UUDET BIOJÄTEPOHJAISET TUOTTEET JA KASKADIHYÖDYNTÄMINEN

Transkriptio

1 UUDET BIOJÄTEPOHJAISET TUOTTEET JA KASKADIHYÖDYNTÄMINEN Martin Romantschuk Helsingin yliopisto Ympäristötieteiden laitos Ympäristöekologian osasto Lahti, Finland

2 HELSINGIN YLIOPISTO YMPÄRISTÖTIETEIDEN LAITOS, LAHTI YMPÄRISTÖEKOLOGIA Fokus: Tutkimus ja Koulutus Maaperäekologia Vesistöekologia Ympäristöbiotekniikka Kaupunkiekosysteemitutkimus Ekotoksikologia Ympäristökemia

3 GWMO-raportti (Global Waste Management Outlook) Raportti nostaa neljä keinoa globaalin jätehaasteen ratkaisemiseksi: 1. kontrolloimattoman ja omatoimisen jätteen dumppaamisen sekä avopolttamisen lopettaminen 2. vaarallisten jätteiden haltuunotto 3. fokus jätteen synnyn ehkäisyyn 4. fokus materiaalien kiertoon (kierrätys, energia, ylijäämälle asiallinen loppusijoitus)

4 Lääkeaineet Ruoka ja rehu Biomuovi ja polymeerit Bulkkikemikaalit ja polttoaineet Energia ja lämpö

5 KOOSTE MAHDOLLISUUKSISTA RAAKA-AINE BIOJÄTE - Kotitalous - Teollisuus - Kauppa - Laitokset - Maatalous - SIVUVIRRAT - Elintarviketeoll - Maatalous - AURINGONVALO JÄTEVEDEN PUHDISTUS - Liete - Jätevesi BIOPROSESSI FERMENTOINTI BIOKAASUTUS MÄDÄTYS KOMPOSTOINTI - Perinteinen - Vermikompost. - Toukkakompost LEVÄKASVATUS (auto-, hetero-, mikso BIOFOTOLYYSI FOTOFERMENTAATIO BIOJALOSTUS RIKASTUS ORGANISMIT BAKTEERIT ARKIT HIIVAT BAKTEERIT SIENET MADOT KÄRPÄSTOUKAT (mustat sotilas-kärpäset) MIKROLEVÄT (miksotrofiset) MAKROLEVÄT SYANOBAKTEERIT BAKTEERIT HIIVAT/HOMEET BAKTEERIT TUOTTEET / KÄYTTÖ BIOPOLTTOAINEET - Etanoli - Biokaasu metaani - Vety LANNOITE - Komposti - Suppressiivinen komp. - Mädätysliete RAVINTOLISÄT - Omega-3 (DHA, EPA) rasvahapot kapselit - Antioksidantit - Vitamiinit - Pigmentit REHU (kala, kana jne) - Leväbiomassa - Leväuutteet - Mato-, toukkavalmisteet BIOKEMIKAALIT - Laktaatti muovi - Peptidit, entsyymit - Antibiootit? - Kosmetiikka?

6 Food Feed Biochemicals etc. Agriculture and farming Food industry and Breweries Algae production Biomass Municipal sector (wastewater and waste treatment) Forest industry incl. biorefineries CO 2 CO 2 Jarkko Nummela; Maritta Kymäläinen, HAMK

7 ALDIGA & ALGOMEG the overall concept SUB- STRATES AUTOTROPHY (SUNLIGHT) ENERGY-RICH FOOD- AND FEED INDUSTRIAL WASTE MUNICIPAL BIOWASTE BIOMASS PRODUCTION MASS-GROWTH OF MIXOTROPHIC ALGAE HEAT/CO 2 REJECT BURNED HARVESTING EXTACTION OF LIPIDS/OIL CARBO- HYDRATE & PROTEIN-RICH REJECT ANAEROBIC DIGESTION PRODUCTS DIESEL (BIOFUEL) FUNCTIONAL FOOD/FEED, COSMETICS BIO- PLASTICS METHANE (BIOFUEL) HYDROGEN (BIOFUEL)

