Biomuovit osana biokaasuprosessia
Biojätteen syntypaikkalajittelu mahdollistaa Suomessa biojätteen tehokkaan ohjaamisen biokaasulaitoksiin, joissa biojäte voidaan hyödyntää tehokkaasti. Biojäte onkin puhdistamolietteen kanssa suurin biokaasun raaka-aineen lähde. Biojätteen keräyksessä käytetyt biohajoavat biojätepussit voivat aiheuttaa ongelmia jätteenkäsittelylaitoksilla jumittumalla ja sotkeutumalla laitteistoihin. Tästä syystä pussit erotellaan ennen biokaasuprosessiin päätymistä muun muoviroskan mukana. Voisiko prosessointiongelmat kuitenkin välttää oikeanlaisilla materiaalivalinnoilla ja tätä kautta mahdollistaa biohajoavien biopussien hyödyntämisen biokaasuprosessissa?
Biojätteiden kierrätyksessä syntyy biokaasua
Biokaasu on kaasuseos, jota muodostuu biohajoavista raaka-aineista anaerobisen eli hapettoman hajoamisprosessin tuloksena. Kaasuseos koostuu suurimmaksi osaksi metaanista ja hiilidioksidista. Biokaasuteknologian avulla biohajoavien jätteiden, kuten biojätteiden, jätevesien ja lantojen kestävä kierrätys on mahdollista. Prosessin lopputuotteena syntyvää biokaasua voidaan käyttää jalostamattomana raakakaasuna taikka jalostettuna biometaanina. Metaani on biokaasuprosessin tärkein lopputuote ja tästä syystä käytettyjen raaka-aineiden metaanintuottopotentiaalilla on merkitystä.
Biokaasuprosessin lopputuotteena syntyy biokaasun lisäksi myös mädätysjäännös. Myös mädätysjäännös voidaan hyödyntää, sillä alkuperäisessä syötteessä olleet ravinteet säilyvät myös mädätysjäännöksessä. Tästä syystä mädätysjäännös sopii oivallisesti lannoitevalmisteiden ja kierrätysravinnetuotteiden valmistukseen.
Biomuoveista on moneksi
Biomuovit ovat hyvin laaja kategoria muovilajeja, joiden ominaisuudet saattavat poiketa toisistaan hyvinkin paljon. Biomuovit voidaan jakaa biopohjaisiin muoveihin ja biohajoaviin muoveihin. Biopohjaiset muovit valmistetaan kokonaan tai osittain uusiutuvista raaka-aineista ja biohajoavat muovit taas biohajoavat suotuisissa olosuhteissa. Biohajoavuus jakautuu vielä biohajoaviin ja kompostoitaviin muovien hajoamisprosessin kautta. Raaka-aineita biopohjaisille biomuoveille ovat esimerkiksi sellu ja tärkkelys. Biopohjaiset muovit voivat olla biohajoavia tai ei-biohajoavia.
Muovien biohajoavuus riippuu laajasti sopivista olosuhteista sekä ajasta. Kompostoituvat muovit voidaan rajata teollisessa ja kotikomposteissa kompostoituviin muoveihin. Biomuoveista kaikki eivät kuitenkaan ole suoraan biopohjaisia muoveja. Tällöin biohajoavan muovin raaka-aine voi olla öljypohjainen.
Biomuovien toimivuus biokaasuprosesseissa
Biohajoavien biojätepussien käyttö on lisääntynyt ja tätä kautta pusseja päätyy yhä enemmän biokaasulaitoksiin. Tärkkelyspohjaiset biohajoavat biojätepussit eivät kuitenkaan välttämättä saavuta parasta mahdollista hajoamista biokaasulaitosten lyhyen käsittelyajan puitteissa. Jätteenkäsittelyn yhteydessä saattaa ilmetä myös pussien venymiseen liittyviä ongelmia. Näistä syistä biojätepussien materiaalien valinnalla on merkitystä jätteenkäsittelyprosessin kannalta. Tällä hetkellä kaikki muovit poistetaan ennen biokaasuprosessia osittain myös siksi, ettei biomuoveja pystytä välttämättä erottelemaan onnistuneesti tavallisesta muovista.
Raaka-aineilla on vaikutusta biomuovien ominaisuuksiin
Tutkimuksessa oli mukana kompostoituvia biomuoveja, joilla oli erilainen raaka-ainepohja. Tutkimuksen perusteella voitiin todeta biomuovin raaka-aineiden vaikuttavan biopussien hajoamiseen ja metaanintuotantoon biokaasuprosessin aikana. Biomuovien erilaiset raaka-ainepohjat näyttivät myös vaikuttavan biohajoamisen ohella venyvyyteen. Tulosten pohjalta voitiin myös nähdä yhteneväisyys korkean metaanintuotannon ja biohajoavuuden välillä.
Biohajoavien biopussien biohajoavuus ja metaanintuotanto ei vaikuta korreloivan materiaalin sisältämän uusiutuvan raaka-aineen määrään. Suurimman uusiutuvan raaka-aineen osuuden sisältäneet biopussit eivät myöskään heikentyneet mekaanisilta ominaisuuksiltaan kuten venyvyydeltään ja lujuudeltaan muita tutkittuja materiaaleja enemmän.
Tulosten perusteella biohajoavien biopussien välillä on eroja. Siksi biopussien oikealla materiaalivalinnalla on suuri merkitys biokaasu- ja jätteenkäsittelyprosessin toimivuuden kannalta.
Lähteet:
Alén, K. 2023. Biomuovien biokaasunmuodostuspotentiaalin ja biohajoamisen tutkimus – Theseus, Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.