İçindekiler
Dergi Arşivi

Temiz Üretim Uygulamalarında Örnek Sektör: Tekstil Ürünlerinin İmalatı

Recep PARTAL – Dr. Burcu UYUŞUR KIRAN (TÜBİTAK Marmara Araştırma Merkezi Çevre ve Temiz Üretim Enstitüsü)

 

Endüstriyel üretim yapan sektörlerde, girdi maliyetlerinin yanı sıra verimsiz üretim faaliyetleri sonucu ortaya çıkan atıklar önemli sorunları beraberinde getirmektedir. Özellikle çevresel ortamın zarar görmesi ve atık bertaraf maliyetleri sektörleri zor duruma sokmaktadır. Dolayısıyla üretimde verimliliği artırırken aynı zamanda çevreyi korumak son yıllarda en çok üzerinde çalışılan konular arasında yer almaktadır. Bu durum, entegre kirlilik önleme yaklaşımı olan “Kaynak Verimliliği” veya “Temiz Üretim” kavramlarına işaret etmektedir. Kaynak verimliliği veya temiz üretim; havaya, suya veya toprağa verilen emisyonları, mümkün olduğu yerlerde önlemek; mümkün değilse, çevreyi bir bütün olarak yüksek bir düzeyde korumayı başarmak için kirliliği en aza indirmek olarak tanımlanabilir.

Ülkemiz kalkınma sürecinde lokomotif rol üstlenen ve temiz üretim uygulamalarının en yaygın çalışıldığı sektörlerden biri tekstil sektörüdür (Arslan, 2008; Halkbank, 2010). Tekstil sektörü, “tekstil elyafının hazırlanması ve bükülmesi”, “dokuma”, “tekstil ürünlerinin bitirilmesi/tekstil terbiye” ve “diğer tekstil ürünlerinin imalatı” şeklinde gruplandırılmıştır. Bu alt sektörler arasında, boyama-terbiye işlemlerini kapsayan tekstil ürünlerinin bitirilmesi, diğer bir ifadeyle tekstil terbiye alt sektörü, enerji, su, kimyasal tüketimi ve atık oluşumu bakımından diğer alt sektörlerden daha fazla ön plana çıkmaktadır. Dolayısıyla sektörde, temiz üretim ve kaynak verimliliği teknikleri ile elde edilebilecek tasarruf potansiyelleri kayda değer derecededir (STB, 2017).

Tekstil ürünlerinin bitirilmesi alt sektörü; tekstil materyallerinin (elyaf, iplik ve kumaş) ön terbiye, boyama-baskı (renklendirme) ve bitim-son terbiye (apre) işlemlerini kapsamaktadır. Alt sektörde işlenen lif türü ve formu (elyaf, iplik, kumaş vb.), uygulanan teknikler ve teknolojiler ve üründen beklenen özelliklere bağlı olarak üretim proseslerinde farklılıklar olabilmektedir. Fakat özellikle terbiye işlemlerinde, birçok işletmede ortak olarak uygulanan, kaynak tüketimi yüksek ve çevre kirliliğine katkı sağlayan ortak prosesler yer almaktadır. Bu makale kapsamında bu proseslerden öne çıkanlar değerlendirmeye alınacaktır.
Alt sektörde, ön terbiye, boyama ve/veya baskı, bitim işlemleri adımları, içerisinde birçok prosesi barındırmaktadır. Örnek olarak, pamuklu kumaş terbiye ve boyama işlemlerine ait proses akışı Şekil 1’de gösterilmiştir.


Şekil 1. Pamuklu Kumaş Terbiye ve Boyama İşlemlerine Tipik Bir Proses Akışı


Tekstil Terbiye Prosesleri

Kaynak kullanımı ve oluşturduğu çevresel etkiler açısından, başlıca öne çıkan tekstil terbiye proseslerinden bazıları aşağıda açıklanmıştır. Bu açıklamalar sırasında kullanılan lejantların karşılıkları ise aşağıdaki tabloda ifade edilmiştir.


