Käytettyjen teelehtien hyötykäyttö biomateriaalin rakennusosana

(1)

Ruut Launo

Taiteen kandidaatin opinnäyte Aalto-yliopisto

Taiteen ja suunnittelun korkeakoulu Muotoilun laitos

Muotoilun pääaine

Käytettyjen teelehtien

hyötykäyttö

biomateriaalin

rakennusosana

(2)

3

Aalto-yliopisto, PL 11000, 00076 AALTO www.aalto.fi Taiteen kandidaatin opinnäytteen tiivistelmä

Tekijä Työn nimi Laitos

Koulutusohjelma

Vuosi Sivumäärä Kieli i

Tiivistelmä

Kandidaatintyössäni toteutan suunnitteluprojektin käytetyistä teelehdistä. Projektin fyysisenä lopputuloksena on käsilaukku eli teepussi. Lähtökohtana käytettyjen teelehtien valitsemiseen materiaaliksi toimi henkilökohtainen suhde teehen ja vastuuntunne sen nauttimisesta syntyvästä biojätteestä. Teen uuttamisen jälkeen käytetyt teelehdet nähdään käyttökelvottomana jätteenä. Opinnäytteen tavoitteena on todistaa, että uutetut teelehdet sopivat käytettäväksi raakamateriaalina teollisuudessa ennen niiden vääjäämätöntä maatumista.

Kirjallisen tutkimuksen avulla selvitin, millaisia tulevaisuuden käyttötarkoituksia uutetuilla teelehdillä on. Tutkimuksessa kävi ilmi teelehtien soveltuvan moneen erilaiseen

sovellukseen kuten komposiittikalvojen, lastulevyrakenteiden ja kertakäyttökuppien

tuottamiseen. Teelehdillä on osoitettu olevan myös ääniaaltoja sieppaavia ominaisuuksia, mikä todistaa niiden soveltumisen osaksi äänieristyspaneelia.

Opinnäytteen materiaalitutkimusosiossa kehitän uuden materiaalin käytetyistä teelehdistä. Tavoittelin materiaalille mahdollisimman joustavia ominaisuuksia.

Materiaalitutkimuksessa kävi ilmi, että sekoittamalla teelehtiä glyseroliin,

karboksimetyyliselluloosaan ja nanofibrilliselluloosaan saatiin aikaan joustava, mutta myös vahva materiaali. Tästä materiaalista toteutin prototyypin käsilaukusta, jonka inspiraation lähteenä toimi se alkuperäinen teelaukku eli teepussi. ‘The Tea Bag’

-niminen prototyyppi toteutettiin konkreettisena todisteena teelehtien monipuolisesta käyttökelpoisuudesta biomateriaalien kentällä.

Avainsanat: teelehdet, biojäte, biomateriaalit Ruut Launo

2021

Muotoilun laitos

Käytettyjen teelehtien hyötykäyttö biomateriaalin rakennusosana

Muotoilun koulutusohjelma

45

Koulutusohjelma

Vuosi Sivumäärä Suomi Kieli i

Koulutusohjelma

1 Johdanto...4

2 Lähtökohdat...5

3 Tavoitteet ja haasteet...7

3.1 Tutkimuksen tavoitteet...7

3.2 Produktio-osuuden tavoitteet...8

3.3 Arvopohjaiset tavoitteet...8

3.4 Opinnäytteen haasteet...10

3.4.1 Sisäiset haasteet...10

3.4.2 Ulkoiset haasteet...11

4 Kirjallinen tutkimus...12

4.1 Teen historia...12

4.2 Tee nykypäivänä...13

4.3 Teen tulevaisuus...13

4.3.1 Kemiantekniikka...14

4.3.2 Kovat ja kankeat materiaalit...15

4.3.3 Pehmeät ja joustavat materiaalit...16

4.3.4 Yhteenveto tulevaisuuden käyttötavoista...18

5 Produktio...19

5.1 Teelehdet...19

5.2 Materiaalitutkimus...21

5.3 Prototyypin suunnittelu ja valmistus...26

5.3.1 Suunnittelu...26

5.3.2 Toteutus...27

6 The Tea Bag...32

7 Yhteenveto...38

8 Kiitokset...40

Lähteet...42

3

(3)

1 Johdanto

Tee on maailman toisiksi suosituin juoma, heti veden jälkeen (Stone, 2014). Tee kuuluu hämyisiin aamuihin ja iltapäivällä ystävien kanssa nautittavaksi. Teen uuttamisesta syntyy kuitenkin jätettä. Ihanat tuoksuvat teelehdet muuttuvat merkityksettömiksi vain muutaman minuutin käytön jälkeen.

Suurin osa Suomessa nautitusta teestä tuodaan Aasian maista (Ylitalo, 2014). Teelehdet kulkevatkin pitkiä matkoja ympäri maailmaa ollakseen käytössä vain lyhyen aikaa. Uutetut teelehdet eivät kuitenkaan ole käyttökelvottomia, vaikka niistä ei saisikaan enää teejuomaa. Ne ovat käytön jälkeen edelleen raakamateriaali, joka sisältää selluloosaa ja kuituja. Teelehtiä pystyisi hyötykäyttämään uuttamisen jälkeen jollain muulla tavalla. Opinnäytteessäni paneudun siihen, miten muuttaa teelehdet kertakäyttötavarasta pitkäikäiseksi hyödykkeeksi.

Kandidaatin työssä tavoitteeni on osoittaa, että on mahdollista sekä vähentää kuluttamisesta johtuvan jätteen määrää että

onnistua saavuttamaan teelehtien täysi potentiaali osana uutta ja innovatiivista sovellusta.

Opinnäytteessäni tulen tarkastelemaan käytetyille teelehdille kehitettyjä uusia käyttötapoja kirjallisen katsauksen keinoin. En aio keskittyä teelehtien uudelleen uuttamiseen tai siitä saataviin yksittäisiin ainesosiin. Enemmän minua kiinnostavat käytetyt teelehdet raakamateriaalina esimerkiksi osana komposiittia tai paperia. Tässä opinnäytteessä tulen myös itse suorittamaan materiaalikokeiluja käytettyjen teelehtien kanssa. Opinnäytteeni produktio-osuutta varten käytettyjä teelehtiä tarjoavat teehuoneet TeeMaa, Thé Huone ja Demmers Teehaus Helsinki.

Aloitan kandidaatintyöni avaamalla tutkielman aiheen valintaa. Sen jälkeen käyn läpi opinnäytteelle asettamani

tavoitteet ja rajaukset. Seuraavaksi esittelen kirjallisuuskatsauksen,

jonka toteutin käytettyjen teelehtien erilaisista käyttötavoista.

Tämän jälkeen käyn läpi opinnäytteen produktio-osuuden

materiaalitesteistä alkaen tuotteen suunnitteluun ja valmistukseen saakka. Lopuksi käsittelen tutkimuksen tuloksia ja johtopäätöksiä ja pohdin, miltä tulevaisuus tulee teelehdille näyttämään.

2 Lähtökohdat

En ole koskaan ollut suuri kahvin ystävä. Teetä puolestaan juon päivittäin. Olin ennen opiskelun aloittamista välivuoden töissä kahvilassa, jossa sain viettää päiväni pehmeän kahvin aromin ja herkullisilta tuoksuvien teelehtien ympäröimänä. Silloin kiinnitin ensimmäistä kertaa huomiota siihen, miten paljon kahvinpuruja ja käytettyjä teelehtiä heitetään roska-astiaan päivittäin. Päätös valita opinnäytteen aiheeksi käytettyjen teelehtien tutkiminen kumpusi siis henkilökohtaisesta mielenkiinnosta.

Teenjuojana koen olevani vastuussa synnyttämästäni biojätteestä. Teelehdet eivät ole maailman suurin biojätteen alkuperä, mutta se ei mielestäni tarkoita sitä, ettei teenjuonnista syntyvään roskaan tarvitsisi kiinnittää huomiota. Suomen

valtioneuvosto kertoo tiedotteessaan “Suomalaiset laiskoja lajittelemaan biojätettä” (2020), että jopa 60 % biojätteestä päätyy sekajätteeksi huolimattoman lajittelun vuoksi. Kaiken biojätteen asianmukainen kierrätys takaisi biokaasun 90 000 suomalaiseen kaasuautoon. Lisäksi biojätettä hyödynnetään lannoitteena maa- ja metsätaloudessa ja multana

viherrakentamisessa. Väärin lajiteltu biojäte puolestaan menettää mahdollisen potentiaalinsa hyödyllisenä ainesosana ja heikentää muiden materiaalien kierrätysmahdollisuuksia. (Suomen

valtioneuvosto, 2020.)

