Uuden menetelmän avulla voidaan valmistaa korkealaatuista kierrätysmuovia, joka soveltuu vaativiinkin käyttökohteisiin, kuten auton osiin ja elintarvikepakkauksiin. Menetelmä yhdistää mekaanisen, fysikaalisen ja kemiallisen kierrätyksen sekä edistyneen reologian hallinnan, jonka ansiosta muovin ominaisuudet pysyvät tasaisina ja vastaavat uuden muovin laatua. EU:n kiristyvä sääntely lisää kierrätysmuovin kysyntää ja vauhdittaa markkinoiden kasvua sekä siirtymää kohti kiertotalouteen perustuvaa muovitaloutta.
Lue tiivistelmä
- EU:n tuleva sääntely edellyttää kierrätysmuovin käytön lisäämistä, mikä kannustaa teollisuutta hyödyntämään VTT:n kehittämää teknologiaa.
- Mekaanisen kierrätyksen automatisoitu laadunvarmistusprosessijärjestelmä takaa kierrätysmuoville tasaisen laadun, joka vastaa neitseellistä muovia.
- VTT:n innovaatiot muovin kierrätyksen teknologiassa ovat ratkaisevan tärkeitä ympäristökriisin kohtaamisessa ja tarjoavat perustan kiertotalouden tehostamiselle.
Tiivistelmä on tekoälyn tekemä ja ihmisen tarkistama.
Ympäristökriisi ja pian muuttuva EU-sääntely pakottavat etsimään uusia ratkaisuja muovin kierrättämiseen. Tällä hetkellä vain kahdeksan prosenttia EU:ssa käytössä olevasta muovista on kierrätettyä. Tampereelta löytyvän teknologian ja osaamisen avulla kierrätysmuovista saadaan huippulaatuista, mikä edistää kierrätetyn muovin käyttöä vaativissakin tuotteissa.
Muovia on kaikkialla. Monet arkipäiväiset tuotteet, kuten vaatteet, elintarvikepakkaukset ja kodinkoneet ovat täynnä polymeerejä – henkilöautosta jopa parisataa kiloa voi olla muovia.
Kun muovi kiertää jätteestä takaisin raaka-aineeksi, sen laatu heikkenee. Siksi kierrätysmuovia on toistaiseksi hyödynnetty lähinnä kauppakasseissa ja siivousvälineissä, mutta vähäisessä määrin vaativissa tuotteissa, kuten autoissa tai elintarvikepakkauksissa.
Toinen syy kierrätysmuovien alikäyttöön on, että monet komponenttivalmistajat ovat virittäneet työkalunsa neitseellisille muoveille kierrätysmuovien sijaan. Myös EU:n ulkopuolelta tuleva edullinen neitseellinen muovi hidastaa kierrätysliiketoiminnan kehittymistä.
Pian kierrätetyn muovin alikäytölle tulee piste, sillä EU:n uusi pakkaus- ja pakkausjäteasetus PPWR asettaa vähimmäisvaatimukset kierrätysmuovien osuuksille pakkauksissa. VTT:n johtava tutkija Jani Pelto tutkii polymeerien materiaalitekniikkaa ja tietää muutoksen olevan nurkan takana.
“Tammikuusta 2030 alkaen jopa ruoan kanssa kontaktissa olevasta pakkausmateriaalista tietyn osan tulee olla kuluttajilta kerättyä muovijätettä. Ambitiotaso kierrätysmuovin osuuksissa tulee myös asteittain nousemaan”, sanoo Pelto.
Muovin kierrätys kohtaa turhaa skeptisyyttä
Tällä hetkellä muovin mekaaninen kierrätys on ainoa teollisesti merkittävä tapa kierrättää muoveja. Kierrätyshaasteen ratkaiseminen edellyttää kuitenkin mekaanisen, fysikaalisen ja kemiallisen kierrätyksen järkevää yhdistelmää.
Kiristyvään sääntelyyn vastaaminen ei Pellon mukaan tuota vaikeuksia teknologian näkökulmasta. Jos tahtoa on, voisi muovin kierrätys toimia jatkossa yhtä tehokkaasti kuin metallin kierrätys toimii nyt.
