Levätehdas tuottaa arvokkaita mikroleviä teollisuuden poistovesistä

Levätehdas yhdistää kiertotalousajatteluun perustuen vedenpuhdistuksen ja levänkasvatuksen teollisena ja kaupallisena toimintana. Projektissa kehitetään menetelmää, jolla voidaan kasvattaa mikroleviä hyödyntäen teollisuuden poistovesien ravinteita teollisten lannoitteiden sijaan.

Siinä missä leväkasvatus maailmalla tapahtuu pääsääntöisesti keinolannoitteita käyttäen, hankkeessa kehitetty menetelmä perustuu kiertotalousajatteluun, jossa teollisuuden poistovesi nähdään arvokkaana ja hyödynnettävänä raaka-aineena. Hankkeessa yhdistetään kiertotalousajatteluun perustuen kaksi hyödyllistä asiaa:

  • Levien avulla voidaan puhdistaa ravinteikkaita teollisuuden poistovesiä
  • Samalla kun puhdistetaan vettä, hyödynnetään poistovesien sisältämiä orgaanisia ja epäorgaanisia aineita luonnonmukaisena lannoitteena, jonka avulla tuotetaan mikrolevistä arvokkaita ainesosia kuten rasvahappoja, vitamiineja, proteiineja, hiilihydraatteja ja antioksidantteja.

– Tämän uudenlaisen kasvatusmenetelmän lisäksi, ainutlaatuista on se, että yksi hankkeen mikrolevistä on eristetty suomalaisesta järvestä, kertoo hankkeen vetäjä tutkija Elina Peltomaa.

Mikrolevistä on moneksi

Teollisuuslaitosten vedenpuhdistus on yrityksille lakisääteinen kulu. Perinteisessä jätevedenpuhdistusprosessissa ravinteita ei kierrätetä hyötykäyttöön. Teollisuuden poistovedet voidaan kuitenkin hyödyntää ennen kuin ne joutuvat vedenpuhdistamoon; niissä on arvokkaita orgaanisia- ja epäorgaanisia yhdisteitä ja ravinteita, joita voidaan edelleen käyttää erinomaisena leväkasvatuksen raaka-aineena ja tuottaa samalla hyödynnettävää leväbiomassaa. Useita teollisuuden poistovesistä voidaan hyödyntää leväkasvatuksessa, koska ne eivät sisällä haitallisia aineita.

– Mikrolevien tuotannolla saadaan arvokkaita ainesosia, joita voidaan käyttää ihmis- ja eläinravinnossa. Mikrolevät tuottavat aineenvaihdunnassaan useita arvokkaita ainesosia, kuten pitkäketjuisia omega-3-rasvahappoja (EPA ja DHA) ja muita bioaktiivisia lipidejä, pigmenttejä ja vitamiineja, joiden rahallinen arvo on suuri, sanoo tutkija Marika Tossavainen

Näitä yhdisteitä voidaan hyödyntää mm. funktionaalisissa elintarvikkeissa ja ravintolisissä. Levätehdas tukee ekologisesti kestävämpää ruokataloutta. Länsimaissa ollaan havahduttu tehomaatalouden ja lihan syönnin haitallisiin ekologisiin vaikutuksiin ja tiedetään, että kasvipohjainen ravinto rasittaa maapallon ekosysteemiä huomattavasti vähemmän.

Mikrolevistä voidaan saada tärkeää raaka-ainetta kalanrehuun. Kalankasvatuslaitoksilla kalojen ruokkimiseen käytetään pienemmistä kaloista tehtyä kalanrehua. Liikakalastus, ja sen seurauksena kalanrehun riittävyys ovat ongelmia ekologian kannalta, jossa lajien jatkuvuus ja monimuotoisuus ovat vaakakupissa. Tämän takia kaloille on kehitetty myös kasvipohjaista ravintoa.