Suhteellisen pienenä maana Suomessa syntyvä teelehtijäte ei tunnu isolta ongelmalta. Maailmanlaajuisesti aihe on kuitenkin tärkeä, sillä teetä tuotetaan kokonaisuudessaan noin 5,8 miljoonaa tonnia vuodessa (Vu, 2021). Teejätettä syntyy siis jatkuvasti hyvin

(4)

paljon. Näin suurta määrää raakamateriaalia on turha tuhlata.

Ympäri maailmaa syntyvä teejäte voitaisiin ottaa hyötykäyttöön kullekin alueelle sopivalla tavalla.

Alettuani tutkimaan kahvipurujen ja käytettyjen teelehtien uusia käyttötarkoituksia löysin saksalaisen yrityksen nimeltään Kaffeeform (kaffeeform.com). Kaffeeform suunnittelee ja tuottaa sekä mukaan otettavia että perinteisiä kahvikuppeja käytetyistä kahvinpuruista. (Kuva 1.) Ajatus tällaisesta “kahvikupista”

oli kutkuttava. Aloin heti ajatella teekuppeja, teepaitoja ja teepusseja, jotka olisi tehty teelehdistä. Pian löysinkin muotoilija ja tohtoriopiskelija Jiwei Zhoun projektin ‘The Tea Recipes’ (2017).

Hän oli suunnitellut kertakäyttöisiä teekuppeja teelehtijauheesta.

(Kuva 2.) Halusin oman opinnäytteeni laajentavan tätä kiehtovaa alaa, jossa käytetyistä teelehdistä tuotetaan jotain uutta. Päätin keskittyä materiaalitutkimuksessani kehittämään joustavamman, pehmeämmän ja kangasmaisemman materiaalin valmistusta teelehdistä.

Kuva 1. Kaffeeform kahvikuppi Kuva 2. The Tea Recipes

Suunnitteluprojektin rakentaminen materiaalin varaan, jota en ollut vielä edes alkanut kehittää, tuntui pelottavalta. Olin huolissani teelehtien toimimisesta osana kiinteää materiaalia.

Oliko niistä edes mahdollista toteuttaa yhtenäistä pintaa, vai onko teelehdille luontevampaa olla erillään toisistaan? Olin myös huolissani siitä, miten tietyt aineet muuttaisivat teelehtien

ulkoisia ominaisuuksia, joihin olin niin tykästynyt. Tein itselleni selväksi rajoitteet ja haasteet, jotka liittyivät teelehtien kanssa työskentelyyn. Asetin tutkimukselle myös omien arvojeni mukaiset tavoitteet, jotka esittelen seuraavassa luvussa.

3 Tavoitteet ja haasteet

3.1 Tutkimuksen tavoitteet

Kirjallisen tutkimukseni tavoitteena on luoda katsaus uutettujen teelehtien erilaisiin hyötykäyttökohteisiin kemiantekniikan, materiaalisuunnittelun ja muotoilun alalla. Toivon pystyväni tuomaan esille teelehtien potentiaalin vaihtoehtoisena

materiaalina perinteisille käyttämättömille kasvi- ja eläinperäisille materiaaleille. Päätavoitteeni on esitellä käytetyt teelehdet niin, ettei niitä nähtäisi enää pelkkänä virvoikkeen uuttajana, vaan myös fyysisenä aineksena, raakamateriaalina. Pyrin opinnäytteessäni osoittamaan teelehtien sopivan moneen erilaiseen sovellukseen.

Näin kykenen tuomaan esille hyötyjä, joita teelehtien kuluttaminen tarjoaa.

Kuluttaminen on mielestäni inhimillinen tarve.

Tämä ei kuitenkaan tarkoita sitä, että olisi oikeutettua ja anteeksiannettavaa ammentaa luonnonvarat tyhjiin omaa etua ajaessaan. Kaikkien elollisten olentojen tapaan me ihmiset tarvitsemme ruokaa, suojaa ja lämpöä. Se, mikä erottaa meidät muista eläimistä, on tapamme viljellä ruokaa yhdessä paikassa toisten eläinten puolestaan kierrellessä etsimässä ravintoa sieltä, missä se sattuu kasvamaan. Toisin sanoen me ihmiset tuotamme ruokaa, jota voimme myöhemmin kuluttaa. Kulutusta tapahtuu myös huvittelun nimissä. Kuluttaminen ei siis rajoitu pelkästään välttämättömyyksiin. Valitettavasti epäilen ihmisten, itseni mukaan lukien, taitoa rajata kuluttaminen vain elintärkeisiin hyödykkeisiin. Toivon kuitenkin opinnäytetteeni todistavan sen, että on mahdollista tehdä kulutustottumuksista eettisempiä tarkkojen materiaalivalintojen ja raaka-aineiden kierrätyksen mahdollistamisen kautta.

Kaffeeform. Haettu 11.1.2021

osoitteesta: https://www.kaffeeform.

com/en/

Zhou, J. (2019). A biodegradable clay

material made of tea waste. Haettu 14.4.2021 osoitteesta: https://materialdistrict.com/

article/biodegradable-clay-material-tea- waste/

(5)

3.2 Produktio-osuuden tavoitteet

Projektiosuudessa tähtään tuottamaan kiinnostavan ja mielikuvitusta herättelevän tuotteen. Mielestäni teelehdet ovat itsessään todella kauniita, ja haluan esittellä ne imartelevassa valossa, pääainesosana uutta materiaalia.

Opinnäytteeni konkretisoi sen, ettei roska ole roskaa. Roska voi olla epätyypillinen materiaali, josta pystyy kehittämään jotain uutta ja innovatiivista. Olen vahvasti sitä mieltä, että meidän ihmisten tulisi mahdollisimman tarkasti käyttää hyödyksi kaikki fyysinen materiaali, jonka keräämme ja tuotamme. Kiinnitän erityistä huomiota siihen, että saan uutetut teelehdet nähdyiksi lähtökohtaisesti käyttökelpoisena raakamateriaalina eikä jätteenä kuten aikaisemmin. Pyrin paketoimaan tämän viestin tuoksuvaan, uniikkiin ja käytännölliseen pakettiin, joka ilahduttaa katselijaa:

teepussiin.

Toivon projektini herättävän lukijassa innostuksen kurkistaa omaan biojäte- tai roska-astiaansa. Mitä kaikkea sieltä voikaan löytyä? Kananmunankuoret, kahvinpurut ja appelsiinin siemenet saattavat inspiroida keksimään mitä mielenkiintoisimpia ratkaisuja jätteen hyötykäyttämiseksi.

3.3 Arvopohjaiset tavoitteet

Haluan varmistaa opinnäytteeni olevan kokonaisuudessaan omien arvojeni mukainen. Näitä arvoja konkretisoivat hyvin YK:n kestävän kehityksen tavoitteet (United Nations, 2015). Osa YK:n kestävän kehityksen tavoitteista käsittelee ympäristöystävällisyyttä ja ekologista teollisuutta, toiset tavoitteet puolestaan keskittyvät turvaamaan ihmisoikeuksia ja eettisiä arvoja. Molemmat

aspektit ovat oleellisia ’The Tea Bag’ kaltaisessa projektissa, jossa raakamateriaalin uudelleenkäytettävyys yhdistyy eettiseen tuotantoprosessiin.

YK:n kestävän kehityksen tavoite 12 on taata kestävä kulutus- ja valmistusmalli maailmassa (United Nations, 2015).

Ravinnon kulutus kiinnostaa minua erityisesti opinnäyteprojektini näkökulmasta. YK:n mukaan 1/3 maailmalla tuotetusta

ruoasta heitetään vuosittain hukkaan huonojen keruu- ja kuljetuskäytöntöjen takia. Tämä tarkoittaa 1,3 miljardia tonnia ruokaa joka vuosi. (United Nations, 2015.) Kyseinen fakta kauhistutti minua. Kaikki ruokajäte ei kuitenkaan johdu käyttämättömästä hukatusta ravinnosta. Myös käytetystä ruoasta jää jätettä.

Kahvinpurut, hedelmien ja kananmunien kuoret sekä joidenkin kasvien siemenet ja juuret ovat kulutetusta ruoasta jäljelle jäänyttä biojätettä. Teelehdetkin jäävät olemaan niiden uuttamisen jälkeen, niitä ei ikinä kuluteta loppuun. Biojätteen voi antaa maatua ja hyötykäyttää siten esimerkiksi maa- ja metsätaloudessa. Oman kokemukseni mukaan biojäteastiaan laitetaan kuitenkin paljon ainesta, jonka elämää voisi mahdollisesti pidentää vielä hetken ennen välttämätöntä maatumista.

