T.C. ORMAN GENEL MÜDÜRLÜĞÜ PROJE SONUÇ RAPORU

Transkript

1 T.C. ORMAN GENEL MÜDÜRLÜĞÜ PROJE SONUÇ RAPORU KIZILÇAM (Pinus brutia Ten.) VE MONTERİ ÇAMI (Pinus radiata D. Don.) İLE BUĞDAY SAPLARI (Triticum aestivum L.)KULLANARAK SODYUM BORHİDRÜR LÜ ÇEVREYE DUYARLI KİMYASAL KAĞIT HAMURU VE KAĞIT ÜRETİMİ PRODUCTION OF ENVIRONMENTALLY CONSCIOUS SODIUM BOROHYDRIDE BASED CHEMICAL PULP AND PAPER BY MIXING RED PINE (Pinus brutia Ten.) AND MONTEREY PINE (Pinus radiata D. Don.) WITH WHEAT STRAWS (Triticum aestivum L.) PROJE NUMARASI PROJE YÜRÜTÜCÜSÜ: Akın SARAÇBAŞI ARAŞTIRMACI: Prof. Dr. H. Turgut ŞAHİN ARAŞTIRMACI: Prof. Dr. Arif KARADEMİR DANIŞMAN: Prof. Dr. Yalçın ÇÖPÜR YÜRÜTÜCÜ KURULUŞ İÇ ANADOLU ORMANCILIK ARAŞTIRMA ENSTİTÜSÜ MÜDÜRLÜĞÜ EKİM/2014 ANKARA/ TÜRKİYE

2 i ÖNSÖZ Kızılçam (Pinus Brutia Ten.) Ve Monteri Çamı (Pinus Radiata D. Don.) İle Buğday Sapları (Triticum Aestivum L.) Kullanarak Sodyum Borhidrür lü Çevreye Duyarlı Kimyasal Kağıt Hamuru ve Kağıt Üretimi isimli çalışmada, kağıt hamuru üretiminde verim artışı üzerine çalışmalar yapılmıştır. Bununla birlikte, üretilen deneme kağıtların fiziksel ve optik özelliklerinin, endüstriyel şartlara uygunluğu irdelenmiştir. Deneme materyallerinin temininde yardımcı olan İç Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü personeli teknisyen Nihat BARIŞ ve işçi Sami ÖZTÜRK e, lif elde etme çalışmalarında yardımlarını aldığım işçi Osman KUŞ ve işçi Mehmet KAPLAN a, deneylerin yapılmasında büyük emekleri geçen Orman Endüstri Mühendisi Meltem KILIÇ, Orman Endüstri Yüksek Mühendisi Süleyman KUŞTAŞ ve Bartın Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Ayhan GENÇER e, istatistiki değerlendirmelerde yardımlarını gördüğüm Orman Endüstri Yüksek Mühendisi Ufuk ÖZGÜL ve Bartın Üniversitesi Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Doç. Dr. Gökhan GÜNDÜZ e teşekkür ederiz. Çalışmanın her aşamasında bizden desteklerini esirgemeyen Danışmanımız Doç. Dr. Yalçın ÇÖPÜR e teşekkürü borç biliriz. Çalışmanın başta araştırıcılara ve uygulayıcılara olmak üzere tüm ormancılık camiasına faydalı olmasını dileriz. Ankara, 2014 Akın SARAÇBAŞI Proje Ekibi Adına

3 ii İÇİNDEKİLER Sayfa No ÖNSÖZ... i İÇİNDEKİLER... ii KISALTMALAR... iv ÇİZELGELER LİSTESİ... v ŞEKİLLER LİSTESİ... vi ÖZ-ABSTRACT... vii ANAHTAR KELİMELER-KEY WORDS:... viii 1. GİRİŞ LİTERATÜR ÖZETİ MATERYAL VE YÖNTEM MATERYAL Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Hakkında Genel Bilgiler Kızılçam (Pinus brutia Ten.) ın Botanik Özellikleri Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odunu nun Makroskopik ve Mikroskopik Özellikleri Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odunu nun Fiziksel ve Mekanik Özellikleri Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odunu nun Kimyasal Özellikleri Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odunu nun Kullanım Alanları Monteri (Pinus radiata D.Don.) Çamı Hakkında Genel Bilgiler Monteri Çamı (Pinus radiata D. Don) nın Botanik Özellikleri Monteri Çamı (Pinus radiata D. Don) nın Türkiye deki Plantasyonları ve Yetiştirilmesi Üzerine Yapılan Çalışmalar Monteri Çamı (Pinus radiata D.Don) Odunu nun Makroskopik ve Mikroskopik Özellikleri Monteri Çamı (Pinus radiata D.Don) Odununun Fiziksel ve Mekanik Özellikleri Monteri Çamı (Pinus radiata D. Don) Odunu nun Kimyasal Özellikleri Monteri Çamı (Pinus radiata D. Don) Odununun Kullanım Alanları Ceyhan 99 (Triticum aestivum L.) Buğdayı Hakkında Genel Bilgiler Ceyhan 99 (Triticum aestivum L.) Buğdayının Özellikleri Ceyhan 99 (Triticum aestivum L.) Buğday Saplarının Makroskopik ve Mikroskopik Özellikleri Ceyhan 99 (Triticum aestivum L.) Buğday Saplarının Kimyasal Özellikleri Kağıt Hamuru Üretim Yöntemlerinde Sodyum Borhidrür(NaBH 4 ) ün Kullanım Nedenleri Deneme Materyallerinin Araziden Temin Edilmesi... 14

4 iii 3.2 YÖNTEM Kağıt Hamuru Eldesinde Hammaddenin Hazırlanması Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odunu Yongalarından Kraft(Sülfat)- Sodyumborhidrür Yöntemiyle Kağıt Hamuru Üretimi Monteri Çamı (Pinus radiata D. Don.) Odunu Yongalarından Kraft(Sülfat)- Sodyumborhidrür Yöntemiyle Kağıt Hamuru Üretimi Buğday Saplarından (Triticum aestivum L.) Soda-Oksijen-Sodyumborhidrür (NaBH 4 ) Yöntemiyle Kağıt Hamuru Üretimi Kağıt Hamuru Eldesinde Uygulanan İşlemler Kappa Numarasının Tayini Hamur Viskozitesinin ve Polimerizasyon Derecesinin (DP) Tayini Elde Edilen Kağıt Hamurlarından Deneme Kağıtlarının Üretimi Elde Edilen Kağıt Hamurlarının Belirli Oranlarda Karıştırılması Suretiyle Üretilen Deneme Kağıtlarının Fiziksel ve Optik Özelliklerinin Belirlenmesi Verilerin Değerlendirilmesi (İstatistiki Metotlar) BULGULAR Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odunu Yongalarından Kraft(Sülfat)-NaBH 4 Yöntemiyle Elde Edilen Kağıt Hamurlarının Verim ve Kimyasal Özelliklerine Ait Bulgular Monteri çamı (Pinus radiata D. Don.) Odunu Yongalarından Kraft (Sülfat)-NaBH 4 Yöntemiyle Elde Edilen Kağıt Hamurlarının Verim ve Kimyasal Özelliklerine Ait Bulgular Buğday (Triticum aestivum L.) Saplarından Soda-Oksijen-Sodyumborhidrür (NaBH 4 ) Yöntemiyle Elde Edilen Kağıt Hamurlarının Verim ve Kimyasal Özelliklerine Ait Bulgular Kızılçam (Pinus brutia Ten.) ve Monteri çamı (Pinus radiata D. Don.) Odunu Yongalarından Kraft(Sülfat)-NaBH 4 ile Buğday (Triticum aestivum L.) Saplarından Soda-Oksijen-Sodyumborhidrür(NaBH 4 ) Yöntemiyle Elde Edilen Kağıt Hamurlarının Belirli Oranlarda Karıştırılması Suretiyle Üretilen Deneme (Test) Kağıtlarının Fiziksel ve Optik Özellikleri SONUÇ TARTIŞMA VE ÖNERİLER ÖZET SUMMARY KAYNAKLAR... 54

