Tetra pak bileşenlerinin geri kazanımı için endüstriyel proses tasarımı
Industrial process design for recycling compounds of the tetra pak
Yazar: GÖZDE GİZEM ŞAHİN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA KARABOYACI
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, bugün dünyada oldukça yaygın olarak kullanılan ancak geri dönüşümü açısından önemli eksiklikleri bulunan, tetra pak olarak bilinen kâğıt-karton ağırlıklı kompozit ambalajlar ile çalışılmıştır. Tez çalışması atık tetra pak kartonların bileşimindeki maddelerin (kâğıt, alüminyum ve polietilen) ayrı ayrı geri kazanımına odaklanmaktadır. 

İlk çalışmalarda solventler kullanılmış, PE'in solvent içinde çözünmesi araştırılmış ardından Al ve kâğıt karışımındaki kâğıt sulu hamurlaştırma ile alınmıştır. PE çözünmesindeki en üstün verim trikloretilen, ksilen, toluen, benzen, benzen:trikloretilen (50:50, h/h), trikloretilen:su (50:50, h/h) ve trikloretilen:su (30/70, h/h) kullanılarak elde edilmiştir. Kullanılan solventlerin kaynama noktaları altındaki sıcaklıklarda da çalışılmış fakat üstün verim elde edilememiştir. Trikloretilen, ksilen ve toluen'in kaynama noktalarında çalışıldığında PE'in 4 dk. kadar kısa sürede çözündüğü saptanmış, sıcaklığın ayırma işleminde önemli bir rol oynadığı gözlenmiştir. 

Bununla birlikte Al ve kâğıt karışımındaki kâğıdın sulu hamurlaştırma işlemiyle kolaylıkla alındığı, geri kalan Al'un geri kazanıldığı, asetik asit çözeltisi kullanıldığında ise kâğıt hamurlaşma süresinin kısaldığı gözlenmiştir. Kâğıt hamurlaşması için 1 M asetik asit çözeltisi kullanımının su kullanımına oranla bekleme süresini % 47 azalttığı, 5 M asetik asit çözeltisi kullanımının ise su kullanımına oranla bekleme süresini % 80 azalttığı tespit edilmiştir. 

Elde edilen PE'in yapısı ve saflığı FTIR ve DSC analizleri yapılarak incelenmiştir.

Abstract:
In this thesis, paper and cardboard-weighted composite packages, also known as tetra pak, are used which are widely used in the world today but have important deficiencies in terms of recycling. This work focuses on the separate recovery of the materials (paper, aluminum, and polyethylene) in the composition of waste tetra pak cartons.

In the first studies, some solvents were used. The dissolution of PE in the solvent was investigated, and then the paper in the Al and paper mixture was removed by hydropulping. The best yield in PE dissolution was achieved using trichlorethylene, xylene, toluene, benzene, benzene:trichlorethylene (50:50, v/v), trichlorethylene:water (50:50, v/v) and trichlorethylene:water (30:70, v/v). There has been more study happened with solvents used, with using temperatures below the boiling point but no superior efficiency was achieved. It was observed that, when worked at the boiling points of trichlorethylene, xylene, and toluene, the dissolution happens 4 minutes earlier, and the temperature plays an important role in the separation process.

However, it was observed that, when used hydropulping, the papers were easily recovered,  also the rest of the Al was recovered, and when the acetic acid solution was used, the paper pulping time was shortened. It was determined that the use of 1 M acetic acid solution reduced the waiting time by 47% compared to the water use and that the use of 5 M acetic acid solution decreased the waiting time by 80% compared to the water use.

The structure and purity of the obtained polyethylene were examined by FTIR and DSC analysis.