Dosentti Elias Hakalehto (Helsingin yliopisto, Itä-Suomen yliopisto, Finnoflag Oy) vieraili Savonia-ammattikorkeakoulussa huhtikuussa 2026 luennoimassa konetekniikan ensimmäisen vuosikurssin opiskelijoille. Pääpainona oli johdatus mikrobiologisen biojalostamon periaatteisiin osana Tuotantoyrityksen ympäristönhallinta -opintojaksoa. Elias Hakalehto on vastikään vastaanottanut maailmanlaajuisen International Society of Environmental Indicators -tiedeseuran korkeimman kunnianosoituksen, the ISEI Fellowship Award.

Elias on peruskoulutukseltaan mikrobiologi, ja hän on väitellyt bioteknologian alalla mikrobien bioteknisestä tutkimuksesta ja hyödyntämistä. Valmistuttuaan Helsingin Yliopistosta 1983, hän on opiskellut mm. kolmessa englantilaisessa yliopistossa.

Mikrobit eivät pienuutensa vuoksi eivät ole paljaalla silmällä nähtävissä mutta niiden toiminnan vaikutukset tulevat selvästi esille esimerkiksi luonnon ainekierrossa ja ravintoketjuissa sekä ihmisen elimistön toiminnassa. Elias on kymmeniä vuosia edistänyt arvokkaiden hyödykkeiden tuottamista mikrobien avulla. Hän toimi prosessibiotekniikan toimittajana EU:n Itämeren alueen ABOWE-projektissa vuosina 2012-2014. Biojalostuksen tuotteita Finnoflagin vetämissä pilotointiprojekteissa ovat olleet esimerkiksi:

– Laktaatti maitosokerista eli laktoosista,

– Energiakaasut, kuten vety ja metaani,

– Biopolttoaineet, kuten etanoli ja butanoli,

– Ns. Platform-kemikaalit, kuten raaka-aineet muovin, synteettisen kumin, kosmetiikan ja tekstiilien valmistamiseen,

– Lääketeollisuuden kantaja-aineet, esimerkiksi mannitoli,

– Orgaaniset maanparannusaineet,

– Pilaantuneiden maiden ja vesien puhdistaminen.

Maaperän köyhtyminen globaalina uhkana

Maaperän köyhtyminen on yksi vakavimmista globaaleista ruokaturvan uhista. Yhdistyneiden kansakuntien alaiset UNESCO ja Food and Agriculture Organization (FAO) ovat varoittaneet, että merkittävä osa maailman viljelymaista on menettämässä tuotantokykynsä. YK:n raportin mukaan jo noin 15 miljoonaa neliökilometriä maaperää on heikentynyt, ja lisää maaperää heikkenee arviolta miljoona neliökilometriä vuodessa. UNESCO varoittaakin, että nykyisellä menolla vuoteen 2050 mennessä jopa 90% maapallon pintamaasta huononee niin, ettei se sovellu enää viljelyskäyttöön. Tämä aiheuttaa pulaa ravinnosta ja uhkaa näin yhteiskuntien toimintaa, luonnon monimuotoisuutta ja ihmiselämää.

Maaperän heikkeneminen on aiheutunut vuosikymmenten aikana eroosiosta, ilmastostressistä, kuten kuivuudesta, maaperän rakenteen rapautumisesta ja vapaita suoloja sisältävien mineraalilannoitteiden liiallisesta käytöstä sekä maaperän mikrobiologisen tasapainon heikkenemisestä. Elias näkee, että tätä maailmanlaajuista kehitystä voitaisiin osaltaan hillitä jalostamalla esimerkiksi metsäteollisuuden sivuvirtoja maaperän kestävyyttä ja sen mikrobiomia vahvistaviksi aineiksi.

Elias kuvailee, kuinka mikrobit, kuten bakteerit, mikrosienet (homeet ja hiivat), levät ja muut mikro-organismit muodostavat maaperässä elävän verkoston. Tämä ylläpitää ravinteiden kiertoa, tasapainottaa veden ja mineraalien saatavuutta sekä lieventää eroosion ja ilmastostressin vaikutuksia. Mikrobiyhteisöt tunnistavat maaperän epätasapainon, hajottavat orgaanista ainesta ja vapauttavat ravinteita sekä muodostavat maaperää ja sen mururakennetta vahvistavia biofilmejä. Ne toimivat ikään kuin luonnon omana huoltotiiminä, joka koko ajan itsenäisesti korjaa maaperän ongelmia.

Metsäteollisuuden sivuvirroista apua maaperän parantamiseen mikrobiologisilla menetelmillä

Metsäteollisuuden sivuvirtoja on jo kauan hyödynnetty maataloudessa maaperän parantamiseen mutta niiden käyttöpotentiaali on huomattavasti nykyistä suurempi.