5 iv KISALTMALAR Kısaltmalar ASTM BS EN DP ISO SCAN SPSS o SR TS TSE KÇ100 MÇ100 BS100 KÇ75BS25 KÇ50BS50 KÇ25BS75 MÇ75BS25 MÇ50BS50 MÇ25BS75 Açıklama : American Society for Testing Materials : İngiliz standarttı : Degree of Polimerization : International Organization for Standardization : Scandinavian Pulp, Paper and Board Testing Committee : Statistical Package For Social Science : Schopper Riegler : Türk Standarttı : Türk Standartları Enstitüsü : %100 Kızılçam Kağıt Hamurundan Yapılan Kağıt : %100 Monteri Çamı Kağıt Hamurundan Yapılan Kağıt : %100 Buğday Sapı Kağıt Hamurundan Yapılan Kağıt : %75 Kızılçam + %25 Buğday Sapı Kağıt Hamurundan Yapılan Kağıt : %50 Kızılçam + %50 Buğday Sapı Kağıt Hamurundan Yapılan Kağıt : %25 Kızılçam + %75 Buğday Sapı Kağıt hamurundan Yapılan Kağıt : %75 Monteri Çamı + %25 Buğday Sapı Kağıt Hamurundan Yapılan Kağıt : %50 Monteri Çamı + %50 Buğday Sapı Kağıt Hamurundan Yapılan Kağıt : %25 Monteri Çamı + %75 Buğday Sapı Kağıt Hamurundan Yapılan Kağıt

6 v ÇİZELGELER LİSTESİ Sayfa No Çizelge 1. Kızılçam (Pinus brutia Ten.)odununun fiziksel özellikleri... 7 Çizelge 2. Kızılçam (Pinus brutia Ten.)odununun mekanik ve teknolojik özellikleri... 7 Çizelge 3. Monteri çamı (Pinus radiata D.Don)odununun fiziksel özellikleri Çizelge 4. Monteri çamı (Pinus radiata D.Don)odununun mekanik ve teknolojik özellikleri Çizelge 5. Kızılçam deney ağaçlarının özellikleri Çizelge 6. Monteri çamı deney ağaçlarının özellikleri Çizelge 7. Kızılçam Kraft(Sülfat)-Sodyum borhidrür pişirme koşulları Çizelge 8. Monteri çamı Kraft-Sodyum borhidrür pişirme koşulları Çizelge 9. Buğday sapı Soda-Oksijen-Sodyum borhidrür pişirme koşulları Çizelge 10. Kızılçam ve buğday sapı hamurlarının karışım oranları Çizelge 11. Monteri çamı ve buğday sapı hamurlarının karışım oranları Çizelge 12. Kızılçamda pişirme şartlarına atanan istatistiki kodlar Çizelge 13. Kızılçam Toplam Verimine Ait Basit Varyans Analizi Sonucu Çizelge 14. Kızılçam Kappa Numaralarına Ait Basit Varyans Analizi Sonucu Çizelge 15. Kızılçam Hamur Viskozitelerine Ait Basit Varyans Analizi Sonucu Çizelge 16. Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odunu Yongalarından Kraft(Sülfat)-NaBH 4 Yöntemiyle Elde Edilen Kağıt Hamurlarının Verim ve Kimyasal Özelliklerine Ait Bulguların Duncan Testiyle Değerlendirilmesi Çizelge 17. Monteri çamında pişirme şartlarına atanan istatistiki kodlar Çizelge 18. Monteri Çamı Toplam Verimine Ait Basit Varyans Analizi Sonucu Çizelge 19. Monteri Çamı Kappa Numaralarına Ait Basit Varyans Analizi Sonucu Çizelge 20. Monteri Çamı Hamur Viskozitelerine Ait Basit Varyans Analizi Sonucu Çizelge 21. Monteri çamı (Pinus radiata D. Don.) Odunu Yongalarından Kraft(Sülfat)- NaBH 4 Yöntemiyle Elde Edilen Kağıt Hamurlarının Verim ve Kimyasal Özelliklerine Ait Bulguların Duncan Testiyle Değerlendirilmesi Çizelge 22. Buğday sapında pişirme şartlarına atanan istatistiki kodlar Çizelge 23. Buğday Sapı Toplam Verimine Ait Basit Varyans Analizi Sonucu Çizelge 24. Buğday Sapı Kappa Numaralarına Ait Basit Varyans Analizi Sonucu Çizelge 25. Buğday Sapı Hamur Viskozitelerine Ait Basit Varyans Analizi Sonucu Çizelge 26. Buğday (Triticum aestivum L.) Saplarından Soda-Oksijen-Sodyumborhidrür (NaBH 4 ) Yöntemiyle Elde Edilen Kağıt Hamurlarının Verim ve Kimyasal Özelliklerine Ait Bulguların Duncan Testiyle Değerlendirilmesi Çizelge 27. Karışım Hamurlardan 50 o SR de Elde Edilen Deneme (Test) Kağıtlarının Fiziksel Özellikleri Çizelge 28. Karışım Hamurlardan 50 o SR de Elde Edilen Deneme (Test) Kağıtlarının Optik Özellikleri Çizelge 29. Bazı kağıt türleri ile saf ve karışım hamurlardan 50 o SR de elde edilen deneme (test) kağıtlarının fiziksel özellikleri... 49

7 vi ŞEKİLLER LİSTESİ Sayfa No Şekil 1: Kızılçam (Pinus brutia Ten.) toplam verimlerinin bor miktarlarına göre değişimi Şekil 2: Kızılçam (Pinus brutia Ten.) kappa numaralarının bor miktarlarına göre değişimi Şekil 3: Kızılçam (Pinus brutia Ten.) hamur viskozitelerinin bor miktarlarına göre değişimi Şekil 4: Monteri çamı (Pinus radiata D. Don.) toplam verimlerinin bor miktarlarına göre değişimi Şekil 5: Monteri çamı (Pinus radiata D. Don.) kappa numaralarının bor miktarlarına göre değişimi Şekil 6: Monteri çamı (Pinus radiata D. Don.) hamur viskozitelerinin bor miktarlarına göre değişimi Şekil 7:Buğday (Triticum aestivum L.) sapı toplam verimlerinin bor miktarlarına göre değişimi Şekil 8:Buğday (Triticum aestivum L.) sapı kappa numaralarının bor miktarlarına göre değişimi Şekil 9:Buğday (Triticum aestivum L.) sapı hamur viskozitelerinin bor miktarlarına göre değişimi Şekil 10: Saf ve karışım hamurlardan 50 o SR de elde edilen deneme (test) kağıtlarının kopma indisi değerleri Şekil 11: Saf ve karışım hamurlardan 50 o SR de elde edilen deneme (test) kağıtlarının kopmada enerji absorpsiyonu değerleri Şekil 12: Saf ve karışım hamurlardan 50 o SR de elde edilen deneme (test) kağıtlarının uzama değerleri Şekil 13: Saf ve karışım hamurlardan 50 o SR de elde edilen deneme (test) kağıtlarının yırtılma indisi değerleri Şekil 14: Saf ve karışım hamurlardan 50 o SR de elde edilen deneme (test) kağıtlarının patlama indisi değerleri Şekil 15: Saf ve karışım hamurlardan 50 o SR de elde edilen deneme (test) kağıtlarının parlaklık değerleri Şekil 16: Saf ve karışım hamurlardan 50 o SR de elde edilen deneme (test) kağıtlarının beyazlık değerleri Şekil 17: Saf ve karışım hamurlardan 50 o SR de elde edilen deneme (test) kağıtlarının sarılık değerleri Şekil 18: Saf ve karışım hamurlardan 50 o SR de elde edilen deneme (test) kağıtlarının opaklık değerleri... 40

