MAKALELER / BİTKİSEL HİDROLİK YAĞLAR...BİTKİ ESASLI HİDROLİK YAĞLARIN ÖZELLİKLERİ..
Petrol esaslı hidrolik sıvılar, iş makinaları, traktörler, orman makinaları, nakliye araçları ile makina ve kimya endüstrisinde çok kullanılırlar. Çevreye zarar vermeden toprakta çözünebilen ve eko-zehirlilik içermeyen bitki esaslı hidrolik sıvıların kullanım alanları da her geçen gün artmaktadır. Mükemmel tribolojik özellik gösteren, yüksek parlama noktaları ve yüksek viskozite indeksine sahip bitkisel yağlar, mineral yağlara göre buharlaşmayı %20 azaltmaktadır. Su kirletme özellikleri oldukça düşüktür[1].Bunların yanı sıra, oksidasyona ve yüksek sıcaklığa karşı düşük dirençli olup, düşük sıcaklıklarda akıcılıkları oldukça düşüktür. Bu özellikleri iyileştirmek için oksidasyon inhibütörleri ve düşük akma noktalı depresan kullanımı gibi farklı katkı maddelerinden yararlanılmaktadır. Anahtar kelimeler: Bitki esaslı hidrolik sıvılar, yağ bitkileri, aşınma testleri, oksidasyon, sentetik esterler.
Giriş
Avrupa’da 20 yıl önce kullanılmaya başlayan bitkisel esaslı yağların birkaç yıl içindeki kullanım oranı, uzmanlara göre %18’lere ulaşacaktır. Tüm bunlar dikkate alınarak, Avrupa’da birçok ülkede metal işleme ve endüstriyel yağlayıcılarda, greslerde ve hidrolik sıvılarda bitkisel sıvılar başarıyla kullanılmaktadır. Tüm dünya ülkelerinde yılda 41,8 milyon m3 yağlayıcı kullanılmaktadır. Birkaç yıl içinde bu değerin %2 artması beklenmektedir. Dünya pazarındaki kullanımda motor yağları %48; üretimde kullanılan yağlar %15,3; hidrolik sıvılar %10,2 ve diğerleri %26,5 mertebesindedir. Kıtalar arası dağılım ise Asya/Pasifik %36,7, Kuzey Amerika %28, Batı Avrupa %12,5 ve diğer ülkeler %22,8 şeklindedir[1-4,7].
Petrol kaynaklarındaki sınırlamalar ve petrol ürünlerinin çevreye verdikleri zararlardan dolayı, petrol esaslı yağlayıcılar, yağlar ve yakıtların yerine yenilebilir ve çevreye zarar vermeden çözünebilen ürünlerin kullanımına yönelik oldukça ciddi çalışmalar yapılmaktadır. Yeşil yağlayıcı diye adlandırılan bu ürünlerin özellikleri, çevresel yararlar ve risk analizleriyle birleştirildiğinde bitki esaslı yağlar ortaya çıkmıştır[2-6]. Almanya’ da 1998 yılında kullanılan %2,5’u bitki esaslı olan yaklaşık 1.000.000 ton yağlayıcının 150.000 tonu hidrolik sıvı olarak, bununda 100.000 tonu sabit, 50.000 tonu ise mobil sistemlerde değerlendirilmiştir [8-10]. Alman Federal Çevre Kurumu, çevrede çözünebilen hidrolik sıvı ürünlerinin kullanımını artırmak amacıyla ödüllendirmeler yapmış olmasına rağmen, petrol esaslı hidrolik sıvı kullanımı bütün hızıyla devam etmektedir. Avrupa pazarında yaklaşık 4,5 ton yağ kullanılırken bunun 350.000 tonunun bitki esaslı sıvı şeklindedir [10,11]. Petrol esaslı hidrolik sıvıların denizdeki canlıları öldürdüğü ve toprağı kirlettiği de bilinmektedir. Bu nedenle, çevreye zarar vermeyen hidrolik sıvılar kullanılarak, söz konusu olumsuzluklardan kaçınmak mümkündür. Çevreyle emniyetli sıvı denildiği zaman ilk akla gelen, atmosferle temasının 28 günlük sürecinde % 80’i parçalanabilen hidrolik sıvıdır. Çevreyle temas halinde bitkilere, deniz canlılarına, hayvanlara ve insanlara zarar vermemeleri için bu sıvıların zehirsiz olmaları gerekmektedir. Yenilebilir çevrede çözünebilen bitki esaslı hidrolik sıvılar, çevresel ihtiyaçları karşılamakta ve petrol esaslı hidrolik sıvılardan istenen özellikleri de sağlamaktadırlar. Hidrolik sıvı olarak kullanılacak bitki esaslı yağların özellikleri çok önemlidir.
