Çay atıklarının değerlendirilmesi 07.08.2011

Prof. Dr. Mustafa ÖZTÜRK

MNE ÇEVRE

Çay fabrikası atığı özellikle Doğu Karadeniz Bölgesinde üretimi yapılan siyah çay yapraklarının standartlara uymayan hasatı sonucunda çay işleme fabrikalarının temel atık maddesi olarak oldukça büyük miktarlara ulaşmaktadır. Bu oran normal standartlarda %3-5 arasında iken yanlış hasattan dolayı %17-18’e kadar çıkmaktadır.

Karadeniz bölgesindeki çay fabrikalarda her yıl tahminen 40.000 ton çay atığı oluşmaktadır. Çok değerli bir hammadde olan çay atıkları değerlendirilmeden çevreye gelişi güzel atılarak çürümeye terk edilmesi veya çöp depolama alanına dökülmesi nedeniyle büyük çevre problemlerine neden olmaktadır.

Bu çalışmada çay atıklarının dünyada nasıl değerlendirildiği üzerinde durulacaktır.

Çay atıkları karbon, azot, potasyum bakımından zengin, fosfor bakımından ise fakirdir. Bir çalışmada çay atığında karbon azot oranı C/N, 26 olarak verilmiştir.  Önemli besi maddelerinden olan fosfor oranı fevkalade düşük olup yaklaşık olarak %0,18’dir. Çay atığının pH’ı yaklaşık olarak 5,3 civarındadır. Çay atıkları 100 oC’lik fırınlardan çıktığı için içinde mikroorganizma yoktur. Çay atığı %6,6 oranında fevkalade düşük neme sahip bir atıktır. Çay atıkları kendi ağırlığının yaklaşık olarak 2,6 katı su tutma kapasitesine sahiptir.

Çay atıklarında protein metabolizmasını engelleyen ve girişim yapan yaklaşık %6,3 oranında tannik asidi içermektedir. Bu anti metaboliti nedeniyle çay atıklarını doğrudan hayvan yemi olarak kullanmak mümkün değil. Çay atıklarını hayvan yemi olarak kullanmak için bu anti metabolitiyi kaldırmak için kolay, basit, ucuz ve elverişli bir metot geliştirilmiştir.

Çay atığı bir gece boyunca 1:50 oranında seyreltilmiş klorsuz su içerisinde bırakılınca, ham protein içeriğini etkilemeksizin tannik asitten tamamen arındırılmış olur. Elde edilen ürün tavuk yemi olarak kullanılabilir.

Karadeniz’de çayın üretildiği topraklar asitleşmektedir. Asitleşmenin sebebi toprakta gübre olarak amonyum sülfatın kullanılmasıdır. Amonyum sülfat asidik özelliğe sahip bir gübredir. Çünkü amonyum sülfat toprağa ilave edildiği zaman amonyum toprakta besi maddesi olarak kullanılırken toprakta kalan kuvvetli asidik anyon olan sülfat, toprağı kademe kademe asitleştirir. Bu gün çay üretim bölgesindeki toprağın pH’ı 4 altına düşmüştür. Buda çay üretiminde yanlış gübre kullanımından ileri gelmektedir.

Çay Atığından Kompost Üretimi

Çay atığı önemli bir kompost hammaddesi olarak kullanılabilir. Hindistan’da çay atığının kompost üretimi uygulamaları bunun en güzel örneğidir.

Ancak çay atığını doğrudan kompost hammaddesi olarak kullanmak mümkün değil. Çünkü çay atığı kompostlama için gerekli olan nem, pH, fosfor ve mikroorganizma bakımından uygun değildir. Ayrıca ham çay atığı stabil bir madde değildir. Kuru çay atığı öncelikle nem bakımından uygun forma getirilmesi gerekmektedir. Bunun için çay atığı yaklaşık 2,6 kat klorsuz su ile ıslatılır (nemlendirilir). Klorsuz su yerine taze sıvı hayvan gübresini çay atığını ıslatmak için kullanmak daha uygun ve avantajlıdır. Taze sıvı hayvan gübresi kullanılarak hem ıslatma işlemi hem de ortama yeterli mikroorganizma ve besi maddesi verilmesi sağlanır.

Kompost tesisine taze hayvan gübresi getirilir. Burada taze hayvan gübresine klorsuz su ilavesiyle sıvı forma dönüştürülür. Böylece elde edilen sıvı gübre ıslatma amacıyla kullanılabilir. Ayrıca hayvan gübresi içindeki yaban oyu tohumlarının çay atığı içine karışması önlenir.

