle board type production model was applicable for these materials. As a result of the analysis, it was determined that if the production methods of the materials are standardised for industrial production, the annual production of plant waste-based thermal insulation materials in the existing particleboard production facilities in Türkiye can meet 3% of Türkiye's need. However, along with technical feasibility, financial feasibility analyses should also be carried out to confirm the suitability of the infrastructure of the production facilities for vegetable waste based thermal insulation materials.

Keywords

• Vegetable waste
• thermal insulation
• industrial production.

References

1. Akbaş, S., Güleç, T., Tufan, M., Taşcıoğlu, C. & Peker, H. (2013). Fındık kabuklarının polipropilen esaslı polimer kompozit üretiminde değerlendirilmesi. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 14(1), 50–56.
2. Akbulut, T. & Ayrılmış, N. (2024). Yongalevha Endüstrisi. İstanbul Üniversitesi–Cerrahpaşa Yayınevi. https://doi.org/10.5152/4500
3. Altuncı, Y. T. & Öcal, C. (2021). Pamuk küspesinin sıva harcı içerisinde agrega olarak kullanılabilirliğinin araştırılması. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 25(3), 558–563. https://doi.org/10.19113/sdufenbed.880877
4. Argunhan, Z. (2017). Yapı elemanlarında kullanılan atık lastiklerin ısıl performansının incelenmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 8, 621–630.
5. Aslan, F. B., Murtezaoğlu, K. & Melikoğlu, M. (2024). Türkiye için hayvansal atık yağlarından biyodizel üretiminin tekno-ekonomik analizi ve çevresel etkilerinin hesaplanması. Gazi Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 39(4), 2077–2090. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.1265052
6. Bahşude, E. & Avşaroğlu, G. (2023). Yalıtım Malzemelerinin Üretiminde Yapay Lif Yerine Tavuk Tüyü ve Pamuk Atıklarının Kullanılması. In Y. Boztoprak (Ed.), Farklı Mühendislik Yaklaşımlarıyla Kompozit Malzemeler -I. https://doi.org/10.58830/ozgur.pub131.c643
7. Binici, H. & Aksoğan, O. (2016a). Eco-friendly insulation material production with waste olive seeds, ground PVC and wood chips. Journal of Building Engineering, 5, 260–266. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2016.01.008
8. Binici, H. & Aksoğan, O. (2016b). Insulation material production from onion skin and peanut shell fibres, fly ash, pumice, perlite, barite, cement and gypsum. Materials Today Communications, 10, 14–24. https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2016.09.004

