„Kui poleks olnud plasti, poleks praegu siin maailmas üle kaheksa miljardi inimese,“ ütleb Tallinna tehnikaülikooli materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituudi biopolümeeride tehnoloogia labori juhataja Andres Krumme. Temaga on vestelnud Viktoria Korpan.
Tallinna tehnikaülikooli materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituudi biopolümeeride tehnoloogia labori juhataja Andres Krumme. VALLO KRUUSER
Oma töös olete keskendunud eeskätt materjalidele, aga 1990. aastate alguses alustasite siin majas hoopis õmblustoodete konstrueerimise erialal. Kas teist oleks võinud saada moedisainer?
Tehnikaülikoolis disaini eriala sellisel kujul ei olnud, seda ei saa kunstiakadeemiaga võrrelda. Õpe oli ikkagi tööstusele suunatud, mitte niivõrd sellele, kuidas midagi disainida, vaid kuidas see ka tootmisse viia. Praegusele tööle andis see päris palju alust, sest seal oli palju materjaliõpetust: tekstiilmaterjale ja ka muid materjale.
Kas minust päris disainer oleks saanud, seda ma ei usu. Arvan, et pigem oleksin ikkagi akadeemilise karjääri juurde jäänud.
Elus on hetki, kus toimub väga selge muutus. 1994. aastal, kui olin neljandal kursusel, otsis praktikanti Soome ettevõte Borealis Polymers, mis on praegugi üks Euroopa suuremaid polüolefiinide ehk polüetüleeni ja polüpropüleeni tootjaid. Plasti erialalt ei tahtnud keegi minna ja seda võimalust pakuti mulle. Pikalt ma ei mõelnud, võtsin koha vastu ja läksin sinna aastasele praktikale. Sellest sai minu jaoks elumuutev sündmus.
Alguses oli keeruline, sest plast oli mulle suhteliselt uus valdkond, kuid materjaliõpetuse ja orgaanilise keemia taust oli olemas. Tegin seal uurimistöö, millest hiljem sai minu magistritöö. Tulin tagasi, lõpetasin tekstiilitehnoloogia diplomiõppe, aga magistritöö oli sisuliselt juba valmis. Hiljem tegin sama ettevõtte teemade ja juhendamise najal ka doktoritöö. Nii pöördus kogu mu karjäär tekstiilitehnoloogialt plastitehnoloogia suunda.
Kui tulite toona endale täiesti uude keskkonda, mis oli see, mis pani mõtlema, et just seda tahan teha?
Mind köitis eelkõige väljakutse töötada ja praktiseerida ühes Euroopa ja ka maailma mõttes väga suures ettevõttes, mis päriselt midagi toodab. Selle mõju on mu töös olnud siiamaani. Ka kogu mu hilisem teadustöö on kantud soovist, et asi ei jääks ainult teoreetiliseks, vaid jõuaks kaugemale.
Tekstiilitaust ei ole kuhugi kadunud. Olen hiljem juhtinud polümeermaterjalide instituuti, kus olid kõrvuti tekstiili-, plasti- ja puidutehnoloogia valdkonnad. Paljud inimesed ei mõtle ehk sellele, aga tegelikult sünteetilised tekstiilkiud, ehk see, mis meil paljuski seljas on, ei erine oma koostise poolest palju plastist, sest need on sageli tehtud samadest polümeeridest. Polüester, polüetüleentereftalaat on kasutusel nii tekstiilkiududena kui ka gaseeritud joogi pudelitena.
Mida peaks inimene teie valdkonnas kindlasti teadma?
Kõige olulisem on aru saada, et plast ise ei ole asi, millest saaksime lihtsalt päevapealt loobuda. Plastijäätmetega on probleeme ja mikroplasti tervisemõjusid uuritakse palju, sest kõik mõjud ei ole veel selged. Aga kui jätaksime plasti järsku kõrvale, läheksime inimkonna arengus väga pika sammu tagasi.
Praegune väljakutse on see, kuidas plastiga tulevikus hakkama saada, kuidas valmistada seda mittefossiilsest toormest ja kuidas tagada jätkusuutlik plastiringlus: kokkukogumine, uutesse toodetesse suunamine, parandamine ja korduskasutus.
Üks lahendus on bioplastid, mis põhinevad looduses tekkival toormel, näiteks tselluloosil. Seda ei maksa karta. Puidu põletamisel on lisandväärtus minimaalne, mööbli valmistamisel suurem ja tselluloosikeemias kõige suurem. Sellest võiks arendada ka tarka majandust.
Tselluloosist saab valmistada plasti asendavaid biopõhiseid materjale, mis võivad olla süsinikuneutraalsed või isegi aidata süsinikku pikemaks ajaks siduda. Ja Tallinna tehnikaülikoolis on uurimisrühm, mis just selliste uute võimalustega tegeleb.
Olete mitme patendi autor. Kas nende seas on mõni lahendus, millega inimesed võiksid kokku puutuda, ilma et nad teaksid, et olete selle sünni juures olnud?
Üks varasemaid patente, milles osalesime, puudutas seda, kuidas kahest jäätmeliigist teha uus materjal. Küsin vahepeal vastu: millist jäätmeliiki tekib Eestis kõige rohkem?
Tuhka? Põlevkivituhka?
Täiesti ette valmistatud! Jah, see uuring käsitles seda, kuidas põlevkivituhka kasutada plastis täiteainena ja sellega asendada kaevandatavat kaltsiumkarbonaati. Sellega saaks vähendada vajadust uue mineraalse toorme järele.