Çay atığının pH’ı yaklaşık olarak 5,3’dür. Çay atığının pH’sını 5,3 den 6 civarına getirmek için sıvı kireç sütü kullanılabilir. Sıvı kireç sütü ilavesiyle çay atığının pH’ını 6 civarına getirilmesi için yeterlidir. Kompost üretiminde çay atığının pH’sının 6 civarında olması yeterlidir.

Çay atığında önemli besi maddelerinden fosfor eksikliği söz konusudur. Çay gübresinde yeterli oranda fosfor olması için ortama belli miktar triple süper fosfor gübresi ilave edilmelidir. Triple fosfat harici fosfor kaynakları da çay atığına ilave edilerek fosfor eksikliği giderilebilir. Burada temel olay hangi fosforlu maddenin daha ekonomik olarak temin edileceği ve kolay olarak kullanılacağıdır.

Kompost üretiminde çay atığı öncelikli olarak taze sıvı hayvan gübresi ıslatılır. Çay atığı içindeki nem oranının %6,3 den %55’e civarına getirilmesi sağlanır. Kompostlama işlemi esnasında nem oranının %65’üzerinde ve %40’ın altında olması tavsiye edilmez.

Islatılmış (nemlendirilmiş) çay atığının pH’ı sıvı kireç sütü 6 civarına getirilir.

Fosfor içeren madde pH ayarlanmış çay atığına ilave edilerek ilave besi maddesi sağlanır.

Çay atığı karışımı, kompost gübre kullanılarak aşılaması yapılır. İstanbul Büyükşehir Belediyesine ait kompost tesisinden kompost temin edilerek aşılama amacıyla kullanılabilir.

Kompostlama ve ongunlaştırma üniteleri zemini beton olan ve yaklaşık %2 eğimli alana çay atığı karışımı yığın yapılarak dökülür.

Çay atığı yığını içinde sıcaklık, nem ve oksijen sensorlarla günde iki defa ölçülmelidir. Sıcaklık artmaya başladığında ve sıcaklık 65 oC üzerine çıktığında havalandırma yapılır. Yığın içindeki sıcaklık 43 ila 65 oC arasında değişir. Optimum sıcaklık 55 oC’dir. Sıcaklığın 70 oC üzerine çıkmasına izin verilmemeli. Çıkarsa tüm mikroorganizmalar ölür.

Yılda yaklaşık olarak 40 bin ton çay atığının kompostta dönüştürmek için işleneceği bir tesiste havalandırma ve karıştırma amacıyla bir iş makinesinin kullanılması tavsiye edilir.

Karadeniz bölgesi yağışlı bir bölge olduğu için kompost tesisi üzeri tente ile kapatılması tavsiye edilir. Yağmur suyundan minimum etkilenmek için bu yapılmalıdır.

Çay yığını içindeki nem oranı %50’nin altına düştüğü zaman ortama klorsuz su ilave edilmelidir.

Yığın içindeki sıcaklık sabit kalmaya başlayınca kompostlama süresinin tamamlandığı söylenebilir.

Çay atığından üretilen kompost bölgedeki çay bahçelerinde gübre yerine kullanılabilir. Çay kompostlarının çay bahçelerinde kullanılmasıyla kimyasal gübre kullanımı minimum miktara inecektir. Toprağın kalitesi iyileşecek ve daha kaliteli ürün elde edilecektir. Çay bahçelerinde yaşanan pH sorunu çözülecektir. 

Çay atığından kompost üretme ile ilgili fizibilite çalışması sonrası uygulama projesi hazırlanabilir.

Çay Atığından Yakıt Üretimi

Çay fabrikalarında oluşan çay atıkları takriben %93,4 oranında kuru atıklardır. Çay atığının yakıt olarak kullanılması için nem değerinin düşük olması ve mikroorganizma içermemesi fevkalade önemlidir. Çay atığı kükürt ve diğer zararlı kirleticileri içermediğinden dolayı yanma sonucu hava kirliliği yapmaz.

Pellet çay atığının ısınmada yakıt olarak kullanılması esnasında oluşan kül oranı %2–5 aralığında olup,  baca gazında uçucu kül oluşumu minimum seviyede olduğundan bölgede partikül kirliliği meydana getirmez.