9. Binici, H., Küçükönder, A., Sevinç, A. H., Eken, M. & Tüfenk, N. (2013). Atık kâğıt ve mukavvaların yalıtım malzemesi ve radyasyon tutucu materyal olarak üretiminde kullanılması. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 28(1), 21–30.
10. Binici, H., Sevinç, A. H., Eken, M. & Demirhan, C. (2014a). Mısır koçanı katkılı ısı yalıtım malzemesi üretimi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 29(2), 13–26. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.242831
11. Binici, H., Eken, M., Dolaz, M., Aksoğan, O. & Kara, M. (2014b). An environmentally friendly thermal insulation material from sunflower stalk, textile waste and stubble fibres. Construction and Building Materials, 51, 24–33. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.10.038
12. Binici, H., Aksoğan, O. & Demirhan, C. (2015a). Mechanical, thermal and acoustical characterizations of an insulation composite made of bio-based materials. Sustainable Cities and Society, 20, 17–26. https://doi.org/10.1016/j.scs.2015.09.004
13. Binici, H., Sevinç, A. H., Eken, M. & Efe, V. (2015b). Atık gazete kağıdından yalıtım malzemesi üretimi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 30(2), 13–24. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.242772
14. Binici, H., Gemci, R., Küçükönder, A. & Solak, H. H. (2016). Pamuk atığı, uçucu kül ve barit ile üretilen sunta panellerin ısı, ses ve radyasyon geçirgenliği özellikleri. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 8(1), 16–25.
15. Binici, H., Aksoğan, O. & Resatoglu, R. (2019). New generation and environment friendly bio based thermal ınsulation materials. Indian Journal of Engineering, 16, 122–134.
16. Çelik, Ç. (2003). Yerfıstığı Kabuğunun Agrega Olarak Kullanım Olanaklarının Araştırılması [Doktora Tezi]. İstanbul Teknik Üniversitesi.
17. Ceviz, A. (2008). Atık Odun Talaşı Kullanılarak Isı Yalıtımlı Dış Cephe Kaplama Elemanının Geliştirilmesi [Yüksek Lisans Tezi]. Selçuk Üniversitesi.
18. Demir, I. (2005). An investigation on the production of construction brick with processed waste tea. Building and Environment, 41(9), 1274–1278. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2005.05.004
19. Demir, İ. (2019). Bazı Selülozik Esaslı Sekonder Lifsel Hammaddeler Katılarak Üretilmiş Alçı Esaslı Kompozitlerin Teknolojik Özelliklerinin Araştırılması [Yüksek Lisans Tezi]. Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi.
20. Demir, İ. & Elmalı, M. (2020). Organik atıkların yapı malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 8(4), 1303–1311. https://doi.org/10.21923/jesd.781554
21. Efe, F. T. (2011). Ayçiçeği Bitkisi (Helianthus Annuus L.) Saplarının İzolasyon Levha Üretiminde Kullanılabilirliğinin Araştırılması [Doktora Tezi]. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi.
22. Filiz, M., Usta, P. & Şahin, H. T. (2011). Melamin, üre formaldehit tutkalı, kızılçam ve çay atıkları ile elde edilen yonga levhanın bazı teknik özelliklerinin değerlendirilmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 15–1(Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi,), 88–93.
23. Gül, V., Öztürk, E. & Polat, T. (2017). Yağlık ayçiçeği tanelerinin bazı karakteristik özelliklerinin belirlenmesi. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 48(2), 81–85.
24. Haberal, E. D. (2023). Using Biomaterials In Architectural Design: Exploring The Upcycling Potential Of Nutshells To Be Used As An Elastomer Material In Floating Floor System [Yüksek Lisans Tezi]. Başkent Üniversitesi.
25. İZODER. (2023). Isı, su, ses ve yangın. Yalıtım Dergisi. Kasım 2023. İZODERGİ, 154, 46.
26. Kaynak, B. (2022). Kenevir Bitkisi Atıklarının Isı Yalıtım Malzemesi Olarak Kullanılabilirliğinin İncelenmesi [Doktora Tezi]. Konya Teknik Üniversitesi.
27. Kıvrak, F. (2022). Ticari Kahve Atıklarının Yalıtım Malzemesi İçerisinde Değerlendirilebilirliğinin İncelenmesi [Yüksek Lisans Tezi]. Konya Teknik Üniversitesi.
28. Koç, V., Sancar, İ., Baran, M. F. & Taştan, M. A. (2015). Kayısı çekirdeği kabukları kullanılarak yalıtım amaçlı kompozit malzeme üretilmesi. Tarım Makinaları Bilimi Dergisi (Journal of Agricultural Machinery Science), 11(4), 309–314.
29. Kurnaz, M. & Oktay, B. M. (2017). Ekolojik malzemeler kullanılarak üretilen ısı yalıtım levhalarının özelliklerinin incelenmesi. International Journal of Multidisciplinary Studies and Innovative Technologies, (IJMSIT), c. 1, sy. 1, ss. 15–17, 2017.
