Süperkritik Akışkan Ekstraksiyon Sistemleri (SAES) Tasarım Mühendisi Alper Baycan ile tıbbi ve aromatik bitki işleme teknolojisinde kullanılan sistemler hakkında konuştuk.
Merhaba Alper Bey, öncelikle sizi tanıyabilir miyiz? Polat Makina’daki görev ve sorumluluklarınızdan kısaca bahsedebilir misiniz?
Çalışma hayatına 2018 yılında Uğur Soğutma AŞ’de Metal İşler Uzman Yardımcısı olarak başladım. İki yılı aşkın bir süre Metal İşler Bölümü’nde metal işleme ve süreç yönetimi konusunda tecrübe edindim. Akabinde 2020 yılı sonlarına doğru Polat Makine AŞ ile yollarımız kesişti ve Süperkritik Akışkan Ekstraksiyon Sistemleri Tasarım Mühendisi olarak göreve başladım.
Bir Ar-Ge mühendisi olarak tamamen kullanıcı odaklı çözümler sunmak zorundayız ve bunun için var gücümüzle çalışıyoruz. Bir SAES tasarımına başlamadan önce makine, komponentler ve bunlara bağlı parametreler ile ilgili literatür araştırması yapılmalı ve iyi analiz edilmelidir.
Müşteri ihtiyacının teknik olarak değerlendirilmesi için satış departmanından gelen bilgileri makine tip belirleme süreci kapsamında ön değerlendirmeye tabii tutuyoruz. Müşteri numunesinin numune analiz sürecine uygun olacak şekilde analizinin laboratuvarda yapılması ve dökümante edilmesi sağlandıktan sonra uygun görülen SAES projeleri için ürün tipinin ve gerekli konfigürasyonların belirlenmesini sağlıyoruz. Ayrıca Kalite Yönetim Sistemi içerisinde hazırlaması gereken dokümanları hazırlamak, kontrol etmek ve uygulanmasını sağlamak gibi görevlerin yanında; satın alma sürecinde makine donanımlarının güncelliğini sağlamak, özellikle yurtdışı satın alımlarında uzun süreli terminlerde ilgili donanımların depo stoğunda bulundurulmasını sağlamak, satış sonrası müşteri memnuniyeti gibi sorumluluklarımız bulunmaktadır. Ar-Ge Merkezi içerisinde kazandığımız yenilikçi ve girişken yönümüzle, sektöre yön vermeye devam edeceğiz.
Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu Sistemleri’ni kısaca bize anlatır mısınız?
Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu, tıbbi ve aromatik bitki işleme teknolojisinde kullanılan yeni bir tekniktir. Sistemde akışkan olarak nitelendirdiğimiz çözücü, gaz ve sıvı fazlarının bir arada bulunabildiği uygun sıcaklık ve basınçta, maddenin dördüncü hali olan süperkritik fazda yer almaktadır. Bu kritik sıcaklık ve basıncın üzerindeki koşullarda çözücü, süperkritik akışkan olarak tanımlanır.
Akışkan, yüksek basınç pompası ile basınçlandırılarak ve ısıtılarak süperkritik faza geçirilir. Süperkritik akışkan, içerisi ürün ihtiva eden ekstraktöre beslenir. Ayrılması veya toplanması gereken ekstrakt ile birlikte akışkan, bir basınç düşürme valfinden geçirilerek seperatöre gönderilir. Basınç farkı nedeniyle ekstrakt seperatörde toplanır ve dışarı alınır. Ekstrakttan ayrılmış olan akışkan sisteme yeniden beslenilmek üzere akümülatöre aktarılır ve böylece çevrim tamamlanmış olur.
Bir süperkritik akışkanın en önemli özelliği basınç ve sıcaklığa bağlı olarak değişen yoğunluğudur. Bu normlar değiştirilerek ekstraksiyona seçicilik kazandırılmaktadır. Ayrıca yüksek difüzlenme özelliği sayesinde maddelere çok çabuk nüfuz ederler. Bu özellikleri, ayırma işlemini kolaylaştırır ve yüksek tepkime hızı sağlar.
Her süperkritik akışkan her maddeyi aynı ölçüde çözemez. Bu noktada akışkanın kritik sıcaklık ve basınç değerleri göz önünde bulundurularak doğru akışkan seçimi yapılmalıdır. Biz de doğru akışkan seçimimizi, toksik, korozif ve yanıcı olmaması; ekonomik, geri kazanımı mümkün, tehlikesiz, inert, düşük viskoziteli ve düşük kritik sıcaklığa sahip olması sebepleriyle karbondioksitten yana kullandık. Bu özellikler göz önünde bulundurulduğunda çoğu biyolojik uygulamalar CO2 kullanımı ile sınırlanmıştır.
Ürünün hitap ettiği sektörler nelerdir, hangi alanlarda kullanılmaktadır, bu konular hakkında bilgi alabilir miyiz?