– Haittana on, että kasviravinnossa ei ole välttämättömiä pitkäketjuisia omega-3-rasvahappoja, mikä vaikuttaa negatiivisesti tuotetun kalan rasvan laatuun ja siten välillisesti myös kalan terveellisyyteen ihmisten ravitsemuksessa. Mikrolevät tuottavat näitä rasvahappoja ja siksi ne voisivat osittain korvata kalan käytön rehussa, Peltomaa toteaa.

Mikrolevien kasvatusta pilotoidaan kalankasvattamossa

Levän kasvattaminen pilotointimittakaavassa jatkuu. Pilotissa kasvualustana toimii kuivan maan kalankasvattamon poistovesi ja liete. Projektia varten on hankittu 500 litran levänkasvatusreaktori, joka käyttää uusinta tekniikkaa ja on laatuaan ensimmäinen Suomessa.

– Samaan aikaan selvitämme kaupallista strategiaa ja etsimme vastauksia muun muassa kysymykseen: minkä teollisuustoimialan kanssa yhteistyö olisi mahdollista ja hankkeen kannalta kannattavinta? sanoo hankkeen kaupallistaja Roy Nyberg, Helsinki Innovation Services.

Kaupallistamisen valmisteluprojekti loppuu syyskuussa vuonna 2019.

Vakaa tiedepohja on levätehtaan perusta

Perustutkimuksen ja soveltavan tutkimuksen osaamisten yhdistelmä on ollut projektille ratkaiseva.

Hankkeessa kehitettävän menetelmän toteuttamiseksi on tarvittu tieteellistä ekologista ymmärrystä ja osaamista levistä. Jotta voidaan ymmärtää, millaiset levät sisältävät arvokkaimpia ja hyödyllisimpiä ainesosia on tarvittu perustutkimusta, jota on tehnyt hankkeen vastuullinen tutkija Elina Peltomaa.

– Samat yhdisteet, jotka ovat arvokkaita kasvatetuissa mikrolevissä, ovat arvokkaita myös luonnon vesiympäristöjen ravintoketjuissa, Peltomaa toteaa.

Perustutkimuksesta saatuihin tuloksiin perustuen projekti on edennyt soveltavan tutkimuksen puolelle, josta on syntynyt Marika Marika Tossavaisen vuonna 2018 julkaistu väitöskirjatyö, joka keskittyy mikrolevien kasvattamiseen teollisuuden poistovesien avulla, tuotetun biomassan arvoyhdisteisiin ja niiden hyödyntämiseen.

Ihmiset ja rahoittajat innovaation takana

Levätutkimus lähti alun perin liikkeelle yliopiston lehtori Anne Ojalan tutkimuksesta ja ryhmään liittyi myös tutkija Elina Peltomaa, jolloin ryhmä rupesi miettimään biodieselin valmistamista mikrolevistä. Tätä tutkimusta jatkettiin ja ryhmään liittyivät lisäksi professori Martin Romantschuk sekä tutkija Marika Tossavainen. Lisäksi mukana on tutkimusavustaja Leon Mercier. Viime vuosina ryhmä on tutkinut teollisuuden poistovesissä kasvatetun leväbiomassan ja siitä erotettavien arvoyhdisteiden soveltuvuutta muun muassa ravitsemukseen. Yhteistyötä on tehty myös professori Vieno Piirosen ryhmän kanssa. Tossavaisen väitöskirja tästä aiheesta ilmestyi lokakuussa 2018. Hankkeen kaupallistaja on Roy Nyberg, Helsinki Innovation Services.

Ryhmän levätutkimus, ja nimenomaan kaupallistaminen yhtenä tavoitteena, on saanut valtion teknologia ja innovaatiorahoitusta, aiemman Tekesin sekä nykyisen Business Finlandin kautta. Lisäksi rahoitusta on saatu muun muassa Euroopan aluekehitysrahastolta.

Lue lisää aiheesta: Elämäntieteet