Şeker üretimi pres filtre keki (pkf) atıkları için sürdürülebilir döngüsel ekonomi çözümleri
Sustainable circular economy solutions for sugar production press filter cake (pkf) waste
- Tez No: 1000744
- Danışmanlar: PROF. DR. ESRA YEL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Çevre Mühendisliği, Environmental Engineering
- Anahtar Kelimeler: Döngüsel ekonomi, Endüstriyel simbiyoz, Kalsit, Plastik kompozitler, Circular economy, Industrial symbiosis, Calcite, Plastic composites
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Konya Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, şeker endüstrisi kaynaklı pres filtre keki (PKF) atığı ile PP ve YYPE türü atık plastiklerin birlikte değerlendirilmesi esas alınarak, döngüsel ekonomi yaklaşımına doğrudan katkı sağlayan yenilikçi kompozit malzemeler geliştirilmiştir. PKF atığı, genellikle yüksek bertaraf maliyetleri ve çevresel yük oluşturan bir proses atığı olup, bu çalışmada stearik asit (SA) ile yüzey modifikasyonu yapılarak (PKF-S) plastik sektöründe yaygın olarak kullanılan ticari kaplı kalsit (TKK) dolgulu plastik kompozitlere alternatif bir dolgu malzemesine dönüştürülmüştür. Böylece hem endüstriyel bir mineral dolgunun hem de bir endüstriyel atığın birlikte ele alındığı kapalı çevrimli bir üretim yaklaşımı ortaya konulmuştur. PKF-S dolguları aktivasyon oranı, FTIR, XRD, bulanıklık, zeta potansiyeli, BET, SEM ve TGA analizleri ile karakterize edilmiş; elde edilen bu dolgular, ticari ve atık bazlı plastik matrislerde (TYYPE, TPP, AYYPE ve APP) %80–20 ve %50–50 dolgu oranlarında kompozit üretiminde kullanılmıştır. Bu yaklaşım ile hem dolgu hem de polimer fazında atık kaynaklı hammaddelerin eş zamanlı kullanımı sağlanarak, plastik üretiminde hammadde bağımlılığını ve karbon ayak izini azaltma potansiyeli olan çözüm sunulmuştur. Kompozit performansları yoğunluk, MFR, Vicat yumuşama sıcaklığı, TGA/DTG, SEM ve sertlik analizleri ile değerlendirilmiştir. Sonuçlar, %80–20 ve %50–50 oranlarında üretilen %1 PKF-S/TYYPE, %1 PKF-S/TPP, %1 PKF-S/AYYPE ve %1 PKF-S/APP kompozitlerinin, plastik sektöründe kullanılan TKK/TYYPE ve TKK/TPP dolgulu kompozitleri teknik olarak karşıladığını göstermiştir. %1,5 PKF-S içeren kompozitlerde bazı mekanik ve ısıl özelliklerde artış da gözlenmiş olup mikro yapısal bulgular, proses verimliliği ve SA tüketimi birlikte değerlendirildiğinde %1 PKF-S kaplama oranının performans–maliyet dengesi açısından daha uygun olduğu belirlenmiştir. Bu çalışma, iki farklı atığın (PKF ve atık plastik) simbiyotik değerlendirilmesiyle, bertaraf edilmesi gereken düşük katma değerli malzemelerin, plastik sektöründe doğrudan kullanılabilir, ekonomik ve teknik olarak yeterli yeni bir kompozit ürüne dönüştürülebileceğini ortaya koymaktadır. Geliştirilen PKF-S/TYYPE, PKF-S/TPP, PKF-S/AYYPE, PKF-S/APP kompozitler, yalnızca TKK/TYYPE ve TKK/TPP kompozitlere alternatif oluşturmakla kalmayıp, aynı zamanda döngüsel ekonomi ilkeleri doğrultusunda kaynak verimliliğini artıran, atık oluşumunu azaltan ve sürdürülebilir malzeme geliştirme yaklaşımlarına güçlü bir örnek sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, innovative composite materials directly contributing to the circular economy approach were developed based on the simultaneous utilization of sugar industry-derived press filter cake (PKF) waste and PP and HDPE-type waste plastics. PKF waste, a process waste that generally creates high disposal costs and environmental burden, was transformed into an alternative filler material to commonly used commercial surface-treated calcium carbonate (CCC)-filled plastic composites in the plastics sector by surface