Artikkeli on toinen osa PlastLife SIP-hankkeen artikkelisarjassa. Sarjan ensimmäisessä osassa käsitellään mikromuovien määritystä maaperässä ja kierrätysmuovin elinkaarianalyysia. Tässä artikkelisarjan toisessa osassa käsitellään maatalouden jätemuovin käytön mahdollisuuksia ja haasteita.
Suomessa syntyy vuosittain noin 7000 tonnia PE-LLD-maatalousmuovia, jonka kierrätys on monimutkainen haaste. PlastLIFE-hankkeessa tutkittiin PE-LLD-jätemuovin eli kiristinkalvomateriaalin (maataloudessa valmistettavien rehupaalien ulommainen kerros) kierrätyksen teknisiä, taloudellisia ja ympäristöllisiä ulottuvuuksia. Käytännön kokeissa testattiin jätemuovin kierrätystä uudeksi tuotteeksi ja laboratoriokokeissa selvitettiin materiaalin fysikaalisia muutoksia. Uusiokäytön yksi haaste on se, että maatilat ovat yrityksiä. Näin ollen maatilojen jätehuolto ei kuulu kunnallisen jätehuollon piiriin, vaan vastuu jätteen käsittelystä jää tiloille itselleen. Käytetyn PE-LLD-muovin säilytykseen tarvitaan työaikaa (käsittely) ja varastointitiloja. Tyypillisesti jätemuovia varastoidaan maatiloilla ulkona säiden armoilla. Pienillä maatiloilla jätemuovia kertyy niin vähän, että muovin varastointiaika saattaa olla jopa vuosia, koska pieniä jätemuovimääriä ei taloudellisista syistä kannata toimittaa uusiokäyttöä varten.
PE-LLD-jätemuovin kierrätyksen mahdollisuudet
Hankkeen tavoitteena oli selvittää PE-LLD-jätemuovin kierrätyksen mahdollisuudet ja haasteet sekä kehittää käytännön ratkaisuja materiaalin uusiokäyttöön. Käytännön tutkimuksena Karelia-ammattikorkeakoulu toteutti hankkeessa käytännön kokeen (2024), jossa testattiin PE-LLD jätemuovin kierrättämistä uudeksi tuotteeksi. Raaka-aineena käytännön kokeissa käytettiin pohjoiskarjalaiselta karjatilalta peräisen olevaa PE-LLD jätemuovia ja sekoitusta, jossa oli jätemuovia ja puupurua. Jätemuovista valmistettiin granulaatteja, joista valmistettiin ruiskuvalamalla tuotteita.
Kierrätyksen haasteet
Maatiloilta tulevan PE-LLD muovijätteen käyttö raaka-aineena on Karelia-amk:n osahankkeen suuri tavoite, mutta haasteita tavoitteen saavuttamiseksi on. Yksi suuri haaste liittyen yleisestikin PE-LLD muovijätteen hyötykäyttöön on aikaisempina vuosina kertynyt vanha muovijäte ja sen pitkäaikainen varastointi maatiloilla. Pitkän varastoinnin aikana muovi kontaminoituu lialle ja UV-säteily heikentää muovin käyttökelpoisuutta uusiokäytön raaka-aineena.
Suomessa maataloudessa syntyvän PE-LLD muovin keräysjärjestelmä (SuMaKi) on olemassa, mutta siinä on haasteensa. Keräysvastuu on asetettu maatalousyrittäjille, mikä aiheuttaa haasteita erityisesti pienillä ja syrjäisillä tiloilla. Keräyskustannukset, logistiikka ja materiaalin puhtaus ovat keskeisiä tekijöitä kierrätyksen onnistumisessa. Esimerkiksi vähimmäiskeräysmäärä (500 kg) voi olla monelle viljelijälle liian suuri, ja alle tämän määrän jäävät muovit on toimitettava itse kierrätykseen. Keräyksen ja kuljetuksen kustannukset voivat nousta korkeiksi harvaan asutuilla alueilla. Reittien optimointi ja kaluston tehokas käyttö ovat keskeisiä kustannustehokkuuden saavuttamisessa. Usein kierrätyksestä saatava hyöty ei kata keräyksen ja kuljetuksen kustannuksia, mikä vähentää viljelijöiden motivaatiota osallistua kierrätykseen ilman tukia tai kannustimia.
PE-LLD-muovin materiaalikäyttöön liittyvät käytännön kokeet
Tehdyssä kokeessa PE-LLD-jätemuovia kerättiin pohjoiskarjalaisilta maatiloilta ja muovi esikäsiteltiin murskaamalla ja hienontamalla, minkä jälkeen siitä valmistettiin granulaatteja. Toimintamallissa pyrittiin testaamaan voidaanko PE-LLD – muovista valmistaa uusiotuotteita käyttämällä sellaisia käsittelymenetelmiä ja laitteita, jotka periaatteessa olisi teknistaloudellisesti mahdollista investoida isolle maatilalle.
