Bioeconomy 4.0 ja Carbon 4.0 – Älykkään biotalouden hankkeiden ensimmäinen vuosi HAMKilla

0

Opetus- ja kulttuuriministeriön rahoittamien Bioeconomy 4.0 (B4) ja Carbon 4.0 (C4) -hankkeet alkoivat viime vuonna. Hankkeiden keskeisenä teemana on soveltaa digitalisaation, tekoälyn ja data-analytiikan menetelmiä biotalouden prosesseihin. B4:n osalta painopiste on ruuan tuotantoketjuissa, kun taas C4:ssä paneudutaan globaalisti tärkeään hiilen ja ravinteiden sidonnan aihepiiriin. Tämän kertaisesta blogista voit lukea, mitä B4- ja C4-hankkeissa on tapahtunut ja mitä niille kuuluu nyt.

B4- ja C4-hankkeiden tarkoituksena on yhdistää HAMKin kaikkien neljän tutkimusyksikön osaamista ja resursseja. Biotalouden aihepiireihin nojaavien osaprojektien johtoon on nimetty HAMK Bio-tutkimusyksikön tutkijayliopettajia. Kaikkia osaprojekteja leikkaavina teemoina ovat data-analytiikka ja koneoppiminen HAMK Smart-tutkimusyksikön vetämänä, datan keruu ja energiatehokkuus (HAMK Tech) sekä tiedon luominen ja levittäminen (HAMK Edu).

Hankkeita rahoitetaan kolmen vuoden ajan, ja niiden yhteenlaskettu budjetti HAMKilla on yli kaksi miljoonaa euroa.

Maitoketjusta biokiertoon

Bioeconomy 4.0-hanke alkoi viime vuoden alussa. Ensimmäisen vuoden aikana B4:ssä käynnistettiin neljä osaprojektia.

Maitoketju-osaprojektissa yrityskumppaneina ovat Valio, Lantmännen Feed ja Digita. Osaprojektissa on toteutettu olosuhdedatan keruu HAMKin Mustialan navetassa. Alustavissa data-analyyseissa olosuhde- ja maidon laatudatan väliltä on löydetty kiinnostavia yhteyksiä, joita tutkitaan parhaillaan.

Mittausdatan analysoinnin ohella HAMK Smart-tutkimusyksikkö on toteuttanut navettaolosuhteiden seurantaa valvontakameroin kerätyn kuva-aineiston perusteella. HAMK Tech on lisäksi tekemässä selvitystä navetan energiatehokkuutta yhteistyössä Valion kanssa.

Kerrosviljely-osaprojekti on saatu vauhtiin HAMKin Lepaan kampuksella. Viime syksynä käyttöönotetussa kerrosviljelykontissa on saatu suoritettua ensimmäiset viljelykokeet. Kuluvan talven aikana kosmetiikkateollisuuden tarpeisiin kasvatettavien kasvien viljelydatan keruu tullaan toteuttamaan anturoimalla kontti viljelyolosuhteita seuraavilla antureilla.

Levän kasvatus-osaprojektissa ollaan parhaillaan rakentamassa uutta bioreaktoria levän kasvatusta varten. Tänä vuonna reaktorissa toteutettavassa tutkimustoiminnassa selvitetään muun muassa  sitä, miten erilaisia väriaineita voidaan tuottaa levän avulla. Väriainetutkimus liittyy strategisen tutkimuksen neuvoston rahoittamaan BioColour-hankkeeseen, jonka yhtenä osapuolena on HAMK Tech-tutkimusyksikkö. Techistä ja Biocolour-hankkeesta kerrottiin syksyllä myös blogissa.

B4-hankkeen neljäntenä osaprojektina on Biokierto, jossa pyritään mallintamaan ja simuloimaan elintarviketehtaan ekosysteemin sivuvirtojen kokonaishyödyntämistä. Teollisena kumppanina tässä tutkimuksessa on Saarioinen Oy.

Lisäksi HAMK Edu-tutkimusyksikkö tekee yhteistyötä Helsingin yliopiston kanssa selvittäessään uuden tiedon ja osaamisen kehittämistä ja leviämistä hankkeiden verkostoituneessa yhteistyössä.

Hiilen sidontaa ja data-analytiikkaa

Hiilen sitomisen prosessien datapohjaiseen tutkimukseen keskittyvä C4-hanke käynnistyi viime keväänä.

