Fausto Belotti, ABB Hareket Kauçuk ve Plastik Segment Müdürü 

Çin'in 2018 yılında plastik atık ithalatını aniden durdurması, şirketlerin araştırma ve geliştirmeye kaynak ayırmasıyla bir dönüm noktası yarattı. Amaç ne mi? Plastik malzemeler için daha döngüsel bir yaşam döngüsü oluşturmak…

Buna karşın daha sürdürülebilir plastik üretimine doğru yol almak zorluklar da getiriyor. Örneğin, geleneksel mekanik geri dönüşüm hâlâ hakim olsa da, hem geri dönüşüm oranını hem de geri kazanılan malzemelerin kalitesini artırmak için aktif bir çaba gerekiyor. Yenilikçi bir değişimle birçok üretici artık atıkları azaltmak için hurda azaltıcı ekipmanların yanı sıra yenilenebilir malzemelerden elde edilen geri dönüştürülmüş biyoplastikleri kullanıyor. İleriye dönük bakıldığında kimyasal geri dönüşüm, kullanılmış plastikleri orijinal moleküler bileşimlerine geri döndürme imkanı sunuyor.

Plastik endüstrisi giderek yeniden şekillenirken değişken hızlı sürücüler (VSD'ler) - değişken frekanslı sürücüler (VFD'ler) veya sadece sürücüler olarak da bilinir - elektrik motorları ve programlanabilir mantıksal denetleyiciler (PLC'ler) ile birlikte muhtemelen vazgeçilmez hale gelecektir. Ekstrüzyon hatları; düz boya döküm makineleri, üfleme kalıplama makineleri ve üflemeli film hatları gibi çeşitli süreçler için kritik öneme sahiptirler ve sektördeki sürdürülebilirlik çabalarını desteklerler. Ancak sürücüleri daha yakından incelemeden önce, plastiklerin geri dönüştürülmesinin çevresel etkilerine bakalım…

Plastik geri dönüşümünü etkileyen çelişki
Yüzyıllardır geri dönüştürülen bir malzeme olan camın aksine geçen yüzyılın ürünü olan plastik, yaşam döngüsü yönetiminde henüz olgunluğa ulaşamadı ve dünyayı büyük bir plastik atık sorunuyla karşı karşıya bıraktı. İstatistikler kasvetli bir tablo çiziyor; BM Çevre Programı, yılda 280 milyon tondan fazla kısa ömürlü plastik ürünün israf edildiğini, 20 milyon tonunun ise okyanuslara karışarak felaket sonuçlar doğurduğunu bildiriyor. Bu krizin ardından dünyanın dört bir yanında geri dönüşüm tesisleri kuruldu ve atık azaltmada önemli bir adım atıldı.

Imperial College London, plastiklerin geri dönüştürülmesinin yeni plastik üretmeye kıyasla karbon emisyonlarının yüzde 30'undan fazlasını azalttığını bildirdi. Bu, nihayetinde üretim için ham maddelerin çıkarılması sırasında gerçekleşen sera gazı salınımının önlenmesine bağlıdır. Ancak, küresel bir iklim acil durumunun ortasında olduğumuz şu dönemde, şu anda yapıldığı şekliyle geri dönüşüm yeterli olmayabilir. Çünkü geri dönüşümün ve biyoplastik üretiminin ardındaki endüstriyel süreçler, özellikle enerji tüketimi yoluyla çevreye zarar verebilir. Dolayısıyla, gerçek anlamda döngüsel bir yaşam döngüsü geliştirmek, gerçek anlamda enerji verimliliği sağlayan teknolojilere ve süreçlere yatırım yapmayı gerektirir.

Döngüsel bir norm belirleme: Sürücülerin, motorların ve PLC'lerin rolü

Bir çözüm: Sürücüler, motorlar ve PLC'lerin birlikte çalışması, plastik üretiminde enerji verimliliğini, güvenilirliği ve genel performansı önemli ölçüde artırabilir, döngüsel bir yaşam döngüsü oluşturabilir ve sahip olma maliyetlerini azaltabilir. Endüstriyel motorların, elektrik enerjisini, makinelerin çalışması için hayati önem taşıyan mekanik harekete dönüştürdüğünü biliyoruz. Eşzamanlı relüktans (SynRM) teknolojisini kullanan çağdaş motorlar, enerji verimliliği, üstün performans ve güvenilirlik sunar ve hem sabit hem de ikinci dereceden tork ile çeşitli plastik üretim uygulamaları için uygundur. Motorların değişken hızlı sürücülerle eşleştirilmesi, işlevlerini artırır.

Doğrudan çevrimiçi motorlar yalnızca ikili biçimde çalışabilirler; yani tamamen açık veya kapalı olabilirler ve ihtiyaçtan bağımsız olarak sabit bir hızla sınırlıdırlar. Bunun tam tersine, motorları ACS580 gibi standart sürücülerle eşleştirmek, hız ve tork üzerinde hassas kontrol sağlar. Bu hassasiyet enerji tüketimini ve buna bağlı CO2 emisyonlarını azaltarak önemli maliyet tasarrufları sağlamaktadır.