Kogused on muidugi väga erinevad. Plastijäätmeid tekib Eestis suurusjärgus sada tuhat tonni aastas, ent põlevkivituha puhul räägime miljonitest tonnidest. Kõike sellega ära ei lahenda, aga midagi siiski. Teema on vaikselt edasi liikunud ja on ettevõtjaid, kes võtavad põlevkivituhast näiteks kaltsiumiühendeid välja. Seda saab kasutada ka plastitäiteainena. See on olnud üks rakenduslikumaid suundi.
Uuemad patenditeemad puudutavad tselluloosikeemiat ja -tehnoloogiat. Need on patendiperekonna osad, mis ootavad veel seda, et tehnoloogia saaks piisavalt valmis, et seda oleks võimalik litsentseerida.
See protsess ei ole niisama lihtne. Seda võib nimetada „surmaoruks“ ehk etapiks, kus ülikooliteadus justkui lõpeb ja suurtootmine peaks algama, aga samas võivad seejuures olla takistavaks teguriks paljud tehnilised probleemid. Seepärast tuleks teadlastel järgmise sammuna teha ettevõtetega tihedat koostööd. Isegi kui teadlane on kõik väga hästi läbi mõelnud, siis edasi saab minna ainult koostöös, sest muidu võib hea idee jäädagi rakendamata. Tselluloosipõhise plasti valmistamisel oleme praegu umbes samasuguses olukorras. Proovime lahendada neid küsimusi, mis võivad olla takistuseks, et hakata seda materjali suuremas mahus tootma või litsentseerima.
See tähendab, et püüate mitte jääda surmaorgu kinni?
Me ei saa seda üksi teha, aga Eestis ei ole veel sellist ettevõtet, mis pakuks tööstuslikus mahus tselluloositooret, mida saab meie väljatöötatud protsessiga plastitaoliseks materjaliks või bioplastiks väärindada. Otsime partnerettevõtteid ja oleme nende tagasiside põhjal oma uuringuid täiustanud, et võimalikke tööstusliku tootmise probleeme juba eos lahendada.
Väga tähtis on leida õige nišš. Primaarne plast on praegu endiselt odavam kui sekundaarne plast, sest ringlussevõtt on kulukas. Meie tselluloosipõhine bioplast ei hakka esialgu konkureerima kõige odavama pakendiplastiga. Otsime suurema lisandväärtusega, pigem kõrgtehnoloogilisi rakendusi, kus saab materjali eest küsida kõrgemat hinda ja sealt edasi turule liikuda.
Kuidas te selgitaksite ühe lausega seda, mida te laboris teete?
Kui ühe lausega kokku võtta, siis üritame panna puitu, täpsemalt ühte puidu koostisosa – tselluloosi – sulama.
Kõik kujutavad ette, mis juhtub puuga, kui see kuuma kätte panna: ta ei sula. Kui talle piisavalt kuuma anda, siis ta laguneb ja lõpuks põleb. Plasti töötleva tööstuse jaoks on aga väga oluline, et materjal oleks sulav. Suur osa plastitööstusest töötab nii, et materjal võetakse sisse tahke graanulina, sulatatakse masinas, sulamass surutakse vormi või antakse sellele muul viisil kuju, mis jahutamisega uuesti tahkestatakse.
Tööstus ei taha oma seadmeid uute vastu välja vahetada. Tööstus on valmis võtma vastu uut tüüpi bioplasti, mis asendaks fossiilset plasti, aga sulatamisel põhinev töötlusmeetod peaks jääma enam-vähem samaks.
Seepärast me modifitseerime puidust välja võetud mittesulavat tselluloosi keemiliselt nii, et ta hakkab sulama. Väljakutse ongi selles, kuidas seda teha võimalikult kiiresti, et säästa aega, energiat ja keskkonda. Ühe moodusena poogime tselluloosile sulama hakkamiseks juurde looduslikest õlidest pärinevaid komponente. Need võivad tulla taimsetest õlidest, näiteks kasutatud küpsetusõlist või siis metsandusest pärinevatest õlidest.
Kas selleks sobib ka friikartulite praadimisest üle jääv õli?
Jah. Niisugust õli tekib Euroopas väga suurtes kogustes, miljonites tonnides. Praegu kasutatakse seda muu hulgas biodiisli tootmiseks, aga bioplasti tootmise protsessis võib selle lisandväärtus olla suurem.
Selle teemaga tegeleb ka kohalike ressursside väärindamisele suunatud teadus- ja arendusprogramm. Eesti riik toetab meie laborit „TemTA 103“ projekti raames, et arendada protsessi, kus saaks kasutada kohalikku tselluloositooret, kui seda piisavalt tekib, ning õli, õlijäätmeid või õlitootmise kõrvalsaadusi. Meie partnerid on suur rapsiõlitootja Scanola Baltic, mikrokristalse tselluloosi tootmist skaleeriv Fibenol ja tselluloositehast planeeriv Viru Keemia Grupp.
Üritame käivitada ka projekti, kus saaks kasutada metsandusjäätmeid. Metsandusest ei tule ainult tselluloosi, vaid ka tselluloosi tootmisel kõrvalsaadusena tekkiv tallõli, millest saab eraldada rasvhappeid. Neid saab kasutada samal eesmärgil: modifitseerida tselluloosi keemiliselt nii, et see muutuks sulavaks.
Sisuliselt võtate eri jäätmed ja teete neist midagi väärtuslikku?