VTT kehitti uudentyyppisen laitteen hankalien jätemateriaalien prosessointiin

VTT:n kehittämällä lieriöekstruuderilla on hyvät mahdollisuudet mullistaa kierrätettävien materiaalien käsittelyä ja siten edistää kiertotalousliiketoimintaa. Se soveltuu esimerkiksi hankalien tekstiili- ja muovijätteiden ja hävikkiruoan pelletointiin. Laitteen ensimmäinen prototyyppi ylitti jo ensimmäisissä testeissä tutkijoiden ja teollisen ohjausryhmän odotukset. VTT etsii parhaillaan tekniikalle kaupallistajaa.
Kuva: VTT:n kehittämä lieriöekstruuderi soveltuu esimerkiksi hankalien tekstiili- ja muovijätteiden ja hävikkiruoan pelletointiin.

VTT:n tutkijat ovat testanneet prototyypin toimivuutta muun muassa muovifilmien leikkuupaloilla, muovia sisältävällä sekajätteellä, erityyppisillä tekstiilijätteillä, oljilla ja hävikkileivällä. Kiertotalouden lisäksi laitetta on käytetty komposiittimateriaalien valmistukseen ja sitä voidaan hyödyntää elintarvike- ja rehuteollisuuden prosesseissa.

Idean uudentyyppisestä ekstruuderista kehitti VTT:n tutkija Hannu Minkkinen, joka oivalsi, että materiaalivirta voisi kiertää laitteessa onton sylinterin ympärillä. Laitteen suunnittelu ja prototyypin rakentaminen toteutettiin Business Finlandin ja VTT:n TUTLI-rahoituksella.

”Laitteen kaupallistaminen avaisi aivan uusia mahdollisuuksia niin jätteiden kuin uudenlaisten materiaaliyhdistelmien käsittelyyn”, kertoo VTT:n johtava tutkija Tomi Erho.

”Monet tekstiilien kierrätyksen prosesseista sopivat vain yhdenlaista kuitua sisältäville tuotteille. Suuri osa tekstiileistä on kuitenkin kuitusekoitteita ja moni tuotteista koostuu erilaisista kerroksista. Uusi ekstruuderi tarjoaa aivan uudenlaisen mahdollisuuden kierrättää sekalaisia tekstiilituotteita ja -materiaaleja erottelematta eri kuituja tai rakenneosia. Testasimme laitetta onnistuneesti muun muassa tyynyjen kierrätykseen täytteineen päivineen Business Finlandin rahoittamassa Telaketju-hankkeessa”, toteaa erikoistutkija Pirjo Heikkilä VTT:ltä.

Ruuvin halkaisija 30 cm

Ekstruuderin ruuvin halkaisija määrittää laitteen syöttöaukon koon ja samalla sen, millaista materiaalivirtaa laite pystyy syömään sisäänsä ja käsittelemään. Ensimmäisen prototyypin ruuvin halkaisija on 30 cm, kun se perinteisissä saman tehoisissa tavanomaisissa laitteissa on 3-4 cm.
Ensimmäisen prototyypin ruuvin halkaisija on 30 cm. Kuva: VTT

Suuri halkaisija yhdistettynä matalaan ruuvisolaan mahdollistaa hankalasti käsiteltävien, huokoisten ja kevyiden materiaalien eri komponenttien sekoittamisen sekä massan muokkaamisen käytettäväksi tuotantoprosessin seuraavassa vaiheessa.

Laitteella on etuja perinteisiin ekstruudereihin verrattuna:

Laitteen yksinkertaisen rakenteen johdosta sen valmistuskustannukset ovat perinteistä sekoittavaa kaksiruuviekstruuderia alhaisemmat.

VTT:n ensimmäinen prototyyppi on kooltaan parin metrin pituinen ja painaa 1,5 tonnia. Lyhyytensä ansiosta laite voidaan asentaa myös pystyyn, jos käsiteltävä materiaalivirta sitä edellyttää.

Kompakti rakenne mahdollistaa laitteen kuljettamisen sinne, missä käsittelyä tarvitaan.

Rakenne mahdollistaa tarkan lämpötilakontrollin yhdistettynä tehokkaaseen sekoitukseen ja laitteen kokoon nähden poikkeuksellisen pitkään viipymäaikaan. Tästä olisi hyötyä esimerkiksi elintarvike- ja rehuteollisuuden tuotteissa.

Pitkät kuidut selviytyvät prosessista pitkinä, mikä on hyödyksi esimerkiksi jätetekstiilin käsittelyssä tai kuitukomposiittimateriaalien sekoituksessa.

Mikä on ekstruuderi?

Ekstruuderi eli suulakepuristin on laite, jota käytetään erityisesti muovituotteita valmistavissa tehtaissa. Laite tarvittaessa sulattaa, sekoittaa ja työntää materiaalimassaa muotoillun suulakkeen läpi. Ekstruudereilla valmistetaan muoviteollisuudessa esimerkiksi putkia ja profiileja ja myös elintarvike- ja rehuteollisuudessa monenlaisia tuotteita.

Lähde: VTT