Kuitusavi on metsäteollisuuden prosesseissa syntyvää kuitujen seosta, jossa on mukana esimerkiksi laatupaperin tuotannossa tarvittavaa erityistä savimineraalia. Metsäteollisuudessa syntyy myös muita kuitupohjaisia sivuvirtoja. Ns. nollakuitu on selluteollisuuden sivuvirta, joka koostuu erittäin lyhyistä puukuiduista. Aikaisemmin nollakuitua on päätynyt vesistöihin teollisuuden prosessien mukana. Nykyisin ympäristövaatimukset ovat tiukentuneet ja teollisuuden puhdistusprosessit tehostuneet.

Kuitusavi ja muut metsäteollisuuden kuitupohjaiset sivuvirrat vaikuttavat maaperään samanaikaisesti monin tavoin. Maaperän vedenpidätyskyky kasvaa kuitujen ansiosta. Eliaksen mukaan kuitujen ja niihin liittyvän mikrobiomin vedenpidätyskyky myös tasapainottaa kuivilla alueilla kastelun vaikutuksia. Orgaaninen kuitu sitoo vettä itseensä ja toimii ikään kuin varastona kuivuutta ajatellen, jolloin kosteus vapautuu kasvien käyttöön sopivaan tahtiin.

Kuitupohjaiset materiaalit lisäävät myös orgaanisen aineksen määrää maaperässä. Orgaaninen aines on olennaista maan hedelmällisyydessä: se parantaa ravinteiden sitoutumista ja näin ollen pienentää esimerkiksi fosforin huuhtoutumista vesistöihin. Lisäksi maaperän biologinen aktiivisuus vilkastuu orgaanisen aineksen määrän lisääntymisen myötä.

Eri tutkimuskohteissa mm. Finnoflag Oy:n toimesta tehdyissä kokeissa on havaittu nollakuidun lisäämisen peltoon aktivoivan mikrobeja hajottamaan kuitua ja vapauttamaan ravinteita kasvien käyttöön. Samalla muodostuu yhdisteitä, jotka vahvistavat maan rakennetta ja vähentävät ravinteiden huuhtoutumista. Niiden vaikutus voi näkyä sekä sadon laadussa että määrässä. Vaikutukset voivat näkyä nopeasti mikrobitoiminnan vilkastumisena, kun taas osa hyödyistä ilmenee viiveellä, kuten maan rakenteen paraneminen ja hiilen sitoutuminen siihen. Kun mikrobeille lisätään oikeanlaista kasvualustaa ja ravintoa, lisäyksen suotuisa vaikutus voi kestää esimerkiksi kolmesta viiteen vuotta.

Suomessa muodostuu kuitulietettä arviolta 420 000 kuiva-ainetonnia vuodessa. Elias summaa, että jalostettuna nämä massat voivat toimia hiiltä ja vettä sekä ravinteita sitovina pitkävaikutteisina maanparannusaineina. Maanparannuksen ja parantuneen ravinnontuotannon (sekä määrällisen että laadullisen) lisäksi metsäteollisuuden sivuvirroista voidaan saada arvokkaita kemikaaleja ja energiakaasuja. Tämä on konkreettisesti todistettu mm. Finnoflag Oy:n vetämässä ja maa- ja metsätalousministeriön sekä Tampereen kaupungin vuosina 2018-2019 rahoittamassa KURSIIVI Zero Waste from Zero Fibre KURSIIVI PÄÄTTYY -hankkeessa.

Luonnon taloudesta oppia ihmisen talouteen

Monien luonnosta poimimiensa esimerkkien avulla Elias avasi opiskelijoille sitä, kuinka luonnon taloudesta voidaan ottaa oppia ihmisten talouteen ja teollisuus voidaan sopeuttaa sataprosenttisesti luontoon. Luonnon esimerkit ja mikrobiologia tarjoavat paljon mahdollisuuksia korkean teknologian kehittämiselle ja teknologian viemiseen käytäntöön. Mikrobien ja niiden entsyymien hyödyntämiseksi tarvitaan konetekninen laitteisto, jolla saadaan ilmiöt haltuun.

Finnoflagin konsepteissa prosessit perustuvat syötteen luontaisiin mikrobeihin ja teollisten mikrobikantojen lisäämiseen. Näin muodostuu sekaviljelmä, monimuotoinen ekosysteemi, joka synnyttää korkealla tuottavuudella haluttuja tuotteita. Elias avasi opiskelijoille sitä myös ihmisen biotalouden kannalta erittäin merkityksellistä asiaa, miten mikrobit toimivat yhdessä ja muodostavat erilaisten vuorovaikutusten verkoston pyrkien tasapainotilaan. Tätä voidaan teollisuusprosesseissa ja alkutuotannossakin ohjata luonnon ehdoilla tuotannon optimoimiseksi.

