Pohjois-Savossa pilotoitiin hevosenlannan kompostointia apevaunulla. Tämä on artikkelisarjan toinen osa.

Lannan käsittelyprosessin seurantaan kehitettiin automaattinen lämpötilan mittausjärjestelmä Hevosenlannan kompostointi apevaunulla – Kikkareet kolikoiksi-hankkeessa. Lantamassan lämpötiloja seurattiin apevaunussa (Seko Samurai 5 600/17, Kongskilde-Seko Srl, Italia) käsittelyn aikana (jäljempänä mittausjakso).

Piloteissa käytettiin Raspberry Pi -pohjaista lämpötilan seurantajärjestelmää, joka tallensi lantamassan lämpötilan sekä ympäristön olosuhteet automaattisesti ja ilman verkkoyhteyttä. Laitteistossa oli neljä kappaletta DS18B20-lämpötila-antureita sekä yksi DHT21-anturi, jotka yhdistettiin kytkentälevyjen kautta Raspberry Pi 4B -tietokoneeseen. Järjestelmä suunniteltiin itsestään käynnistyväksi siten, että mittaukset alkoivat automaattisesti, kun Raspberry Pi sai virran.

Prosessi käynnistyi syksyllä 2024 mittauslaitteiston kehittämisellä ja testaamisella. Syksyn 2024 osalta lämpötiloja ei saatu mitattua kokonaisen mittausjakson osalta, sillä laitteisto hajosi voimakkaan iskun takia. Laitteiston korjaamisen aikana ulkoilman lämpötila laski pysyvästi pakkasen puolelle, joten pilotit päätettiin kyseiseltä vuodelta. Edellä mainitun laiterikon vuoksi mittaukset tehtiin lopulta seuraavan pilotin aikana, syksyllä 2025, kahdella muulla tallilla.

Yhden lämpötilanmittausjakson pituus oli 7–14 vuorokautta. Lämpötiloja mitattiin kahdesta eri kohdasta, kahdelta syvyydeltä (kaksi harjanvartta, jossa kummassakin kaksi DS18B20-sensoria kahdella korkeudella). Sensorit asetettiin lantamassaan ja järjestelmän virtajohto kytkettiin sähköverkkoon, jonka jälkeen mittaukset alkoivat automaattisesti. Järjestelmä mittasi lämpötilat ja ulkoilman kosteuden kymmenen minuutin välein. Jokainen mittaus tallennettiin päiväkohtaiseen CSV-tiedostoon päivämäärän ja kellonajan kanssa.

Tikku 2 sijoitettiin lähemmäs apevaunun reunaa, jotta metallikuoren mahdollinen vaikutus massan lämpötilaan voitaisiin todeta (kuva 1). Lantamassan pinta laski mittausjakson aikana niin paljon, ettei mittatikkuja yletetty sijoittamaan kaikkien jaksojen lopussa niin, että myös mittatikun ylempi sensori olisi yltänyt lantamassaan. Tämä on otettu huomioon datan käsittelyssä kuten myöhemmin on kuvattu.

Mittauslaitteiston keskusyksikkö ja DHT21-sensorin suojalaatikko pidettiin suojassa suoralta auringonpaisteelta, kovalta tuulelta ja suurimmilta roiskeilta. Järjestelmän toimintaa seurattiin puhelimeen asennettavalla Termius -sovelluksella muiden tallilla tehtävien havaintojen ohessa mittausjakson aikana.

Apevaunu oli molemmille talleille tuttu väline edelliseltä pilotointijaksolta, joten sekoitusaikataulu oli muodostunut tallin rutiinien mukaiseksi alkuperäisestä suunnitelmasta (jakso 14 vuorokautta: vuorokaudet 1–7: sekoitetaan joka päivä, vuorokaudet 8–14: sekoitetaan joka toinen päivä), jokaisen erän ominaisuuksien mukaan.

Mittausjaksojen lopuksi päiväkohtaiset datatiedostot vietiin tietokoneelle jatkokäsittelyä varten. Kellonajan paikkansa pitävyyteen kiinnitettiin erityistä huomiota, ja tarvittaessa ajat muokattiin todellisuutta vastaaviksi. Koska dataa käsitellessä ei voitu suoraan sanoa mitkä havainnot oli tehty ilmasta sensoreiden ollessa pois paikoiltaan massan sekoituksen aikana, kaikki poikkeavatkin mittaustulokset jätettiin dataan.

Tämän jälkeen datasta laskettiin DS18B20 -sensoreiden korkeimmat mitatut lämpötilat massassa, ilman lämpötilan keskiarvo ja ilman suhteellisen kosteuden keskiarvo. Lisäksi tilastoitiin sekä ilman lämpötilan että suhteellisen kosteuden matalimmat ja korkeimmat havainnot mittausjaksolla. Tämän jälkeen tarkasteltiin vielä epäonnistuneita mittauksia sensoreittain.

