Sivuvirtojen hyödyntäminen on osa vastuullisten yritysten toimintaa. Kierrättämällä sivuvirtoja pidennetään materiaalien elinkaarta, mikä voi samalla tuoda yrityksille taloudellista hyötyä. Sivuvirtojen hyödyntämistä määrittelevät tarve, saatavuus, soveltuvuus ja kustannustehokkuus. HAMK Techin tutkimusinsinööri Johanna Mäntyneva pääsi osallistumaan Etsivät-hankkeeseen, jossa näitä sivuvirtojen hyötykäyttömahdollisuuksia tutkittiin. Hämeen ammattikorkeakoulusta hanketta koordinoi HAMK Biolta tutkijayliopettaja Marika Tossavainen.
Sain loistavan mahdollisuuden vierailla HAMK Bio -tutkimusyksikössä Etsivät-hankkeen projektityöntekijän roolissa yhdeksän kuukauden ajan aikavälillä 1.9.2021–30.5.2022. Käytän sanaa ”vierailla”, sillä hyppäsin HAMK Techin materiaalitutkimuksen maailmasta hetkeksi itselle ihan uuden aihepiirin pariin – yhtä hyvin voisi puhua esimerkiksi HAMKin sisäisestä tutkijavaihdosta. Etsivät-hanke oli Suomen Kulttuurirahaston rahoittama ja Helsingin yliopiston koordinoima parivuotinen hanke, jossa tutkittiin elintarviketeollisuuden sivuvirtojen hyötykäyttömahdollisuuksia. HAMK Bion ja Helsingin yliopiston lisäksi hankkeessa oli mukana Aalto-yliopisto.
Ravinteet talteen uutta teknologiaa hyödyntäen
Elintarviketeollisuudessa syntyy valtavia määriä nestemäisiä sivuvirtoja, joiden konsentrointi eli kiinteän aineen ja ravinteiden tiivistäminen hyödynnettävään muotoon kustannustehokkaasti on haastavaa. Tästä syystä sivuvirrat päätyvät jätteenkäsittelyyn sen sijaan, että ne hyödynnettäisiin. Siksi uusien teknologioiden kehittäminen on avainasemassa. Hankkeessa tutkittuja sivuvirtoja olivat hiivateollisuuden emävesi eli hiivan kasvatusliemi, kalankasvattamon sivuvirrat sekä meijerin laktoosi- ja rasvapitoiset sivuvirrat. Laktoositonta maitoa valmistettaessa maidosta erotettu laktoosi kerätään talteen laktoosipitoiseen jakeeseen, ja esimerkiksi kerman ja piimän valmistusprosessien siirtymävaiheessa syntyy näitä molempia sisältävää rasvapitoista kerma-piimäjaetta. Meijerin molemmat sivuvirrat päätyvät nykyään eläinten rehuksi.
Hankkeen nestemäisiä sivuvirtoja käsiteltiin sellaisenaan tai laimennettuina Helsingin yliopiston Lahden kampuksella elektroflotaatiolaitteistolla, jossa tavoitteena oli saada kiintoaine ja ravinteet talteen analysointia ja jatkokäyttökokeita varten. Elektrolyysiin perustuvaa elektroflotaatio on vanha menetelmä ja nykyään käytössä esimerkiksi vedenpuhdistuksessa, mutta hankkeessa hyödynnettiin hankkeen yhteistyökumppanin, Axolot Solutions Finland Oy:n kehittämää tekniikkaa, jossa elektrolyysissä ei synny happea ja kiintoaineet eivät näin ollen hapetu hyödyntämiskelvottomiksi prosessin seurauksena.1
Lupaavia tuloksia vihreämpään tulevaisuuteen
Sivuvirroista analysoitiin erilaisia ravinteita, kuten typpeä ja fosforia tai laktoosia ja rasvoja, joita voitaisiin mahdollisesti hyödyntää jatkossa erilaisiin sovelluksiin. Suurin osa analyyseistä tehtiin HAMK Bion laboratorioissa.
Kalankasvatus- ja hiivateollisuuden sivuvirroista eroteltuja kiintoaineita ja nesteitä testattiin muun muassa lannoitteina. Kalankasvattamon konsentroitu liete osoittautui lupaavaksi lannoituksessa. Meijerin rasvapitoisesta jakeesta saatiin elektroflotaatiolla rasvaa otettua talteen, joten jatkotutkimuksissa sen hyödyntämistä voisi testata esimerkiksi puunsuojaöljynä. Meijerin laktoosipitoinen jae puolestaan toimi Aalto-yliopistolla tehdyissä alustavissa kokeissa luonnon indigon värjäyksessä korvaamassa haitallista kemikaalia. Laktoosia voitaisiin hyödyntää myös lääketeollisuuden apuaineena. Hiivateollisuuden emäveden vesiliukoista betaiinia, jota käytetään kosmetiikassa ja biostimulanttina viljelyssä, ei saatu konsentroitua emävedestä kiintoaineeseen, joten sen erotus nesteestä vaatii jatkotutkimusta.
Kiertotalous ja omavaraisuus tuovat turvaa
Venäjän hyökkäyssota Ukrainaan on karusti osoittanut mm. energia-, lannoite- ja ruuantuotannon omavaraisuuden tärkeyden. Omavaraisuuden yksi ulottuvuus on materiaalien kierrätys uusiksi hyödykkeiksi. Koska nykyisessä geopoliittisessa tilanteessa mikään ei ole niin varmaa kuin epävarmuus ja ennakoimattomuus, monitieteiseen tutkimukseen on panostettava entistä enemmän.
Etsivät-hanke on oiva esimerkki ympäristö- ja teknologiaosaamista yhdistävästä monitieteisestä tutkimuksesta. Vaikka hanke on vain hippunen suurta kokonaisuutta ja jatkotutkimusta tarvitaan, pienistä puroista kasvaa joki, jonka jokainen uoma on merkityksellinen. Suuri kiitos HAMK Bion henkilökunnan jäsenille antoisista labrahetkistä ja perehdytyksestä itselle vielä vuosi sitten vieraaseen, mutta erittäin mielenkiintoiseen maailmaan.
Kirjoittajat:
Johanna Mäntyneva, tutkimusinsinööri, HAMK Tech -tutkimusyksikkö
Marika Tossavainen, tutkijayliopettaja, HAMK Bio -tutkimusyksikkö
Lähteet:
(1) Kaustara, E. (2020). Lahdessa poimitaan ravinteet sivuvirroista. Kemia 2/2020. Haettu osoitteesta https://www.kemiamedia.fi/wp-content/uploads/2020/03/2-2020-Lahdessa-poimitaan-ravinteet-sivuvirroista.pdf.