Kestävien kulutus- ja valmistusmallien rakentaminen ja kehittäminen ovat merkittäviä tapoja vaikuttaa maapallomme nykyiseen tilaan. Jokainen ihminen tulee jossain vaiheessa

elämäänsä tietoiseksi siitä, ettemme pärjää ilman luonnonvarojen kuluttamista. Ruokaa meidän on syötävä joka päivä, jotta

pysymme hengissä. Suojaa tarjoavat vaatteet ja rakennukset on myös valmistettava, jotta emme palellu ulkona kuoliaiksi. Näiden välttämättömyyksien lisäksi ihmiset haluavat muita hyödykkeitä:

urheiluvarusteita, kirjoja, viinilaseja ja elektroniikkaa. Kaikki kuluttamamme tavaramme on tuotettava.

Uskon, että kohtuus on keskeinen käsite, kun kehitetään kestävää kulutusmallia. Kohtuus luonnonvarojen käyttämisessä, kohtuulliset työajat työntekijöille ja kohtuullinen hinta tavarasta kuluttajalle. Totesin aikaisemmin kuluttamisen olevan

välttämätöntä ihmisen olemassaololle. Juuri tämän takia meidän on tutkittava keinoja kohtuulliseen kuluttamiseen. Saavutamme nopeasti planeettamme sietokyvyn ja siten kuluttamisemme päätepisteen, jos kulutamme liikaa. Eräs yksinkertainen tapa kiertää ongelma planeettamme luonnonvarojen rajallisuudesta on käyttää uudelleen materiaalit, jotka olemme jo keränneet ja kuluttaneet. Näin juuri toivon pystyväni tekemään

opinnäytteessäni.

(6)

Ihmiset, erityisesti kehittyneissä maissa, ovat tottuneet ylikuluttamiseen. Vaikka kulutustottumuksia on ehdottomasti muutettava planeettamme rajallisen kantokyvyn vuoksi, emme tule koskaan pääsemään tilanteeseen, jossa ihmiset eivät enää kuluta mitään. Kuluttaminen on, kuten on aiemmin todettu, inhimillistä. Ihmisiltä on lähes mahdotonta ottaa pois oikeus, joka hänelle on kerran annettu. Jotkut pystyvät vapaaehtoisesti luopumaan esimerkiksi lihansyönnistä, lentomatkustamisesta tai unelmasta hankkia lapsia, mutta tällöin yksilöllä on motiivina yleensä jokin syvä henkilökohtainen arvo. Toiveeni on, että

arvopohjaisesta kuluttamisesta tulisi uusi normi yhteiskunnassa ja, että opinnäytteeni inspiroisi ihmisiä arvioimaan uudelleen omia arvojaan ja kulutustottumuuksiaan.

3.4 Opinnäytteen haasteet

3.4.1 Sisäiset haasteet

Ennestään tuntemattoman materiaalin kanssa työskentelyyn liittyy aina haasteita. Päätin kokeilla teelehtien yhteensopivuutta monen biopohjaisen materiaalin kanssa. Testasin myös erilaisia kuivatuslämpötiloja ja -aikoja, jotta kävisi ilmi, miten teelehdet reagoivat erilaisissa ympäristöissä. Halusin selvittää muuttuuko lehtien reaktio ympäröivään aineeseen ajan kanssa, joten varasin laboratorioajat tarpeeksi pitkien aikojen päähän toisistaan.

Olen tehnyt taiteen kandidaatin tutkinnon yhteydessä CHEMARTS -sivuaineen. CHEMARTS on koulutusohjelma, jossa kemian ja taiteiden opiskelijat työskentelevät yhdessä biopohjaisten materiaalien parissa ja kehittävät uudenlaisia konsepteja niiden ympärille. Kyseinen sivuaine tarjosi minulle laajan ymmärryksen biopohjaisista materiaaleista ja niiden

kehittämisestä. CHEMARTS avarsi myös ymmärrystäni muotoilijan roolista eri alojen asiantuntijoiden rinnalla. En ole kuitenkaan

biokemian ammattilainen. Rajallinen tietotaitoni asettaa rajoitteita materiaalitutkimukseni laajuuteen ja syvyyteen liittyen. Lähestynkin aihetta suunnittelijan näkökulmasta.

Muotoilun opiskelijana koen olevani vastuussa ihmisten kulutustottumuksista. En halua edesauttaa ylikuluttamista, mutta luovana ihmisenä minulla on tarve luoda ja tuottaa. Tämä

muotoilijan ikuinen dilemma varjostaa myös opinnäyteprojektiani.

Valitsin keskittyä tutkimaan ja työstämään biomateriaalia, koska näen alani liikkuvan vahvasti siihen suuntaan tulevaisuudessa.

Haaste on luoda uusia asioita ilman, että on edistämässä huonoa kulutusmallia. Näin ollen näen ainoana mahdollisuutena nojata vahvasti biomateriaaleihin, jos haluan jatkaa muotoilijan uraa.

3.4.2 Ulkoiset haasteet

Vallitseva koronapandemia asettaa rajoituksia opinnäytteeni sekä kirjalliseen että produktiiviseen osioon. Kirjallisina lähteinä on turvallisempaa käyttää sähköisiä lähteitä fyysisten kirjojen ja aineistojen sijaan. Myös kirjaston muuttuneet aukioloajat ja lainausjärjestelmät vaikeuttavat kirjallisen aineiston hankkimista.

Toteutan opinnäytteeni materiaalitutkimusosion CHEMARTS- laboratoriossa Otaniemessä. Laboratorion käyttöä säädellään koronapandemian takia rajoittamalla ja valvomalla opiskelijoiden siellä viettämää aikaa. Laboratorion varaaminen omaan käyttöön on mahdollista vain tiettyinä päivinä, kun laboratorioissa ei

tapahdu opetusta. Lisäksi kaikkea ylimääräistä oleskelua yliopiston tiloissa tulee välttää, joten yritin saada materiaalitestit tehtyä mahdollisimman tiiviillä aikataululla.

Laboratorion tavoin taiteiden ja suunnittelun korkeakoulun työpajat ovat varattavissa omaan käyttöön vain erikoisluvalla.

Pyrkimykseni oli siis toteuttaa mahdollisimman paljon materiaalien kanssa työskentelystä kotona. Metallipajaa jouduin kuitenkin

käyttämään työskennellessäni laukun kantohihnan parissa.

Ulkoinen haaste käytössä olevasta välineistöstä nousi projektin alettua. Laboratorion kuumaprässi ei enää eräänä päivänä ollut toiminnassa, sillä Ioncell-pilottihanke tarvitsi sähkövirtaa minun projektiani enemmän. Prässin ollessa

toimintakyvytön minulla ei ollut muuta mahdollisuutta kuin etsiä vaihtoehtoinen tapa kuivata ja jähmettää koepalat.

(7)

4 Kirjallinen tutkimus

Kandidaatintyön kirjallisessa osiossa seurataan teen tarinaa

teejuoman keksimisestä aina nykyhetkeen saakka. Lopuksi luodaan katsaus teelehtien tulevaisuuteen, ei pelkästään juoman uuttajana, vaan arvokkaana raaka-aineena.

4.1 Teen historia

Teejuoma sai alkunsa tuhansia vuosia sitten Kiinassa. Legendan mukaan 2737 eKr. kiinalainen keisari Shen Nung istui puun alla hänen palvelijoidensa keittäessä juomavettä. Yhtäkkiä tuulen puuska puhalsi teepuun lehvistöön ja osa lehdistä leijaili kuumaan veteen. Shen Nung oli maineikas kasviparanteja, joten hän päätti maistaa tuota tuoksuvaa juomaa, joka oli vahingossa syntynyt, teetä. (UK Tea & Infusions Association.) Aasian maissa teen valmistuksen ja juomisen ympärille on tämän jälkeen kehittynyt oma filosofia ja lukuisia seremonioita (Lefèvre, 2019).

Eurooppaan tee kulkeutui 1600-luvun alussa hollantilaisen Itä-Intian kauppakomitean matkassa. Hollantilaiset, englantilaiset, ranskalaiset ja portugalilaiset laivat toivat Amsterdamin kautta teen lisäksi Eurooppaan myös posliinia ja mausteita. Aluksi tee oli kuninkaallisten, aristokraattien ja porvariston juoma, sillä se oli hyvin kallista. Nykyrahassa puolisen kiloa teetä olisi maksanut lähes tuhat euroa. (Lefèvre, 2019.)