Enerji Tüketimi Su Tüketimi Kimyasal Tüketimi Emisyon veya atık ısı oluşumu Atıksu Oluşumu Katı Atık Oluşumu

Haşıl Sökme: Çözgü ipliklerinin, dokuma işlemi sırasında maruz kalabilecekleri fiziksel veya mekanik hareketlere karşı korumak ve ipliğin dayanımını artırmak amacıyla polisakkarit esaslı (nişasta, protein vb.) veya sentetik polimerler gibi haşıl maddelerinin kumaş üzerinden uzaklaştırılması işlemidir.
Çevresel Etki Değerlendirme: Haşıl maddesinden dolayı, atıksudaki toplam KOİ yükünün %70'e kadar olan kısmı ortaya çıkabilmektedir. Bunun yanında, Askıda Katı Madde (AKM) ve yağ-gres içeren yüksek sıcaklıkta atıksular oluşmaktadır (Rao, 2001; TTTSD, 2002; EC, 2003; Hasanbeigi, 2010; Öztürk, 2014).


Hidrofilleştirme: Pamuk lifler içerisindeki safsızlıkların ve renk veren doğal boyaların, sıcak sulu ortamda bazik işlemlerle muamele edilerek uzaklaştırılması işlemidir. Bu işlemle, liflerin yapısındaki pektinler, yağlar ve mumlar, proteinler, inorganik maddeler, haşıl maddeleri giderilir. Alkali maddeler ile birlikte noniyonik, aniyonik deterjanlar ve EDTA kimyasallar kullanılmaktadır.

Çevresel Etki Değerlendirme: Bu işlemin banyosundan atıksular oluşmaktadır. Son dönemlerde sodyumhidroksit yerine enzimatik hidrofilleştirme yapılması su tüketimi ve kirlilik yüklerinde %20 kadar tasarruf sağlayabilmektedir (TTTSD, 2002; EC, 2003; Hasanbeigi, 2010; Menezes ve Choudhari, 2010; Shah, 2013; ÇŞB, 2012).



Ağartma: Tekstil materyali üzerindeki doğal olarak bulunan ve selüloz liflerinden kaynaklanan sarımtırak/ekru rengi uzaklaştırarak, liflere daha düzgün ve beyaz olmasını sağlamak için hidrojen peroksit, sodyum hipoklorit, sodyum klorit, organik ve inorganik kimyasallar ile yapılan işlemdir.
Çevresel Etki Değerlendirme: Bu işlem sonucu oluşan atıksular yüksek pH (11-12,5), yüksek KOİ (800-8500 mg/L) ve Adsorblanabilir Organik Halojenler (AOX) içermektedir (TTTSD, 2002; EC, 2003; ÇŞB, 2012; Öztürk, 2014; SET, 2014; ÇŞB, 2016).


Merserizasyon: Pamuğun kopma mukavemetini, boyut stabilitesini ve parlaklığını ve boya alma kabiliyetini artırmak amacıyla uygulanan işlemdir.

Çevresel Etki Değerlendirme: Oluşan atıksular, tüm atıksudaki kuvvetli alkalinin (kostik) büyük oranda kaynağıdır. Kostik geri kazanımında membran proses ve evaporasyon uygulamaları yaygındır (TTTSD, 2002; EC, 2003; Menezes ve Choudhari, 2010; ÇŞB, 2012; Koç ve Kaplan, 2013; Öztürk, 2014).


Boyama: Tekstil materyallerine düzgün bir görünüm vermek, nihai kullanıma uygun hale getirmek ve haslıklar sağlamak için çeşitli boyarmaddelerin materyale uniform bir şekilde uygulandığı renklendirme metodudur. Boyama işleminde, boyarmaddenin yanı sıra, çok farklı türde yardımcı kimyasallar kullanılmaktadır. Boyama işleminin farklı teknikleri bulunmakta ve her bir teknikte uygulanan yönteme göre spesifik tüketimler ve emisyonlar değişkenlik göstermektedir.
Çevresel Etki Değerlendirme: Boyama işleminde kullanılan yardımcı maddelerin büyük bir kısmı, boyama işlemi sonunda materyalden ayrılarak atıksuya karışmaktadır. Boya türüne göre uygulanan kimyasal ve yardımcı maddeler farklılık gösterdiği için atıksular farklı renklerde ve karakterizasyonda olabilmektedir. Bu tip atıksuların arıtımı da güç olabilmektedir (TTTSD, 2002; EC, 2003; Hasanbeigi, 2010; Öztürk, 2014; SET, 2014; ÇŞB, 2016; Öztürk ve Cinperi, 2018).



