Muovimateriaalia käytetään lähes kaikkialla – päiväkin ilman muovituotteita voi olla haastavaa. Muovia poistuu kierrosta monia eri kanavia pitkin ja Euroopan Unionin alueella tutkitaan muun muassa jätevesien muovikertymää, maaseudun muoveja ja rakennustyömaamuovien kierrätettävyyttä. Jokaisen kategorian muovit sisältävät omanlaatuisiansa haasteita, mutta monia yhdistää nimenomaan likaisuus, joka väistämättä lisää kustannuksia ja todennäköisesti lopputuotteen hintaa. Sekalaista likaa sisältävä tuote vaatii pidemmän prosessointiketjun ennen uutta elämää.

Kirjoittajat: Niko Rintala & Anna Keskisaari

Muovimateriaalin kierrätyksen haasteita

LAB-ammattikorkeakoulun Kiertotalouden muovien ratkaisut -hankkeen aikana valmistettu jätemuovin kierrätettävyyden tutkimiseen tarkoitetun laboratorio kokoluokan linjaston toiminnallisuutta kasvatettiin kevään ja kesän 2022 aikana. Tuttavallisemmin Kiemura-pesulinjasto suunniteltiin pienien erien nopeisiin kokeiluihin alhaisilla kustannuksilla. (LAB-ammattikorkeakoulu 2020)
Jopa kaatopaikalle päätyvää sekalaista muovijaetta kyettiin välttävästi pesemään nopeasti ja seoksesta erottelemaan uusiokäyttöön helpoimmin soveltuvaa materiaalia. Laitteiston puhdistusprosessin kapasiteetti kuitenkin todettiin riittämättömäksi, kun RAMPO-hankkeessa tutkittiin rakennusteollisuuden muovien käytettävyyttä (LAB-ammattikorkeakoulu 2022). Vaikka rakennusmuovit ovat helpommin puhdistettavissa Kiemuralla, verrattaessa kuluttajamuoveihin kuten rasvaisiin elintarvikepakkauksiin, tarvittiin hankkeessa suurempaa materiaalivirtaa.

Linjaston toimintavaiheet murskaus, pesu ja erottelu kuvana

Kuva 1. Kiemura-linjaston periaatekuva (Rouhiainen 2020)

Suuren määrän pesemiseen kuitenkin lähtökohtaisesti vaaditaan enemmän energiaa. Vuonna 2018 Lahden tiedepäivien seminaarissa keskusteltiin alan yritysedustajien kanssa, että muovista saatava kate katoaa uusiogranulaatissa jo noin 200W/kg prosessointiin käytettävän ylimääräisen energiamäärän ylittyessä. Eli kun sekajakeen pesu- ja erottelu lähes väistämättä nostaa uusiomuovin hinnan neitseellisen yli, nykypäivänä ja eritoten joulukuussa 2022, nousevien sähkönhintojen johdosta sallittu energialisä on noin 20% aiemmasta eli 40W/kilo (siirtomaksuja ei huomioitu). Koska pakkausten osalta kierrätysmuovin käyttömäärää nostetaan EU komission säädöksin (Valtioneuvosto 2021, 57-58), merkitsee suuri energian käyttö nousevaa hintaa lopputuotteeseen; jos 50% tuotteesta on 50% kalliimpaa materiaalia jää valmistajalle ratkaistavaksi miten katteen alenema poistetaan. Toki moni kuluttaja on gallupien mukaan valmis maksamaan korkeampaa hintaa ekologisemmasta ratkaisusta, mutta markkinoilla voi olla vaikea lyödä tuotettaan läpi, jos hintataso ei miellytä ostajaa.

Muovin pesu- ja lajittelulinjaston kapasiteetti kasvaa

Kiemura-linjaston ajatus oli alentaa uusiomuovin hinnan nousua pesemällä materiaali pelkän veden avulla ja erotella materiaaliseoksesta polyolefiineja nopeasti. Pesuprosessiksi valmistettiin turbulenttinen vesivirtaus, jossa muovimurskeen lika piiskataan pois osin mekaanisesti ja osin veden painevirtauksilla yhden pumpun avulla. Tehoa saatiin pitämällä pesuallas pienenä ja vettä pystyttiin kierrättämään prosessissa useita kertoja.

RAMPO-hankkeen tarpeisiin jouduttiin suurentamaan pesuallas kymmenkertaiseksi. Pesutehon ylläpitämiseksi energian kulutus jouduttiin kaksinkertaistamaan, mutta erotteluprosessin energiankulutusta pystyttiin alentamaan niin, että kokonaisenergian kulutus kasvoi vain 12,5%. Nyt laitteistolla voidaan prosessoida optimiolosuhteissa jatkuvalla syötöllä laskennallisesti lähes kolminkertainen määrä, noin 200 litraa muovimursketta tunnissa.

Haastavimpia osuuksia Kiemuran muovin prosessoinnissa on materiaalin kuivaaminen ennen materiaalin tuotteistamista. Kiemura-hankkeen aikana kuivaukseen ei löydetty keinoa käyttökuivan materiaalin valmistamiseen riittävällä energiatehokkuudella. Linjaston kuivaukseen kehitettiin kesän aikana sentrifugikuivaimen lisäksi ilmakuivauskolonni jolla, jälleen energiankulutusta lisäämällä, kalvo- sekä kovamuovipartikkeleiden kuivaus onnistuu noin 50-80%:sti. Tällainen materiaali on yhä märkää, mutta säilömällä massaa ilmakuivauksessa muutama päivä ennen granulointia, saadaan massa toimimaan kaasunpoistojärjestelmällä varustetussa kaksiruuviekstruuderissa. Valmistettu uusiogranulaatti on lähes huoneilman kosteudessa.