Teepussi keksittiin 1900-luvun alussa. Tämä keksinkö

kiihdytti teen myyntiä Euroopassa. Erityisen nerokasta pussiteessä oli se, että pusseihin voitiin laittaa pieniä teehiukkasia, joita ei pysty irtoteenä myymään. Näin teen tuotannossa onnistuttiin

hyväksikäyttämään entinen hukkamateriaali. Nykyään jopa 95

% kaikesta länsimaissa myydystä teestä on pussiteetä. (Lefèvre, 2019.)

4.2 Tee nykypäivänä

Vuonna 2018 teetä tuotettiin globaalisti jopa 5,8 miljoonaa tonnia.

Suurimmat teen tuottajat ovat Kiina, Intia, Kenia, Sri Lanka, Indonesia ja Vietnam. Teelajeja on yli 1000, ja ne jaotellaan yleisesti mustaan, vihreään, valkoiseen ja oolong-teehen. (Vu, 2021.)

Nykyään maailmalla juodaan jopa 4 miljardia kuppia teetä päivittäin (Lefèvre, 2019). Keskivertosuomalainen kuluttaa vuodessa 0,3 kg teetä (Tuominen, 2016). Suomalainen teenkulutus kalpenee kuitenkin muiden maiden rinnalla. Kiinalaiset juovat lähes 40 % koko maailman teestä (Bolton, 2019). Britanniassa kansalainen juo keskimäärin 265 litraa teetä vuodessa. Tämän johdosta hän tulee käyttämään teehen jopa yli 14 000 euroa elämänsä aikana.

(Audley, 2015.)

4.3 Teen tulevaisuus

Teen juomiselle ei näy loppua, päinvastoin. Vuonna 2018 tuotettu 5,8 miljoonaa tonnia teelehtiä (Vu, 2021) tarkoittaa uuttamisen jälkeen 5,8 miljoonaa tonnia jätettä. Tälle biojätteelle on keksittävä uusi käyttötarkoitus. Meillä ei ole varaa hukata näin suurta määrää raakamateriaalia vuosittain. Monet tutkijat ja muotoilijat ympäri maailmaa ovat jo ryhtyneet kehittelemään uusia käyttötarkoituksia käytetyille teelehdille. Käyttötapoja on lukuisia, ja uskonkin

teen sopivan raaka-aineeksi moneen toisistaan eroavaan käyttökohteeseen.

Teelehdet sisältävät 16,2 % selluloosaa. Laaja tutkimus teelehtien kemiallisista ominaisuuksista osoitti, että kun

teelehtikuituja käsiteltiin alkalikylvyssä ja sen jälkeen valkaistiin, selluloosan prosenttiosuus kasvoi jopa 87,9 % saakka. (NHA

(8)

Rahman, Chieng, Ibrahim & NA Rahman, 2017.) Täten voi päätellä esimerkiksi erilaisten paperin kaltaisten massojen valmistuksen olevan mahdollista.

Teelehdet ovat ominaisuuksiltaan sitkeitä ja vahvoja:

uitetaanhan teelehdet lähes kiehuvassa vedessä, eivätkä ne silti hajoa palasiksi. Ne vain turpoavat, avautuvat ja niistä liukenee erilaisia aineita kuumaan veteen. Tästä voisi päätellä jonkinlaisen vettä kestävän materiaalin kehittämisen olevan mahdollista.

Teelehdet toki reagoivat veteen muuttamalla muotoaan ja ominaisuuksiaan, mutta näitä veden vaikutuksesta muuttuvia ominaisuuksia voisi mahdollisesti käyttää hyväksi mielenkiintoisissa sovelluksissa. Tällaisen materiaalin vedenkestävyys riippuisi tietysti teelehtien lisäksi materiaaliin käytetyistä sidosaineista.

4.3.1 Kemiantekniikka

Teelehdet sisältävät selluloosaa, kuten aikaisemmin todettiin (NHA Rahman ym. 2017). Geeti Kaberi Dutta ja Niranjan Karak (2019) eristivät selluloosananofibrillejä käytetyistä vihreistä teelehdistä kemiallisten käsittelyiden avulla. Heidän tavoitteenaan oli kehittää biopohjainen polyesterinanokomposiitti, jonka nanomateriaalina toimisivat teelehdistä saadut selluloosananofibrillit. (Dutta

& Karak, 2019.) Komposiitilla tarkoitetaan vähintään kahden aineen yhdistelmää, joka on vahvempi tai muuten parempi kuin komposiitin osat yksikseen. Dutta ja Karak tulivat siihen tulokseen, että täysin biopohjaisen ja biohajoavan polyesterinanokomposiitin valmistus on mahdollista. Tällaisen komposiitin näytepalan

mekaaniset, kemialliset ja lämpöä kestävät ominaisuudet olivat tutkijoiden mielestä erinomaiset. He totesivat, että kyseinen biokomposiitti on ekologinen ja turvallinen vaihtoehto moneen erilaiseen käyttöön. (Dutta & Karak, 2019.)

Nanoselluloosan yleisimpiä lähteitä ovat esimerkiksi puu, puuvilla ja maissintähkä (Dutta & Karak, 2019). Vaikka osa nanoselluloosan valmistukseen käytetyistä kasveista onkin ravinnontuotannon hukkatuotteita, suuri osa nanoselluloosan valmistukseen käytettävistä materiaaleista on yhä tuoreita kasveja. Duttan ja Karakin (2019) mielestä elävien kasvien

tuhoamisen sijaan selluloosan valmistuksessa tulisi hyödyntää hukkamateriaaleja.

Jaan itse vahvasti tämän Duttan ja Karakin ajatuksen siitä, että selluloosaa tulisi valmistaa pääasiallisesti jo tuotetuista kasveista. Jos keräämme teelehdet, maissintähkät, sokeriruo´ot ja soijapavut joka tapauksessa, voimme hyväksikäyttää myös niistä kertyvän hukkamateriaalin esimerkiksi selluloosan valmistamiseen.

Tällöin ei tarvitsisi kasvattaa monta erilaista kasvia, jokaista yksittäiseen tarkoitukseen. Yhdestä kasvista on moneksi. Tämä ajatus kiinnostaa minua myös kandityöni produktio-osuuden

kannalta. Monet selluloosapohjaiset aineet kuten metyyliselluloosa, karboksimetyyliselluloosa ja mikrokiteinen selluloosa ovat toimivia sidosaineita, jotka tuotetaan selluloosasta (Kääriäinen, Tervinen, Vuorinen, Riutta, 2020, 38). Tuotin opinnäytteessäni materiaalin, jonka pääraaka-aineena ovat teelehdet. Olisi mahtavaa, jos tulevaisuudessa myös materiaalin sidosaineet olisi valmistettu teelehdistä.

4.3.2 Kovat ja kankeat materiaalit

Sen sijaan, että teelehtien ominaisuuksia manipuloidaan käyttötarkoitukseen sopivaksi, voidaan niitä käyttää myös eräänlaisina valmiina rakennuspalikoina. Batiancela, Acda ja Cabangon (2014) tutkivat käytettyjen teelehtien hyödyntämistä ainesosana lastulevyjen valmistuksessa. He sekoittivat käytettyjä teelehtiä puupartikkeleihin ja tutkivat niiden määrien keskinäisen suhteen vaikutusta lastulevyn sisäiseen sidokseen, vahvuuteen, vedessä turpoamiseen, veden imukykyyn ja jäykkyyteen. Tutkijat toteavat, että lastulevyt, joissa puupartikkeleiden määrä oli vain 20 – 50 %, läpäisivät CEN:in (European Committee of Standardization) asettamat rajoitukset lastulevyille reilusti yli minimivaatimusten. Batiancelan, Acdan ja Cabangonin tutkimus osoitti, että käytetyt teelehdet soveltuvat siis myös lastulevyn rakennusaineiksi. Tämä teelehtien sovellus hyödyttää teeteollisuutta, sillä sen ei tarvitse hankkiutua eroon suuresta määrästä jätettä, vaan kyseinen biomateriaali voidaan

hyötykäyttää uudella tavalla. (Batiancela, Acda & Cabangon, 2014.)

