Study on Degradability of Wood Composite Packaging Product in Industrial Compost

Abstract

The commissioner of this thesis Sulapac Ltd. has developed wood based composite packaging material, which meets the quality requirements of the cosmetic packaging. The main aim of this bachelor´s thesis was to test how this wood based composite packaging material degrades in the industrial composting facility. The second aim of the study was to compare the results to the requirements of the standards, which regulate packaging materials. The study was implemented in the industrial composting facility of Kekkilä Ltd. in Lappeenranta, by Tampere University of Applied Sciences.

Sulapac Ltd. provided wood composite sample jars, which were put to the stainless-steel capsules, with the compost material and were buried into the industrial compost for 12 weeks. Changes on the samples were examined and photographed, in the beginning, two times during and after the composting period. Dry mass of the samples was measured and disintegration of the samples was defined at every time of the investigation. Content of the capsules with disintegrated samples was sieved after test. Volatile solid content was measured from the samples.

According to the results, samples were disintegrating in the industrial composting facility. After 17 days of composting, 16 samples out of 24 were disintegrated to pieces and dry mass could not be measured. During the 12 weeks test period, 21 out of the 24 samples were disintegrated to pieces the size of 1-2 mm, six control plastic samples remained unchanged. Sieving test results support the assumption that 90 % disintegration of the samples, to the smaller than 2 mm size of the particles, may be reachable in 12 weeks in industrial composting environment. Volatile solid content of the sample mass was over 50%.

Results show that the wood composite material goes through significant changes in the industrial composting facility. Samples meet the SFS-EN 13432 standard requirements for disintegration and volatile solid content. The results of the Bachelor's Thesis can be used as a basis for a possible further study in which the biodegradability and compostability of packaging are tested in accordance with the SFS-EN 13432 standard.

Luodakseen vaihtoehdon muovin käyttämiselle kosmetiikkapakkauksissa, Sulapac Oy on kehittänyt puupohjaisen komposiittimateriaalin, joka täyttää kosmetiikkapakkauksille asetetut laatuvaatimukset. Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli tutkia kyseisen materiaalin fyysistä hajoamista teollisessa kompostissa ja verrata tuloksia vaatimuksiin, jotka Euroopan unioni on asettanut pakkausmateriaaleille standardissa SFS-EN 13432; Pakkaukset. Vaatimukset pakkauksille, jotka ovat hyödynnettävissä kompostoinnin ja biohajoamisen avulla. Testausmenettely ja arviointiperusteet pakkauksen hyväksynnälle.

Sulapac Oy:n tilaaman tutkimuksen kenttätyöt suoritettiin Kekkilä Oy:n teollisella kompostointilaitoksella Lappeenrannassa Tampereen ammattikorkeakoulun toimesta. Sulapac Oy:n toimittamat puukomposiittinäytepurkit ja muoviset kontrollinäytepurkit pakattiin teräskapseleihin ja haudattiin teolliseen kompostiin 12 viikon ajaksi. Näytteet kuvattiin ja mitattiin ennen kompostointia. Näytteissä tapahtuneita muutoksia tutkittiin kaksi kertaa kompostoinnin aikana ja kompostoinnin päätyttyä. Näytteiden kuivapainot ja fyysisen hajoamisen aste määritettiin kullakin tutkimuskerralla. Kapseleiden sisältö, hajonneine näytteineen, seulottiin kompostoinnin loputtua. Näytteiden haihtuvien kiinteiden aineiden pitoisuus määritettiin.

Tulokset osoittavat näytteiden fyysisen hajoamisen teollisessa kompostissa. 17 päivän kompostoinnin jälkeen 16 näytettä 24:stä oli hajonnut kappaleiksi siten, että kuivapainoa ei pystytty enää määrittämään. 12 viikon kompostoinnin aikana 21 näytettä 24:stä hajosi 1 - 2 mm:n kokoisiksi kappaleiksi. Kuusi muovista kontrollinäytettä pysyi muuttumattomina. Seulontatestin tulokset tukivat oletusta siitä, että näytteiden 90 prosenttinen hajoavuus pienemmiksi kuin 2 mm:n kappaleiksi on mahdollista saavuttaa 12 viikon teollisella kompostoinnilla. Määritys osoitti, että haihtuvien kiinteiden aineiden pitoisuus näytteissä oli yli 50 %.

Tulokset osoittavat tutkittujen puukomposiittipakkausten täyttävän SFS-EN 13432 -standardin vaatimukset fyysisen hajoamisen ja haihtuvien kiinteiden aineiden pitoisuu-den osalta. Opinnäytetyön tuloksia voidaan käyttää pohjana mahdolliselle jatkotutkimukselle, jossa pakkausten biohajoavuus ja kompostoitavuus testataan SFS-EN 13432 -standardin edellyttämällä tavalla.