Kaikkiaan jätemuovin prosessointi murskauksen kautta pesun, erottelun ja granuloinnin läpi Kiemura-linjastolla kasvoi energian kulutukseltaan 1,5kWh. Energian hinta tulee osittain määrittelemään uusiomateriaalien valmistuksen kannattavuutta, vaikka prosessien tehokkuutta pystytäänkin nostamaan.

RAMPO -hankkeen hyödyt

LAB osallistui osatoteuttajana Ympäristöministeriön rahoittamaan ja Muovipoli Oy:n hallinnoimaan RAMPO-hankkeeseen vuosina 2021-2022. Hankkeessa tutkittiin uudisrakennustyömaiden muovien kierrätysmahdollisuuksia. LAB osallistui hankkeeseen muun muassa prosessoimalla muoveja LABin uusissa Kiertotalouslaboratorion tiloissa.

Tutkimuksessa keskityttiin kolmeen materiaalivirtaan: eriste-, putki- sekä pakkausmuoveihin. Materiaalia kerättiin syksyn 2021 aikana rakennustyömailta ja lopulta käsiteltäväksi toimitettiin muun muassa peräti 1200 kilon kalvomuovipaali. Noin kolmasosa painosta osoittautui kuitenkin ulkosäilytyksessä kerääntyneeksi jääksi ja lumeksi. Myös putkimuovien ja eristeiden seasta löydettiin paljon hiekkaa, kiviä sekä jopa metalliakin.

Päivitetyllä Kiemura-linjastolla näiden materiaalien puhdistaminen onnistui kuitenkin melko hyvin. Putki- ja kalvomurskeesta pystyttiin pesun jälkeen valmistamaan uusiogranulaattia, jonka käyttökelpoisuutta koetettiin ensin LAB:n ja Muovipolin laboratorio-olosuhteissa, ja sen jälkeen hankkeen yritysyhteistyökumppanien teollisilla laitteistoilla.

Pelkästään kierrätysmuovista valmistettu kalvo ei lopulta kovin paljoa hävinnyt mekaanisilta ominaisuuksiltaan neitseellisestä raaka-aineesta valmistetulle muovikalvolle. Toki havaittavissa on prosessoinnin aiheuttamaa polymeeriketjujen lyhentymistä ja loppumateriaalin heikkenemistä, mutta yrityksissä suoritetut koeajot osoittivat, että rakennuksilta kerätyn kalvomateriaalin pystyy kierrättämään uudelleen kalvoksi. Samantapaisesti putkimuovien kierron todettiin olevan toimiva konsepti. Hankkeessa kuitenkin otanta oli melko pieni, joten tuloksia ei voi yleistää.

Kokonaisuudessaan koeajot kuitenkin osoittivat kierrätysgranulaattien mahdollisuudet erittäin potentiaalisiksi. Suurimmaksi haasteeksi hankkeen aikana todettiin uudisrakennustyömaiden muovimateriaalien kerääminen, josta voidaan todeta lajittelun olevan ensisijaisen tärkeää materiaalien kierrätettävyyden kannalta.

Lähteet

LAB-ammattikorkeakoulu. 2020. Kiemura: Mikro- ja kierrätysmuovien kiertotalousratkaisut. Viitattu 5.1.2023. Saatavissa https://lab.fi/fi/kiemura

LAB-ammattikorkeakoulu. 2022. RAMPO / Muovitiekartan kokeilu- ja pilotointi: Rakentamisen muovien kierätyksen pilotointi. Viitattu 5.1.2023. Saatavissa https://lab.fi/fi/projekti/rampo-muovitiekartan-kokeilu-ja-pilotointi-rakentamisen-muovien-kieratyksen-pilotointi

Rouhiainen, O. 2020. Kiemura-linjaston periaatekuva. Viitattu 16.1.2023. Saatavilla https://www.lab.fi/sites/default/files/2020-12/Kiemura_esite_final_2020.pdf

Valtioneuvosto. 2021. Suomen kestävään kasvun ohjelma: Elpymis- ja palautumissuunnitelma. Viitattu 4.1.2023. Saatavissa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-383-840-6

Kirjoittajat

Niko Rintala, toimii kehitysinsinöörinä kiertotalouden hankkeissa sekä asiantuntijana Tekstiilien ja muovien materiaalikierrot-tutkimustiimissä.

Anna Keskisaari, toimii TKI asiantuntijana ja projektipäällikkönä kiertotalouden hankkeissa sekä kuuluu Tekstiilien ja muovien materiaalikierrot-tutkimustiimiin.

Artikkelikuva: Niko Rintala

Julkaistu 1.3.2023

Viittausohje

Rintala, N. & Keskisaari, A. 2023. Vain puhdistettua muovia voi kierrättää. LAB Pro. Viitattu pvm. Saatavissa https://www.labopen.fi/lab-pro/vain-puhdistettua-muovia-voi-kierrattaa/