Biomajandus

Valmis mõne minutiga: Eesti teadlased hakkavad puidust plastmassi tootma

Andres Krumme ei pea utoopiliseks mõtet, et tulevikus võiks kohe tselluloositehase juures olla bioplasti tootmise üksus.Foto: Shutterstock

Professor Andres Krumme on viimased tosin aastat teinud Tallinna Tehnikaülikooli polümeeride ja tekstiilitehnoloogia laboris teadust selle nimel, et lähiajal saaks hakata plastmassi tootma puidust ja seda vaid minutitega. 

Küsimuse peale, kas plastmassiks saab vormida ka metsast kaasa taritud mitmemeetrise kasepalgi, muigab professor Krumme esiti, kuid tõdeb: “Tulevikus võiks see olla üks variant.” 

Ta ei pea paljuks ka võimalust, et kohe tselluloositehase juures võiks olla bioplasti tootmise üksus. “Miks mitte ei võiks metsa kõrval, kust tooraine tuleb, olla ka pakendite taaskasutuskeskus? Siis näeks ringmajandust selle täies ilus.” Praegusel juhul on aga plastmassi tootmise sisendiks suhteliselt puhas tselluloos, mis on üks puidu komponentidest. 

Tosin aastat pingutust

Krumme sõnul on Tallinna Tehnikaülikooli polümeeride ja tekstiilitehnoloogia laboris tema juhtimisel tegeletud tselluloosi keemiaga juba 12 aastat. Neist viimased kolm aastat veelgi tõsisemalt kui varem. “Eesmärk on väga laias laastus see, et soovime viia tselluloosi sellisele kujule, et see oleks plastitööstuses töödeldav nagu tavapärane perooblalne materjal.” Ehk inimkeeli öelduna soovitakse senise naftast toodetud plasti asemel hakata pakkuma puidust toodetud plasti. 

Kui tavainimese esimene mõte võiks olla niisugune – seniste mitte kunagi lagunevate plastist nugade-kahvlite ja joogitopside asemel hakatakse nüüd tootma keskkonnasõbralikke biolagunevaid piknikule passivaid lauanõusid –, siis tegelikult on sellisest plastist kaubaartiklite ampluaa palju laiem. Krumme peamiseks eesmärgiks on jõuda lõpuks selleni, et nagu materjal oleks jätkusuutlik ka kogu tootmisprotsess. 

Professor Andres Krumme on juba tosin aastat teinud selle nimel tööd, et puidust saaks toota plastikut.Foto: erakogu

Kümne grammi asemel päevas paar kilo plasti tunnis

Praegu on polümeeride ja tekstiilitehnoloogia laboris masin, mis suudab päevas toota umbes kümme grammi plasti – sellest jagub näidiste tegemiseks, kuid juba lähiajal loodetakse tööle saada liin, mille tootmisvõimsus on paar kilo materjali tunnis.  

“Lähiajal avatava liini eelis on see, et lisaks temperatuurile on seal ka aktiivsed mehaanilised mõjutused ehk mehhanokeemiline protsess, mis annavad eelduse selleks, et tundide asemel saab suur osa protsessist valmis minutitega.”

Teadupärast koosneb puit kolmest komponendist: tselluloosist, ligniinist ja hemitselluloosist. Ressursside väärindamise programmi raames töötavad ka Tartu Ülikooli ja Maaülikooli teadlased selle kallal, mida teha ligniinist ja hemitselluloosist. 

Professor Krumme teebki siinkohal huvitava kõrvalepõike puidu väärindamise programmidesse. Ühe eduloona toob ta esile pilootprojekti, mille eestvedajaks on puidutööstusettevõte Fibenol, kes piltlikult öeldes teeb puidust pruuni hapukoort. 

Fibenol kasutab Krumme sõnul sarnast ekstruuderit (termoplastsetest plastidest profiiltoodete (torud, vardad, lindid jm), lehtmaterjali, kile, graanulite jm valmistamise masin – toim.), nagu tahab lähiajal kasutusele võtta ka Tallinna Tehnikaülikoolis tegutsev labor. “Seal sees on veel lisaks ka rõhk ja keemilised mõjutused,” lisab ta. 