Baskı: Tüm materyalin renklendirilmesi yerine, istenen ve talep edilen desenin belirli alanlara uygulanması işlemi yapılmaktadır. Baskı işlemleri boya patı hazırlama, baskı, fiksaj ve ard işlem adımlarından oluşmaktadır.

Çevresel Etki Değerlendirme: Başlıca baskı patı atıkları, yıkama ve temizleme atıksuları, kurutma ve fiksaj kaynaklı uçucu organikler ana kirleticilerdir. Baskı patı içerikli atıksuların KOİ seviyeleri 55000-300000 gr/kg ürün seviyelerindedir. Bir diğer kirletici ise amonyumdur ve kaynağı reaktif baskıda kullanılan üredir. Atıksudaki fazla amonyak, nitrifikasyonu artıracağından, arıtma tesisinin enerji tüketimi de artmaktadır (TTTSD, 2002; EC, 2003; ÇŞB, 2012; Hasanbeigi, 2010; SET, 2014; ÇŞB, 2016).

Kurutma: Islak/yaş işlemler sonrasında tekstil materyalindeki su içeriğini azaltmak veya tamamen elimine etmek için uygulanan prosestir. Enerji tüketimleri yüksek seviyelerdedir. Terbiye sektöründe son kurutma işlemleri genellikle ramözlerde yapılmaktadır.

Çevresel Etki Değerlendirme: Ramöz bacalarından, yetersiz yanma kaynaklı formaldehit ve metan emisyonlarının sebep olduğu Uçucu Organik Madde (VOC) emisyonları, Karbonmonoksit (CO), Azotlu Bilşeikler (NOx) emisyonları ve tozlar oluşabilmektedir. Ayrıca atıkısı oluşumu da söz konusudur. Ramöz atık gazlarından ısı geri kazanımı ve ramözlerin izolasyonu ile proseste tüketilen ısıl enerjiden %20-30 oranında tasarruf sağlanabilir (TTTSD, 2002; EC, 2003; ÇŞB, 2012; Hasanbeigi, 2010; Öztürk, 2014; SET, 2014; ÇŞB, 2016).



Tekstil Sektöründe Temiz Üretim Potansiyeli
2017 yılında tamamlanan Sanayide Kaynak Verimliliği Potansiyelinin Belirlenmesi Projesi (STB, 2017) kapsamında, tekstil ürünlerinin imalatı sektöründe yürütülen saha ve anket çalışmaları ile derlenen veriler, literatürde ve IPPC Tekstil BREF dokümanında yer alan işletme verileri ile kıyaslanmış (Tablo 1) ve su, enerji, kimyasal, atıksu, emisyon göstergelerindeki potansiyel azalma oranları hesaplanmıştır. Buna göre, sektörde kaynak kullanımlarında yüksek potansiyeller tespit edilmiş ve çeşitli verimlilik uygulamaları ile sağlanabilecek potansiyel azalma oranları belirlenmiştir. Özellikle tekstil terbiye alt sektöründe, kaynak verimliliği fırsatlarının belirlenmesi ve uygulanması ile bu potansiyel oranlar hayata geçirilerek önemli kazanımlar sağlanabilir.

Tablo 1. Kaynak Kullanımlarının Mevcut Durumu ve Belirlenen Potansiyel Azalmalar
(STB, 2017)

Tekstil Ürünlerinin Bitirilmesi Alt Sektörü

*Potansiyel Azalma Oranlari

Su tüketimi

%15-79

Enerji tüketimi

%15-40

Kimyasal tüketimi

 

     -Boyarmadde

%26

     -Yardımcı kimyasal

%40-60

Atıksu oluşumu

 

     -Atıksu miktarları

%23-72

     -Atıksuların KOİ yükleri

%38-66

Hava emisyonu miktarları

%60’dan fazla

Katı atık miktarları (tehlikeli atık)

%54

* Potansiyel azalma oranları hesaplanırken IPPC Tekstil BREF dokümanı ve literatür verilerinden faydalanılmıştır. Bu sebeple referanslar, potansiyel azalma oranları hesaplamalarında kullanılan literatür verilerine atıfta bulunmaktadır.

