Lieriöekstruuderi: Uusi mahdollisuus hankalille materiaaleille ja kiertotaloudelle: Lehdistötilaisuus 7.2.2019 VTT, Tampere VTT Tomi Erho, johtava tutkija 7.2.2019 VTT beyond the obvious 1
Miksi kohti kiertotaloutta? Ihmiskunnan vuotuinen luonnonvarojen kokonaiskulutus on tällä hetkellä 1,7-kertainen suhteessa maapallon kykyyn tuottaa uusiutuvia luonnonvaroja. Suomen Overshoot Day on 11.4. 7.2.2019 VTT beyond the obvious
Suomesta kiertotalouden kärkimaa Suomen hallituksen tavoite: Suomesta kiertotalouden globaali kärkimaa vuoteen 2025 mennessä Suomen kiertotalouden tiekartta julkaistiin 2016 ja toimenpideohjelma 2017 Tämä maailman ensimmäinen kansallinen kiertotalouden tiekartta toteutettiin Sitran johdolla yhteistyössä ympäristöministeriön, maa- ja metsätalousministeriön, työ- ja elinkeinoministeriön, elinkeinoelämän ja muiden merkittävien sidosryhmien kanssa Muovitiekartta Suomelle (10/2018): Ehdotukset toimenpiteiksi http://www.ym.fi/fi-fi/ymparisto/kiertotalous 7.2.2019 VTT beyond the obvious https://www.luke.fi/wpcontent/uploads/2018/10/muovitiekartta.pdf
Kohti kiertotaloutta Edellyttää yhteiskuntaa läpileikkaavaa muutosta Liiketoiminta- ja teknologiainnovaatioiden avulla Ajattelutapojen ja rakenteiden muuttaminen Kiertotalouden arvo luodaan ja jaetaan ekosysteemeissä Tarvitaan uusia yhteistyön toimintamalleja esim. tiedon jakamiseen ja hyödyntämiseen Kiertotalouskonseptien ympäristövaikutukset arvioitava ja optimoitava jo suunnitteluvaiheessa koko arvoketju huomioiden (elinkaariajattelu) Pilotit keskeisiä oppimisen välineitä ja ajattelumuutoksen ajureita 7.2.2019 VTT beyond the obvious VTT:n Policy brief 1/2016 Tekstiilien kiertotalouden ekosysteemi Kiertotalous ei ole pelkkää kierrätystä Fontell & Heikkilä, 2017 https://www.vtt.fi/inf/pdf/technology/2017/t313.pdf
Prosessi-innovaatioita tarvitaan, jotta voidaan käsitellä: Heterogeenista ja höttöistä materiaalia Jätemateriaaleja Materiaaleja monista eri lähteistä
Jätteistä tuotteiksi Sopivien käsittelylaitteistojen haaste Perinteiset ekstruuderit ja seostuslaitteet on suunniteltu tasalaatuisen ja tiheän materiaalin käsittelyyn (esim. muovigranulaatti) Suurin haaste liittyy materiaalin syöttöön: Ruuvin halkaisija määrittää syöttöaukon koon Sekoituskykyä rajoittaa tyypillisesti sileä sylinteri
Lieriöekstruuderi jalostaa tehokkaasti heterogeenista ja höttöistä materiaalia HAASTE Vain tasalaatuista ja tiheää materiaalia nykyisillä ekstruudereilla Kapea syöttöaukko RATKAISU Suuri sylinterin halkaisija ja syöttöaukko lyhyessä koneessa, hyödyntäen sisäkkäisiä lieriöitä, edullinen rakenne Tarkka lämpötilan hallinta suuren kontaktipinta-alan ansiosta HYÖDYT Suuri syöttöaukko Tehokas sekoitus pienessä tilassa Käsittelymatka ja -aika Mahdollisuus poikkeuksellisen pitkiin käsittelyaikoihin reaktiivinen ekstruusio jatkuvaksi prosessiksi? Lämpötilan hallinta myös onton sisäsylinterin sisäpinnalta Suuri käsittelypinta-ala suhteessa materiaalivirran tilavuuteen Alhainen investointikustannus PATENTTIHAKEMUS TRL-taso (1 9) 7.2.2019 VTT beyond the obvious WO18037164 A1 Single screw extruder with hollow rotor member 7 6
