Bioteknologia.info

Viimeaikaisessa keskustelussa on jäänyt vähemmälle huomiolle mahdollisuus käyttää maatalouden tuotteita biomuovien valmistuksessa bioteknologiaa hyödyntäen.

Uusiutuvan materiaalin käyttö pakkauksissa on tullut yhä ajankohtaisemmaksi viime vuosina ja biomuovien käyttö on selvästi lisääntynyt. Kehitykseen on myönteisesti vaikuttanut keskustelu hiilidioksidipäästöistä, muuttuva jätehuolto sekä öljyn hinta.

EU on antanut uuden, kierrätystä suosivan pakkausdirektiivin, joka muun muassa määrää että kierrättämättä jäävästä jätteestä on maksettava jätemaksu. Tällä on erittäin suuri merkitys Keski-Euroopassa, johon suurin osa pakkausmateriaalista myydään. Näissä maissa myös kompostointia on kehitetty pitkälle.

Viime vuosina on kehitetty useita pakkausratkaisuja, joissa on käytetty biopohjaisia materiaaleja. Nämä materiaalit on pääosin kehitetty kuiduista ja/tai biomuoveista. Biomuovilla tarkoitetaan biomateriaalia, jonka pääainesosa on kasvikunnasta peräisin oleva polymeeri, joka erotellaan muista kasviskomponenteista tai jalostetaan joko kemiallisesti tai bioteknologisesti.

Esimerkkeinä ensin mainitusta ryhmästä mainittakoon selluloosa, tärkkelys, luonnonkumi ja bakteereissa muodostuneet polyesterit. Jälkimmäiseen ryhmään kuuluu polymeerejä, joiden raaka-aineena käytetyt kemikaalit, monomeerit, on valmistettu fermentoimalla eli käymisreaktion tuotteina.

Fermentoiminen on ollut tunnettu prosessi jo vuosituhansia, mutta vasta viimeisen kahden vuosikymmenen aikana sitä on alettu soveltaa muoviteollisuudessa. Pakkausten kehittämisen kannalta mielenkiintoisimmat biomuovit ovat polylaktidi (polymaitohappo) sekä bakteereissa muodostuneet polyhydroksialkanoaatit. Näiden biomateriaalien ominaisuudet ovat samankaltaiset kuin perinteisten pakkausmuovien, mutta ne valmistetaan uusiutuvista raaka-aineista ja hajoavat biologisessa ympäristössä.

Imperial Chemical Industries (ICI) toi 1980-luvulla markkinoille bakteeriperäisiä polyhydroksialkanoaatteja, joiden kehittelyä Monsato jatkoi. Eräät bakteerit tuottavat tätä biopolymeeriä vararavinnoksi, jonka jälkeen polymeeri voidaan erottaa solusta ja käyttää eri muovituotteissa.

Polylaktidin valmistuksessa käytetään maitohappoa raaka-aineena kemiallisessa valmistusprosessissa, jossa maitohappomolekyylejä yhdistetään polymeereiksi. Maitohappoa voidaan valmistaa monesta eri maataloustuotteesta, esimerkiksi sokerijuurikkaasta tai viljasta, sekä myös elintarviketeollisuuden jätetuotteista.

Polylaktidi on ollut tunnettu 1930-luvulta lähtien, mutta vasta 1960-luvulla sen käyttömahdollisuus lääketieteessä huomattiin. Professori Pertti Törmälä Tampereelta kehitti biomateriaalin, jota voi hyödyntää ortopedisissä toimenpiteissä. Näillä materiaaleilla on se etu, ettei niitä tarvitse poistaa myöhemmässä leikkauksessa. Polylaktidin käyttö lääketieteessä asettaa kuitenkin puhtausvaatimukset korkealle ja nostaa tuotteen hintaa.

Polylaktidin kehittäminen 1980-luvun lopussa tähtäsi kustannusten laskemiseen ja perinteisten muovien korvaamiseen pakkauksissa. Suomessa seurattiin hyvin kehitystä panostamalla mittavasti teollisuuteen ja yliopistoissa suoritettavaan tutkimukseen. Valtiolliset elimet kuten Tekes ja Suomen Akatemia olivat mukana rahoittamassa työtä. Vielä tänä päivänä Suomi on Euroopan kärkimaita biomuovien tutkimuksessa ja kehittämisessä.

Uusiutuvista raaka-aineista valmistettujen biomuovien tuotantokapasiteetti on kasvanut vuodesta 2002 kymmenkertaiseksi nykyiseen 300 000 tonniin vuodessa. On ennustettu, että kapasiteetti olisi vuosina 2007-2008 jopa 550 000 tonnia. Tämä arvio sisältää tärkkelyspohjaisia biomuoveja, polylaktidia, selluloosa-asetaattia sekä bakteeriperäisiä polyestereitä.

Täsmällisiä käyttövolyymeja ei ole saatavana, mutta kasvava tuotantokapasiteetti sekä kaupan hyllyillä lisääntyneet biomuovipakkaukset viittaavat siihen, että biomuovien käyttö on lisääntymässä.

Pakkausteollisuus hakee entistä useammin uusia kokonaisratkaisuja ja biomuovit ovat mitä todennäköisimmin osa tulevaisuuden pakkauskonseptia, muun muassa koska öljypohjaisten muovien hinta on nousussa, kun taas biomuovien hinta on laskussa.

Suomessa on valtava määrä luonnonvaroja käytettävissä bioprosesseihin sekä tietotaito hyödyntää näitä resursseja tuotteiden jalostuksessa. Suomen metsä- ja pakkausteollisuus kuuluu maailman suurimpiin ja osaavimpiin ja osallistumalla aktiivisesti biomuoviteknologian kehittämiseen teollisuuden palveluun pystyisimme vahvistamaan kilpailukykyämme näillä aloilla.