Mustialan luomumaatilalle tukeutuva hiili lantaketjussa-osaprojekti tekee yhteistyötä Valion kanssa. Osaprojektissa tutkitaan biohiilen vaikutusta lannan kompostoinnissa. Kompostointikokeissa hyödynnetään antureiden tuottamaa mittausdataa. Kompostoinnin jälkeen tapahtuvat viljelykokeet toteutetaan Lepaan kasvihuoneilla. Tässä osaprojektissa on lisäksi tarkoituksena tutkia lehmän lannan hyödyntämistä nanoselluloosan tuottamisessa yhdessä Aalto-yliopiston kanssa.

Hiiliviljely-osaprojektissa HAMKin Mustialan kampukselle perustettiin hiilipelto, jossa tutkitaan biohiilen vaikutusta ja muuntumista vuosien aikana luomuviljelykäytössä olevassa pellossa. Pelto tullaan anturoimaan ensi vuoden aikana, minkä jälkeen mm. peltomaan vedenpidätyskykyä voidaan mitata ja monitoroida mittausdatan perusteella.

Hiilen sidontaa metsämaassa tutkitaan puolestaan HAMKin Evon kampuksella. Evolla tutkitaan, miten viimeisten 70 vuoden aikana tehdyistä kulotuksista maastoon jäänyt hiili hajoaa. Tutkimukset tehdään laboratoriokokein ja erilaisten mittausjärjestelyjä hyödyntäen yhdessä Luonnonvarakeskuksen kanssa. Metsämaan hiilen sidonnan tutkimukseen liittyen HAMK Smartissa tutkitaan myös drone-kuvantamisen käyttökelpoisuutta metsänhoidossa.

Osaprojektissa hiili biojäteketjussa puolestaan tutkitaan biohiilen vaikutusta biokaasun tuotantoon. Tutkimuksissa hyödynnetään uusia biokaasureaktoreita. Yhteistyökumppanina tässä tekemisessä on Helsingin seudun ympäristöpalvelut (HSY).

Hiilen sidonnan tutkimuksessa Carbon 4.0 -hanke on integroitumassa Ilmatieteen laitoksen koordinoimaan Carbon Action-tutkimuskonsortioon. HAMK Smart-tutkimusyksikkö on suunnittelemassa kenttädatan käsittelyä ja analysointia Carbon Actionin toteuttamissa kenttäkokeissa suomalaisilla koeviljelmillä.

Lisäksi Carbon Actionin kanssa tehdään yhteistyötä HAMK Bion vetämässä, Carbon 4.0-hankkeen hiili kaupunkivihreässä-osaprojektissa. Tässä osaprojektissa tutkitaan viheralueiden suunnittelun ja hoitotoimenpiteiden vaikutusta hiilen sidontaan rakennetuissa kaupunkiympäristöissä yhdessä HAMK Edun kanssa.

Älykäs biotalous – näkökulmia tulevaan

Vuoden 2019 aikana sekä B4 että C4 saivat onnistuneen lähdön. Kaikissa osaprojekteissa tutkimusasetelmat ja -verkostot saatiin käynnistettyä suunnitellusti. Nyt vuonna 2020 meillä on hyvät mahdollisuudet tuottaa merkityksellisiä tuloksia sekä käytännön sovelluksissa, yhteistyöverkostoissa että HAMKin omissa tutkimuksellisissa toteutuksissa mm. julkaisutoiminnan ja yrityspilottien kautta.

Sekä B4 että C4 ovat lisäksi verkostoituneet hienosti korkeatasoisten tutkimuskumppaneiden kanssa sekä aloittaneet pilottiprojekteja omien alueidensa yritysten kanssa. Näiden verkostojen kautta meillä on valmisteilla useita uusia rahoitushakuja, joiden kautta älykkään biotalouden tutkimuksen keihäänkärkeä saadaan edelleen laajennettua HAMKissa.

Aiheesta voi lukea lisää esimerkiksi syksyllä kirjoitetusta blogipostauksesta, hankkeita esittelevästä artikkelista HAMK Unlimitedissa ja hankesivuilta. Tutustu myös Ylen juttuihin maitoketjuun ja kerrosviljelyyn liittyen. Sosiaalisessa mediassa hankkeita voi seurata #bioeconomy4 ja #carbon4.

 

Kirjoittajat: Tutkijayliopettaja Iivari Kunttu, HAMK Bio tutkimusyksikön johtaja Annukka Pakarinen ja tutkijayliopettaja Ilpo Pölönen

Kuva: Data-analyytikko Olli Koskela

Leave A Reply