modification with stearic acid (SA) (PKF-S). In this way, a closed-loop production approach was established in which both an industrial mineral filler and an industrial waste were evaluated together. PKF-S fillers were characterized in terms of activation ratio using FTIR, XRD, turbidity, zeta potential, BET, SEM, and TGA analyses. The obtained fillers were then used in composite production with commercial and waste-based plastic matrices (CHDPE, CPP, WHDPE, and WPP) at filler ratios of 80–20 and 50–50. This approach provides a solution with the potential to reduce raw material dependency and carbon footprint in plastic composite production by enabling the simultaneous use of waste-derived raw materials in both the filler and polymer phases. Composite performances were evaluated by density, melt flow rate (MFR), Vicat softening temperature, TGA/DTG, SEM, and hardness analyses. The results demonstrated that the composites produced at 80–20 and 50–50 ratios, namely 1% PKF-S/CHDPE, 1% PKF-S/CPP, 1% PKF-S/WHDPE, and 1% PKF-S/WPP, technically meet the performance of CCC/CHDPE and CCC/CPP-filled composites used in the plastic industry. Some improvements in mechanical and thermal properties were observed in composites containing 1.5% PKF-S filler; however, the combined evaluation of microstructural findings, process efficiency, and SA consumption indicated that the 1% PKF-S coating provides a more favorable performance–cost balance. This study demonstrates that, through the symbiotic evaluation of two different wastes (PKF and waste plastics), low-value-added materials destined for disposal can be transformed into a new, economically viable and technically feasible composite product directly usable in the industry. The developed PKF-S/CHDPE, PKF-S/CPP, PKF-S/WHDPE, and PKF-S/WPP composites not only serve as alternatives to CCC/CHDPE and CCC/CPP composites, but also provide a strong example of sustainable material development by enhancing resource efficiency, reducing waste generation, and acting in line with circular economy principles.
Benzer Tezler
- Assessment of sugar industry solid waste in the production of calcium alumina silicate based ceramics
Şeker endüstrisi katı atığının kalsiyum alümina silikat esaslı seramiklerin üretiminde değerlendirilmesi
VACİDE SELİN KAYA
Doktora
İngilizce
2021
Seramik Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜCAHİT SÜTÇÜ
- Konya şeker fabrikası atık kireç çamuru (PKF)'nin geoteknik mühendisliğinde kullanımının araştırılması
Investigation of the use of geotechnical engineering of the Konya sugar factory PKF waste sludge
MUSTAFA ALARYAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiKonya Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA YILDIZ
- Şeker üretim sürecinde açığa çıkan pres filtre atığının geopolimer harç üretiminde kullanılması
The utilization of press filter waste revealed in sugar production process for geopolymer mortar production
TAYLAN SOFUOĞLU
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLKER BEKİR TOPÇU
- Şeker üretim endüstrisinde çevre sorunlarının çözümüne yönelik modern yaklaşımların belirlenmesi
Determining modern approaches for solution of environmental problems in sugar production industry
TALİP TURNA
Yüksek Lisans
Türkçe
2010
Çevre MühendisliğiErciyes ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM PEKER
- Baryum magnezyum tantalat seramiklerinin dielektrik özelliklerine nadir toprak elementlerinin etkileri
The effects of rare earth elements on dielectric properties of barium magnesium tantalate ceramics
BERHAN ŞENER
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ NURİ SOLAK