Kuvaajia varten 10 minuutin välein tehdyistä mittauksista laskettiin jokaiselle sensorille yksi keskiarvo kuvaamaan puolta tuntia (kolmen mittauksen keskiarvo). Näistä keskiarvoista laskettiin edelleen uusi keskiarvo kuvaamaan koko massan lämpötilaa kyseisen puolen tunnin aikana. Keskiarvoa laskiessa otettiin huomioon lantamassan pinnan lasku siten, että selkeästi ilmassa olleiden sensorien tuloksia ei otettu keskiarvoon mukaan. Sensoreiden mahdollinen ilmassa olo kirjattiin käyntien yhteydessä muistiinpanoihin. Dataan yhdistettiin Mittaustieteen laitoksen lähimmän sääaseman mittaama 30 minuutin sademäärä, jotta sateen vaikutus lämpötiloihin voitiin arvioida silmämääräisesti.

Vaikka hankkeessa ei pyritty hygienisoimaan lantaa eikä lannan odotettu hygienisoituvan apevaunussa, näitä artikkeleita varten tuloksista koostettiin myös taulukot mitatuista lämpötiloista pisimmän yhtäjaksoisen 55 °C ylittävän jakson ajalta (tunneissa ja vuorokausissa). Tämä mahdollistaa tulosten vertailun lakisääteisiin hygienisointilämpötiloihin (lämpötila-aika-profiilit: taulukko 1) Tulokset on otsikoitu alle siten, että lämpötilat voi tarvittaessa yhdistää hankkeen tuottamasta tietopankista löytyviin ravinnepitoisuuksiin.

Pilotti 3, erä 2

Tässä erässä lantamassan kompostoitumista haittasi kuormauksen yhteydessä lantamassaan vahingossa sekoittunut maa-aines. Aistinvaraisesti arvioiden maa-aineksen määrä oli 10 %. Lantamassan kuiva-ainepitoisuus oli 30–37 %. Sensoreiden mittaamat korkeimmat lämpötilat olivat 47,2–53,6 °C. Ulkoilman lämpötila oli keskimäärin 8,6 °C (vaihtelu 3,8–14,7 °C) ja ilman suhteellinen kosteus 89,3 % (54,4–99,9 %). DHT22-sensori epäonnistui mittauksissa 39 kertaa, mikä on kuitenkin vain 2 % kaikista havainnoista. Ensimmäisen mittauserän tunnuslukuja on koottu taulukkoon 2.

Lämpötilat kohosivat apevaunussa ensimmäisen viikon lopulla ja pysyivät koholla toisen viikon aikana, mutta kokonaisuudessaan lämpötila ei noussut lakisääteisen hygienisoitumislämpötilan (vähintään 55 °C, taulukko 1) tasolle. Sekoitukset näkyvät kaikissa tämän artikkelin kuvaajissa lämpötilojen (kuva 2) pudotuksina alaspäin, sillä sensorit ovat erittäin todennäköisesti tehneet mittauksia ilmassa.

Kun apevaunua tyhjennettiin mittausjakson jälkeen, haju oli voimakas ja epämiellyttävä. Tyhjennyksessä huomattiin, että ainakin vaunun etuosassa oli noin metrin kokoinen seinämään juuttunut tiivis massa. Koska lämpötila ei noussut yli 55 °C:n, tarkempaa taulukointia ei tehty.

Pilotti 4, erä 1

Neljännessä pilotissa kuivikelannan seassa oli molemmissa erissä runsaasti heinää, aistinvaraisesti arvioituna noin 15 % tilavuudesta. Lanta oli lähtenyt kompostoitumaan jo lantalassa, josta lämpötilaksi mitattiin paistolämpömittarilla 60–70°C. Massan kuiva-ainepitoisuus oli 46–47 %. Lantamassan korkein mitattu lämpötila jakson aikana vaihteli välillä 61,6–70,6 °C (taulukko 3). Ulkoilman keskilämpötila oli 6,5 °C (vaihtelu -4,5–13,7 °C) ja suhteellinen kosteus 98,1 % (55,2–99,9 %). DHT21-anturilla mitattujen epäonnistuneiden mittausten osuus oli 1,9 % kaikista mittauksista, mikä on tässä käyttötarkoituksessa hyväksyttävä taso, eli järjestelmä toimii suurimman osan ajasta odotetusti.

Lämpötila oli jo lähtötilanteessa korkeammalla, sensoreiden keskiarvo oli heti apevaunun lastaamisen jälkeen noin 50 °C (kuva 3). Lämpötila oli nousussa mittausjakson päätteeksi, myös yöpakkasten aikana.