(9)

Muotoilija ja tohtoriopiskelija Jiwei Zhou (2017) keskittyi projektissaan ‘The Tea Recipes’ tutkailemaan mahdollisen materiaalin valmistustamista teelehdistä ja kyseisen prosessin tekniikoita. Hän keskittyi teelehtimateriaalin ominaisuuksiin ja tulevaisuuden käyttökohteisiin. Hän käytti mustaa, vihreää ja oolong-teetä. Yhdistämällä teetä erilaisiin sidosaineisiin hän onnistui luomaan mielenkiintoisia materiaalikokeiluja. Zhou käytti biohajoavia sidosaineita esimerkiksi polyaktidia, luonnon lateksia ja kaseiinia. Parhaiten Zhoun mukaan massan piti kasassa kuitenkin yhdistelmä perunajauhoa ja glyserolia. (Zhou, 2017.)

Kuva 3. Teelampun mekaaninen työ Kuva 4. Kertakäyttöastioita

Zhou onnistui tuottamaan teelehdistä materiaalin, jota hän kuvaili puumaiseksi. Se on märkänä helposti muokattavaa, mutta kuivana kova ja vahva. Hän suunnitteli massasta

aromalampun (Kuva 3.) ja jopa kertakäyttöisiä teekuppeja.

(Kuva 4.) Kupit maatuvat käytön jälkeen 3 – 4 viikossa. (Zhou, 2017.) Zhoun projekti toimi yhtenä suurimmista opinnäytteeni inspiraationlähteistä.

4.3.3 Pehmeät ja joustavat materiaalit

Käytettyjä, kuivattuja ja jauhettuja teelehtiä on myös yhdistetty polypropyleenikarbonaatin kanssa, ja tällöin on onnistuttu

luomaan eräänlaista komposiittikalvoa. Polypropyleeni liuoitettiin

dikloorimetaanissa ja sitten sekoitettiin teelehtipulverin kanssa mekaanisella sekoittimella. Sen jälkeen seoksesta on valettu kalvoja lasialustan päälle. Kalvot osoittautuivat hyviksi valuominaisuuksiltaan. Valmiina ne ovat plastisia. Niiden pinta on sileä eikä halkeile. Kalvot ovat homogeenisiä, ja niihin on jäänyt selkeä ruskea väri jauhetuista teelehdistä. (Xia, Reddy, Maheswari, Jayaramudu, Zhanga, Zhang & Rajulu, 2015.) Oman kokemukseni mukaan juuri tällaisten ohuiden kalvomaisten materiaalien

valmistus biomateriaaleista on usein hankalaa. Monet biopohjaiset materiaalit sisältävät paljon vettä, mikä tarkoittaa sitä, että

kuivuessaan ne myös kutistuvat huomattavasti.

Teelehdillä on todettu olevan yllättäviä ääniaaltoja

absorboivia ominaisuuksia. Sezgin Ersoy ja Haluk Küçük tutkivat teelehtien äänieristysominaisuuksia. Jo vuonna 2007 tehdyssä tutkimuksessa yhdistettiin käytettyjä teelehtikuituja tavalliseen puuvillakankaaseen sekä polyesteri- ja polypropeiinikuitukankaisiin.

Tutkimuksessa kävi ilmi, että lisättäessä 1 cm paksuinen käytetyistä teelehdistä valmistettu kuitukerros joihinkin näistä kankaista,

saadaan aikaan samat äänieristysominaisuudet kuin liittämällä kuusi kudottua kangaskerrosta yhteen. (Ersoy & Küçük, 2007.)

Turkkilainen insinööri Haluk Küçük on jatkanut

aiempien löydöstensä tutkimista Seçkin Çelebin kanssa. He ovat tutkineet käytettyjen teelehtien mahdollisia akustisia ominaisuuksia polyuretaanikomposiitissa. (Çelebi & Küçük, 2012.) Jäykkää polyuretaanivaahtomuovia käytetään pääosin lämmöneristysmateriaalina. Joustavaa vaahtomuovia puolestaan käytetään pehmustemateriaalina huonekaluissa ja erilaisissa pakkauksissa. Säätelemällä polyuretaanin kemiallista koostumusta pystytään muuttamaan myös sen ominaisuuksia. Tällaisen

vaahtomuovin valmistuksessa käytetään kuitenkin yleensä synteettisiä kuituja. Çelebi ja Küçük lisäsivät vanhoja 1 – 5 mm pituisia teelehtikuituja polyoli- ja isosyanaattiseokseen. Teekuidut parantavat huomattavasti vaahtomuovimassan akustisia

ominaisuuksia. (Çelebi & Küçük, 2012.)

Zhou Jiwei. (2017). The tea recipes.

Haettu 30.3.2021 osoitteesta: https://

www.jiweikneipe.me/materials/the- tea-recipe/

Zhou Jiwei. (2017). The tea recipes.

Haettu 30.3.2021 osoitteesta: https://

www.jiweikneipe.me/materials/the- tea-recipe/

(10)

Kuvio 1. Kuvio teelehtien akustisista ominaisuuksista

Celebi, S., & Kücük, H. (Heinäkuu 2, 2012). Acoustic properties of tea-leaf fiber mixed polyurethane composites. Cellular Polymers, 31(5), 241-255.

doi:10.1177/026248931203100501

Ääniaaltoja havainnollistavassa kaaviossa (Kuvio 1.) näkyy, miten jo 1 cm paksuisessa polyuretaanikomposiitissa äänen absorbointikyky on sitä suurempi, mitä enemmän siihen on lisätty teekuituja. Testissä ääntä on imenyt huonoiten koepala PU1 (PolyUrethane1), joka on puhdas polyuretaaniseos. Se ei sisällä ollenkaan teekuituja. Eniten ääntä absorboi koepala PU1TLF20 (PolyUrethane1 TeaLeafFiber 20 %), jossa teelehtiä on 20 % kappaleen massasta. Seoksissa, joissa teelehtikuitujen osuus kasvoi 10 %:sta 15 %:iin, näkyy huomattava kasvu

äänenvaimennusominaisuuksissa.

4.3.4 Yhteenveto tulevaisuuden käyttötavoista

Ajatus uutettujen teelehtien uusiokäytöstä on tuottanut monia erilaisia innovaatioita materiaalisen suunnittelun kentällä.

Teelehdet toimivat pohjamateriaalina kertakäyttökupeille,

äänieristyspaneeleille ja lastulevyille. On selvää, että se tulee loppujen lopuksi maatumaan, koska kyseessä on

luonnonmateriaali. Epäselvää on kuitenkin se, kuinka pitkään materiaali pysyy käytössä hyvässä kunnossa. Entä voitaisiinko sen prosessoida uudelleen ja uudelleen ja täten ottaa osaksi kiertotaloutta?

5 Produktio

Opinnäytteeni materiaalitutkimus- ja produktio-osiossa sain työskennellä CHEMARTS -laboratoriossa. Kirjallisen tutkimukseni pohjalta lähdin kehittämään uutta biomateriaalia käytetyistä teelehdistä. Seuraavaksi kerron teelehtien alkuperästä ja esittelen työvaiheet, jotka muuttivat puhtaan raaka-aineen valmiiksi

käsilaukuksi.

5.1 Teelehdet

Käytetyt teelehdet saatiin pääasiassa kolmesta eri teehuoneesta Helsingistä. Käytettyjä teelehtiä opinnäytteeseen lahjoittivat teehuoneet TeeMaa, Thé Huone ja Demmers Teehaus Helsinki.

Myös pieni osa materiaalikokeiluihin käytetyistä teelehdistä tuli lähipiiriltäni.

En olisi saanut kerättyä tarpeeksi teelehtiä ilman

helsinkiläisten teehuoneiden apua. Heidän innokkuutensa auttaa minua opinnäyteprojektissani kertoo siitä, että teen kanssa

työskentelevät ihmiset ovat huomanneet kasvavan teejätteen määrän. Heidän apunsa viestii myös, että he ovat intohimoisia teen suhteen ja täten kiinnostuneita siitä, mitä kaikkea teestä voi saada aikaan.

(11)

Spekuloin voivani luottaa teehuoneiden haluun tehdä yhteistyötä myös tulevaisuudessa. Jos materiaalitutkimukseni lopputuote siirtyisi valmistettavaksi suuremmassa mittakaavassa, voitaisiin raakamateriaali eli teelehdet todennäköisesti kerätä teehuoneista. Biojätteen hyötykäyttämistä tulisi mielestäni harkita muunkinlaisissa ravintoloissa ja kahviloissa. Ollessani kahvilassa töissä huomasin, että siellä meni hukkaan kahvi- ja teejätteen lisäksi myös muuta biomateriaalia. Oletan kaikissa ravintoloissa ympäri maailmaa syntyvän aika lailla yhtä paljon jätettä.