8 vii ÖZ Bu çalışmada; Sodyum borhidrür (NaBH 4 ) ün, çeşitli lignoselülozik lifsel materyalden elde edilen kağıthamurları üzerindeki, verim artırıcı etkisi incelenmiştir. Araştırma için yüksek verimli kimyasal yöntemlerden Kraft(Sülfat)-Sodyum borhidrür ve Soda-Oksijen-Sodyumborhidrür yöntemleri seçilmiştir. Farklı üretim koşullarının denendiği araştırmada, elde edilen kağıt hamurunun verim ve kimyasal özelliklerine ilişkin veriler elde edilmiştir. Daha sonra elde edilen kağıt hamuru karışımlarından deneme (test) kağıtları yapılmıştır. Deneme kağıtlarının fiziksel ve optik testleri uluslararası standartlar doğrultusunda yapılarak, endüstriyel şartlara uygunluğu araştırılmıştır. Deneme materyallerinden Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Batı Akdeniz Ormancılık Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Antalya (Bük-Lütfü Büyükyıldırım) Araştırma Ormanından, Monteri çamı (Pinus radiata D.Don.) Kavak ve Hızlı Gelişen Orman Ağaçları Araştırma Enstitüsü İzmit Kerpe Araştırma Ormanından,Buğday (Triticum aestivum L.) saplarıise, Kahramanmaraş Tarımsal Araştırmalar İl Müdürlüğü deneme alanlarından temin edilmiştir. Kesilen ağaçlar ve araziden toplanan yılık bitki saplarından standartlara uygun pişirme numunelerinin hazırlanması, pişirme işlemleri, lif elde etme işlemleri, kağıt yapımı, deneme kağıtlarına uygulanan fiziksel ve optik testler ile kağıt hamurlarına uygulanan çeşitli analizler; İç Anadolu Ormancılık Araştırma Enstitüsü Müdürlüğü Odun ve Odun Dışı Orman Ürünleri Araştırmaları Başmühendisliği Kağıt Laboratuvarı, Kahramanmaraş Sütçü İmam, Düzce, Bartın Orman Fakültesi Orman Endüstri Mühendisliği Laboratuvarları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. ABSTRACT In this study, the increasing effect of sodium boron hydrate on pulps obtained from various ligno-cellulosic fibrous materials. For this study, Kraft-sodium boron hydrate and soda-oxygen-sodium boron hydrate methods were chosen because of being high yield method. With different methods trials, data related to yield and chemical properties of pulp were obtained. Later experimental hand sheets were manufactured. Physical and optical tests according to international standards were carried out on hand sheets and their suitability to industrial conditions was investigated. Among experimental materials, Calabrian pine (Pinus brutia Ten.) was obtained from Antalya experimental forest area of Western Mediterranean Forest Research Institute. Monterrey pine (Pinus radiata D.Don.) was obtained from Izmit Kerpe forest research area, and wheat stalks (Triticum aestivum L.)were obtained from experimental fields of Kahramanmaraş Agricultural Research Directorate. Preparation of cooking samples according to standards after felling and cutting trees and plant material, cooking, obtaining fibers, paper manufacturing, physical and optical tests on papers and various analysis on pulp were carried out in paper laboratories of Middle Anatolia Forestry Research Institute, Kahramanmaraş Sutcu Imam and Bartin University Faculty of Forestry, Departments of Forest Industrial Engineering.

9 viii ANAHTAR KELİMELER:Kızılçam (Pinus brutia Ten.), Monteri çamı (Pinus radiata D.Don.), Buğday (Triticum aestivum L.) sapı, Sodyum borhidrür (NaBH 4 ), kağıt Hamuru, Kağıt. KEY WORDS: Calabrian pine (Pinus brutia Ten.), Monterrey pine (Pinus radiata D.Don.), Wheat stalks (Triticum aestivum L.), Sodium boron hydrate (NaBH 4 ), Pulp, Paper.

10 1 1. GİRİŞ Kağıt hamuru üretiminde kullanılan bitkisel kaynaklı hammaddelerin en önemlisi odundur. Dünya genelinde kağıt hamuru üretiminin olduğu düşünüldüğünde, odun hammaddesinin hızla tüketildiğini saptamak zor değildir. Bu bitkisel kaynak yenilenebilir olmakla birlikte, tekrar kullanılabilecek duruma gelebilmesi için uzun yılların gerektiği unutulmamalıdır. Bu düşünce; doğal olan odun hammaddesinin gelecekte, ihtiyaç duyulan miktarı karşılamada yetersiz kalacağını göstermektedir. Günümüzde kendini çok açık bir şekilde hissettiren bu sorunun,gelecekte diğer üretim girdilerinin de ekleyebileceği sorunlarla birlikte;kağıtendüstrisinde yaratabileceği açmazları ana başlıklarıyla aşağıdaki şekilde tanımlayabiliriz: 1. Hammadde yetersizliği, kullanılan hammaddeden daha verimli bir şekilde yararlanabilme olanaklarının tespiti, 2. Enerjinin daha ekonomik kullanılabilmesi ve değişik enerji alternatiflerinin kağıt sanayine uygulanması, 3. Çevrekirliliğininazaltılması ve çevreci üretim proseslerinin geliştirilmesi, 4. Kağıt üretiminde kullanılan başta kimyasal madde olmak üzere diğer üretim girdilerinin tekrar geri kazanılabilirliğinin tespiti, 5. Kağıt üretim artıklarının başka endüstri kollarında kullanılabilirliğinin araştırılması şeklinde düşünebiliriz. Selüloz (Kağıt hamuru) ve Kağıt endüstrisinde hammadde eksikliği ve düşük hamur verimi, şu an fabrikaları sıkıntıya sokan en büyük problemlerdir. Özellikle, kağıt hamuru maliyetinin %60 ını hammadde (odun) maliyetinin oluşturduğu düşünüldüğünde, hammaddenin etkin kullanımının ne kadar önemli olduğu aşikardır. Bu nedenden dolayı günümüzde yapılan bilimsel ve uygulama esaslı araştırmalarda, hamur veriminin yükseltilmesi ilgi odağını oluşturmuştur. Çünkü fabrikanın aylık üretiminde yapılacak %1 lik bir verim artışı bile, üreticiye büyük kazançlar sağlayacaktır. Odun hammaddesine olan talebin artması, insanları hammadde temini açısından daha hızlı büyüyen ağaç türlerinin kullanımına yöneltmiştir. Bununla birlikte, yıllık bitkilerin kağıt hamuru üretiminde kullanılma olanaklarının araştırılmasıyla ilgili çalışmalarda da artış gözlenmiştir. Birçok ülke, kağıt hamuru ve kağıt talebindeki artışı, yerli hammaddesindeki yetersizlik nedeniyle karşılayacak durumda değildir. Ülkemiz için de benzer durum söz konusudur. Ülkemizde 2008 yılı için kağıt-karton üretim miktarı ton iken, kağıtkarton tüketim miktarı ise ton dur. Aynı yıl kağıt-karton ithalat miktarı ton olup, kg kadar da kağıt-karton ihracatı yapılmıştır. İthalatın içerisinde yazı-tabı kağıdı ton ile ilk sırada yer almaktadır. Üretimin tüketimi karşılama oranı % 55 civarında olup, aradaki fark ithalat ile karşılanmaktadır. Üretimde kullanılan selülozun %90 ı da yine ithalat yoluyla karşılanmaktadır (Deniz ve ark., 2009). Odun ve odun dışı hammaddelerin kağıt hamuru üretiminde kullanılması için birçok araştırma başlatılmıştır. Bu yeni lif kaynaklarının araştırılması iki ana sebebe dayanır. Bunlardan birincisi, kısa lif kaynaklarındaki azalma ve buna paralel olarak ziraat bitkileri üretimindeki fazlalık olarak açıklanabilir. Diğer neden ise, yazı-tabı ve ambalaj kağıtlarının tüketimindeki artış ve bunun doğurduğu uzun-kısa lif karışımı kağıtlara olan ihtiyaçtır. Kızılçam ve Monteri çamları uzun liflere sahiptir. Buğday sapları ise kısa liflere sahiptir. Ülkemiz, Dünya bor rezervlerinin büyük bir kısmına (%72) sahiptir. Dünya da özelliklede Avrupa da kullanımı gittikçe artan bor bileşiklerinin kullanılabileceği potansiyel bir endüstri kolu da, orman endüstrisidir. Bor bileşiklerinin çevreyle dost

11 kimyasallar oluşu, bu endüstri kolundaki çevreci baskıları azaltması nedeniyle de tercih edilmesine, dolayısıyla kullanımının giderek artmasına neden olmuştur. Ahşap koruma kimyasalları olarak çokça kullanımı olan bor bileşiklerinin, kağıt endüstrisinde kullanımı da gittikçe artmaktadır. Son yıllarda bazı bor bileşiklerinin karbonhidratların degradasyonu üzerine olumlu etkilerinin tespit edilmesi üzerine, daha az maliyetli ve daha kaliteli kağıtların yapılabileceği anlaşılmıştır. Bu çalışmada; Kızılçam (Pinus brutia Ten.) ve Monteri çamı (Pinus radiata D.Don.) yongaları ile Buğday (Triticum aestivum L.) saplarından; sodyum borhidrürün (NaBH 4 ) katkılı yüksek verimli kimyasal yöntemler kullanılarak, kağıt hamurları ve kağıt üretimi amaçlanmıştır. Her üç materyal için kağıt hamuru pişirmelerine ilave edilecek olan sodyum borhidrürün (NaBH 4 ) toplam hamur verimine olumlu etkisinin belirlenmesi öncelikli hedeftir. Kızılçam-buğday sapı, Monteri çamı-buğday sapı hamurlarının belirli oranlarda karıştırılması suretiyle elde edilen kağıtların fiziksel ve optik özelliklerinin belirlenmesi, bir diğer hedef olarak açıklanabilir. Uzun liflere sahip Kızılçam ve Monteri çamı yongaları ile kısa liflere sahip buğday saplarından aşağıda materyal ve metot bölümünde ifade edilen koşullarda kağıt hamurları üretilmiştir. Maliyet ve verimlilik açısından en yüksek değerlerin elde edildiği pişirmeler optimal kabul edilmiştir. Daha sonra, kızılçam-buğday sapı ve Monteri çamıbuğday sapı kağıt hamurları belirli oranda karıştırılarak deneme kağıtları yapılmıştır. Elde edilen deneme kağıtlarının kopma, patlama ve yırtılma indisleri gibi fiziksel özellikleri ile parlaklık, sarılık ve baskı opaklığı gibi optik özellikleri test edilerek endüstriyel amaçlara uygunluğu ve kullanılabilirliği ortaya konmaya çalışılmıştır. Ülkemizde üretilen kağıdın yaklaşık %50 sini oluklu mukavva kutu kağıt ve kartonları oluşturmaktadır. Bu ara mamul ve mamullerde; daha çok atık kağıt ve ithal yıllık bitki hamur karışımlarından üretilmektedir. Yapılan çalışmanın, karton ve kutu kağıtları üretimi için için de önemli bir katkı sağlanmış olacaktır. 2