Elias kertoi, että tuottaessaan omalla aineenvaihdunnallaan tuotteita entsyymien avulla, mikrobit toimivat erittäin energiataloudellisesti. Bioprosessitekniikan avulla on mahdollista tuottaa mitä moninaisin valikoima kemiallisia tuotteita. Mikrobien biokatalyyttistä potentiaalia on mahdollista hyödyntää teollisuudessa monin tavoin. Elias on valinnut käyttöön luonnon omia bakteerikantoja turvallisuussyistä. Kaikki tuotteet, jotka nykyisin tehdään öljystä, voitaisiin tehdä biomassasta. Alun perin tätä on kehitettykin, mutta öljy on edullisuutensa vuoksi vallannut määräävän osan poltto- ja raaka-aineena. Nyt sitä täydentämään tarvitaan mikrobiologista bioteknologiaa ja sen tieteelliseen tutkimukseen ja testaukseen perustuvia mahdollisuuksia, mikä vähentää fossiilisten raaka-aineiden tarvetta. Erityisen tärkeää on myös uuden konetekniikan kehittäminen toimimaan synergisesti mikrobien kanssa mikrobiyhteisöjen tuotannon ylläpitämiseksi ja uusien tuotantomahdollisuuksien kehittämistä varten. Tämä on biologisia ja biokemiallisia perusteita hyödyntävää innovaatiotaloutta ja se voi synnyttää runsaasti uusia teollisia aktiviteetteja.

Finnoflag Oy on toteuttanut toistakymmentä biojalostamisen pilottiprojektia

Finnoflag Oy on osoittanut biojalostamisen mahdollisuuksia pilotointiprojekteissa eri jäte- ja sivuvirtojen tuottajien kanssa niin metsä- ja elintarviketeollisuudessa, maataloudessa kuin kiertotalouden toimijoidenkin kanssa. Elintarviketeollisuudesta kumppaneina ovat olleet esimerkiksi Honkajoki Oy ja HKFoods Oyj (entinen HKScan Oyj). Aina kulloisenkin sovelluksen mukaisesti on rakennettu sopiva laitteisto sensoreineen joko omana toimintana tai yhteiskumppaneiden kanssa. Mittakaavat ovat vaihdelleet alle kuutiosta 15 kuutioon asti. Myös biokaasusovelluksia on ollut.

Esimerkiksi EU:n Itämeren alueen ohjelmasta rahoitetussa ja Savonian vetämässä ABOWE-pilotointihankkeessa suunniteltiin ja rakennettiin uudenlainen biojalostamopilottilaitos, jota testattiin Suomessa, Puolassa ja Ruotsissa. Finnoflag Oy avainteknologian toimittajana toi mikrobiologisen ja bioteknisen osaamisen hankkeeseen. Toteutettaessa hanketta ja sen taustalla olevaa teoriaa käytännössä tarvittiin monialaista yhteistyötä.

Savon Sellun aallotuskartonkitehtaalla Kuopiossa (nykyisin Mondi) tehtyjen ABOWE-koeajojen tulosten perusteella olisi paljon potentiaalia vedyn ja muiden arvokkaiden tuotteiden tuotantoon tulevasta jätevedestä ja jätevedenpuhdistamolla syntyvästä lietteestä.

ABOWE:n Ruotsin kokeissa puolestaan mm. havaittiin, että kun biojalostamopilottilaitoksessa prosessoitu jäte syötettiin seuraavaksi biokaasutukseen, niin tämä syöte antoi parhaan biokaasusaannon verrattuna jätteisiin, joita ei ollut prosessoitu biojalostamopilottilaitoksessa.

Ympäristöön kertyneiden sivuvirtojen hyödyntäminen (KURSIIVI ecosystem engineering KURSIIVI POIS)

