Bioeconomy 4.0 & Carbon 4.0

Hankkeiden tiedot

Hankkeet	BIOECONOMY 4.0 – Data driven knowledge creation and utilization in bio processes / to strenghten the strategic research profiles HAMK research units CARBON 4.0: Analysis and utilization of biological data in complex carbon ecosystems
Kesto	2019-2021
Rahoittaja	Opetus- ja kulttuuriministeriö

BIOECONOMY 4.0 ja CARBON 4.0 -hankkeet tuovat yhteen Hämeen ammattikorkeakoulun neljän tutkimusyksikön, HAMK Bion, HAMK Edun, HAMK Smartin ja HAMK Techin, osaamisen digitaalisen biotalouden sovellusalueiden ympärille. Hankkeissa yhteiskehitetään monialaisia tutkimusmenetelmiä sekä tarkastellaan, miten hiilidioksidipäästöjä voitaisiin vähentää ruuantuotantoketjussa ja biologisissa prosesseissa.

BIOECONOMY 4.0 -hankkeessa keskitytään ruuan tuotannon arvoketjuihin. Hanke hyödyntää esimerkiksi koneoppimista ja IoT-osaamista ruoan tuotannon arvoketjujen datan keräämisessä ja analysoinnissa. Bioeconomy 4.0 -hankkeessa tehdään data-analyysejä ja tulkintaa muun muassa maidontuotannon, kerrosviljelyn ja leväkasvatuksen prosesseissa.

Carbon 4.0 -hankkeessa puolestaan tarkastellaan datalähtöisesti hiilen ja ravinteiden sitomisen menetelmiä biologisissa prosesseissa. Hankkeessa kehitetään digitaalisia menetelmiä sekä IoT–perusteista datan keruuta, analyysiä ja tulkintaa hiili- ja ravinnekierrossa.

Sekä Bioeconomy 4.0 että Carbon 4.0 -hankkeet jakautuvat neljään osaprojektiin. Bioeconomy 4.0 -hankkeen osaprojektit keskittyvät maitoketjuun, leväreaktoriin, kerrosviljelyyn ja biokiertoon. Carbon 4.0 -hankkeen osaprojektit ovat lantaketju, biohiili suodatuksessa, hiili kaupunkivihreässä sekä hiili biojäteketjussa. Lisätietoja osaprojekteista ja yhteystiedot löytyvät kohdasta “Työpaketit”.

Tutustu myös hankkeista kertovaan blogikirjoitukseen.

Tämän sisällön tarkastelu edellyttää evästeiden hyväksyntää.

Tutustu Bioeconomy 4.0- ja Carbon 4.0 -hankkeisiin videolla!

Kumppanit

Hankkeet edellyttävät tiivistä yhteistyötä sekä teollisuudesta että akateemisesta maailmasta tulevien ulkopuolisten kumppaneiden kanssa. HAMKin osaamisen vahvistamisen lisäksi yhteistyö tuotantoketjun eri osa-alueilta valittujen kumppaneiden kanssa mahdollistaa todellisen ymmärryksen ja mahdollisuudet parantaa bioprosessien hallintaa digitalisaation avulla.

Hankkeissa mukana yhteistyössä ovat:

Työpaketit

Maitoketjun eri osista kerättyjen tietojen analysointi. Aluksi keskitytään lypsyrobottitietojen yhdistämiseen lypsyaseman kuntotietoihin ja erilaisten syy-seuraussuhteiden tunnistamiseen.

Ilpo Pölönen
ilpo.polonen@hamk.fi, +358 40 830 5984

Leväreaktoreiden ja sensoreiden päivitys. Jatkuvan oppimisen mahdollistaminen tietojen analysoinnin avulla. Kineettisten kasvumallien kehittäminen levänviljelyn simulointia ja optimointia varten.