Leipomoista jää varmasti yli kananmunankuoria ja kalataloista kalannahkaa. Tarvittu biojäte voitaisiin kerätä ravintoloista ja siirtää tuotantoon. Vaikka materiaali olisi kuljetettu kulutettavaksi toiselle puolelle maapalloa, siirtyisi se nyt lähituotannon piiriin.

Kuva 5. Teelehtien kuivatusta

Teejuoman uuttamisen jälkeen teelehdet kuivattiin levittämällä ne väljästi kosteutta imevän paperin päälle ja antamalla niiden kuivua yön yli. (Kuva 5.) Teelehdet ovat ohuita ja kuivuvat siten nopeasti. Prosessissa minimoidaan energiankulutus välttämällä uunissa kuivattaminen. Kuivat

teelehdet jauhetaan tehosekoittimessa, kunnes niiden koostumus muuttuu jauhomaiseksi puruksi. Osa teelehdistä käytetään myös kokonaisina.

5.2 Materiaalitutkimus

Sanasto:

MFC (mikrofibrilloitu selluloosa): Opaali seos, joka koostuu selluloosafibrilleistä vedessä. Tuottaminen vie valtavasti energiaa, sillä vahvat kasvikuitujen seinät on vaikeita rikkoa. Ohutseinäisen selluloosan, esimerkiksi perunankuorien, käyttö vähentää energiankulutusta.

MFC:n kuiva-ainepitoisuus on yleensä pienempi kuin 5%. Kuivuessaan MFC jättää selluloosafibrillit tiukasti sekalaiseen järjestykseen.

MCC (mikrokiteinen selluloosa): Koostuu tankomaisista selluloosapartikkeleista. MCC:n olomuotoina ovat väriltään valkoinen jauhe ja märkä kirkas seos. Sen tarkoitus on toimia sidosaineena, vakaajana ja

hankausaineena ruoka-, kosmetiikka- ja lääketieteellisillä aloilla.

CMC (karboksimetyyliselluloosa): Yleisin vesiliukoinen selluloosajohdannainen. CMC on pulveri, mutta veteen sekoitettuna se toimii sidosaineena, sakeutusaineena ja emulgaattorina eli emulsiota edistävänä aineena. CMC:n viskoosisuus vaihtelee suhteessa veden määrään.

NFC (nanofibrillinen selluloosa): Kirkas geeli, joka muodostuu selluloosafibrilleistä vedessä. NFC koostuu pääasiassa vedestä. Sen kuiva-ainepitoisuus on yleensä 3% tai vähemmän. NFC:n kuivuessa jäljelle jäävät

sekalaiseen järjestykseen asettuneet selluloosafibrillit.

Glyseroli: Luonnollinen, kirkas ja viskoosinen neste, joka koostuu rasvoista. Glyseroli on vesiliukoista. Se pystyy nestemäisenä 18 °C ja 290 °C välissä, joten se toimii turvallisena biomateriaalien pehmentäjänä. Glyserolia käytetään paljon kosmetiikassa.

Materiaalien määritelmät saatiin CHEMARTS Cookbookista (Kääriäinen, Tervinen, Vuorinen, Riutta, 2020).

(12)

Produktiota varten tein yhteensä 19 materiaalitestiä käytetyillä teelehdillä. Näistä testeistä 13 ei onnistunut viemään produktiota oikeaan suuntaan tai osoittautui epäolennaiseksi lopputuloksen kannalta. Esittelen seuraavaksi kuusi

materiaalitutkimukselleni tärkeintä testiä. Kyseiset kokeilut joko onnistuivat hyvin tai epäonnistuivat mielenkiintoisesti.

3.2.2021

Aloitin opinnäytteeni produktio-osuuden soveltamalla

valmiita reseptejä CHEMARTS Cookbookista (Kääriäinen, Tervinen, Vuorinen, Riutta, 2020). Resepti 2 ‘Pine bark reinvented’ (Tujula teoksessa CHEMARTS Cookbook, 2020, s. 62) ja resepti 7 ‘Shaping sawdust’ (CHEMARTS team teoksessa CHEMARTS Cookbook, 2020, s.72). Männyn kaarnan ja sahanpurun sijaan käytin jauhettuja teelehtiä.

2: Pine bark reinvented

10 g männynkaarna (korvattu teelehdillä) 100 g mikrofibrilloitu selluloosaa (MFC) 7: Shaping sawdust

10 g sahanpuru (korvattu teelehdillä) 100 g mikrokiteinen selluloosa (MCC)

Prässäsin kaikki koepalat. Niistä tuli tasaisia, kovia ja rapeita. Ne halkesivat melko helposti taitettaessa. Levyjen, kartonkien ja muiden litteiden tuotteiden valmistus onnistuu

prässissä hyvin. Olen kuitenkin toiveikas, että myös kolmiulotteisten muotojen valaminen saattaisi olla mahdollista, sillä Zhou (2017) onnistui tuottamaan teekuppeja samasta raaka-aineesta.

Tällaista materiaalia olisi mahdollista hyödyntää esimerkiksi

kertakäyttöastioissa, pakkausmateriaaleissa tai askarteluvälineinä.

Koekappaleiden kovuus ei minua yllättänyt, mutta Zhoun kehitettyä jo toimivan puumaisen materiaalin päätin muokata reseptiä vastakkaiseen suuntaan. Pyrin tuomaan materiaaliin enemmän joustavuutta. Käytin koesarjan perusmassana

jauhettujen teelehtien ja MCC:n yhdistelmää. Lisäsin glyserolia antamaan koepaloihin joustavuutta. Lisäksi kokeilin, vaikuttaako perunajauho materiaaliin sitä sitovalla tavalla.

4.2.2021

Kehittäessäni materiaalia joustavampaan suuntaan hain taas inspiraatiota CHEMARTS-keittokirjasta. Resepti 12 ‘Cellulose leather’ (Yang teoksessa CHEMARTS Cookbook, 2020, s. 86) toimi alkupisteenä joustavamman materiaalin kehittämisessä.

12: Cellulose leather 100 ml vesi

5 g selluloosa

130 g mikrokiteinen selluloosa (MCC) 30 ml karboksimetyyliselluloosa (CMC) 35 ml glyseroli

20 g maissitärkkelys 5 ml etikkaa

Laboratorion prässi ei ollut käytössä, joten jouduin keksimään uuden tavan kuivattaa näytteeni. Tämä takaisku osoittautui

koko prosessin tärkeimmäksi. Produktio kääntyi kunnolla uuteen suuntaan, kun luovuin prässistä. Tämän jälkeen koepaloista tuli joustavampia ja paksumpia. Kuivatin osan testimassoista vettä läpäisevien Nitex-kankaiden välissä, osa kuivui ilman kangasta.

Kaikki koepalat kuivatettiin 30 °C lämmössä uunissa noin viikon verran.

Rohkenin lähteä kehittämään omia reseptejä, jotka esittelen seuraavaksi. Pidin yhtenä sidosaineena CMC:n, koska se vaikutti pysyvän joustavana kuivuttuaan. Teelehdet itsestäänselvästi olivat toinen pääraaka-aine.

(13)

Testi 3 100 g jauhettu teelehti

10 g mikrokiteinen selluloosa (MCC) 10 g karboksimetyyliselluloosa (CMC) Testi 6

4 g kokonainen teelehti

15 g nanofibrillinen selluloosa (NFC) 10 g karboksimetyyliselluloosa (CMC) 6 ml glyseroli

Kuva 6. Testi 3 Kuva 7. Testi 6

Testimassa 6 (Kuva 7.) tuotti mielestäni hienon näköisen pinnan. Teelehtien jauhaminen tuottaa toki yhtenäisen tasaisen pinnan, mutta jätettyäni teelehdet kokonaisiksi onnistuin luomaan todella mielenkiintoisen tekstuurin. Mielestäni tässä projektissa, jonka valmistuksessa käytetään hukkamateriaalia, ei ollenkaan haittaa, että kyseinen materiaali on esillä. Ymmärsin päinvastoin, että tahdon pyrkiä nimenomaan tuomaan esille tämän

hukkamateriaalin kauneutta.

Kuivasin osan koepaloista 70 °C lämmössä uunissa, jolloin niiden reunat paloivat. (Kuva 6.) Päätin jatkossa kuivata koepalat 30 °C lämmössä uunissa, sillä olin juuri saanut massasta joustavampaa enkä halunnut sen palavan kuivaksi käppyräksi.

11.2.2021

Edellisen laboratoriosession jälkeen päätin hyödyntää lisää kokonaisia teelehtiä. Jatkotyöstin myös testimassaa 3 lisäämällä siihen glyserolia. Kyseinen testinäyte 7 näkyy kuvassa 8.