8 Esimerkkikaskadi: LEVIEN ARVOKKAAT BIOKEMIKAALIT BIOJÄTE (kotitaloudet, kauppa, teoll. ) ELINTARVIKE- TEOLLISUUDEN SIVUVIRRAT - Panimoteoll. - Leipomot - muita JÄTEVEDEN- PUHDISTUS BIOPOLTTOAINEET metaani, vety, etanoli MÄDÄTYS BIOKAASUTUS KOMPOSTOINTI PELTO- LANNOITE AURINGONVALO HUKKALÄMPÖ HIILIDIOKSIDIA LEVÄ- MASSAN REJEKTI LEVÄKASVATUS: Miksotroffiset mikrolevät (Euglena, Selenastrum) SUPPRES- SIIVINEN KOMPOSTI ARVOJAKEET UUTTEET - Rasva - Proteiini - Hiilihydr. LEVÄ- BIO- MASSA REHU: Kalat, lemmikit, siipikarja, nauta, sika EDUT: mikään ei ole jätettä, kaikki hyödynnetään, suljettu kierto HIDASTEET: uuselintarvikkeiden lupamenettely, jätteistä ruokaa, talous RAVINTOLISÄT Kapseleina, kekseinä, juomina PROTEIINIT PEPTIDIT Entsyymit, antibiootit RAAKA- AINE PROSESSI PRIMAARI- TUOTE LOPPU- TUOTE

9

10 ALGOMEG PROCESSES

11 Termostoitu huone kasvatuksia varten TULOSSA TUOTANTOMITTAKAAVAN KASVATUKSET; YRITYSYHTEISTYÖ Kalle Valkonen

12 12 / X Working Group Microbial Ecology

13 Biogas and Waste Valorisation - Gewinnung von Milchsäure und Protein aus Bioabfall Gewinnung von Protein Schwarze Soldatenfliege (Hermetia illucens) Maden: >40% Protein und >30% Fett Maraike Probst (Diss) - FFG Gilbert Dreschke (Master) Andreas Walter (Diss) FWF (ab Dezember) 13 / X Working Group Microbial Ecology

14 Maitohappokäyminen osana biojätteen kaskadikäsittelyä Heribert Insam ym. Innsbruck IDEA - biojalostamokonsepti: Biokaasun lisäksi maitohappoa jätteistä eikä ruoasta Voidaanko käsittelytehokkuutta parantaa jakamalla fraktiot? Voidaanko käytettyjä jätefraktioita uudelleenkäyttää lisäkäsittelyn kautta. Nesteelle maitohappokäyminen 72 h, Lactobacillus delbrueckii ym. Maitohappoa jopa 25 g/l Maitohappo on raaka-aine mm. biomuoville (polylactic acid)

15 Vetykaasun tuotto fotofermentaatiolla Hallebeck ja Keskin, Montreal Canada Vetykaasu tulevaisuuden polttoaine Polttaminen tuottaa vain vettä ei kasvihuonekaasuja Biologinen vetykaasun tuotto energiatehokkainta; tapahtuu viileässä Substraattina biojätettä ei kilpaile ruoan kanssa Vaihtoehtoina: biofotolyysi (syanobakteerit, viherlevät) vetykaasua, happea. pimeä fermentaatio (anaerobiset bakteerit) vetykaasua, muuta orgaanisten yhdisteiden fotofermentaatio (fotosynteettiset anaerobiset bakteerit) vetykaasua hyvällä tehokkuudella

16 Yhdistetty biovetyjalostamo polttokennolla sähköä Redwood ym. Birmingham, UK

17

18 Toukkakompostoinnilla bisnestä: Mustan sotilaskärpäsen toukat (tilanne-esimerkki kehitysmaassa) Liiketoimintamalli jossa seuraavat elementit: Helppo perustaa pienimuotoista prosessia Muodostaa vaihtoehdon kalajauheelle Kumppanuus jätekäsittelylaitoksen kanssa takaa hyvän ravintolähteen toukille Tuloja ihmisille köyhillä alueilla Toukat jalostavat ruokajätteen syötävään kuntoon (rehuksi mutta ehkä myös ruoaksi?) Toukkien aikaansaaman lämmöntuoton talteenotto Ehkä mahdollisuuksia myös meillä?

19 Toukkakompoistointi Figure 10: Waste fed to the flies Figure 11: Produced larvae PROTEIINIPITOISTA REHUA TULEVAISUUDEN RUOKA?

20 KIITOS THANK YOU FOR YOUR ATTENTION!