Yağların içerdiği trigliseridlerdeki gliserinin poliolllerle değiştirilmesi, bu özelliklerin geliştirilmelerinde kullanılan bir yöntemdir. Bu değişimle, mükemmel ısıl stabilite, toprakta çözünürlük, yüksek viskozite ve iyi kesme stabilitesi sağlanabilir. Toprakta çözünürlüğe sahip sıvıların dünya piyasasında ilk uygulandığı kıta Avrupa’dır. Avrupa’ da çevre ile ilgili yasaların takibi ve uygulanması çok daha ciddi yapılmaktadır. Ancak bitki esaslı hidrolik sıvılar, mineral yağlara göre çok daha maliyetli olduğu için, günümüzde
hidrolik sıvı kullanımında bitkisel yağlar çok tercih edilmemektedir. Söz konusu sıvıların tribolojik özelliklerinin de analizi yapılarak, kayma sırasında ortaya çıkan sürtünmenin yanı sıra, temas halindeki yüzeylerin aşınması da dikkate alınmalıdır. Bunlara ek olarak, yeni formüle edilmiş sıvının mevcut keçelere uyumluluğu da ayrı bir özen gerektirmektedir[11-14].
1. Bitki tohumlarının genetik türleri ve yağlı asit oranları
Günümüzde bitki esaslı hidrolik sıvı olarak kullanılan bitkisel yağ türleri ve biyolojik hidrolik sıvılar; doymamış esterler (kozla tohum yağı, ayçiçek tohum yağı, mısır, soya fasulyesi, kanola, hindistan cevizi vb.), doymuş ve doymamış sentetik esterler ve diğer temel sıvılar (petrol esaslı ürünler, polialfaolefinler ve vb.) şeklinde ifade edilebilir.
Mısırın içerisinde % 4-5 oranında yağ mevcuttur. Genetik çalışmalarla yeni geliştirilen yüksek yağlı mısır türünde ise yağ oranı % 8’e kadar çıkmaktadır. Soya fasulyesindeki protein ve yağ yüzdesi % 60’lara ulaşır. Ayçiçek tohumunun içeriğindeki yağ yüzdesi, üretim bölgesine göre değişmekle birlikte, yağ oranı çok yüksektir. Yağ üretiminde kullanılan 30 tür pamuk vardır. Hasat kaldırılan pamukta % 70 oranındaki ürünün %18-20’si yağ içerir. Rafine edilmiş ve saflaştırılmış yağ renksiz ve kokusuz olup, yemek pişirmede başarıyla kullanılır. Kolza yağı, yabani hardal ailesine ait bir bitkidir. Yağ oranı kanolaya yakındır. Hindistan ve Uzakdoğu ülkelerinde yetişir. % 48-55 monogliserit ile %30-40 doymamış gliseritten oluşan yağ hurmasının yağ yüzdesi düşüktür. Hindistan cevizi yağı, tropik bölgelerde yetişir. Kurutulmuş 1kg hindistan cevizinden 650 gr hindistan cevizi yağı üretilebilir. Yağ yüzdesi yaklaşık % 63-70 arasında değişir. Fıstık yağı; %40-50 yağ, %24-35 protein içerir. Yemek pişirmede ve margarin üretiminde kullanılır. Şekil 1’de (a), (b), (c), (d), (e), (f), (g), (h) ile gösterilen bitkisel yağlar sırasıyla mısır, soya fasulyesi, ayçiçek tohumu, pamuk, kolza yağı, yağ hurması, hindistan cevizi ve fıstık yağıdır[15-17].2. Bitki esaslı hidrolik sıvıların üretimi
Bitki esaslı yağ üretiminde bitkinin üretim yeri çok daha önemli olmakla birlikte, üretim için tercih edilen genel akış şeması Şekil 2’de verilmiştir. Ortam şartları ve bitkinin özelliklerine göre, verilen akış şemasında değişikliklere ihtiyaç duyulabilir. Bitkisel esaslı hidrolik sıvılar bitkisel yağlar, sentetik esterler ve katkı maddeleriyle formüle edilirler. Özellikleri mineral yağlara çok benzeyen, zehirlilik yüzdeleri düşük olan bu sıvılar kolayca çözünebilirler. Bazıları, düşük sıcaklık karakteristiği gibi sınırlı çalışma kapasitesine ve oksidasyon kararlılığına sahiptirler. İmalatçı firmaların geliştirdikleri ürünlerle çevreye verilecek zararı en aza indirmek için gerekli çalışmalar devam etmektedir. Bu tür hidrolik sıvı kullanımın bir başka yararı da dışa bağımlılığı azaltmaktır[16,17]. Bitki esaslı hidrolik sıvı üretiminde yararlanılan bitkiler aşağıdaki şekilde özetlenebilir. İçerdikleri yağ oranına göre, üretim şeklinde değişiklik yapılabilir.
