Kaliteli ve sağlam bir kâğıda dönüştürülebilmesine karşın kenevir bitkisi kağıt endüstrisinde çoğunlukla butik üretim yapan, banknot, senet veya çek gibi değerli evrak basan işletmelerde kendine yer edinebilmesine karşın daha yüksek hacimlerde üretim yapan fabrikalarda henüz yer edinememiştir. Bu durumun sebepleri ve aşmak için potansiyel teşkil edebilecek iki üretim metodu bu yazının konusudur.
Ağaç hamuru kullanarak imalat yapan kâğıt üreticileri, sıklıkla kenevir lifinin pratik olmayan bir hammadde olduğunu ve bunun sebebinin ağaç lifi yapısından çok farklı oluşu fikrinde birleşmektedirler (Judt, 1994). Kenevir kağıdını ticari olarak ağaç kaynaklı kağıtlarla rekabete uygun kılmak ve liflerden en yüksek verimi alabilmek için çeşitli süreç adaptasyonları yapılmaktadır. Bu yeni lifi verimli bir şekilde işleyebilmek için mevcut işleme makinelerinin (değirmenler) çok yüksek maliyetli modifikasyonlar geçirmeleri söz konusu olabilmektedir.
Kenevir bitkisinin uzun ve güçlü lifleri, dövme işlemi esnasında makineye dolanabilmekte ve kâğıtta eşit olmayan bir lif yoğunluğuma sebebiyet verebilmektedir. Bunun yanı sıra makinede drenaj esnasında ciddi bir yavaşlamaya sebebiyet verebildiği de raporlanmıştır. Yavaş drenaj problem üretim sürelerini olumsuz etkilediği için kâğıt endüstrisinde en çok kaçınılan sorunlardan birisidir. Bitkinin doğasından kaynaklanan mumlu, suya dayanıklı ve reçineli yapısı bunun en büyük sebeplerindendir.
Aslında kenevir bitkisinde iki farklı lif çeşidi bulunmaktadır ve bu da başlı başına problemlere yol açabilmektedir. Bu farklı lifler ayrılarak farklı kalite ve özelliklerde kağıtların imaları için kullanılabilmekte ya da tamamen karıştırılarak hibrit bir hamur elde edilmek üzere işlenebilmektedir. Bu karışım reçetesi ise bitkinin cinsine göre iyi araştırılıp test edilerek karar verilmesi gereken bir konu.
Yurtdışında kâğıt üreticilerinin karşılaştığı bir diğer önemli problem ise bitkinin tedariği ve lojistiği sırasında yaşanabilen zaman uyuşmazlıkları. Kâğıt üretimi için ekilen endüstriyel ağaçlar olgunluğa eriştikten sonra hemen hemen yılın her zamanı talebe ve üretim planına göre kesilebilmekte fakat kenevir bitkisi hızlı bir şekilde (4-6 ay) olgunluğa eriştiği ve yaşam döngüsü ağaca göre çok daha kısa olduğu için spesifik zamanlarda hasat edilmeyi gerektirmektedir. Bu durum, yüksek hacimlerde bir depolama gerektirmekte ve depoda bekleyen çok yüksek adette bitki rutubet, mantar, böcekler gibi çevresel etkilere maruz kalabilmektedir. Tüm bu etkileri engelleyebilecek şekilde dizayn edilmiş depoların ise maliyetleri oldukça yüksek olmakta. Kâğıt endüstrisindeki talepler göz önüne alındığında ise (günlük 1000ton +) bu sorun ciddiyetini daha da göstermekte.
Yeni teknolojiler
İki yeni kenevir kaynaklı kağıt hamuru üretim tekniği yakın zamanda başarıya ulaşarak ön plana çıkmış ve kullanımı artmıştır. Bu metotlar organosolv tekniği ve biopulping (Biyopalping) tekniği. Bu iki metot da çevresel hassasiyet ve sürdürülebilirlik içermektedir ve geniş bir üretim yelpazesinde kendilerine yer edinebilmeleri için yapılan çalışmalar sürdürülmektedir. Bunun sebebi ise kağıt üretimi konusunda yapılan biyokimyasal ve mikrobiyolojik çalışmaların hızla gelişmesinde karşın kağıt teknolojisinde yavaş bir şekilde gelişmeler yaratmasıdır. Çünkü giderek karmaşıklaşan üretim süreçleri ise mevcut makinelerin kapasitesinin üzerinde bir süreç kontrolü ihtiyacı doğurabilmektedir.