Ensimmäisen sekoituksen jälkeen lämpötila nousi yli lakisääteisen hygienisoitumisrajan (55°C) noin viideksi vuorokaudeksi. Vaikka sadevesi ei pääse jäähdyttämään lantaa suoraan, jäähdyttävä vaikutus kohdistuu apevaunun peltikuoreen. Suoraa yhteyttä vesisateen ja lämpötilan kehityksen välille ei voida vetää. Taulukossa 4 on ilmoitettu yksittäisten sensoreiden mittaustuloksia siten, että tarkasteluun on otettu mittausjakson pisin lakisääteisen hygienisoitumisrajan ylittävä jakso.

Lämpötila oli mittauspisteissä yli 55 °C 74-126 tuntia, yli 60 °C 35-90 tuntia ja yli 65 °C 13-43 tuntia (tikku 1). Yli 60 °C:n lämpötiloja saavutettiin kaikilla sensoreilla, yli 65 °C:n lämpötiloissa oli vain tikku 1. Yli 70 °C:n jaksoja ei mitattu lainkaan. Tikku 2:n pinnassa oleva sensori mittasi korkeimmaksi lämpötilaksi 70,6°C (taulukko 3), mutta tämä ei tapahtunut pisimmän lakisääteisen hygienisoitumisrajan ylittävän jakson aikana.

Taulukkoon 5 on kerätty samat tulokset vuorokausina, jotta niitä on helpompi verrata hygienisoitumisvaatimuksiin (taulukko 1). Taulukon perusteella tikku 1 mittasi pisimmän yli 55°C jakson, mikä kertoo, että apevaunun seinämän läheisyydessä lämpötilat, sekä todennäköisesti mikrobitoiminta, olivat matalammat. Taulukosta 1 nähdään, että hygienisoitumiseen vaadittaisiin 7 vuorokautta yli 55°C:ssa tai 5 vuorokautta yli 60°C:ssa. Lämpötilat tulisi lisäksi mitata koko massasta, yhden sensorin mittaustulokset eivät riitä.

Pilotti 4, erä 2

Toisessa mittauserässä yksittäiset massasta mitatut lämpötilat olivat samoin korkeita: 62,1–70,3 °C, mikä viittaa aktiiviseen kompostoitumiseen. Ulkoilman keskilämpötila oli hieman muita eriä matalampi (5,6 °C) ja kosteus erittäin korkea (99,7 %).

DHT21:n virheellisten mittausten osuus jäi 1,3 %:iin kaikista mittauksista.

Lämpötila oli jälleen lähtötilanteessa korkeammalla, sensoreiden keskiarvo noin 47°C (kuva 4). Sekoittaminen, eli hapen saanti, nosti lämpötiloja.

Taulukko 7 havainnollistaa, että erityisesti tikku 1:n pintasensori ja syvemmällä oleva sensori sekä tikku 2:n syvemmällä oleva sensori, jotka saavuttivat useita vuorokausia yli 55 °C:n rajan, pysyivät selvästi tikku 2:n lähempänä pintaa olevaa sensoria lämpimämpinä. Yli 60 °C:n lämpötiloja saavutettiin kaikilla sensoreilla paitsi tikku 2:n pintasensorilla, mutta yli 65 °C:n lämpötilaa mittasi vain tikku 1, ja hyvin lyhyesti. Yli 70 °C:n jaksoja ei mitattu lainkaan, vaikka korkein mitattu lämpötila oli 70,3°C (taulukot 6 ja 7).

Taulukon 8 perusteella tikku 2:n syvemmällä oleva sensori pysyi kaikkein pisimpään hygienisointikriteerin ylittävissä lämpötiloissa (5,2 vrk), mikä voi viitata kompostimassan syvemmällä olevaan aktiivisempaan mikrobitoimintaan.

Pilotointien muista tuloksista, esimerkiksi ravinnepitoisuuksista voit lukea hankkeen artikkeleista ja alkuvuodesta julkaistavassa tietopaketissa. Kaikki hankkeen tulokset löytyvät Laari.info hankesivuilta: https://laari.info/kaynnissa-olevat-hankkeet/kikkareet-kolikoiksi/ . Seuraavassa artikkelissa, eli artikkelisarjan 3. osassa, käsitellään lämpötilamittausten johtopäätöksiä.

Hevosenlannan kompostointi apevaunulla – Kikkareet kolikoiksi -hanke toimii ajalla 1.3.2024 – 28.2.2026. Hanke on EU:n unionin osarahoittama ja sitä rahoittaa Pohjois-Savon liitto. Hanketta toteuttavat Savonia-ammattikorkeakoulun Ruokajärjestelmän ja Bio- ja kiertotalouden tiimit yhteistyössä.

---

Kirjoittajat

Saara Tolonen, TKI-asiantuntija, ruokaliiketoiminta, Savonia-ammattikorkeakoulu

Krista Jauhiainen, TKI-asiantuntija, ruokaliiketoiminta, Savonia-ammattikorkeakoulu

---