Tekstil Sektöründe Temiz Üretim Potansiyelinin Hayata Geçirilmesi
Sektörde, işlenen lif türü ve formu, uygulanan teknikler ve teknolojiler ve üründen beklenen özelliklere bağlı olarak üretim proseslerinde farklılıklar olabilmektedir. Bu durum, her işletmenin kendi özelinde farklı tasarruf potansiyelleri olabileceğine işaret etmektedir. Dolayısıyla bir işletme temiz üretim olanaklarını belirlemek istiyorsa, öncelikle temiz üretim etüdünü yapması gerekmektedir. Temiz üretim etüdü, bir insanın içyapısının görüntülenmesi amacıyla kullanılan MR (Manyetik Rezonans Görüntüleme) çekmeye benzetilebilir. Temiz üretim etüdü ile kütle dengesi yapılarak, yüksek kaynak tüketimi olan noktalar, çevresel emisyonların kaynakları, kayıp ve kaçaklar tespit edilebilir.

Tekstil sektöründe mevcut en iyi teknikler hakkındaki referans doküman, 96/61/EU IPPC Yönergesi’nde (BREF Doküman) belirtilmiştir. BREF dokümanının 1. ve 2. bölümünde tekstil sektörü ve bu sektörde uygulanan prosesler, 3. bölümünde mevcut durumdaki tüketimler ve emisyon seviyeleri ile ilgili bilgiler, bölüm 4’te Mevcut En İyi Teknikler’in (MET) belirlenmesinde yararlanılan, kaynak tüketimi ve emisyon azaltım teknikleri hakkında bilgiler verilmiştir. Ayrıca bu tekniklerin kullanılması ile önlenebilecek tahmini kaynak tüketimi ve emisyon seviyelerine de yer verilmiştir. Bölüm 5’te ise tekstil sektörü geneli ve spesifik tekstil üretim süreçleri için derlenen MET’ler ve bu MET’lerin uygulanması ile azaltılabilecek kaynak/emisyon seviyeleri verilmiştir (EC, 2003). Bu MET’ler birçok işletme için ortak önlemler içerse de, işletme özelinde birbirinden farklılıkta gösterebilir. Bu sebeple, temiz üretim etütleri ile işletmeler daha farklı tasarruf potansiyelleri ortaya çıkarabilirler. BREF dökümanının yanı sıra, son yıllarda tekstil işletmesi spesifik temiz üretim uygulamaları ile ortaya çıkan yeni MET’ler, sektöre yönlendirici bir katkı sağlamaktadır.

Sonuçlar
Tekstil sektörü ülkemizde lokomotif sektörlerden bir tanesidir. Sektör çatısı altında, birbirinden farklı alanlarda faaliyet gösteren birçok alt sektör yer almaktadır. Sektör, uzun süredir kaynak tüketimleri ve çevresel etkileri açısından sıklıkla gündeme gelmektedir. Bu sebeple, sektör genelinde kaynak verimliliği ve çevresel konularda çok sayıda çalışmalar yürütülmüş ve yürütülmektedir. Kaynak tüketimi ve çevresel açıdan ön plana çıkan tekstil alt sektörü ise tekstil terbiye işlemlerinin yapıldığı “Tekstil ürünlerinin bitirilmesi” alt sektörüdür. Alt sektör, ön işlemler, boyama ve bitim işlemlerinde yoğun enerji, kimyasal ve su kullanımına sahiptir. Bu sebeple de kaynak tasarrufu potansiyelleri ile ön plana çıkmaktadır. Alt sektörde, enerji, su, kimyasal, atık ve emisyonlarda tasarruflar yapılabileceği BREF dokümanda, çeşitli makalelerde ve projelerde ortaya koyulmuştur. Fakat her işletme için temiz üretim olanakları ve potansiyelleri farklılık göstermektedir. Bu sebeple, işletmeler kendi özelinde temiz üretim etüdlerini yaparak, temiz üretim fırsatlarını ortaya koyabilir. Burada, BREF dokümanda yer alan MET’lerde mutlaka göz önüne alınmalıdır. Özet olarak, tekstil sektörü kaynak tasarrufu açısından yüksek potansiyellere sahip bir sektördür ve bu potansiyeller temiz üretim metodolojisi ile hayata geçirilebilir.