Testi 7

10 g jauhettu teelehti

8 g mikrokiteinen selluloosa (MCC) 10 g karboksimetyyliselluloosa (CMC) 15 ml glyseroli

Testi 9

40 g karboksimetyyliselluloosa (CMC) 60 g nanofibrillinen selluloosa (NFC) 25 ml glyseroli

16 g kokonainen teelehti 1 g jauhettu teelehti

Kuva 8. Testi 7 Kuva 9. Testi 9

(14)

Uutta materiaalia kehitettäessä käy helposti niin, että koepalat onnistuvat hyvin pienessä koossa, mutta siirtyessä isompaan mittakaavaan sama resepti ei enää toimikaan.

Suurempi koepala halkeilee ja vääntyy kuivuessaan helpommin.

Halusin nostaa koepalan kokoa testissä 9 (Kuva 9.). Testimassa 9 pohjautuu testimassaan 6. Päätin kuitenkin lisätä siihen jauhettuja teelehtiä, sillä NFC ja CMC, jotka toimivat tässä reseptissä

sideaineina, ovat läpinäkyviä. Yhtenäisemmän kokonaisuuden saavuttamiseksi päätin sekoittaa joukkoon hieman jauhettuja teelehtiä. Massan 9 valitsin käytettäväksi lopullisessa prototyypissä.

5.3 Prototyypin suunittelu ja valmistus

5.3.1 Suunnittelu

Löydettyäni reseptin, joka täytti asettamani vaatimukset materiaalin kestävyyden, joustavuuden ja ulkonäön

suhteen, inspiroiduin etsimään uudelle materiaalille sopivan käyttötarkoituksen. Materiaalin kangasmaisuuden takia päätin keskittyä tekstiilien korvaamiseen. Materiaali on kuitenkin liian jykevää ja nahkamaista ollakseen sopiva korvike perinteiselle puuvillakankaalle tai muille vaatetustekstiileille. Juuri tämä nahkamaisuus ohjasi minut asusteiden maailmaan. Ajatus teepussista oli minusta ilahduttava – laukku, joka on tehty teelehdistä.

Suunnitteluprosessini on jokaisella kerralla erilainen.

Opinnäytteen kohdalla pääidea syntyi kirjallisen tutkimukseni aikana. Idea “teepussista” oli kuin tahmea aidan pylväs, jonka ympärille tarttuivat muut ideat ja ajatukset.

Aloitin luonnostelemalla käsilaukkuja. Halusin teemateriaalin olevan pääosassa laukussa, joten valitsin toteutettavaksi

yksinkertaisen suorakulmaisen särmiön muotoisen prototyypin.

Myös se, etten tiennyt, miten valmistamani materiaali käyttäytyy ommeltaessa tai liimatessa, kannusti valitsemaan suunnitelman, jossa osat olisi helppo koota. Pohdin pitkään, haluanko laukun muistuttavan teepussia. Tämä yhteys vaikutti prototyypin

muotoon ja tunnelmaan, vaikka en loppujen lopuksi halunnut suunnitella kolmiomaista laukkua. Kuten kuvassa 10 näkyy, halusin toteuttaa prototyyppinä arkilaukun, enkä pientä juhlalaukkua tai kirjekuorilaukkua.

Kuva 10. Luonnoksia käsilaukusta

5.3.2 Toteutus

Lähdin toteuttamaan lopullista prototyyppiä laukusta.

Valmistin testimassasta 9 suorakulmion muotoisia teelehtilevyjä.

(Kuva 11.) Laukun koon määritti viime kädessä laboratoriossa käytettävissä olevien muovitarjottimien koko. Käytin näitä tarjottimia, sillä niissä oli pienet laidat, joilla sain aikaan siistin reunan, vaikka materiaali oli valuvaa.

Kuva 11. Käsilaukun kaavat

(15)

Kuva 12. CMC Kuva 13. NFC

Kuva 14. Glyseroli

Materiaalin valmistus alkoi CMC:n (Kuva 12.), NFC:n (Kuva 13.) ja glyserolin (Kuva 14.) mittaamisella metalliastiaan.

Kuva 15.

Kuva 16. Kuva 17.

Seuraavaksi joukkoon lisättiin teelehdet. (Kuva 15.) Ennen kokonaisia teelehtieä sekoitin teejauheen yhtenäisen värin saavuttamiseksi. (Kuva 16.) Massa sekoitettiin lihasvoimin lusikalla. (Kuva 17.)

(16)

Projektin loppuvaiheilla aloin pohtia, onko mahdollista hyötykäyttää vanhoja teelusikoita solkina, renkaina, koristeina tai osana käsilaukun hihnaa. Monissa laukuissa on metalliosia. Ne tekevät asusteista hienostuneen näköisiä. Teelusikan lisäämineen teelaukkuun oli mielestäni hauska lisä, joka viittaa teen juomiseen.

Ostin kirpputorilta vanhoja lusikoita, joista muotoilin laukulle kantohihnan. (Kuva 21.) Lisäksi valmistin lusikasta merkkilaatan, johon taoin laukun nimen ‘The Tea Bag’. (Kuva 22.)

Kuva 21.

Kuva 22.

Kuva 18. Massan levitys Kuva 19.

Kuva 20. Valmiit kaavat

Valmis massa valettiin

muovisiin tarjottimiin (Kuva 18.), joissa laukun osat kuivuivat viikon verran. (Kuva 19.) Kaiken kaikkiaan laukkuun tarvittiin viisi osaa. (Kuva 20.)

(17)

6 The Tea Bag

Opinnäytteeni fyysinen lopputulos on käytetyistä teelehdistä valmistettu käsilaukku eli ‘The Tea Bag’.

Laukun valmistukseen käytetyt raaka-aineet ovat teelehdet, CMC, NFC ja glyseroli. Laukku on punottu yhteen juuttinarulla.

Sitä koristavat metalliyksityiskohdat ovat valmistettu vanhoista teelusikoista.

Seuraavassa kuvasarjassa esittelen valmiin käsilaukun.

Tämän kuvagallerian tarkoitus on konkreettisesti esitellä teelehdet varteenotettavana ja kauniina materiaalina, jonka kaikkia

käyttötarkoituksia ei olla vielä löydetty.

Kuva 23.

(18)

Kuva 24.

Kuva 25.

(19)

Kuva 26. Kuva 27.

(20)

7 Yhteenveto

Opinnäytteni tarkoitus oli selvittää, onko teelehdet mahdollista muuttaa kertakäyttötavarasta pitkäikäiseksi hyödykkeeksi, ja jos on, niin miten. Seuraavaksi kerron, miten tutkimuksen tavoitteet toteutuivat ja millaista tulevaisuutta spekuloin teelehdille

raakamateriaalina.

Ensisijaisesti opinnäytteeni kirjallinen katsaus osoitti minulle sen, että teelehtien mahdolliset tulevaisuuden käyttötarkoitukset ovat loputtomat. Tutkimuksen edetessä huoleni teelehtien

riittämättömyydestä, heikkoudesta ja muokattavuudesta hälvenivät hiljalleen. Kirjallisessa tutkimuksessa kävi ilmi, että vaikka

käytettyjä teelehtiä ei vielä käytetä kovinkaan paljon teollisuudessa materiaalien raaka-aineena, on niillä tarpeeksi hyvät ominaisuudet tulla käytetyiksi monessa erilaisessa sovelluksessa. Teelehdet

tullaan todennäköisesti tulevaisuudessa näkemään osana kertakäyttökuppeja, äänieristyspaneeleja ja lastulevyjä.

Yksi tärkeimmistä käännekohdista opinnäytteeni produktio- osuudessa oli takaisku, jonka aiheutti se, etten pystynytkään käyttämään kuumaprässiä koepalojeni kuivattamiseen. Prosessi olisi jatkunut täysin eri suuntaan prässin ollessa käytössä, ja siten myös produktion lopputulema olisi nyt erinäköinen. Materiaalin tuotantoprosessi muuttui energiatehokkaammaksi, koska en voinut käyttää prässiä. Lopullisessa reseptissä NFC, CMC, glyseroli ja teelehdet sekoitettiin käsin vatkaamalla, joten sähkökoneita ei tarvinnut käyttää. Koepalat kuivatettiin viikon ajan 30° C lämmössä uunissa. Päättelen materiaalin kuivuvan myös huoneenlämmössä, jolloin tuotantoprosessi kuluttaisi vielä vähemmän sähköä.