“Kun muovia prosessoidaan oikein, on mahdollista saada huippulaatuista muovia, jossa kierrätettyjen polymeerien osuus on jopa 70 tai 85 prosenttia. Jos esimerkiksi autoteollisuudessa kaikki ryhtyisivät toimimaan näin, sillä olisi valtava vaikutus kierrätysmarkkinaan”, Pelto sanoo. “Haasteena on, ettei oikein ole uskoa siihen, että muovia voisi kierrättää samalla tavalla kuin vaikka metallia.”
Isoin onnistuminen muovin maailmasta löytyy Pellon mukaan panttipulloista eli PET-pulloista. Niiden kierrätysprosessia on kehitetty virvoitusjuomateollisuuden aloitteesta pitkään, ja pulloissa käytetään jo jonkin verran kierrätysmuovia.
“Sama ajatus pitäisi saada nyt siirtymään isosti muihin suosittuihin pakkausmuoveihin, kuten polyeteenin ja polypropeenin kierrätykseen.”
Automaattinen laadunvarmistus pitää sekundan loitolla
VTT on kehittänyt maailman mittakaavassa ainutlaatuista ratkaisua muovin mekaaniseksi kierrättämiseksi. Pellon mukaan prosessissa kierrätysmuovin laatu kyetään vakioimaan, minkä vuoksi sille voidaan luvata tietyt ominaisuudet – aivan kuten neitseelliselle muoville.
VTT:n ratkaisussa erilaisilla antureilla voidaan seurata muun muassa materiaalin sulaviskositeettia. Kun järjestelmä havaitsee vaihtelua, kierrätysmuovin lisäaineita ja kompositiota voidaan säätää automaattisesti niin, että muovi on tasalaatuista ja sen ominaisuudet pysyvät sovitussa haarukassa.
“Englanniksi kutsumme prosessia nimellä advanced rheology control. Käytännössä kyseessä on automaattinen laadun säätöjärjestelmä, jonka avulla teollisuus voi luottaa kierrätysmuovin laatuun ja haluttuihin ominaisuuksiin. Pystymme lisäksi dokumentoimaan anturidatan avulla kaiken, mitä prosessista tulee ulos”, Pelto sanoo.
Laadukkaasta prosessista saatavaa kierrätysmuovia voidaan jatkossa käyttää yhä vaativammissa tuotteissa. Pelto kertoo VTT:n valmistaneen demokappaleen, jossa jopa auton metallinen törmäyssuoja korvattiin kierrätysmuovilla.
Automatisoidun säätöjärjestelmän lisäksi VTT on investoinut myös mekaanisen kierrätyksen alkupäähän, eli muovien pesuun ja niiden lajitteluun. Linjastolle voidaan asentaa useampia sensoreita ja yhdistellä niistä saatavaa dataa. Linjastoa on helppo säätää asiakkaan tarpeen mukaan.
Kun muovin käsittelee huolella, on siitä jatkossa mahdollista valmistaa samanarvoisia tai korkeamman jalostusasteen tuotteita.
“Tämä ei ole kaukaista tulevaisuutta, vaan pian esimerkiksi pakkausmuoveista tehdään uusia pakkauksia ja teknisistä muoveista uusia teknisiä muovituotteita. Muovin kierto tulee väistämättä lisääntymään ja tasalaatuisen kierrätysmuovin tarve kasvamaan”, Pelto sanoo.
Lue lisää VTT:n muovin kiertotalouden palveluista täältä.
Get to know our expert
Jani Pelto on tekniikan tohtori ja polymeerien materiaalitekniikan asiantuntija, joka toimii VTT:n johtavana tutkijana (engl. Principal Scientist). Jo yli kaksi vuosikymmentä muoveja tutkinut Pelto on perehtynyt erityisesti polymeerien sähköisiin ominaisuuksiin, kierrätysmuovien laatuun ja palonsuoja-aineiden poistamiseen muoveista. Monissa EU-projekteissa toiminut Pelto uskoo muovin mahdollistavan elintasomme sellaisena kuin se nyt on. Siksi hän haluaa osoittaa, että muovin kierrätysongelma on ratkaistavissa ja toivoo voivansa tulevaisuudessa olla mukana rakentamassa uutta teknologiaa ja huippulaatuisia kierrätysmuoveja tuottavaa teollisuutta Suomeen ja Eurooppaan. Joukkueurheilun ystävänä ja innokkaana harrastejääkiekon pelaajana hän nauttii työskentelystä VTT:llä, jossa suuriakin haasteita ratkotaan yhteisvoimin.