Granulaatteja valmistettiin sekä 100 % PE-LLD-uusiomateriaalista, että PE-LLD-puupuruseoksesta (suhteessa 50%-50% painon mukaan). Granulaatit kuivattiin ja niistä valmistettiin ruiskuvalukoneella testituote, joka oli Karelia-amk:n suunnittelema koottavan laatikon pienoismalli.
Uusiomateriaalin mekaaniset kokeet
Mekaanisten ominaisuuksien testaamiseksi valmistettiin ruiskuvalamalla ns. koiranluusauvoja, joita käytetään yleisesti muovin mekaanisten ominaisuuksien määrittämiseksi. Sauvoille tehtiin veto- ja iskukokeet, joilla määriteltiin kappaleiden vetolujuus, kimmokerroin ja iskunkestävyys. Kokeet suoritettiin sekä altistamattomille, että altistetuille kappaleille. Puolet testisauvoista testattiin huoneenlämpötilassa (+23 astetta C) ja puolet pakastettuna (-15 astetta C). (Ruuska & Tuovinen, 2023.)
Tuloksista havaittiin, ettei tutkimuksessa suoritettu sää- ja UV-altistus vaikuttanut merkittävästi materiaalin vetolujuuteen tai kimmoisuuteen. Testikappaleiden ominaisuuksien arvot ja niiden hajonta eivät eroa toisistaan merkittävästi, johon voi myös vaikuttaa suhteellisen lyhyt altistusaika.
Altistuskokeen jälkeinen pakastaminen heikensi komposiitin iskunkestävyyttä paljon verrattuna ei-altistettuihin mittaustuloksiin. (Ruuska & Tuovinen, 2023.)
Tutkimuksessa käytettyihin menetelmiin liittyy epävarmuustekijöitä, jotka on hyvä huomioida tulosten tarkastelussa ja jatkotutkimuksien suunnittelussa. Sääkaapissa käytetty altistusaika (10 vrk), joka valittiin aikataulun rajoitusten vuoksi, on mahdollisesti liian lyhyt merkittävien ominaisuuksien muutoksien havaitsemiseksi. Sääkaapissa oli myös rajoituksia lämpötilan ja kosteuden säätelyssä UV-valon päällä ollessa.
Sääkaapissa tehtyjen tutkimustulosten vahvistamiseksi Karelia-amk:n Wärtsilä-kampukselle perustettiin pitkäkestoinen sääkoe alkuvuodesta 2025. Sääkokeen tavoitteena on tutkia pitkäaikaisen sääolojen, kuten lämpötilan ja UV-säteilyn vaikutusta kierrätysmuovista tehtyjen testikappaleiden sekä neitseellisen PE-LLD kalvon laatuun.
Johtopäätöksiä PlastLife-hankkeen ensimmäisen toimintajakson käytännön tutkimuksista
Maatalouden PE-LLD-jätemuovia voitaisiin käyttää uusien muovituotteiden raaka-aineena, mutta uusiokäyttöön liittyy useita haasteita. Tällä hetkellä (12/2025) Suomessa ei ole suuren kokoluokan PE-LLD-muovin jälleenkäsittelylaitosta, vaan iso osa kerätystä materiaalista päätyy energiakäyttöön polttoaineeksi Pohjois-Karjalan ulkopuolelle. Kokeen tulokset osoittivat, että PE-LLD-jätemuovin uusiokäytön näkökulmasta haasteena ovat PE-LLD-muovissa käytettävät lisäaineet (materiaalin tahmaisuus), varastoinnissa tapahtuva kontaminaatio ja kuljetuskustannukset. Ulkona säilytetyn PE-LLD-muovin tekninen laatu heikkenee UV-säteilyn vuoksi, joten käytetyn PE-LLD-muovin varastointiin on kiinnitettävä enemmän huomiota. Nämä teknistaloudelliset haasteet ovat isossa roolissa, kun Karelia-amk toteuttaa hankeen toisen toimintajakson tehtäviä.
Kirjoittajat:
Simo Paukkunen, projektiasiantuntija, Karelia-ammattikorkeakoulu
Alma Pohjonen, projektiasiantuntija, Karelia-ammattikorkeakoulu
Lähteet:
Ruuska, S ja Tuovinen, A. 2023. Sää- ja UV-rasituskoe uusiomuovista valmistetuille testisauvoille. PLASTLIFE-hankeen sisäinen raportti. Julkaisematon.
