# Mikrobit kiertotalouden ja huoltovarmuuden perustana - Savonia-AMK

> Luennossa Hakalehto korosti biotekniikan ja koneteknisten ratkaisujen yhdistämistä kestävän teollisuuden rakentamisessa.

## Johdanto
Dosentti Elias Hakalehto (Helsingin yliopisto, Itä-Suomen yliopisto, Finnoflag Oy) vieraili Savonia-ammattikorkeakoulussa huhtikuussa 2024 luennoimassa konetekniikan opiskelijoille mikrobiologisen biojalostamon periaatteista. Aihe liittyy kiinteästi aineiden kiertoon luonnossa, kiertotalouteen sekä uusiutuvaan energiaan, kuten biokaasuun, vetyyn ja liikenteen biopolttonesteisiin.

## Mikrobien rooli teollisuudessa ja huoltovarmuudessa
Vaikka mikrobit ovat paljaalle silmälle näkymättömiä, ne ovat ratkaisevassa roolissa luonnon ainekierrossa ja ravintoketjuissa. Vain pieni osa mikrobeista on vaarallisia, ja monia voidaan hyödyntää arvokkaiden hyödykkeiden tuotannossa:
*   Biokemikaalit elintarvike- ja lääkeaineteollisuuteen
*   Kierrätysteollisuuden raaka-aineet
*   Maatalouden orgaaniset lannoitteet
*   Energiakaasut ja -jakeet
*   Polymeerit
*   Ympäristön puhdistuspalvelut
*   Ravinnon ja rehun tuotanto
*   Entsyymien ja hienokemikaalien tuotanto

Nämä tuotantolinjat voivat kriisiaikoina täydentää tai korvata muuta tuotantoa, mikä parantaa kansantalouden huoltovarmuutta. Kokonaisvaltaisessa kiertotaloudessa teollisuuden sivuvirrat muutetaan hyötykemikaaleiksi, energiaksi ja maanparannusaineiksi.

## Historialliset ja biologiset esimerkit
*   **Lääketiede:** Penisilliinin löytyminen Alexander Flemingin havainnosta (1929) johti teolliseen tuotantoon, joka pelasti miljoonia henkiä toisen maailmansodan aikana.
*   **Luonnon talous:** Märehtijöiden pötsin mikrobitoiminta on esimerkki tehokkaasta hajottamisesta, jossa heinästä tuotetaan eläimelle välttämättömiä ravinteita. Tätä prosessia voidaan hyödyntää teollisuudessa pilkkomalla makromolekyylejä entsyymeillä ja käyttämällä mikrobeja raaka-aineiden jalostamiseen.

## Bioreaktorit ja prosessitekniikka
Bioprosessien onnistuminen vaatii biologian ja konetekniikan yhteensovittamista. Bioreaktorissa (esim. sekoitustankki tai air-lift-reaktori) on ylläpidettävä optimaalisia olosuhteita:
*   Lämpötila ja pH
*   Hapetus-pelkistystasapaino
*   Energianlähde sekä hiilen, typen, fosforin ja rikin lähteet
*   Mineraalit, hivenaineet ja vitamiinit

Finnoflagin konseptit perustuvat sekaviljelmiin, joissa mikrobien vuorovaikutusverkostot synnyttävät korkeaa tuottavuutta. Bioprosessit vaativat huomattavasti vähemmän katalyyttistä reaktioenergiaa kuin perinteinen kemiallinen synteesi.

## ABOWE-pilottihanke ja biojalostuksen tuotteet
Savonian vetämässä ABOWE-hankkeessa testattiin biojalostamopilottilaitosta Suomessa, Puolassa ja Ruotsissa. Hankkeessa mukana olivat myös Saksa, Viro ja Liettua. Tulokset osoittivat, että jätevesi ja liete voivat toimia raaka-aineena vedyn ja muiden tuotteiden valmistuksessa.

**Biojalostamisen tuotteita:**
*   Laktaatti (maitosokerista)
*   Energiakaasut (esim. vety)
*   Biopolttoaineet (esim. etanoli, butanoli)
*   Platform-kemikaalit (muovin, kumin, kosmetiikan ja tekstiilien raaka-aineet)
*   Lääketeollisuuden aineet (esim. mannitoli)
*   Orgaaniset maanparannusaineet
*   Pilaantuneiden maiden ja vesien puhdistaminen

## Tulevaisuuden näkymät
*   **Skaalaus:** Tuotannon kasvattaminen laboratoriosta teolliseen mittakaavaan tulee tehdä asteittain (esim. 10-kertaisin askelin).
*   **Teollisuus 4.0:** Bioteknisiä tuotantolaitoksia voidaan tulevaisuudessa säätää etänä ympäri maailmaa.
*   **Nollakuitu:** Esimerkiksi Tampereen Hiedanrannan kuitulietteen hyödyntäminen biojalostuksessa on osoittanut, että jätevirroilla on merkittävää taloudellista arvoa. Typensitojabakteerien käyttö voi lisäksi parantaa lopputuotteen (kuten lannoitteen) laatua.
*   **Industry Like Nature®:** Finnoflag Oy:n rekisteröity tavaramerkki korostaa kestävän teollisuuden rakentamista luonnon omien prosessien pohjalle.