Çeşitli endüstriyel süreçleri otomatikleştirmek üzere programlanmış dijital bir bilgisayar olan AC500 gibi PLC'lerin dahil edilmesi, üretkenliği daha da artırır ve maliyetleri daha da düşürür. Aslında, motor tahrik düzeneğinde sensörlerin kullanılması, üretimdeki verimsizlikleri tespit edip düzeltmek için verilerin toplanmasını ve analiz edilmesini sağlar. Bu, sürekli gelişme ve iyileştirmeye olanak tanır, üretkenliği daha da artırır ve işletmeleri tam döngüselliğe ulaşmaya bir adım daha yaklaştırır. Bu teknolojiler ister düz boya döküm makinelerinde ister üflemeli film hatlarında veya enjeksiyon kalıplamada uygulansın, plastik üretiminde sürdürülebilirliği sağlamak için çok önemlidir; özellikle de ekstrüzyon gibi işlemlere uygulandığında.

Plastiklerin geri dönüşümü: Ekstrüzyon işlemi
Tüm plastik ve biyoplastik üretiminin kalbi olan ekstrüzyon, ekstrüderin hızının ve torkunun titizlikle kontrol edilmesini gerektirir. Geri dönüştürülmüş malzemelerin işlenmesi, polimerlerin karışımı nedeniyle işlenmemiş malzemelerden önemli ölçüde farklıdır; bu da hassas sıcaklık düzenlemesinin gerekliliğini vurgular ve motorların, sürücülerin ve PLC'lerin rolünün altını çizer. Geri dönüştürülmüş plastikler genellikle farklı polimerlerden oluşur ve her biri farklı viskozite seviyelerine sahiptir, çünkü daha önce kullanılmışlardır ve bozulmuş olabilirler. Bu nedenle ekstrüderin sıcaklığını yönetmek kritik öneme sahiptir ve bu noktada motorlar, sürücüler ve PLC'ler önemli rol oynar.

Ekstrüderin hızını ve torkunu hassas bir şekilde kontrol edebilmeleri ve vidanın sıcaklığını doğru bir şekilde yönetebilmeleri gerekir. Geri dönüştürülmüş plastiklerin eşsiz yapısı böyle bir kontrolü gerekli kılıyor; plastiğin şekillendirilmesi veya kalıplanması sürecinin tamamı boyunca sabit bir sıcaklığın korunması gerekiyor. Bu sayede geri dönüştürülmüş plastiğin aşırı ısınması veya yeterince erimemesi ihtimali ortadan kalkıyor. Geri dönüştürülmüş plastiğin değişen özellikleri göz önüne alındığında motorlar ve sürücüler için bir diğer önemli özellik de uyarlanabilirliktir.

PLC'lerin yardımıyla bu bileşenler, ekstrüderin torkunu ve hızını her partinin benzersiz gereksinimlerine uyacak şekilde gerçek zamanlı olarak akıllıca uyarlayabilir, böylece birinci sınıf geri dönüştürülmüş ürünlerin sürekli olarak yaratılmasını ve en yüksek üretkenlik seviyelerinin korunmasını sağlar. Bu şekilde motorlar, sürücüler ve PLC'ler geri dönüşüm prosedürünü basitleştirmenin ötesine geçerek, atıkları azaltarak ve plastik üretiminde ham maddelerin yeniden kullanımını destekleyerek aktif bir biçimde döngüselliği teşvik ediyor.

VSD'ler, motorlar ve PLC'ler ile performansın artırılması
Plastik borular için güvenilir ekstrüzyon ekipmanlarıyla tanınan Türk üreticisi Sarem Makina, yüksek düzeyde makine güvenilirliğine ve çalışma süresine ihtiyaç duyar. Ekstrüzyon prosesinin en kritik bileşenleri tork ve sıcaklık kontrolüdür; bu unsurların kötü yönetilmesi boru kalitesinin düşmesine neden olur. Sarem Makina, hassasiyeti güvence altına almak için makinelerine ABB alçak gerilim sürücülerini entegre etti.

Şirket artık ekipmanlarına PLC'ler, motorlar, kontrol panelleri ve düşük voltajlı ürünler dahil olmak üzere giderek artan sayıda ABB bileşeni entegre ederek makinelerinin performansını ince bir şekilde ayarlayarak verimliliğini artırıyor, böylece plastik üretimini döngüsel yaşam döngüsüne daha da yaklaştırıyor.

Sürdürülebilirliği plastik üretimine dahil etmek
Daha sürdürülebilir plastik üretimine doğru atılan adımlar, mekanik geri dönüşüm ve sıfır atık makinelerindeki son gelişmelerden, bitkisel kaynaklardan geliştirilen biyoplastiklere ve kimyasal geri dönüşüm tekniklerine kadar her geçen gün daha da büyüyor. Bu gelişmeler tek kullanımlık plastik bağımlılığını azaltma ve çevre kirliliğini önleme yolunda büyük bir adım olsa da, sektörde kullanılan süreçlerin çevre üzerinde derin etkileri olabilir.

Bu olumsuz etkilere karşı koymak için plastik sektöründeki üreticilerin operasyonlarını daha verimli hale getirmeye odaklanmaları hayati önem taşıyor. Ancak o zaman plastik gerçek anlamda sürdürülebilir bir yaşam döngüsüne sahip olabilir.