Bu sistemler genellikle bitkilerden ekstrakt eldesinde kullanılmaktadır. Özellikle yurtdışında, medikal kenevir işlenmesi üzerine rağbet görmektedir. Medikal kenevirden elde edilen ekstraktın insan sağlığına faydaları bu alandaki talebin artmasına sebep olmuştur.
Süperkritik akışkan ekstraksiyonu sistemleri sadece bitkisel ekstraksiyon değil birçok sektörde kullanılmaktadır. Bunlardan örnek vermek gerekirse, eczacılıkta biyokimyasal karışımların ayrılması, kahveden kafeinin ayrılması, etten kolestrolün uzaklaştırılması (üründen sadece istenilen madde elde edilmiyor, istenilmeyen madde ayrıştırılarak ürünün saflaştırılması gerçekleştiriliyor), kimyada düşük buhar basınçlı yağların fraksiyonlanması, tekstilde kumaş boyaması, enerjide süperkritik CO2 güç çevriminden elektrik eldesi gibi birçok sektöre girmiş bulunmaktadır.
Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu Sistemleri’nin endüstriyel olarak Türkiye’de ilk kez üretileceğini biliyoruz. Bu ürünün ülkemizde üretiliyor olması endüstriye ne gibi katkılar sağlayacak?
Süperkritik Akışkan Ekstraksiyonu Sistemleri projesi, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı tarafından yürütülen “Teknoloji Odaklı Sanayi Hamlesi” programı kapsamında Türkiye’de desteklenen ilk 10 proje arasına girmeyi başardı. Polat Makina San. Ve Tic. A.Ş olarak hazırladığımız bu proje, süperkritik akışkan ekstraksiyonu sistemleri üzerine Türkiye’de bir ilk olmasının yanı sıra yüksek teknoloji bir ürün olması ve hitap ettiği geniş ürün yelpazesi sebebiyle dışa bağımlılığı en aza indirerek ülke ekonomisine doğrudan ve dolaylı olarak katkı sağlayacaktır.
Ülkemizde medikal kenevirin yetiştirilmesi ve işlenmesi konusunda gerekli adımlar atıldığı taktirde yurtiçi piyasası için tıbbi ihtiyacın karşılanmasında ciddi şekilde olumlu etki yaratacaktır. İşlenen ürünlerin (gerek kenevir gerekse diğer aromatik bitkilerin) yurtdışı piyasası için ihracat hacmi oluşturulması ve ülkemize döviz kazandırılmasında büyük katkı sağlayacaktır.
Gıda-bitki temel işleme yöntemleri artan dünya nüfusu ve gelişen teknoloji ile beraberinde enerji tasarrufu sağlama, kapasite kullanım oranını yükseltme ve maliyeti azaltma gibi nedenler ile kaliteden ödün vermeden, işlemde hızlılık ve verimde artış gibi talepleri meydana getirmiştir. Süperkritik akışkan ekstraksiyonu sistemi, bu taleplere doğrudan yanıt vererek etkin çözümler sunmaktadır. Bu taleplere ilave olarak, sistemde akışkan olarak CO2 kullanmamız sebebiyle sistemin tamamen çevreci olması, asla çevre kirliliğine neden olmaması oldukça önemlidir.
Ürünün kullanıldığı sektörlerde kaliteyi artırdığı söyleniyor. Bunun en önemli sebebi nedir?
Burada ürün kalitesini etkileyen en önemli nokta sıcaklıktır. Geleneksel yöntemlerden soğuk sıkım pres olarak bilinen presleme metotunda, maddenin akışını kolaylaştırmak için döküm ağzı bir miktar ısıya maruz bırakılmaktadır. Sıkım işlemi esnasında ısıya temas eden üründe aroma, tat, renk ve beslenme değeri bakımından sıcaklığın neden olabileceği zarara yol açabilmektedir. Karbondioksitin kritik sıcaklık değerinin düşük olması, saf ve kaliteli ürünler edilmesini sağlamaktadır.
Kumaş boyama kalitesini incelersek, boyaları çözmek için ilave proses kimyasallarına ihtiyaç duyulmaz. Süperkritik akışkan ekstraksiyonu sistemi sayesinde boyalar %100 saf olarak kullanır ve kumaşlar prosese girdiği kalitede işlenmiş olarak elde edilir.
Konuyu başka bir açıdan ele alırsak; amonyak ve propan gibi bileşikler de süperkritik akışkan olarak değerlendirilebilir. Fakat, amonyak zehirlidir ve gıdaya teması uygun değildir, kullanılmazlar. Propan patlayıcı özelliktedir, yüksek sıcaklık ve basınçta tehlike arz eder, dikkatli çalışmak gerekir. Bahsi geçmeyen diğer akışkanlar da dahil olmak üzere anlattığım bu özellikler göz önünde bulundurulduğunda çoğu biyolojik uygulamalar CO2 kullanımı ile sınırlanmıştır. Bu sayede hem kaliteli ürünler elde edilmiş/işlenmiş olmaktadır hem de tamamen zararsız ve çevreci sistemler yaygınlaşmaktadır.