12 3 2. LİTERATÜR ÖZETİ Pettersson and Rydholm (1961), Huş yongalarından kraft yöntemi ile kağıt hamur üretimi esnasında pişirme çözeltisine %2 oranında NaBH 4 ilave edildiğinde toplam hamur veriminin%52,6 dan %59,2 ye yükseldiğini tespit etmişlerdir. Khaustova et al. (1971), Larix yongaları ile kraft pişirmesi esnasında NaBH4 ilavesinin hamur verimini yaklaşık %4 artırdığını belirtmiştir. Gabir and Khristov (1973), Papirus saplarıyla kraft hamuru elde edilirken pişirme çözeltisine %1,5 NaBH4 ilave edildiğinde hamur veriminin yaklaşık %5 oranında arttığını tespit etmiştir. Eroğlu (1980), O 2 -NaOH Yöntemiyle Buğday (Triticum aestivum L.) Saplarından Kağıt Hamuru Elde Etme Olanaklarının Araştırılması isimli araştırmasında; kağıt hamuru üretiminde en uygun pişirme şartlarının, %20-%16 NaOH oranı, 120 o C o C sıcaklık, 40 dakika pişirme süresi, 5 kg/cm 2, 10 kg/cm 2 O 2 basıncı ve 7/1 çözelti/sap oranı olduğunu tespit etmiştir. Virkola (1984), Critical Evaluation of Novel Pulping and Chemical Recovery Methods isimli çalışmasında; Finlandiya da otokostikleştirilebilir bor esaslı kağıt hamuru elde edilmesi ile ilgili bir laboratuvar çalışmasından bahsetmiştir. Hem pişirme sırasındaki alkalite hem de yenilenme sırasında arzu edilen reaksiyonları başarılı bir şekilde yerine getirebilecek bir kimyasal olarak, disodyum borat (Na 2 HBO 3 ) kullanılmıştır. Genellikle soda, kraft, soda-oksijen, soda-aq gibi alkalen pişirmelerde disodyum borat, sodyum hidroksit ile yer değiştirmiştir. Özellikle boratın, sülfit, oksijen veya kinon ile değil de sadece hidroksit ile yer değiştirdiği belirtilmiştir. Eroğlu (1986), Soda-Oksijen-Antrakinon Yöntemiyle Buğday (Triticum aestivum L.) Saplarından Kağıt Hamuru Üretimi ve Soda-Oksijen Yöntemiyle Elde Edilen Buğday Sapı Kağıt Hamurlarının Oksijen Alkali Yöntemiyle Ağartılması isimli araştırmasında; Soda-Oksijen-Antrakinon yöntemiyle buğday (Triticum aestivum L.) saplarından kağıt hamuru üretimi koşullarını, %16 NaOH oranı, %0,1 Antrakinon oranı, 120 o C sıcaklık, 30 dakika pişirme süresi, 5 kg/cm 2 O 2 basıncı ve 5/1 çözelti/sap oranı olarak saptamıştır. Ateş ve Kırcı (2001), Kraft Pişirmelerinde Verim ve Delignifikasyonu İyileştirme Çalışmaları isimli araştırmalarında, kağıt hamuru verimimdeki artışın üç yolla gerçekleştirilebileceğini söylemişlerdir. Bunlar, karbonhidrat kaybının azaltılması, uzaklaştırılan lignin miktarının azaltılması ve bu iki faktörün kombinasyonu şeklindedir. Bujanovic et al. (2003), Comparative studies of kraft and kraft-borate pulping of black spruce isimli araştırmada;picea mariana üzerinde, sodyum metaborat (NaBO 2 ) ilaveli kraft pişirmeleri yaparak, verim üzerine etkilerini incelemişlerdir. Sonuçta, NaBO 2 nin verimi %1,8 artırdığını tespit etmişlerdir. Bujanovic et al. (2004), Some properties of kraft and kraft-borate pulps of different wood species isimli araştırmada; Acer saccharum ve Betula papyrifera üzerinde sodyum metaborat (NaBO 2 ) ilaveli kraft pişirmeleri yapılmıştır. Sonuç olarak, sodyum metaboratın verim üzerinde önemli bir artış sağlamadığı tespit edilmiştir. İstek ve ark. (2005), Titrek kavak yongalarından kraft yöntemi ile kağıt hamur üretimi esnasında pişirme çözeltisine, %1, %2 ve %3 oranında NaBH 4 ilave edildiğinde toplam hamur veriminin %54,3 den sırası ile %55,3, %56,5 ve %58 e yükseldiğini, kappa numarası ise 15,4 ten sırası ile 15,4; 12,7 ve 12,4 e azaldığını tespit etmişlerdir. Tutuş ve Alma (2005), Borlu Bileşiklerin Kağıt Hamuru Üretimi ve Ağartmada Kullanılması isimli çalışmalarına göre, buğday saplarına sülfat-sodyum borhidrür ilaveli kağıt hamuru pişirmesinde ortama ilave edilen %0,5, 1 ve 1.5 oranındaki sodyum

