Mikrolevät ovat lupaava raaka-aine monille tuotteille, kuten polttoaineille, elintarvikkeille ja materiaaleille. Kasvaessaan levät pystyvät sitomaan suuria määriä hiilidioksidia. Noin 50 % levien biomassasta on hiiltä, joten niillä on mahdollista tukea ilmastonmuutoksen torjuntaa. Laajamittaisessa leväviljelyssä on kuitenkin teknisiä haasteita, jotka rajoittavat taloudellisesti kannattavan käytön yleistymistä. VTT koordinoi kaksivuotista tutkimushanketta, jossa ovat mukana Jyväskylän yliopisto, Neste sekä seitsemän suomalaista pk-yritystä. Hankkeessa haetaan yhdessä ratkaisuja laajamittaisen leväviljelyn pullonkauloihin.
Business Finlandin rahoittaman ROBA (Robust Algae Systems) -hankkeen tavoitteena on purkaa esteitä ja luoda taloudellisesti kannattavia leväprosesseja yhdistämällä mallinnusta, edistyksellistä mittaustekniikkaa, bioprosessitekniikkaa, koneoppimista ja synteettistä biologiaa.
”Mikrolevät ovat yksi potentiaalisista uusiutuvista ja skaalautuvista tulevaisuuden raaka-aineista, joita Neste kehittää. Tavoitteenamme on laajentaa uusiutuvien raaka-aineiden kirjoa tukemaan uusiutuvan energian tuotannon kasvua tulevaisuudessa. Etsimme myös erilaisia ratkaisuja päästöjen vähentämiseksi saavuttaaksemme kunnianhimoisen tavoitteemme hiilineutraalista tuotannosta vuoteen 2035 mennessä. ROBA-projektin toimet edistävät näiden tavoitteiden saavuttamista keskittymällä konseptiin, jossa hiilidioksidia otetaan jalostamoilta talteen mikrolevien avulla, ja kehittämällä biomassan määrän ja laadun monitorointia reaaliaikaisilla menetelmillä, joita voitaisiin hyödyntää teollisen mittakaavan leväviljelyssä”, kertoo Nesteen Business Platform Aviation Feedstockin innovaatiojohtaja Jason Michael Blake.
Keskeinen leväviljelyn haaste on kilpailevien organismien ja kasvatetun biomassan laadun seuranta. Tehokkaiden menetelmien puuttuminen voi johtaa kokonaisten viljelmien menetykseen. ROBA:ssa tutkitaan useita optisia ja muita online-menetelmiä kasvatusten seurantaan. Projektissa kehitettävät mittaustekniikat soveltuvat myös muihin bioteknologisiin prosesseihin.
”Teollisesta bioteknologiasta on tulossa yhä tärkeämpi osa kestäviä teollisia käytäntöjä. Hankkeen tavoitteena on kehittää laajamittaisen leväviljelyn mahdollistavia menetelmiä. Innovatiiviset mittaus- ja seurantateknologiat auttavat meitä siirtymään kohti tehokkaita ja taloudellisesti kannattavia tuotantoprosesseja”, sanoo VTT:n johtava tutkija Mervi Toivari.
Koneoppiminen voi viedä prosessiseurannan vielä askeleen pidemmälle yhdistämällä prosessista saatuja tietoja kokonaisvaltaisemmaksi kuvaksi.
”Tämä on uusi avaus monitorointi- ja laskennallisten menetelmien kehittämiseen mikroleväbioteknologian tarpeisiin. Jyväskylän yliopiston Spektrikuvantamisen Laboratorio keskittyy hyperspektrikuvantamiseen perustuvan ei-invasiivisen, paikan päälle sijoitettavan monitorointimenetelmän kehittämiseen. Mikrolevien kasvun, niiden tuottamien lipidien ja mahdollisten kilpailevien organismien havaitseminen ovat kehittämisen keskeisiä alueita”, sanoo tutkijatohtori Pauliina Salmi Jyväskylän yliopistosta.
Lisätietoa hankkeesta
ROBA:n kokonaisbudjetti on 1,4 M€ ja sen päärahoittaja on Business Finland. ROBA on yksi Nesteen Veturin ekosysteemihankkeista. VTT:n, Jyväskylän yliopiston, Business Finlandin ja Nesteen lisäksi hankkeessa ovat mukana seuraavat sidosryhmät: Agri-Biotech, Aircohol, Owatec, Pixact, Soilfood, Specim ja Timegate. Yhteistyökumppanit tukevat hanketta arvokkaalla asiantuntemuksella ja näkemyksellä bioprosessien mittaustekniikoista, fotobioreaktorikokoonpanoista, leväbiomassasta saatavista tuotteista ja prosessilaitteista.
Lisätiedot
Mervi Toivari, Principal Scientist, VTT, +358 40 708 1039, [email protected],
Pauliina Salmi, Postdoctoral Researcher, University of Jyväskylä, [email protected]
