VILNIUS TECH kuria dirbtinę medieną iš augalinių atliekų

VILNIUS TECH mokslininkai tiria dirbtinę medieną, gaminamą iš medienos ir kitų augalinių atliekų. Tokia medžiaga galėtų būti naudojama baldams, interjero detalėms, statybiniams elementams bei kitiems didelių matmenų gaminiams. Tai suteiktų atliekoms antrą gyvenimą ir mažintų naujos medienos poreikį.

Spalio 24-ąją minima Tarptautinė klimato kaitos diena, kurios simboliu dažnai laikomas medis. Miškai sugeria anglies dioksidą, kaupia anglį, padeda reguliuoti klimatą ir yra daugelio gyvybės formų buveinė. Augant medienos naudojimui gamyboje, mokslininkai ieško alternatyvų, kurios leistų efektyviau panaudoti likučius ir kitas augalinės kilmės žaliavas.

Mediena iš šiaudų, kanapių ir kitų atliekų

Dirbtinė mediena formuojama iš medienos arba kitų augalinės kilmės dalelių, jas sujungiant rišikliu. VILNIUS TECH Statybos fakulteto mokslininkės Aurelijos Rimkienės teigimu, kuriama technologija remiasi įprastos medienos gamybos principais, tačiau formuojant gaminį medžiagos nereikia papildomai kaitinti iš išorės.

Daleles jungiantis rišiklis kietėja vykstant egzoterminei cheminei reakcijai, per kurią išsiskiria šiluma. Todėl galima sumažinti išoriniam kaitinimui reikalingas energijos sąnaudas. Jei šiluma gaminama deginant gamtines dujas, anglį ar medieną, mažesnis jos poreikis gali padėti sumažinti su klimato kaita susijusias emisijas.

Dirbtinei medienai gaminti galima naudoti beveik visas kultūrinių ir nekultūrinių augalų dalis. Lietuvoje tam galėtų būti naudojamos:

• kviečių, miežių, avižų, rugių, kvietrugių, rapsų ir kukurūzų šiaudai bei perdirbimo atliekos, pavyzdžiui, pelai;
• medienos apdirbimo atliekos, įskaitant šakas, kreivus stiebus, nuopjovas, drožles ir pjuvenas;
• pluoštinių augalų, tokių kaip linai ir kanapės, stiebai;
• įvairių augalų šienas, jūros dumbliai ir sudžiūvę augalų lapai.

Mokslininkė aiškina, kad Lietuvoje susidaro dideli kviečių šiaudų kiekiai. Šiuo metu jie naudojami biokurui, kompostui, pakratams ir kitoms reikmėms. Šiaudus naudojant dirbtinės medienos gamybai, juose esantys anglies junginiai kietoje medžiagoje galėtų būti išsaugomi 25–100 metų. Tai atitolintų jų patekimą į atmosferą anglies dioksido pavidalu, o, palyginti su šiaudų irimu be deguonies, galėtų padėti išvengti ir metano susidarymo.

Iš vieno hektaro Lietuvoje vidutiniškai gaunama apie 3–5 tonas kviečių šiaudų. Didesniam anglies junginių kiekiui sukaupti labiau tiktų pluoštinės kanapės. Iš vieno hektaro per metus vidutiniškai gaunama 6–10 tonų jų sausosios biomasės, o anglis sudaro maždaug 45–50 proc. sausosios augalų masės.

Rišikliams mokslininkai tiria ne tik cheminės kilmės klijus, bet ir organinių rišiklių, pagamintų iš atsinaujinančių žaliavų arba turinčių biologinės kilmės komponentų, naudojimą. Termoizoliacinių medžiagų ir akustikos laboratorijoje medienos atliekoms, kanapių spaliams ir miežių šiaudams sutvirtinti naudojamas, pavyzdžiui, kukurūzų krakmolas ir biologinės kilmės komponentų turintis poliuretanas.

Keičiant žaliavas, rišiklius ir gamybos sąlygas, galima gauti skirtingo tankio, stiprumo bei atsparumo drėgmei medžiagas. Lengvesnės galėtų būti naudojamos šilumos izoliacijai, o tankesnės ir tvirtesnės – plokštėms, baldų detalėms ar nelaikančiųjų konstrukcijų elementams gaminti.

Pritaikymo galimybės statybose

Dirbtinė mediena galėtų būti naudojama rąstams, sijoms, blokams ir įvairioms apdailos konstrukcijoms gaminti. Į mišinį įmaišius skirtingų priedų, būtų galima pagerinti medžiagos savybes, pavyzdžiui, suteikti jai atsparumo ugniai ir vandens poveikiui. Taip pat būtų galima formuoti įvairių matmenų, spalvų ir pavidalų gaminius.

Ši technologija leidžia medienos atliekas paversti naujais didelių matmenų gaminiais. Užuot atliekas iš karto sudeginus, jas būtų galima panaudoti ilgaamžiams gaminiams ir taip pratęsti juose sukauptos anglies saugojimo laiką. Pasibaigus gaminio naudojimo laikui, pirmiausia būtų siekiama jį perdirbti arba pritaikyti kitai paskirčiai. Viena iš galimybių – gaminį susmulkinti ir panaudoti kaip dalį žaliavos naujiems, pavyzdžiui, didelių gabaritų medienos gaminiams.

Pasak A. Rimkienės, įprastai medienai skirtai alternatyvai greičiausiai nereikėtų naujų žemės plotų, nes būtų naudojami jau dirbami laukai, maistinių augalų liekanos ir medienos atliekos. Vis dėlto dirbtinei medienai konkuruoti su įprasta sudėtinga, nes kertant mišką netaikomas tiesioginis taršos mokestis.

VILNIUS TECH komanda toliau vertina medžiagos savybes, ilgaamžiškumą, pritaikymo galimybes ir poveikį aplinkai per visą gyvavimo ciklą – nuo žaliavų paruošimo iki gaminio pakartotinio naudojimo, perdirbimo ar galutinio sutvarkymo.

Mokslininkai jau pateikė patento paraišką dėl armuotos dirbtinės medienos kompozito iš organinių atliekų ir poliuretano rišiklio bei statybinių elementų gamybos būdo. Paraiškoje aprašoma medžiaga iš kanapių spalių, poliuretano ir stiklo pluošto armatūros, iš kurios būtų galima formuoti stambius statybinius gaminius. Komanda taip pat ieško galimybių nuo laboratorinių bandinių pereiti prie praktinio pritaikymo.