13 borhidrür, elenmiş verimde artışlara neden olmuştur. Kağıt hamuru pişirmesinde kullanılan %1 lik sodyum borhidrür (NaBH 4 ), toplam verimde %3,83 lük artış meydana getirmiştir. Temiz (2006), Uludağ göknarı ve kızılçam yongalarından kraft yöntemi ile kağıt hamur üretimi esnasında pişirme çözeltisine %1, %2, ve %3 oranında NaBH 4 ilave edildiğinde Uludağ göknarının toplam hamur veriminin %44,28 den sırası ile %45,95; %46,53ve %46,90 a yükseldiğini, kappa numarası 32,2 den sırası ile 31,6; 28,5; ve 28,8 e azaldığını belirtmiştir. Bununla birlikte, hamur viskozitesinin 975 cm 3 /g den sırası ile 1015, 1102 ve 1115 cm 3 /g e yükseldiğini, NaBH 4 ilave ile kağıdın ISO parlaklık %20,2 den sırası ile %19,4; %22,4 ve %21,3 e çıkmış ve yırtılma, patlama ve kopma indisi azalmıştır. Kızılçam ise toplam hamur veriminin %45,20 den sırası ile %46,70; %47,25 ve %47,62 a yükseldiğini, kappa numarası 29,6 dan sırası ile 28,9; 27,4, ve 27,2 ye azaldığını belirtmiştir. Bununla birlikte, hamur viskozitesinin 932 cm 3 /g den sırası ile 982, 1014 ve 1016 cm 3 /g e yükseldiğini, NaBH 4 ilave ile kağıdın ISO parlaklık %20,5 den sırası ile %20,1; %24,9 ve %23,7 e çıkmış ve yırtılma, patlama ve kopma indisi azalmıştır. Tutuş (2006), Cotton Stalk Pulping with Kraft-Sodium Borohydride Process konulu araştırmasında, pamuk saplarından kraft-sodyum borhidrür (NaBH 4 ) yöntemiyle kağıt hamuru üretiminde sodyum borhidrürün hamur verimi üzerine etkisini araştırmıştır. Optimum hamur üretim koşullarını belirlemek için yapılan 11 adet pişirme denemesi sonucunda; sülfidite %20, aktif alkali oranı %30, sıcaklık 140 o C, pişirme süresi 110 dakika, NaBH 4 oranı %1 ve çözelti sap oranının 4/1 olarak bulunmuştur. Çöpür ve Tozluoğlu (2007), Kızılçam yongalarından kraft yöntemi ile kağıt hamur üretimi esnasında pişirme çözeltisine %2 ve %4 oranında NaBH 4 ilave edildiğinde toplam hamur veriminin%45,6 dan %46,8 ve%48,2 ye arttığı, kappa numarası ise 31,8 den 27,8 ve 27,2 ye ve hamur viskozitesinin de 1404 cm 3 /g dan 1232 cm 3 /g ve 1277 cm 3 /g a azaldığı tespit etmişlerdir. Ayrıca, NaBH 4 ilave ile kağıdın ISO parlaklığı %16,6 dan %20,3 e ve %27,6 ya yükseldiği ve yırtılma, patlama ve kopma indisi azaldığını belirtmişlerdir. Hafızoğlu ve Deniz (2007), Odun Kimyası isimli eserine göre, polisakkarit kimyasında kullanılan ön önemli indirgen Sodyum borhidrür (NaBH 4 ) dür. Bunun sudaki çözeltisi biraz alkalen olup alkalen koşularda oldukça stabildir. Borhidrür indirgen uç grupları, diğer aldehit ve keto gruplarını kolayca indirgeyerek hidroksil grubuna dönüştürür. Borhidrür lakton formunda olan karboksilleri bir ölçüde indirgemektedir, çünkü laktonlar alkalen koşullarda açılmaktadır. Ayata (2008), Eucalyptus grandis ve Eucalyptus camaldulensis yongalarından kraft yöntemi ile kağıt hamur üretimi esnasında pişirme çözeltisine %0,5 oranın da NaBH 4 ilave edildiğinde toplam hamur verimi artığını kappa numarası ve hamur viskozitesinin ise azaldığı tespit etmiştir. Ayrıca, NaBH 4 ilave ile kağıdın ISO parlaklık ve opaklık değerlerinin azaldığını ve yırtılma, patlama ve kopma indisinin arttığının belirtmiştir. Tutuş, Bektaş ve Ayata (2008), Okaliptus grandis ve Okaliptus camaldulensis Odunlarından Kraft Yöntemiyle Kağıt Hamuru Üretiminde Sodyum Borhidrürün Hamur Verimi Üzerine Etkisi adlı çalışmada; sülfidite oranını %28, aktif alkali oranını %18, sıcaklık 150 o C, çözelti/sap oranı 5/1 olarak sabit alınmıştır. Pişirme sürelerinin 130, 150 ve 170 dakika, NaBH 4 oranının %0,1; %0,3 ve %0,5 olarak alındığı deney planında her bir odun türüne ait onar adet pişirme yapılmıştır. Klavuz pişirmelerde elenmiş verim sırasıyla %45,25 ve %46,21 olarak bulunmuştur. Okaliptus grandis ve Okaliptus camaldulensis de en yüksek elenmiş verim oranı %0,3 sodyum borhidrür ilavesinde sırasıyla %51,26 ve %51,01 olarak tespit edilmiştir. Tutuş (2008), Buğday Sapı Kağıt Hamuru Verimi Üzerine Sodyum Borhidrürün Etkisi isimli araştırmasında, buğday saplarından kraft-sodyum borhidrür pişirme yöntemiyle elde edilen kağıt hamurlarının verimleri, kappa numaraları ve viskoziteleri 4

14 5 üzerine sodyum borhidrürün etkisini incelemiştir. Optimum kağıt hamuru üretim koşullarının belirlenmesi için yapılan 27 adet pişirme deneyi sonucunda en yüksek verimin; sülfidite oranının %25, aktif alkali oranının %16, sıcaklığın 120 o C, pişirme süresinin 120 dakika, NaBH 4 oranının %0,5 ve çözelti/sap oranının 5/1 olarak alındığı 23 nolu pişirme deneyinde gerçekleştiği görülmüştür. Tutuş ve İstek (2008), Kimyasal Termomekanik Kağıt Hamurlarının (CTMP) Kademeli Borlu Bileşikler İle Ağartılması adlı araştırmasında; üç kademeli ağartma işlemi uygulamış, ağartma kademelerinin farklı basamaklarında sodyum borhidrür, sodyum perborat monohidrat ve hidrojen peroksit gibi ağartıcılar kullanmıştır. Ağartılmamış CTMP hamurlarına göre üç kademede ağartılmış hamurların parlaklığı %71,32 oranında daha yüksek, sarılığı %0,4775 oranında daha düşük ve baskı opaklığı %4,49 daha yüksek bulunmuştur. Gülsoy (2009), Karaçam yongalarından kraft yöntemi ile kağıt hamur üretimi esnasında pişirme çözeltisine %0,5, %1, %1,5 ve %2 oranında NaBH 4 ilave edildiğinde toplam hamur veriminin %48,8 den sırası ile %51,65, %52,20, %53,15 ve %52,55 e yükseldiğini, kappa numarası ise 46,39 dan sırası ile 44,70; 43,74; 44,40 ve 37,47 ye azaldığını belirtmiştir. Bununla birlikte, hamur viskozitesinin 1120,61 cm 3 /g den sırası ile 1046,26; 1071,76; 1076,38 ve 959,92 cm 3 /g e düştüğü, NaBH 4 ilave ile kağıdın ISO parlaklık %19,62 den sırası ile %20, %20,46; %20,39 ve %21,29 a çıkmış ve yırtılma, patlama ve kopma indisi azalmıştır. İstek ve Gönteki (2009), Sahil çamı yongalarından kraft yöntemi ile kağıt hamur üretimi esnasında pişirme çözeltisine, %1, %2 ve %3 oranında NaBH 4 ilave edildiğinde toplam hamur veriminin %44.55 den sırası ile %48,49; %48,52 ve %49,29 a yükseldiğini, kappa numarası ise 31,7 den sırası ile 31,4; 30,1 ve 28,8 ye azaldığını tespit etmişlerdir. Ayrıca NaBH 4 ilave ile kağıdın ISO parlaklık değeri artmış ve yırtılma, patlama ve kopma indisi azalmıştır. Ezici (2010), Pamuk saplarından kraft yöntemi ile kağıt hamur üretimi esnasında pişirme çözeltisine %0,5 oranın da NaBH 4 ilave edildiğinde toplam hamur verimi artığını, kappa numarası ve hamur viskozitesinin ise azaldığı tespit etmiştir. Tutuş ve ark. (2010), Doğu ladini yongalarından kraft yöntemi ile kağıt hamur üretimi esnasında pişirme çözeltisine %0,5 oranın da NaBH 4 ilave edildiğinde toplam hamur veriminin %42,40 dan %44,50 ye arttığı, kappa numarası ise 19,33 den 18,60 a ve hamur viskozitesinin de 15 cp den 12 cp ye azaldığı tespit etmişlerdir. Ayrıca, NaBH 4 ilave ile kağıdın ISO parlaklık ve opaklık değerlerinin azaldığını ve yırtılma, patlama ve kopma uzunluğu indisinin arttığının belirtmişlerdir. Gümüşkaya ve ark. (2011), Fıstık çamı yongalarından alkali sülfit-antrakinon yöntemi ile kağıt hamur üretimi esnasında pişirme çözeltisine, %1, %2 ve %3 oranında NaBH 4 ilave edildiğinde toplam hamur veriminin, kappa numarası ve viskozitenin azaldığını tespit etmişlerdir. Ayrıca NaBH 4 ilave ile kağıdın ISO parlaklık ve opaklık değeri, yırtılma, indisi azalmıştır.