30. Özocak, M. (2021). Fındık Kabuğu Külünün Puzolan Malzeme Olarak Kullanılması ile Üretilen Betonun Tarımsal Yapılarda Kullanılabilirliğinin Araştırılması [Doktora Tezi]. Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi.
31. Rabbat, C., Awad, S., Villot, A., Rollet, D. & Andrès, Y. (2021). Sustainability of biomass-based insulation materials in buildings: Current status in France, end-of-life projections and energy recovery potentials. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 156, 111962. https://doi.org/10.1016/j.rser.2021.111962
32. Şahin, F. & Kaymakcı, A. (2024). Evaluation of the mechanical and physical properties of particleboards manufactured from rice husk. Artvin Çoruh Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 25(1), 81–85. https://doi.org/10.17474/artvinofd.1356256
33. Taştan, M. A. (2015). Fındık, Fıstık ve Kayısı Çekirdeği Kabuklarından Üretilecek Kompozit Malzemelerin Mekanik Özelliklerinin İncelemesi [Yüksek Lisans Tezi]. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi.
34. T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Enerji İşleri Genel Müdürlüğü (2024). Biyokütle Enerji Potansiyeli Atlası. T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Enerji İşleri Genel Müdürlüğü. Erişim Tarihi 16 Aralık 2024, https://bepa.enerji.gov.tr/
35. T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Orman Genel Müdürlüğü. (t.y.). Fıstık Çamı Hasadı Orman Köylüsünün Yüzünü Güldürüyor. T.C Tarım Ve Orman Bakanlığı Orman Genel Müdürlüğü. Erişim Tarihi 22 Aralık, 2024, https://www.ogm.gov.tr/tr/haberler/fistik-cami-hasadi-orman-koylusunun-yuzunu-gulduruyor
36. T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı, Fındık Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü. (t.y.). Fındık Hasat ve Harman Sonrası İşlemler. T.C. Tarım Ve Orman Bakanlığı Fındık Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü. Erişim Tarihi 22 Aralık 2024, https://arastirma.tarimorman.gov.tr/findik/Sayfalar/Detay.aspx?SayfaId=34
37. Temiz, H. & Olgar, K. (2017). Doğal ve yapay liflerden üretilen panellerin yalıtım özelliklerinin araştırılması. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, 7(2), 608–618.
38. Toprak Mahsülleri Ofisi (TMO). (t.y.). Toprak Mahsülleri Ofisi Hububat Alım Tablolar. Access date: 22 Aralık 2024, from https://www.tmo.gov.tr/bilgi-merkezi/tablolar
39. Türk, M. S., Sevinç, A. H., Durgun, M. Y. & Uras, Y. (2022). Farklı tane boyutuna sahip öğütülmüş atık mısır koçanının alçı esaslı kompozitlerde değerlendirilmesi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 25(4), 681–690. https://doi.org/10.17780/ksujes.1152749
40. Türk Standardları Enstitüsü (TSE). (2008). TS EN 309: Yonga levhalar - Tanımlar ve sınıflandırma. Türk Standartları Enstitüsü. https://www.tse.org.tr/standard/
41. Üçgül, İ. & Turak, B. (2015). Tekstil katı atıklarının geri dönüşümü ve yalıtım malzemesi olarak değerlendirilmesi. Academic Platform Journal of Engineering and Smart Systems, 3(3), 39–48. https://doi.org/10.5505/apjes.2015.72691
42. Ünlü, A., Arslan, Z. F., Arslan, R. & Ceylan, F. (2023). Ülkesel ve bölgesel ölçekte Türkiye’nin bitkisel atık miktarları. Düzce Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 1–1, 26–37.
43. Yağanoğlu, A. V. (1994). Tarımsal yapılarda kullanılan bazı ısı yalıtım malzemelerinin ısıl iletkenliklerinin belirlenmesi üzerine bir araştırma. Atatürk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 25(3), 291-310.
44. Yaman, K. (2012). Bitkisel atıkların değerlendirilmesi ve ekonomik önemi. Kastamonu Üni., Orman Fakültesi Dergisi, 12(2), 339–348.
45. Yaşar, M. & Altunok, M. (2023). Orman ve tarım atıklarından sürdürülebilir bitkisel lifli düşük yoğunluklu kompozit izolasyon levhası üretimi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 35(2), 699–712. https://doi.org/10.35234/fumbd.1318101
46. YOMSAD. (t.y.). Türkiye Çapındaki MDF Yongalevha Üretim Tesisleri. MDF Ve Yongalevha Sanayicileri Derneği. Erişim Tarihi 22 Aralık 2024, http://yomsad.org.tr/tesislerimiz/
47. Yüksek, İ. & Atalan, Ö. (2021). Yapıda sürdürülebilir malzeme kullanımına bir örnek: Bitkisel yapı malzemeleri. Konuttan Kente Mimarı Araştırmalar, 85–97.