Bu makale, T.C. Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı, Sanayi ve Verimlilik Genel Müdürlüğü tarafından desteklenen, TÜBİTAK MAM Çevre ve Temiz Üretim Enstitüsü tarafından yürütülen, “İmalat Sanayii Alt Sektörlerinde Sektörel Kaynak Verimliliği Rehberlerinin Hazırlanması” projesi kapsamında oluşturulan “Tekstil Ürünlerinin Bitirilmesi Kaynak Verimliliği Rehberi” dikkate alınarak hazırlanmıştır.

Kaynaklar:
Arslan, K., (2008). “Küresel Rekabet Baskısı Altında Tekstil Ve Hazır Giyim Sektörünün Dönüşüm Stratejileri ve Yeni Yol Haritası” MÜSİAD Araştırma Raporları, Ankara.
European Commission (EC), 2003. “Integrated Pollution Prevention and Control (IPPC) Reference Document on Best Available Techniques for the Textile Industry” EC IPPC Bureau, 747s., Seville, Spain.
European Commission (EC), 2011. “Sustainable Industry:Going for Growth & Resouce Efficiency,” EC, Rotterdam, Hollanda.
Halkbank, 2010. “Tekstil ve Hazır Giyim Sektör Raporu, Halkbank Kurumsal Sorumluluk Projesi”, (http://www.riskmedakademi.com).
Hasanbeigi, A (2010). “Energy-Efficiency Improvement Opportunities for the Textile Industry,” China Energy Group Energy Analysis Department Environmental Energy Technologies Division, Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory.
Koç, E ve Kaplan, E (2007). Tekstil Terbiye İşletmelerinde Enerji Kullanımı-Genel Değerlendirme”, Tekstil ve Mühendis, cilt 14, no. 65, pp. 39-47.
Menezes, E ve Choudhari, M (2010). “Pre-treatment of Textiles Prior to Dyeing”. (http://cdn.intechopen.com/pdfs/25013/InTech-re_treatment_of_textiles_prior_to_dyeing.pdf)
Mülga T.C. Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı (BSTB)-Verimlilik Genel Müdürlüğü ve TÜBİTAK MAM, (2017). “Sanayide Kaynak Verimliliği Potansiyelinin Belirlenmesi Projesi” Ankara, 2017 (http://vgm.sanayi.gov.tr/sayfa.html?sayfaId=fa6667a3-32b1-4d34-9f93-0f809109123 ).
Öztürk, E ve Cinperi, N (2018). “Water efficiency and wastewater reduction in an integrated woolen textile mill” Journal of Cleaner Production, cilt 201, pp. 686-696.
Öztürk, E., (2014). “Tekstil Sektöründe Entegre Kirlilik Önleme ve Kontrolü ve Temiz Üretim Uygulamaları” Isparta: Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi.
Rao, J., (2001). “Development in grey preparatory processes of cotton textile materials,” Indian Journal of Fibre & Textile Research, no. 78-92, p. 26.
Save Energy Textile (SET), 2014. SET- Production Processes and Efficiency Measures. Save Energy in Textile SMEs.,» Save Energy Textile.
Shah, S.R.; Shah, J.N., (2013). “A Step towards Environmental Protection in Textile Wet Processing”, Research Journal of Recent Sciences, cilt 2, no. 35-37.
T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı (ÇŞB), (2012). “EKÖK “Entegre Kirlilik Önleme ve Kontrol” Teknik Yardım Hizmeti Envanter Raporu” NIRAS IC Konsorsiyum, Ankara.
T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı (ÇŞB), (2016). “Tekstil ve Hazır Giyim Sektörü Sektörel Atık Kılavuzu”, Ankara.
Türkiye Tekstil Terbiye Sanayicileri Derneği (TTTSD), 2002. “IPPC Tekstil Sanayi için En Uygun Teknikler (BAT) Referans Dokümanı ve İlgili Yönetmelikler.”, META Basım Matbaacılık Hizmetleri, İzmir.