15 6 3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1 MATERYAL Araştırma materyali olarak; iğne yapraklı ağaç türlerinden Kızılçam (Pinus brutia Ten.) ve Monteri çamı (Pinus radiata D. Don.) ile Buğday (Triticum aestivum L.) sapları seçilmiştir Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Hakkında Genel Bilgiler Kızılçam, Pinaceace familyasına dâhil olan ve ülkemizde en geniş yayılış alanına sahip olan çam türümüzdür. Kızılçam, ana yayılışını Türkiye de oluşturmakta, bu nedenle de bilimsel çevrelerde Turkish red pine olarak ta adlandırılmaktadır. Kızılçam Türkiye de kapladığı 4,2 milyon hektarlık alanla, iğne yapraklı türler içinde en geniş yayılış yapan türü oluşturmaktadır (Boydak ve ark., 2006). Genel coğrafi yayılış alanı Akdeniz ve Karadeniz kıyılarıdır. Fakat asıl geniş yayılışını doğu Akdeniz de yapar. Filistin, Ürdün, Suriye, Irak, Lübnan, Kıbrıs, Türkiye, Yunanistan ve İtalya da yayılır. Karadeniz sahillerinde adacıklar halinde Türkiye, Kafkas ve Kırımda bulunur. En fazla Türkiye de yayılmıştır (Yaltırık, 1993) Kızılçam (Pinus brutia Ten.) ın Botanik Özellikleri Birçok botanikçilere göre Halep çamının bir varyetesi olarak benimsenen Kızılçam, bazı morfolojik ve anatomik özelliklerce ondan kesin olarak ayrılmakta, ancak, genel görünümleri ile Pinus halepensis e çok benzemektedir metre boylarında kalın dallı bir ağaçtır. Genç sürgünler kalın ve koyu kızıl renktedir. İşte Kızılçam adı buradan kaynaklanmıştır. İğne yapraklar daha uzun, ender olarak 20 cm. uzunluğunda, daha kalın, sert ve koyu yeşil renktedir. İğne yapraklarının anatomik yapıları örneğin, özellikle reçine kanallarının genişliği ve çevre yapısı Halep çamından farklıdır. Kozalak 6-11 cm boyunda, parlak açık kahverengi olup, topaç biçimindedir. Çok kısa saplı ya da sapsız kozalak sürgünlere dik oturur ya da yan durumlu olarak çoğunlukla 2-6 adedi bir arada çevrel halde bulunur. Apofiz yan pervazlı, göbek büyük ve Halep çamının aksine içe doğru hafifçe basıktır (Anşin ve Özkan, 1997) Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odunu nun Makroskopik ve Mikroskopik Özellikleri Kızılçam odununun makroskopik yapısında; diri odun geniş ve kırmızımsı beyaz renkte olup, enine kesitte gövde yarıçapının takriben üçte ikisi kadar bir yer işgal etmektedir. Öz odun daha koyu olup, sınırı bariz morumsu bir nüansı havi kırmızımtırak kahve renklidir. Yıllık halka sınırları belirlidir. Yaz odununun dış sınırı keskin, iç sınırında ise ilkbahar odununa geçiş ani olmayıp oldukça tedricidir. Yaz odunu tabakasının yıllık halka içerisindeki iştirak oranı cüzi, rengi bilhassa öz odun içerisinde koyu morumsu kahve renklidir. Yıllık halka sınırları, bilhassa gövdenin alt kısımlarında, bariz bir şekilde kaba dalgalıdır. Reçine kanalları mebzul ve belirli olup, enine kesitte, yaz odunu tabakası içerisinde veya bu tabakanın iç kenarına yakın kısımlarda açık renk noktacıklar halinde görülür. Ağaç, bilhassa alt kısımlarında, oluklu gövde teşkiline meyyaldir. Öz odun reçinece zengin, odun orta ağırlıkta ve oldukça yumuşak olup, kolaylıkla ve düz satıhlar

16 7 halinde yarılır. Kabuk kalın, ekseriya derin yarıntılı, kırmızımtırak kahve renklidir (Berkel, 1957). Mikroskobik yapının incelenmesinde; enine kesitte, yaz odunu tabakası yıllık halkanın ancak cüzi bir kısmını teşkil eder. Yaz odununun dış sınırı keskin olup, bu tabakanın dış kısımlarında, birkaç hücre sırasında traheidler çok basık ve hücre boşlukları hemen hemen bir çizgi şeklindedir. Yaz odunundan ilkbahar odununa geçiş ani olmayıp oldukça tedrici olabildiği gibi, çok tedrici olup sınır tamamen belirsizde olabilmektedir. Reçine kanalları yıllık halkanın her tarafına dağılmış bulunmakla beraber, ekseriyetle yaz odunu tabakası içerisinde görülmektedir. Münferit haldeki reçine kanallarından başka, birkaç kanalın yan yana gelmesiyle grup teşkil eden reçine kanallarına da sık tesadüf edilmektedir. Reçine kanallarının çapları arasındadır (Berkel, 1957) Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odunu nun Fiziksel ve Mekanik Özellikleri Kızılçam odununun fiziksel özellikleri Çizelge 1 de, mekanik ve teknolojik özellikleri Çizelge 2 de belirtilmektedir (As ve ark., 2002). Çizelge 1. Kızılçam (Pinus brutia Ten.)odununun fiziksel özellikleri Özellikler Ortalama Değer Yıllık halka genişliği (mm) - Tam Kuru Yoğunluk (gr/cm 3 ) 0,53 Hava Kurusu Yoğunluk (gr/cm 3 ) 0,57 Hacim-Ağırlık Değeri (gr/m 3 ) 0,478 Radyal yönde 4,9 Daralma Miktarı Teğet yönde 6,8 Hacimsel 12,2 Çizelge 2. Kızılçam (Pinus brutia Ten.)odununun mekanik ve teknolojik özellikleri Özellikler Ortalama Değer Basınç Direnci (N/mm²) 45 Eğilme Direnci (N/mm²) 82 Eğilme Elastikiyet Modülü (N/mm²) - Çekme Direnci (N/mm²) 47 Makaslama Direnci (N/mm²) 7 Dinamik Eğilme Direnci (kn/cm²) 0,26 Yarılma Direnci Radyal (N/mm²) 0,51 Yarılma Direnci Teğet (N/mm²) 0,57 Brinell Sertlik Liflere Paralel Janka 36,74 Değerleri (N/mm²) Liflere Dik Janka 25, Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odunu nun Kimyasal Özellikleri Kızılçam odununun, holoselüloz oranı %64,52-%66,13 lignin oranı %27,18- %27,86 pentozan oranı %9,23-%10,47 alfaselüloz oranı %41,21-%43,92 kül oranı %0,4-

17 8 %0,5 arasında değişmektedir. Bununla birlikte, sıcak suda çözünürlük oranı %2,10-%9,36 eterde çözünürlük oranı %4,59-%5,46 alkol-benzende çözünürlük oranı %5,04-%9,2 %1 lik NaOH de çözünürlük oranı %8,40-%17,44 arasında değişmektedir. Hacim ağırlığı değeri ise 0,471-0,520 g/cm 3 arasında değişmektedir (Göksel, 1981). Yapılan başka bir araştırmanın sonuçlarına göre ise kızılçam odununun, holoselüloz oranı %65,46; lignin oranı %27,47; alfaselüloz oranı %42,55; pentozanlar %10,00; kül oranı %0,47 olarak bulunmuştur. Çözünürlükler ise, sıcak su çözünürlüğü %5,04; eter çözünürlüğü %5,10; alkol-benzen çözünürlüğü %7,92; seyreltik alkali (%1 lik NaOH) çözünürlüğü %11,70 olarak tespit edilmiştir (Tank ve ark., 1990). Göksel (1981) e göre, Kızılçam lif boyu 4,27-4,70 mm, lif genişliği 47,85-49,11, çeper kalınlığı 8,99-9,77, lümen genişliği 28,14-30,34 arasında değişmektedir. Bununla birlikte, keçeleşme oranı 89,25-98,42 elastikiyet katsayısı 58,68-62,71 (Istas gruplamasında 2.grup), katılık katsayısı runkel sınıflaması 0,60-0,70 (İnce çeperli lifler sınıfı) arasında değişmektedir Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Odunu nun Kullanım Alanları Genellikle çam odunu orta derecede yumuşak, orta derecede eğilme ve şok mukavemetine haiz, işlenmesi kolay ve iyi tutkallanır. Elastikiyeti iyi olup çalışması orta derecededir. İyi çivi tutar. Kullanış yerleri geniş çapta inşaat kerestesi ve doğrama olarak, toprak, su ve köprü inşaatı, ağaç su boruları, uçak ve gemi güverte döşemeleri, tel direği, maden direği, travers, bayrak direği, ambalaj sandığı, kağıt ve selüloz odunu, çit kazıkları, çıra ve yakacak odun imalatıdır. Memleketimizde çamdan kontrplak imal edilmektedir (Bozkurt ve Göker, 1996) Monteri (Pinus radiata D.Don.) Çamı Hakkında Genel Bilgiler Monteri çamı; düzgün gövde yapısına sahip, hızlı büyüyen bir ağaç türüdür. Hızlı büyümesi nedeniyle geniş ve belirgin bir yıllık halka yapısına sahiptir. Ayrıca bu çam türü dünyada yaygın olarak yetiştirilmektedir. Avustralya, Yeni Zelanda ve İspanya ya ithal edilen türler içerisinde ilk sırada yer almakla birlikte Arjantin, Şili, Uruguay, Kenya ve Güney Afrika Cumhuriyeti plantasyonlarında yer alan önemli bir ağaç türüdür. Açık renkli, düzgün lifli, yumuşak bir odundur. Hızlı büyümesi, arzu edilen kereste ve kağıt hamuru kalitesine sahip olması ile ihraç edildiği ülkelerde orman ekonomisinin önemli bir dayanağı olmuştur (McDonald ve Laacke, 1990). Orta boylu bir çam türü olan Pinus radiata, relik olarak Kaliforniya nın sisli kuşağında üç yerel kesimde özellikle Monteri yörelerinde, Santa Cruz ve Santa Roza adalarında bulunmaktadır. Bundan başka, birde Baja Kaliforniya sahillerinde Guadalupe adasında doğal olarak bulunur. Özellikle ülkesi dışında egzotik şekilde yetiştirildiği Avustralya, Yeni Zelanda, Şili, Güney Afrika ve İspanya da çok başarılı sonuçlar alınmıştır (Anşin, 1994) Monteri Çamı (Pinus radiata D. Don) nın Botanik Özellikleri Normal olarak orta boylarda olan bu çam türü, derin ve zengin topraklarda metre boylara ve düzgün gövdelere sahiptir. İleri yaşlarda kalın dallı, şekilsiz ve dağınık tepeli kahverengi ve çatlaklı kabuğu olan bir ağaçtır. Tomurcuk yumurta şeklinde, açık kestane renginde, sivri uçlu, reçineli veya reçinesizdir. Açık yeşil renkte olan iğne yaprak, ince ve yumuşak olup üçlü olarak kısa sürgüne dizilmişlerdir. İğne yaprakların uzunlukları cm dir. Erkek çiçekler sarımsı renkte, dişi çiçekler ise koyu kırmızı renktedirler.