Tükenecek fosil yakıtların yerine, farklı alternatif kaynaklar araştırılırken, bunların çevreye yönelik avantaj ve dezavantajlarının çok iyi analiz edilmesi gerekir. Buradan hareketle, bitki esaslı hidrolik sıvıların çok iyi tanınması, yararlarının ve özelliklerinin tam olarak bilinmesi çok önemlidir. İdeal hidrolik sıvılarda bulunması gereken özellikler, sıcaklıktan bağımsız sabit viskozite düşük kavitasyon düşük zehirlilikdüşük kimyasal korozyon düşük aşınma ısıl ve hidrolik kararlılık kolayca çözünebilme ateşe mukavemet özelliği, uzun ömür ve düşük maliyet şeklinde özetlenebilir. Ancak herhangi bir sıvının tek başına bu karakteristiklerin tümünü taşıyabilmesi oldukça zordur[18].
2.1. Bitkisel hidrolik sıvıların avantajları
-Doğal geri dönüşümle oluşan zararlı atıklarda azalma,
-Çöplüklerdeki petrol hidrokarbon kirliliğinde azalma,
-Taban suyu ve toprağın korunması,
-Zararlı atıklardan kurtulma aşamasında maliyetin düşürülmesi,
-Yer altı suyu ve toprak temizleme maliyetinde düşme,
-Petrol kullanım oranının azalması,
-Alternatif yağlama kaynağı oluşturması şeklinde özetlenebilir.
2.2. Bitkisel yağların özellikleri
-Çok iyi yağlama özelliği,
-Zehir içermeme özelliği,
-Kolaylıkla çözünebilme özelliği,
-Kolza tohumu, ayçiçek, mısır, kanola, soya fasulyesi gibi bitkilerin yenilenebilir kaynaklardan çıkarılması özelliği,
-Çeşitli kimyasal ve fiziksel özellikler,
-Düşük sıcaklıkta zayıf akıcılık özelliği,
-Zayıf oksidasyon kararlılığı,
-Düşük maliyet olarak tanımlanmaktadır.
Ayrıca, bitki esaslı sıvılarla birlikte sentetik esterlerin özelliklerinin de yağ seçimindeki katkısı önemlidir.
2.3. Sentetik esterlerin özellikleri
-Çok iyi yağlama,
-Çok iyi akıcılık,
-Düşük sıcaklık ve eskime kararlılığı,
-Zehirsiz olması,
-Kolaylıkla çözünebilir olması,
-Yenilenebilir kaynağa bağlı olarak elde edilen fiziksel ve kimyasal özellikler,
-Maliyetinin yüksek olmasıdır.
Hidrolik sıvı seçiminde, farklı tip her bir ürün özelliklerinin temel standartlarla karşılaştırılması şarttır. Tablo 1’de verilen mineral, bitkisel ve sentetik esterlere ait özelliklerin karşılaştırılması hidrolik sıvı seçimini kolaylaştıracağı gibi uygun yağ seçimini de sağlayacaktır.
ETİKETLER: BİTKİSEL HİDROLİK YAĞ NEDİR,BİTKİ ESASLI HİDROLİK YAĞ NELERDİR,BİTKİ ESASLI HİDROLİK YAĞLARIN FAYDALARI,YARARLARI,BİTKİ ESASLI HİDROLİK YAĞ NEDEN KULLANILIR,HİDROLİK YAĞ NEDİR,BİTKİ ESASLI HİDROLİK YAĞ ANALİZİ,ANALİZLERİ.
HAMMADDELER ANSİKLOPEDİSİ
HAMMADDELER ANSİKLOPEDİSİ