Lieriöekstruuderi vähentää prosessivaiheita jätemateriaalien kierrätyksessä
Prototyyppi Business Finlandin ja VTT:n rahoituksella Laitteen suunnittelu ja prototyypin rakentaminen toteutettiin Business Finlandin ja VTT:n TUTLI-rahoituksella. Tutkimuksesta uutta liiketoimintaa Prototyyppi osoitti idean toimivuuden Kaupallista versiota varten saatiin kehitysideoita, joista yhdestä on jätetty uusi patenttihakemus Projektissa testattiin idean toimivuus erilaisilla materiaaleilla 7.2.2019 VTT beyond the obvious 9
Revittyä muovifilmiä, hyvin alhainen tiheys 7.2.2019 VTT beyond the obvious 10 VTT 2018 10
PLA:n ja oljen seostus PLA + olki (30 %) Oljet eivät rikkoutuneet Sekoittuu hyvin Noin 12 kg/h (puolinopeudella) Ruiskuvaletut näytteet testattiin Vetolujuus ruiskuvaletuista PLA-olki -komposiiteista 7.2.2019 VTT beyond the obvious 11
Pitkän hamppukuidun ja muovin seostus ei ollut aiemmin mahdollista 6 % hamppukuitua Kuidut helposti syötettävissä isoina kimppuina 50 % hamppukuitua + 50 % polymeeriä - Ei merkkejä lämmön haitoista - Väri säilyy - Kuidut säilyttävät pituutensa - Homogeeninen kuitu-polymeeriseos 07/02/2019 24 % hamppukuitua 12
WasteBusters Business Finland -projekti Laitetta käytettiin erilaisten kierrätysfraktioiden esikäsittelyyn termolyysiä varten: - pääosin muovia, kartonkia ja puupohjaisia materiaaleja Rakennus ja purku Energia Erilliskerättyjä pakkauksia Muovikierrätyksen rejektiä Pyörösuutin 7.2.2019 VTT beyond the obvious 13
Purkujätteen käsittely ja tiivistäminen Tavoite Tutkia, kulkeeko materiaali prosessin läpi Muuttaa jätemateriaali helpommin käsiteltävään muotoon Kokeen tulokset Prosessi toimii Jäte tiivistyy Tiheyden nosto arviolta 4 5 x 7.2.2019 VTT beyond the obvious 14
Ruoan käsittely Kokeet Mitä tapahtuu leipomojätteelle? Pystytäänkö kaurajaetta modifioimaan entsymaattisesti? Tavoite Tiivistää höttöinen jäte tasaiseksi massaksi Muokata kaurajakeen koostumusta Tulokset Tasainen tiivis materiaali ilman veden lisäystä Selkeä ero materiaaliliuoksen viskositeetissa 7.2.2019 VTT beyond the obvious 15
Tekstiilien lajittelu- ja hyödyntämisketju Tekstiilijätteen mekaanisen kierrätyksen mahdollisuudet lieriöekstruuderilla Hypoteesi Vähentää esikäsittelyvaiheita ennen lopputuoteprosessointia Mahdollistaa jatkokäsittely perinteisillä muovinkäsittelylaitteilla Likaisten tekstiilien lämpökäsittely Tavoite Komposiittien kustannustehokas valmistus tekstiilijätteestä Turvallinen materiaali likaisesta tekstiilijätteestä 7.2.2019 VTT beyond the obvious 16
VTT:n lieriöekstruuderi mullistaa prosessoinnin lähtökohdat - Suuri syöttöaukko mahdollistaa monenlaisten materiaalien käsittelyn ilman esikäsittelyä - Pitkät kuidut selviytyvät prosessista pitkinä - Lämpötilakontrolli - Alhainen investointikustannus VTT etsii teknologialle kaupallistajaa TRL-taso (1 9) 6 7.2.2019 VTT beyond the obvious 17
Yhteystiedot Lisa Wikström, lisa.wikstrom@vtt.fi, puh. 040 861 4421 Hannu Minkkinen, hannu.minkkinen@vtt.fi, puh. 040 748 4141 Tomi Erho, tomi.erho@vtt.fi, puh. 040 176 8840