18 9 Olgun kozalak 7 14 cm boyunda olup, kestane renginde, cilalı görünüşlü, çok kısa saplı ya da sapsızdır. Kalkanın göbeği ince dikenlidir, kozalak ağaçta uzun süre kalmaktadır (Anşin, 1994) Monteri Çamı (Pinus radiata D. Don) nın Türkiye deki Plantasyonları ve Yetiştirilmesi Üzerine Yapılan Çalışmalar Monteri çamı, ülkemizde yılları arasında İbreli Tür Arboretumları kapsamında kurulan Mut-Ilıcadüzü (5 orijin), Mersin-Ayvalı (1 orijin), Bergama- Kırkgeçit (5 orijin), Manisa-Karatepe (6 orijin), Manisa-Uncubozköy (6 orijin), Selçuk-Davutdağı (6 orijin), Aydın-Küçükderebaşı (6 orijin), Aydın-Ninemsuyu (6 orijin), Muğla-Çamalan (6 orijin), Fethiye-Çırpı (3 orijin), Demirköy-İğneada (3 orijin), Çatalca-Örencik (3 orijin), İstanbul-Feneryolu (3 orijin), Edremit-Şapdağ (2 orijin), Edremit-Kumlucalar (2 orijin), Gemlik-Armutlu (3 orijin), Gemlik (1975; 5 orijin), İzmit-Çenedağ (3 orijin), İzmit- Kayalıdağ (2 orijin), İzmit-Işıktepe (3 orijin), İzmit-Kefken (5 orijin), İzmit-Kerpe (1974; 2 orijin), Düzce-Aksu (1 orijin), Ünye- Asarkaya (4 orijin) Bafra-Sarıgazel (4 orijin), Sinop- Bektaşağa (4 orijin) deneme alanlarında yer almıştır. Ayrıca Ünye-Asarkaya, Bafra- Sarıgazel, Sinop-Bektaşağa, Kandıra-Kefken, İzmit-Işıktepe de kurulan yabancı tür denemelerinde, Sedir le birlikte Monteri çamı da değerlendirmelere tabi tutulmuştur (Boydak ve ark., 1995). Monteri çamının doğal yayılış alanında hüküm süren iklim tipleri ülkemizde tam anlamıyla temsil edilmemektedir. Gerekli ölçme ve tespitler yapılarak yakın iklim tiplerine sahip olan bölgelerin Batı Karadeniz ve özellikle doğu kesimleri, Anşin (1994) e göre Bartın ve Çaycuma yörelerinde ağaçlandırma işlevlerinde kullanılması çok uygundur., Doğu Karadeniz in batısı, Orta Karadeniz ve Marmara Bölgesi nin doğusu olduğu belirlenmiştir. Belirtilen bu bölgelerde Monteri çamı ile yapılacak endüstriyel ağaçlandırmalar tesisinin birim alanda yüksek hacim verimi elde edilmesi bakımından yararlı olacağı belirtilmektedir (Akçidem, 1991; Boydak ve ark., 1995) Monteri Çamı (Pinus radiata D.Don) Odunu nun Makroskopik ve Mikroskopik Özellikleri Diri odun 15 cm kadar genişlikte, beyazımsı; özodun pembemsi kahverengindedir. Yıllık halkalar geniş ve belirgindir. İlkbahar odunundan yaz odununa geçiş yavaştır. Yalancı yıllık halkalar mevcuttur. Enine kesitte, reçine kanalları açık renkte, küçük noktacıklar halinde görülmektedir. Boyuna yüzeylerde ise ince kahverengi çizikler halinde belirgindir. Tekstür, yeknesak ve incedir. Belirgin reçine kokusu vardır (Göker, 1982; Bozkurt ve Erdin, 1989; Bozkurt ve Erdin, 1995). Ortalama traheid çapı 45 μ, traheid uzunluğu μ dur. Traheidlerin oduna katılım oranı %88,6 dır. Boyuna paranşimler mevcut değildir. Enine traheidlerin çeperleri belirgin şekilde dişli, bazen tali dişler de bulunmaktadır. Öz ışını paranşim hücreleri, kalın çeperli ve geçitli (horizontal çeper) dir. Boyuna traheidlerle öz ışını paranşim hücrelerinin karşılaşma yerlerindeki geçitler pinoid tiptedir. Özışınları, heterojen ve tek sıralıdır. İğimsi öz ışınları da mevcuttur. Özışını yüksekliği az (2 5 hücre) dır ( Bozkurt ve Erdin, 1989; Merev, 2003).

19 Monteri Çamı (Pinus radiata D.Don) Odununun Fiziksel ve Mekanik Özellikleri Monteri çamı odununun fiziksel özellikleri Çizelge 3 de, mekanik ve teknolojik özellikleri Çizelge 4 de belirtilmektedir (Topaloğlu, 2005). Çizelge 3. Monteri çamı (Pinus radiata D.Don)odununun fiziksel özellikleri Özellikler Ortalama Değer Yıllık halka genişliği (mm) 4,80 Tam Kuru Özgül Ağırlık (gr/cm 3 ) 0,44 Hava Kurusu Özgül Ağırlık (gr/cm 3 ) 0,47 Hacim-Yoğunluk Değeri (gr/m 3 ) 0,38 Radyal yönde 4,53 Daralma Miktarı Teğet yönde 6,75 Hacimsel 11,28 Radyal yönde 4,23 Genişleme Miktarı Teğet yönde 8,06 Hacimsel 12,29 Çizelge 4. Monteri çamı (Pinus radiata D.Don)odununun mekanik ve teknolojik özellikleri Özellikler Ortalama Değer Basınç Direnci (kp/cm²) 367 Eğilme Direnci (kp/cm²) 679 Eğilme Elastikiyet Modülü (kp/cm²) Dinamik Eğilme Direnci (kpm/cm²) 0,44 Makaslama Direnci (kp/cm²) 49 Enine kesit 3,52 Brinell Sertlik Değerleri Radyal kesit 2,03 (kp/mm²) Teğet kesit 1, Monteri Çamı (Pinus radiata D. Don) Odunu nun Kimyasal Özellikleri Monteri çamı odununun, holoselüloz oranı %64,06; lignin oranı %28,47; alfaselüloz oranı %42,75; pentozanlar %9,30; kül oranı %0,20 olarak bulunmuştur. Çözünürlükler ise, sıcak su çözünürlüğü %1,12; eter çözünürlüğü %1,50; alkol-benzen çözünürlüğü %1,67; seyreltik alkali (%1 lik NaOH) çözünürlüğü %9,27 olarak tespit edilmiştir (Tank ve ark., 1990) Monteri Çamı (Pinus radiata D. Don) Odununun Kullanım Alanları Monteri çamı, çalışma özellikleri orta derecede olan ağaçlar grubunda yer almaktadır. Bu nedenlerutubetli yerlerden, dış cephelerden uzak yerlerde ve binaların iç kısımlarında kullanılmasında fayda olacaktır (Topaloğlu, 2005). Monteri çamının hafif oluşu, kolay işlenebilme ve çivilenebilme özeliklerinden dolayı şablon yapımında, duvar panosu, inşaat kalıbı, tavan döşemesi olarak