Organosolv (Organik Solvent) methodu
Organosolv tekniği, konsantre asetik asit ya da etanol kullanılarak lignin ayrıştırılması sağlanmasını içerir (McDonough, 1993)
Görece yeni bir teknoloji olan organosolv tekniğine uygun henüz çok az sayıda büyük ölçekli endüstriyel değirmen ve işleme makinesi üretimi yapılmıştır. Bu makinelerden ilki, Newcastle, New Brunswick, Kanada’da 1989 yılında kurulmuştur ve alınan geri dönüş olumlu olmuştur. (PPI, 1991). Etanol kullanımı, distile edilerek tekrar tekrar kullanılabildiği için hem ekolojik hem de ekonomik olarak ilgi çekicidir. Bu süreçte atık olarak ise lignin ve organic malzeme açısından zengin toz bir malzeme kalmakta ve bu malzeme gübre olarak satılabilmektedir. Geleneksel, sülfit kullanan tekniklerin aksine klor kullanmadan beyazlatma işlemi ise organosolv metodu ile sağlanabilmektedir.
Bu metoda uygun olarak kullanılan değirmenler ise ekonomik açıdan özellikle küçük hacimlerde üretim yapan işletmeler için oldukça uygundur. Günde 300 ton gibi miktarlarda üretim yapmayı hedefleyen küçük ve orta ölçekli işletmeler için günde 1000 ton kapasiteye sahip Kraft değirmenlerinin yanında mantıklı bir alternatif olabilmektedir.
Kenevir bitkisi bu yöntem kullanılarak kâğıt elde edilmekte kullanılmıştır (Tjeerdsma ve Zomers, 1993, Tjeerdsma ve diğer., 1993) Hollanda Kenevir Projesi (Dutch Hemp Project, 1990 - 1994) kapsamında yapılan çalışmalarda de bu metodun ulusal düzlemde kenevir bitkisinden kağıt eldesi olarak uygun olduğu ve desteklenmesi gerektiği sonucuna varılmıştır.
Biyopulping
Lignin molekülleri bazı açılardan dioxin, TNT ve petrol molekülleriyle yapısal benzerlik gösterir. Buradan yola çıkarak, kağıt üretimi konusunda çalışan bilim insanları, hamur üretiminde kullanılan sentetik kimyasalların yerini bazı mantar türlerinin alabileceğini keşfetti. Bunun da ötesinde direk mantarları kullanarak değil fakat salgılarını izole ederek konsantre bir şekilde uygulandığında verimli sonuçlar alınabileceğini keşfettiler (Grant, 1994).
Biopulping, temelinde mantarları kullanarak, bitki liflerinde bulunan lignin maddesinin çözündürülmesine dayanan hamur üretimi tekniğidir. (Kirk and Chang, 1990, Kuwahara and Shimada, 1992). Kemoterotrop olan bu mantar türleri, besin elde edebilmek için salgıladıkları enzimlerle karmaşık organik polimerleri çok daha basit formlara indirgemekte ve kendi metabolizmalarına katmaktadırlar. Bu yöntem henüz çok daha çok yeni uygulamaya geçmiş olmasına karşın giderek artan bir bütçe ile geliştirilmekte ve yaygınlaştırılmaya çalışılmaktadır.
Sonuç
Yaşam döngüsünün hızı, karbon negatif yapısı ve tarımsal alandaki üretim kolaylığı dikkate alındığında, kenevir bitkisi ileride bugünkü ağaç endüstrisinin yerini alabilecek potansiyele sahiptir. Fakat bunun için geçilmesi gereken birçok engel bulunmaktadır. Kâğıt endüstrisini yeni geliştiren ve küçük çapta üretim yapabilecek potansiyellere sahip yatırımcılar barındıran ülkelerden başlayarak giderek yerel ekonomi, doğa ve ülke için faydalı bu alternatifin önü bilimsel ve finansal desteklerle açılabilir.