Bu tür atıklar sıkıştırma makinesi ile 300–800 MPa basınç ve belli sıcaklık altında 5 ila 30 dakikalık süreyle sıkıştırılır ve pellet yakıt ürünleri elde edilir. Pellet haline getirilen çay atığı ham çay atığına göre 4 ila 6 kat daha yoğundur. Bu yüzden taşıması daha kolay ve ekonomiktir. Pellet çay atığı yakıtının kalorifik değeri 4250 Kcal/kg’dir.

Çay atığının sıkıştırılarak pellet haline dönüştürülmesi esnasında melas gibi bağlayıcı maddelerde kullanılabilir.  

Pellet yakıt haline dönüştürülen çay atığı, çevre dostu yenilenebilir bir enerji kaynağıdır.

Elde edilen pellet yakıt çay fabrikalarında veya yerleşim bölgesinde kış aylarında yakıt olarak kullanılabilir. Bu yakıtın teknik bir tanımlanmasının yapılmasında yarar vardır.

Yakma sonucu oluşan kül içinde önemli miktarda besi maddesi potasyum bulunmaktadır. Çay bahçelerinde kül potasyum kaynağı olarak kullanılabilir. Kül bazik olduğunda asidik çay bahçesi toprağının pH’nın ayarlanmasına yardımcı olur.

Bölgede tüm çay atıkları pellet haline getirilir ve tamamı konut ısıtmada yakıt olarak kullanılırsa Karadeniz bölgesinde yaklaşık 20 bin ailenin kış aylarında kullanacağı yakıt ihtiyacı giderilmiş olur. 20 bin aile yaklaşık 100 bin nüfusa denk gelmektedir.

Çay atığını yenilenebilir organik yakıt haline dönüştürmek pratik, ekonomik ve kolaydır. Çay atığından yenilenebilir enerji yakıtı olarak kullanılması ile ilgili fizibilite çalışması sonrası uygulama projesi hazırlanabilir.

Çay Atığından Kafein Üretimi

Ülkemizin kafein ihtiyacı yurt dışından karşılanmaktadır.

Çay atıkları yaklaşık olarak %3,1 ila 3,8 oranında kafein içermektedir. Dünya’da kafein üretiminin %45’ı kahve ve çay gibi doğal kaynaklardan sağlanmaktadır.

Kafein ilaç ve meşrubat sanayilerinde önemli bir hammadde olarak kullanılmaktadır. Birçok ilacın ana girdisi durumunda.

Çay atığındaki kafein, katı sıvı ekstraksiyon sistemiyle kazanılmaktadır. Çay atığından kafein ekstrakte edildikten sonra geriye kalan bakiye atık kompost üretimi amacıyla kullanılabilir. Araştırılmalıdır.

Çay Atığından Torfla Gübre Üretimi

Çay atıkları torfla 1:1 oranında karıştırılarak elde edilen ürün özellikle mantar üretiminde gübre olarak kullanılmaktadır. Elde edilen gübreyle yapılan çalışmalar oldukça olumlu sonuçlar vermiştir.

Karadeniz bölgesinde yeterli torf olmadığı için bu işlemin uygulama şansı oldukça zayıftır.

Çay Atıklarıyla İçme ve Atıksularda Ağır Metal Giderimi

Çay atıkları su ve atıksu içinde çözünmüş halde bulunan ağır metalleri absorplama kabiliyetine sahiptir.

Çay atıkları toz haline getirilip elendikten sonra bazı endüstriyel atıksulardaki ağır metallerin giderilmesinde aktif karbon yerine kullanılabilir. Aktif karbon oldukça pahalı çay atığı ise oldukça ucuz, pratik olarak uygulanabilir bir absorplayıcı maddedir.

Çay atıkları ile ilgili oldukça fazla çalışma var. Bu çalışmalar değerlendirilerek endüstriyel atıksulardaki ağır metallerin gideriminde absorplayıcı madde olarak aktif karbon yerine toz çay atıkları kullanılabilir. Bu konuda çalışma yapıldıktan sonra üretime geçilebilir.

SONUÇ

Çay atıklarını en iyi değerlendiren ülkelerin başında Hindistan gelmektedir. Çay atıklarının değerlendirilmesinde Hindistan tecrübesi örnek alınabilir. Hindistan’da çay atıklarından;

1.   Kompost üretilerek (kompost üretiminde at gübresi kullanılmakta),

2.   Pellet haline dönüştürülerek yakıt olarak,

3.   Torfla karıştırılarak gübre olarak,

4.   Kafein üretilerek,

değerlendirilmektedir.

Bu haber 2622 kez görüntülendi.