Kogu tootmine on keskkonnasäästlik

Päris ükssarvikut Krumme arvates nad leiutanud ei ole, sest tselluloosil on oma ajalugu pakkematerjalina täiesti olemas. “Maailma ilmselt esimene pakkekile oli tsellofaan, mis on toodetud sarnaselt viskooskiu tootmisega ehk regenereeritud tselluloos lahustatakse ja siis salvestatakse uuesti kile kujul.”

Tsellofaani tootmine on seni olnud üsna keskkonnakahjulik, kuna lahustid, mida selleks kasutatakse, on suure keskkonnakoormusega sünteetilised kemikaalid. Tavaline tsellofaan ei ole ka termoplastne. 

Osa masinast, mis toodab puidust plastikut.Foto: Andres Krumme

Krumme juhitavas laboris on kõik keskkonnasäästlik ja midagi raisku ei lähe. Rahvusvaheline töörühm, kes laboris toimetab, lahustab puidust eraldatud tselluloosi ioonses keskkonnasõbralikus vedelikus, mida saab taaskasutada. “Kuna tselluloos ei ole looduslikult sulav, vaid ainult lahustuv aine, siis meie modifitseerime seda selliseks, et ta muutub sulavaks. Meie poolt valmistatav tselluloos võiks olla siis termoplastne: sulab kuuma käes ja tahkub jahedas – täpselt nagu tavaline naftapõhine plast.”

Puidust saadud tselluloosist võib teha tekstiili, paberit, plasti jms. Seetõttu näevad teadlased seda kui head asendust naftale, mille ammutamine muutub järjest raskemaks ja kallimaks.

Kui naftavarud on piiratud, siis tselluloosi jagub kuhjaga. Seda kõige levinumat polümeeri esineb kõikjal looduses – tselluloos on taimsete rakkude üks põhilisi ehituskive. Loodus valmistab seda Krumme sõnul umbes 90 kuni 120 miljardit tonni aastas. Võrdluseks: plasti on läbi aegade valmistatud kokku umbes kaheksa miljardit tonni.

Puidust toodetud plastiku näidis.Foto: Andres Krumme

Teaduse rahastus aitab unistused ellu viia

Eelmise aasta sügisel pani Eesti Teadusagentuuri ResTA programm suurele ideele õla alla ja projektile puhuti uus elu sisse. Sellega seoses on Krummel kodumaal tõsised plaanid. 

See pole lihtsalt tühipaljas mõte. Viru Keemia Grupp ehk VKG tahab oma biotoodete tehase 2027. aastaks täie jõuga käima saada. Tehasesse plaanitud investeeringu suuruseks on 800 miljonit kuni miljard eurot. 

See on Krumme sõnul muljetavaldav summa võrreldes rahaga, millega seni on hakkama saadud. “Meie oleme seni saanud hakkama suhteliselt odavalt, kuigi tegelikult on tootearendus kallis ja iga sammuga katseklaasist selle tehnoloogia valmiduse poole kasvab ka hind eksponentsiaalselt. Võime ju alguses teha mingi skriiningkatse paarituhandese või paarikümne tuhandese eelarvega, aga mida samm edasi, seda suuremaks kulud lähevad.”

Krumm tõi näiteks põhjanaabrid, kellel oli sarnase projekti piloodi arendusel kasutada kolm kuni kümme miljonit eurot – Tallinna Tehnikaülikooli laboris oli eelarveks 700 000 eurot. Sellest 300 000 kulub uue pilootliini käivitamiseks. Ta loodab, et selle käivitamine näitab Eesti ettevõtjatele, et bioplasti saab tööstuslikult teha ning nad võivad julgelt oma tootmised Eestisse tuua. 

Populaarsed lood mujal Geeniuses

Ära jää ilma päeva põnevamatest lugudest

Telli Geeniuse uudiskiri

Saadame sulle igal argipäeval ülevaate olulisematest Geeniuse teemadest.