Jätevedessä kasvaneesta hiivasta ja mikrolevästä uusiutuvaa biopolttoainetta
Diplomi-insinööri Jatta Marjakangas tutki väitöstyössään kestävän kehityksen mukaista rasvapitoisen mikrobibiomassan tuottamista jätevesien hiiltä ja ravinteita hyödyntäen. Hiivoissa ja mikrolevissä on potentiaalia.
Mikrobiöljyjä on tutkittu jo pitkään, mutta korkeiden tuotantokustannusten vuoksi niistä ei kuitenkaan ole ollut kilpailijaksi fossiilisille polttoaineille. Raakaöljyn hinnan nousu on kuitenkin lisännyt kiinnostusta mikrobipohjaisiin biopolttoaineisiin.
Mikrobiöljyjä voidaan tuottaa kasvattamalla mikrobeja jätevedessä, jolloin jäteveden ravinteet ja hiili hyödynnetään mikrobibiomassan tuottamiseen.
– Yksi mikrobiöljyjen tuotannon suurimmista kustannuksista on mikrobien ravintona käytettävät materiaalit. Jätevesien hyödyntäminen tarjoaa tähän kustannustehokkaamman ratkaisun, Jatta Marjakangas kertoo.
– Jätevesien kierrätysmahdollisuudet ovat ajankohtainen tutkimusaihe, joten niiden hyödyntäminen mikrobiöljyjen valmistuksessa on todella hyvä vaihtoehto edistää kiertotaloutta ja kestävää kehitystä.
Marjakangas tutki muun muassa palmuöljyteollisuuden jäteveden mahdollisuuksia rasvapitoisen biomassan tuottamisessa sekä erilaisten hiivojen ja Taiwanin luonnosta eristettyjen mikrolevien potentiaalia varastoida rasvoja. Rasvantuottokyky on keskeistä biopolttoaineen tuotannon kannalta.
Jätevesien hyödyntämistä on tutkittu paljon, mutta usein mikrobiöljytutkimuksissa käytetyt jätevedet on steriloitu. Suuren mittakaavan prosesseissa sterilointi ei kuitenkaan ole kustannustehokasta. Marjakangas huomasi panospullokokeissaan, että sterilointi ei merkittävästi vaikuttanut Chlorella vulgaris -mikrolevän kasvuun sikalan jätevedessä.
– Kun levää kasvatettiin sekä steriloidussa että steriloimattomassa jätevedessä, biomassan rasvapitoisuus oli vain vähän pienempi steriloimattomalla jätevedellä kuin steriloidulla, väittelijä sanoo.
Levän kasvatuksen on ajateltu voivan toimia samanaikaisesti myös jätevesien puhdistajana, mutta Marjakankaan mukaan se ei ainakaan vielä ole mahdollista.
– Tutkituissa kasvuolosuhteissa Chlorella vulgaris -mikrolevä eritti hiiltä kasvaessaan, kun taas jäteveden käsittelyn tarkoituksena on poistaa hiiltä jätevedestä. Samanaikaisen rasvapitoisen biomassan tuottaminen ja jäteveden käsittely vaatii vielä lisätutkimuksia.
Diplomi-insinööri Jatta Marjakankaan kemian ja biotekniikan alaan kuuluva väitöskirja Production of Oleaginous Microbial Biomass by Reusing Wastewater tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) luonnontieteiden tiedekunnassa lauantaina 28.11.2015 kello 12 alkaen Festian pienessä salissa 1 (Korkeakoulunkatu 8, sisäänkäynti Festian pääovista). Vastaväittäjänä toimii yliopistolehtori Anne Ojala (Helsingin yliopisto). Tilaisuutta valvoo professori Jaakko Puhakka TTY:n kemian ja biotekniikan laitokselta.
Jatta Marjakangas (28) on kotoisin Turun seudulta ja työskentelee tutkijana TTY:n kemian ja biotekniikan laitoksella teollisen biotekniikan ja sovelletun orgaanisen kemian tutkimusryhmässä vielä tämän vuoden loppuun asti.
Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa: http://URN.fi/URN:ISBN:978-952-15-3632-8