Tampereen Hiedanrannan kuituliete on ollut toinen julkisuudessa esillä olleista Finnoflag Oy:n teknologian pilotoinneista. Nollakuitu eli ennen paperinvalmistuksen kannalta liian lyhyet kuidut on aikoinaan dumpattu järven pohjaan 1960-luvulle asti. Nollakuitua on Näsijärven Lielahden pohjassa vähintään 1,5 miljoonaa kuutiota, sisältäen kuitenkin rikkaasti erilaisia hyödyntämiskelpoisia aineita. Nollakuitua käytettiin biojalostuksen raaka-aineena laajoissa ja pitkäkestoisissa tutkimuksissa. Ensimmäinen tutkimushanke KURSIIVI Zero Waste from Zero Fibre KURSIIVI POIS osana Sininen Biotalous -ohjelmaa vuosina 2018-2019 Tampereen Hiedanrannassa suoritettiin allasmaisella teollisen mittakaavan, 15 kuutiometriä, pilottilaitteistolla. Ramboll Finland Oy koordinoi projektia ja rahoittajina olivat maa- ja metsätalousministeriö ja Tampereen kaupunki. Biojalostuskoeajojen kemiallisina päätuotteina olivat laktaatti ja mannitoli. Jatkovaihe olisi voitu käynnistää jo vuonna 2019. Jatkotutkimuksissa Finnoflag Oy sai kirkkaasti maailmanennätystasoa olevia tuloksia mannitolin ja laktaatin tuottavuudessa: 13% mannitolille ja 14,7% laktaatille. Näitä tuloksia on julkistettu mm. European Geosciences Unionin (EGU) konferensseissa Wienissä 2022-2024. Mannitolin maailmanmarkkinoiden kasvaessa yli 10% vuodessa tämä on erittäin lupaava tulos. Mannitoli on esimerkiksi makeisten kuten xylitol-purukumin yleinen makeutus- ja lisäaine ja sitä käytetään yhä enenevissä määrin myös lääkkeiden kantoaineena. Laktaattia eli maitohappoa käytetään puolestaan kemian-, elintarvike- ja kosmetiikkateollisuuden sovelluksissa.

Finnoflag Oy oli pääpartnerina EU:n CircInWater-ohjelmasta rahoitetussa BioResque-hankkeessa (KURSIIVI Resource Recovery and Production by Industry Like Nature® Biorefinery KURSIIVI POIS, 12/2023-5/2025). Hanke keskittyi parantamaan maaperän laatua muuntamalla sellu‑ ja paperiteollisuuden sivuvirtoja mikrobiologisesti tehokkaiksi maanparannusaineiksi.

Elias kertoo, että tutkimukset viittaavat johdonmukaisesti siihen, että metsäteollisuuden sivuvirrat voivat palauttaa köyhtyneitä ja eroosion vaurioittamia maita takaisin viljelykuntoon. Metsäteollisuudella voisi globaalisti olla huomattavasti nykyistä merkittävämpi rooli vahvistettaessa maaperän tuottavuutta ja kestävyyttä. Teollisuus tuottaa vuosittain kymmeniä tuhansia tonneja eloperäisiä sivuvirtoja, ja vuosikymmenten kuluessa valtavat määrät biomassaa on kertynyt jokien, järvien ja merialueiden pohjiin. Näissä varannoissa on miljoonia tonneja potentiaalisia raaka-aineita, jotka voisivat tukea maaperän kunnostusta, samalla edistäen vesistöjen ja ekosysteemien puhdistumista.

Toistaiseksi vain pieni osa tästä resurssista on käytössä. Eliaksen näkemyksen mukaan tulisikin muodostaa teollisuuden ja maatalouden yhteisiä ekosysteemiratkaisuja, joissa sivuvirtoja hyödynnetään raaka-aineina. Kun metsäteollisuuden sivuvirrat saadaan mikrobien avulla osaksi ravinnekiertoa, on kyse samanaikaisesti niin ruokaturvasta, vesistöjen puhdistamisesta kuin ilmastotyöstäkin.

---

Kirjoittaja

Ari Jääskeläinen, tuotantotalouden lehtori (DI, YTK), Savonia-ammattikorkeakoulu, konetekniikan tiimi

---

Lähteet

– Forest News 2026. Teollisuuden jätteestä ruokaturvan pelastajaksi: metsäteollisuuden sivuvirrat voivat ylläpitää ja palauttaa maaperän tuottavuutta. Julkaistu 19.2.2026. https://forest.fi/fi/artikkeli/teollisuuden-jatteesta-ruokaturvan-pelastajaksi-metsateollisuuden-sivuvirrat-voivat-yllapitaa-ja-palauttaa-maaperan-tuottavuutta/. Viitattu 26.4.2026.

– MaintWorld 2025. The Microbial Revolution. Julkaistu 14.3.2025. https://maintworld.com/News/The-Microbial-Revolution/. Viitattu 26.4.2026.

– MaintWorld 2026. Soil Microbes and Forest Industry Side Streams: The Hidden Maintenance System for Global Food Security. Julkaistu 19.3.2026. https://maintworld.com/Asset-Management/Soil-Microbes-and-Forest-Industry-Side-Streams-The-Hidden-Maintenance-System-for-Global-Food-Security/. Viitattu 26.4.2026.

– Hakalehto, E. et al. 2022. Record level productivity of lactate from a century-old cellulosic deposit on the lake bottom in Tampere, Finland. EGU General Assembly 2022, Wien, Itävalta.

– Hakalehto, E. 2025. (Ed.) Mixed Cultures in Industrial Bioprocesses. Cham: Springer.