Tällöin kuivuminen kuitenkin veisi varmasti hieman pidemmän aikaa. Pysyäkseni opinnäytteen aikataulussa en voinut kuivattaa koepaloja pidempään. Prosessin yksinkertaisuus ja se, ettei sen toteuttamiseen tarvita teollisia koneita, mahdollistaa materiaalin valmistuksen kotona tai työhuoneella.

Materiaalin valmistuksen yksinkertaisuus lupaa suoraviivaista tuotantoprosessia. Näkisin olevan mahdollista pyörittää pientä tuotantoketjua missä tahansa kaupungissa, jossa pääsee käsiksi suureen määrään teelehtijätettä esimerkiksi teehuoneiden kautta.

Mahdollisesti myös kotitaloudet ja ravintolat voisivat olla mukana keräämässä teelehtiä, jos materiaalille syntyisi kova kysyntä. Tällöin teelehtiä voisi palauttaa käytön jälkeen panttipullojen tavoin

keräyspisteisiin ruokakauppoihin tai kauppakeskuksiin. Tietystä määrästä teelehtiä saisi vähän rahaa takaisin. Tämä kannustaisi ihmisiä kierrättämään teelehtensä.

Materiaalin tuotanto voitaisiin toteuttaa läheisellä teollisuusalueella, jonne teelehdet haetaan ajoittain joko

pyörällä tai pienellä pakettiautolla. Saksalainen yritys Kaffeeform (kaffeeform.fi) tuottaa kahvikuppeja kahvinpuruista. He noutavat kahvipurut pyörällä kahviloista ja kuljettavat ne tehtaalleen

kahvikuppien valmistusta varten. Tehdas on sijoitettu kaupungin läheisyyteen, jolloin kahvin matka kahvilasta ei ole valtavan pitkä. Uskon samankaltaisen käytäntömallin toimivan käytettyjen teelehtienkin kohdalla.

Ennen teelehtien maailmaan sukeltamista asetin tavoitteekseni esitellä uutetut teelehdet käyttökelpoisena raakamateriaalina. Halusin asettaa ne näytille mahdollisena rakennusaineena eikä roskana, ylijäämänä ja biojätteenä, kuten maailma teelehdet nyt näkee. Toivoin opinnäytteeni inspiroivan lukijaa kiinnittämään huomiota poisheitettävään jätteeseen

omassa kodissaan. Henkilökohtaisesti koen osoittaneeni teelehtien kelpoisuuden raakamateriaalina. ‘The Tea Bag’ nostaa käytetyt teelehdet kankaiden ja nahan tasolle. Lehdet ovat tärkeä osa uutta materiaalia eivätkä enää poisheitettävää biojätettä.

(21)

8 Kiitokset

Kiitos opinnäytteenn ohjaaja Anna-Marie van der Lei.

Suurena apuna toimi myös kandiryhmäni, joka tarjosi vertaisarviointia matkan varrella.

Kiitos avusta laboratoriossa Janika Lehtoselle.

Kiitos Aalto-Yliopiston Taiteiden ja Suunnittelun korkeakoulu, Muotoilun laitos ja CHEMARTS koulutusohjelma laajasta

tietotaidosta ja uteliaisuudesta uusiutuvia materiaaleja kohtaan.

Erityiskiitos teehuoneet TeeMaa, Thé Huone ja Demmers Teehaus Helsinki, jotka tarjosivat minulle käytetyt teelehdet kandidaatintyötäni varten.

(22)

P

Batiancela, M. A., Acda, M. N., & Cabangon, R. J. (2014). Particleboard from waste tea leaves and wood particles. Journal of Composite Materials, 48(8), 911-916. doi:10.1177/0021998313480196

Xia, G., Reddy, K. O., Maheswari, C. U., Jayaramudu, J., Zhang, J., Zhang, J., &

Rajulu, A. V. (Toukokuu 19, 2015). Preparation and properties of biodegradable spent tea leaf powder/poly(propylene carbonate) composite films.

International Journal of Polymer Analysis & Characterization, 20(4), 377-387.

doi:10.1080/1023666X.2015.1019257

S

Ranta, Sirkka-Liisa. (2020). Suomalainen teekirja Tammi.

Maa- ja metsätalousministeriö, Y. (Lokakuu 21, 2020). Suomalaiset laiskoja lajittelemaan biojätettä - erilliskeräyksen ympäristöhyötyjä ei tunnisteta.

Haettu 23.3.2021 osoitteesta: https://valtioneuvosto.fi/-/1410903/suomalaiset- laiskoja-lajittelemaan-biojatetta-erilliskerayksen-ymparistohyotyja-ei-

tunnisteta-1

Sustainable development goals. Haettu 4.3.2021 osoitteesta: https://sdgs.

un.org/goals

T

Vu, B. Tea consumption & industry statistics in 2021. Haettu 23.3.2021 osoitteesta: https://www.yourbestdigs.com/tea-consumption-industry- statistics/

Tuominen, J. (Huhtikuu 7, 2016). Teen juontia vauhdittaa terveystrendi. YLE Uutiset, Haettu 26.2.2021 osoitteesta: https://yle.fi/uutiset/3-5338880 Ylitalo, S. (Marraskuu 20, 2014). Teen pitkä matka. Maailman Kuvalehti, Haettu 26.2.2021 osoitteesta: https://www.maailmankuvalehti.fi/2014/11/pitkat/

teen-pitka-matka

de Maublanc, M., & Subramaniyam, V. (Producers), & Lefèvre, J. (Director).

(2019). Thé, café ou chocolat - l’historie dans nos tasses. [Video/DVD] YLE: AB Productions.

Lähteet

A

doi:10.1177/026248931203100501

B

Audley, F. (Kesäkuu 24, 2015). Brew fans spend £12,500 on tea in their lifetime.

The Irish Post, Haettu 26.2.2021 osoitteesta: https://www.irishpost.com/news/

brew-fans-spend-12500-on-tea-in-their-lifetime-56656

C

Bolton, D. (Huhtikuu 1, 2019). China thirsts for the world’s tea. World Tea News, Haettu 26.2.2021 osoitteesta: https://worldteanews.com/market-trends-data- and-insights/china-thirsts-for-the-worlds-tea

E

Abdul Rahman, N. H., Chieng, B. W., Ibrahim, N. A., & Abdul Rahman, N.

(Marraskuu 7, 2017). Extraction and characterization of cellulose nanocrystals from tea leaf waste fibers MDPI AG. doi:10.3390/polym9110588

I

Ersoy, S., & Küçük, H. (Joulukuu 8, 2007). Investigation of industrial tea-leaf- fibre waste material for its sound absorption properties. Applied Acoustics, 70(1), 215-220. doi:10.1016/j.apacoust.2007.12.005

K

Lechner, J. Kaffeeform. Haettu 11.1.2021 osoitteesta: https://www.kaffeeform.

com/en/

(23)

Kuvalähteet

Kansikuva: Kuva tekijän.

Kuva 1:

Kaffeeform. Haettu 11.1.2021 osoitteesta: https://www.kaffeeform.com/en/

Kuva 2:

Zhou, J. (2019). A biodegradable clay material made of tea waste. Haettu 14.4.2021 osoitteesta: https://materialdistrict.com/article/biodegradable-clay- material-tea-waste/

Kuvat 3-4:

Zhou J. (2017). The tea recipes. Haettu 30.3.2021 osoitteesta: https://www.

jiweikneipe.me/materials/the-tea-recipe/

Kuvio 1:

doi:10.1177/026248931203100501 Kuvat 5-22:

Kuvat tekijän.

Kuvat 23-28:

Valokuvaaja: Onni Vepsäläinen. Kuvat kuuluvat tekijälle.

Kääriäinen, P., Tervinen, L., Vuorinen, T., & Riutta, N. (2020). The CHEMARTS cookbook Aalto University publication.

The history of tea. Haettu 26.2.2021 osoitteesta: https://www.tea.co.uk/history- of-tea

Zhou J. (2017). The tea recipes. Haettu 30.3.2021 osoitteesta: https://www.

jiweikneipe.me/materials/the-tea-recipe/

Stone, D. (Huhtikuu 28, 2014). The world’s top drink. Haettu

17.3.2021 osoitteesta: https://www.nationalgeographic.com/culture/

onward/2014/04/28/the-worlds-top-drink/

W

Dutta, G. K., & Karak, N. (Heinäkuu 3, 2019). Waste brewed tea leaf derived cellulose nanofiber reinforced fully bio-based waterborne polyester

nanocomposite as an environmentally benign material. RSC Advances, 9(36), 2829-284. doi:10.1039/c9ra02973g