Biopohjaiset biohajoavat muovit ja niiden kierrätys

Abstract

Uusiutumattomien raaka-aineiden vähenevä määrä ja niiden käytön aiheuttamat negatiiviset ympäristövaikutukset lisäävät uusien korvaavien materiaalien tarvetta. Tulevaisuudessa biopohjaisia biohajoavia muoveja eli uusiutuvista raaka-aineista valmistettuja muoveja, jotka hajoavat mikrobien vaikutuksesta, tullaan hyödyntämään ympäristöystävällisenä vaihtoehtona korvaamaan öljypohjaisia muoveja. Tässä työssä käsitellään biopohjaisia biohajoavia muoveja ja niiden kierrätystä. Lisäksi työssä perehdytään kierrätyksen haasteisiin. Biopohjaiset biohajoavat muovit rajattiin työssä seuraavasti: polylaktidi (PLA), polyhydroksialkanoaatti (PHA), tärkkelyspohjaiset ja selluloosapohjaiset muovit. Työ toteutettiin kirjallisuustutkielmana.

Työn alussa käsitellään rajauksen mukaisia materiaaleja ja niiden valmistusta. Muovilaadusta riippuen valmistuksessa hyödynnetään niin bakteereja kuin myös uusiutuvia raaka-aineita. Tärkkelys- ja selluloosapohjaisten muovien valmistuksessa täytyy tärkkelystä ja selluloosaa käsitellä, jotta materiaalista saadaan prosessoitavaa. Biopohjaisten biohajoavien muovien osuus kaupallisista muovimateriaaleista on tällä hetkellä pieni. Tulevaisuudessa kiinnostus biopohjaisten biohajoavien muovien mahdollisuuksista korvata öljypohjaisia muoveja tulee lisäämään niiden tuotantomäärää.

Huolimatta biopohjaisten biohajoavien muovien ominaisuudesta hajota mikrobien vaikutuksesta, tulisi ne kierrättää raaka-aineiksi, niiden valmistuksen vaatiman energiamäärän ja raaka-aineiden hyödyntämiseksi uudelleen. Biomuoveille, kuten biopohjaisille biohajoaville muoveille käytettäviä kierrätysmenetelmiä ovat mekaaninen kierrätys, kemiallinen kierrätys ja kompostointi. Mekaaninen kierrätys vähentää neitseellisen materiaalin käyttöä ja saa aikaan näin materiaalien säästöä. Kemiallisen kierrätyksen tavoitteena on säilyttää materiaaleissa käytetyt raaka-ainelähteet ja hyödyntää lähtöaineita uudelleen tai tuottaa kokonaan uusia polymeerejä. Kemiallista kierrätystä sovelletaan usein muoveille, joiden ominaisuudet ovat huonontuneet käytön ja prosessoinnin seurauksena. PLA, PHA, tärkkelys- ja selluloosapohjaisten muovien kierrätysmahdollisuuksia tutkittaessa ilmeni, että tärkkelyspohjaisten ja selluloosapohjaisten muovien kierrätyksestä on saatavilla vähän tietoa.

Työssä havaittiin, että kierrätyksen haasteena on usein muovijätteiden lajittelu. Lajittelun hankaluus korostuu, kun muovijätettä erotellaan eri polymeereiksi. Lajitteluprosessissa haasteena on myös muovijätteen mukana tuleva ei-polymeerinen epäorgaaninen aines ja muu orgaaninen aines, kuten ruuantähteet. Haasteista huolimatta polymeerien lajittelu on tärkeää kierrätetystä muovijätteestä uudelleenprosessoitavien tuotteiden laadun kannalta. Kierrätetyn muovin käyttö elintarvikepakkauksissa on tarkasti säädeltyä, minkä vuoksi kierrätetylle muoville täytyy kehittää jatkuvasti uusia käyttökohteita.