20 11 kullanılabileceğini, kibrit ve kürdan sanayisinde de değerlendirilebileceğini belirtmektedir. Ayrıca iç döşeme ve dekorasyonda lambri olarak, emprenye edilmek suretiyle tel direği olarak kullanılabileceğini belirtmektedir (Bektaş ve Güler, 1996). Bununla birlikte, Tank ve ark. (1990) ya göre; Monteri çamı odununun selülozik lif üretimine elverişli olduğunu belirtmektedirler. Ülkemizde suni olarak yetişen Monteri çamının kağıt üretimine uygunluğu üzerine SEKA tarafından yapılan bir araştırmada, bu ağaç türü için Sülfat metodunun uygun olduğu belirtilmektedir. Direnç değerleri düşük olduğu için yapılarda kısa direk ve sütun olarak kullanılmaması tavsiye edilmektedir. Ayrıca odunu yumuşak olduğu için döşeme, parke ve merdiven gibi aşınma etkisinde kalan yerlerde kullanımında gerekli önlemler alınmalıdır. Malzeme yüzeyi, cila ve lake boya gibi yüzey koruyucu maddeleri ile aşınmaya karşı korunabilir. Monteri çamı diri odunu kolay emprenye edilmektedir. Uygun emprenye maddeleri ile emprenye edilen Monteri çamı odununun dış duvar kaplamalarında, iskele yapımında, çatı kirişlerinde, kameriye, güverte ve çit yapımında kullanılabileceği belirtilmektedir (Topaloğlu, 2005). Ayrıca Monteri çamı; Yeni Zelanda, Şili, Avustralya ve Güney Afrika da yapı ağacı ve ambalaj odunu olarak, odun hamuru üretiminde ve lif-yonga sanayisinde kullanılmaktadır. (Şimşek ve Tulukçu, 1984) Ceyhan 99 (Triticum aestivum L.) Buğdayı Hakkında Genel Bilgiler Buğday, Dünyada ve Türkiye de en fazla ekilen tahıl cinsidir yılında buğday, Dünyada 215 milyon ha alanda 584 milyon ton üretilmiştir yılında dünyada en fazla buğday üreten ülkeler; Çin, Hindistan, ABD, Fransa, Rusya şeklinde sıralanmaktadır. Dünyada besinlerden sağlanan kalorinin %20'si buğdaya aittir. Glüteninin elastikiyeti nedeniyle ekmek yapımına uygun rakipsiz bir bitkidir. Tarımının kolay ve tamamen makineye dayalı oluşu, yetiştiricileri buğday tarımına yöneltmektedir. Telafi yeteneğinin çok yüksek olması, yetiştirici hatalarını ve olumsuz koşulları belli oranda telafi edebilmesi, kültür bitkileri içerisinde buğdaya farklı bir yer kazandırmaktadır. Bu özelliklerinden dolayı buğday geçmişte ve günümüzde olduğu gibi, gelecekte de stratejik bir bitki olma özelliğini sürdürecektir. Sap kısmı genellikle tarladan toplanmakta, saman olarak fiyatı 0.2 ile 0.3 TL arasında satılmakta, eğer toplanmıyorsa ekimden önce tarlaya sürülmektedir. Bazen de saplar bir sonraki ekim için tarlanın sürümünü kolaylaştırmak amacıyla yakılmaktadır. Bu durum çevre ve toprak için ise sakıncalı bir durum oluşturmaktadır (Deniz ve ark., 2009) Ceyhan 99 (Triticum aestivum L.) Buğdayının Özellikleri Buğday dünyada en fazla ekilip dikilen bitki cinsidir. Kültürü yapılan ve yabani buğday çeşitleri vardır. Buğdaylar kromozom sayılarına göre 3 gruba ayrılır. Ekmeklik buğdaylar hekzaploid olan grupta bulunur ve 42 n kromozoma sahiptirler. Dünyada ekonomik önemi olan buğdayların büyük çoğunluğu ekmeklik gruba dâhildir. Ülkemizde yetişen ve Asıl Ekmeklik buğday grubunda değerlendirilen (Triticum aestivum L.) çeşitlerden birisidir. Bu grupta 35 adet buğday çeşidi bulunmaktadır. Bu grup dünyada Serin İklim Tahılları içerisinde yer almaktadır. Deniz ve ark. (2009) a göre aşağıda bilimsel sınıflaması görülen buğday; tek yıllık bir bitki olup, her türlü iklim ve toprak koşullarında yetişebilecek çok sayıda çeşitlere sahip olması nedeniyle, dünyanın hemen her tarafında yetiştirilmektedir. Buğday gerek dünyada; gerekse ülkemizde en fazla üretilen tarım ürünüdür.

21 12 Alem : Plantae Bölüm : Magnoliophyta Sınıf : Liliopsida Takım : Poales Familya : Poaceae Alt familya : Pooideae Oymak : Triticeae Cins : Triticum L. Ekmeklik Buğdayların (Triticum aestivum L.) başakları sırttan basık, başakcıklar başak ekseni üzerinde seyrek olarak dizilmiştir. Kılçıklı, kılçıksız ya da kısa kılçıklı çeşitleri vardır. Kavuzları beyaz, siyah, kahverengi olan çeşitleri bulunur. Yeni çeşitlerde boylar 100 cm dolaylarında, eskilerde ise biraz daha yüksek olabilir (Tosun, 1968; Eroğlu, 1980). Tüm tahıllarda sap kısmı boğum (nod) ve boğumlar arası (internod) kısımlarından oluşur. Buğday sapları boğum arası (internod), boğum (nod), yapraklar, başak ekseni, kavuzlar ve kılçık olmak üzere 6 değişik morfolojik kısımdan oluşur (Eroğlu, 1980). Boğum arası içi boş bir tüp şeklinde olup, buğday sapının ağırlık yönünden%60-70 ini oluşturur. Bir buğday sapı genellikle 6 dolayında boğum arasından oluşur ve uzunlukları toprak seviyesinden yukarı doğru çıkıldıkça artar. Buğday saplarının boyu iklim ve kültürel koşullara bağlı olarak değişir. Boğum arasında bulunan skleranşim hücreleri ve iletim demeti elemanları kağıt hamuru üretimi için en uygun liflerdir (Macdonald, 1969; Eroğlu, 1980). Boğumların içi öz kısmı ile dolu olup yaprağın sapa bağlandığı yerdir. Boğum aralarının içi boş veya öz ile dolu olabilir. Serin iklim tahıllarında genellikle boğum aralarının içi boş olur. Makarnalık buğdayların bazı çeşitlerinde üst boğum aralarının üst kısmı öz ile dolu olabilir. Yapraklar ağırlık yönünden boğum arasından sonra gelir. Yaprak kını ve esas yaprak olmak üzere iki kısımdan oluşup, yaprak kını boğumlardan itibaren başlar. Yapraklar gevrek yapıda olduklarından toplama, taşıma, temizleme sırasında önemli bir kısmı kırılır ve toz haline gelir. Silis içeriği yönünden boğum arasından birkaç misli daha zengindir. Başak ekseni; başakcıkları, kavuzları ve taneleri taşır. Uzunluğu 4-8 cm dolayındadır. Boğum, internodları birbirinden ayıran ve ağırlıkça toplam sap ağırlığının %4-5 ini oluşturur. Kağıt yapımı yönünden uygun bir kısım olmayıp, pişirme sırasında yeterince liflerine ayrılmamakta ve genellikle elek artığı oluşturmaktadır. Kavuzlar daneleri içinde taşıyan, uçları kılçıklı veya kılçıksız kapcıklardır.silis yönünden zengin olup, toplama ve temizleme sırasında kolaylıkla ayrılabilirler (Eroğlu, 1980). Başak zamanında; toprak yüzeyi ile ilk başakcığın bağlandığı noktaya kadar olan ve sap uzunluğu olarak bilinen uzunluk, serin iklim tahıllarında cm arasında değişmektedir. Serin iklim tahıllarında sap uzunluğunun fazla olması; yatmaya sebep olarak, birim alan tane verimini düşürdüğü ve hasadı güçlendirdiği, çok kısa olmasının da hasat işlemlerini güçleştirerek tane veriminde azalmaya neden olduğu için istenmez. Serin iklim tahıllarında çiçekler erseliktir. Yani aynı çiçek içerisinde hem erkek organ hem de dişi organ bulunur ve kendi kendini dölleme yeteneğine sahiptir. Başaklar çok sayıda başakcık tan meydana gelir ve her bir başakcık 1-2 çiçekten oluşur. Bir başakcıktan da 2 den fazla tane oluşabilir. Ekmeklik buğdaylarda tane beyaz ya da kırmızı renkte, tanenin karın çizgisi çukuru az derin ve yan yüzeyleri yuvarlak görünüşlüdür. Tane kesiti gevşek ve genelde unsu yapıdadır. Ancak camsı yapıda taneye sahip beyaz ve kırmızı taneli çeşitleri vardır.