Ulla Moilanen
ulla.moilanen@hamk.fi, +358 50 574 5192

Monikerrosviljelyn tutkimussuuntaukset:

Kosteusanturi + orgaaniset kasvualustat
Monikerrosviljelyn lannoitussuositukset
Arvonlisäyksen tuottaminen
Mikrokuidut ja kasvit

Marika Tossavainen
marika.tossavainen@hamk.fi, +358 50 353 1201

Elintarviketeollisuuden sivuvirtoihin perustuva ekosysteemianalyysi Kangasalan seudulla

Maritta Kymäläinen
maritta.kymalainen@hamk.fi, +358 50 470 667

Vaikka kompostoinnilla on tunnetusti monia myönteisiä vaikutuksia erilaisiin biomassoihin, kierrätyksen kannalta prosessissa tapahtuu huomattavia typpi- ja hiilihäviöitä. Tiedetään, että biohiilen määrä vaikuttaa kompostoitumiseen. Tässä hankkeessa tutkitaan, vaikuttaako biohiilen määrä ravinteiden ja hiilen kierrätykseen lehmänlannassa.

Ilpo Pölönen
ilpo.polonen@hamk.fi, +358 40 830 5984

Lannan nanofibrillit

Märehkimisen tiedetään muokkaavan kasvipohjaista biomassaa tavalla, joka helpottaa hienojen selluloosan nanofibrillien ja nanokiteiden vapautumista. Tutkimme, miten lehmän ruoansulatuskanavasta poistuva selluloosa voidaan muuttaa nanoselluloosaksi. Tutkimme kemiallisia menetelmiä nanoselluloosan valmistamiseksi, karakterisoimme syntyviä materiaaleja ja tutkimme niiden mahdollisia käyttöalueita.

Päivi Laaksonen
paivi.laaksonen@hamk.fi, +358 047 16 288

Biohiilipeltokoe on perustettu syyskuussa 2019 Mustialan kampukselle. Kentän tarkoituksena on toimia pitkäaikaisena kokeena, jota voidaan hyödyntää biohiilimuutosten agronomisten ja ympäristövaikutusten tutkimisessa. Pellon seurannassa käytetään digitaalisia lähestymistapoja, kuten droneja ja maaperäantureita.

Kaupunkien viheralueiden rooli hiilitasapainossa perustuu erilaisiin toteutus- ja hallinnointivaiheisiin. Nämä vaiheet ovat erilaisia julkisilla ja yksityisillä alueilla. Tässä hankkeen osassa keskitytään julkisiin viheralueisiin erilaisina kasvillisuuspeitteinä ja toisaalta yksityisten tonttien puutarhanhoitokäytäntöihin keinona tukea kasvien kasvua ja lisätä hiilipitoisuuksia puutarhan maaperässä.

Olisi houkuttelevaa keskittyä puuistutuksiin hiilen sitomisen parantamiseksi kaikilla kaupunkien viheralueilla. Nurmikot tarjoavat kuitenkin monikäyttöisiä ja tärkeitä alueita asukkaiden ulkoiluun, ja ne on suunniteltu ja rakennettu sietämään tiivistymistä. Lisäksi nurmikot ja niityt muodostavat yhden ryhmän kaupunkien elinympäristöistä, jotka tukevat kasviston ja eläimistön biologista monimuotoisuutta. Miten kaupunkikasvillisuus (ja sen maaperä) voi tukea paremmin hiilen sitomista, monitoiminnallisuutta ja biologista monimuotoisuutta samanaikaisesti?

Outi Tahvonen
outi.tahvonen@hamk.fi, +358 40 351 9352

Biohiili ja sen tuotanto voivat olla avainasemassa kiertotaloudessa ja tarjota kestävän vaihtoehdon vesi- ja jätehuoltoon. HAMKissa tutkitaan useissa hankkeissa biohiilen tuotantoa jätemateriaaleista ja tähteistä sekä tuotetun biohiilen käyttöä. Tässä hankkeessa keskitytään biohiilen integroimiseen biokaasuprosessiin biokaasun tuotannon tehostamiseksi ja ravinteiden kierrätyksen parantamiseksi.

Maritta Kymäläinen
maritta.kymalainen@hamk.fi, +358 50 470 667