Urbaaneja ratkaisuja ruoantuotantoon ja ruokajärjestelmän kiertotalouteen

Hankkeen yhtenä tavoitteena oli löytää kokeilujen avulla urbaaniin ruokajärjestelmään liittyviä kiertotalouden mukaisia ratkaisuja. Tämän teeman alle on koottu näiden kiertotaloutta edistävien kokeilujen tuloksia. Artikkeleissa esitellyt kokeilut olivat eri tyyppisiä ja -laajuisia. Hankkeessa testattiin kolmen yrityksen yhteiskokeiluna ravintolan biojätteen käsittelyä paikallisesti mikrotermisellä menetelmällä sekä ideakilpailun tuloksena syntyneitä, innovatiivisia lajittelua helpottavia ratkaisuja kerrostalokoteissa. Pienempinä opiskelijaprojekteina testattiin vaihtoehtoisia kasvatusalustoja turpeelle sekä betonille vaihtoehtoista, ilmastoystävällisempää hamppubetonia ruukkumateriaalina.

Vaihtoehtoiset kasvatusalustat turpeen korvaajana

Kirjoittajat: Marja-Leena Åkerman ja Oruc Can Hasmaden (UrbanFarmLab, Metropolia ammattikorkeakoulu)

Avainsanat: vesiviljelyjärjestelmä, eteeriset öljyt, basilika, urbaaniviljely

6Aika: CircularHoodFood -hankkeen yhtenä tavoitteena oli löytää kokeilujen avulla kiertotalouden mukaisia ratkaisuja urbaaniin ruokajärjestelmään. Tämän kokeilun tavoitteena oli testata erilaisia basilikan kasvatukseen soveltuvia kasvatusalustoja, koska turpeen käyttö tullaan kieltämään vuoteen 2030 mennessä mm. kasvatusalustana kasvihuoneissa. Kokeilun perusteella tehtiin havaintoja eri kasvatusalustojen vaikutuksista mm. basilikoiden massaan, lehtimääriin, pituuksiin ja eteeristen öljyjen koostumuksiin, mutta parasta korvaajaa ei voitu yksiselitteisesti nimetä. Jatkotutkimusta tarvitaan luotettavampien tulosten saamiseksi.

Kasvatus- ja analyysimenetelmät

Kokeiluprojekti toteutettiin Metropolian UrbanFarmLab-tilassa syksyllä 2021. Projektissa tehtiin kaksi erillistä kasvatuskoetta. Ensimmäisessä kokeessa testattiin neljää erilaista kasvatusalustaa ja siitä saatujen tulosten perusteella toisessa kokeessa niiden seoksia. Tässä artikkelissa kerrotaan tuloksista, jossa käytetiin neljää erilaista kasvatusalustaa.

Kasvatuskokeessa käytettiin neljää eri kasvatusalustaa; LECA-soraa, perliittia, tekstiilijätteestä valmistettua imeytysliinaa ja sellusilppua. Yhdeksi kasvatusalustaksi valittiin tekstiilijäte, koska sekin tullee olemaan lajiteltava jäte vuoteen 2023 mennessä ja sille kaivataan sen vuoksi uusia hyödyntämisväyliä. Kasvatusalustoilla tehtiin rinnakkaiset kasvatuskokeet ja kokeessa käytetyt basilikat olivat samaa lajiketta, Ocimum Basilicum L. Basilikojen kasvukausi oli neljä viikkoa.

Kasvatuskokeessa käytettiin neljää eri kasvatusalustaa; LECA-soraa, perliittia, tekstiilijätteestä valmistettua imeytysliinaa ja sellusilppua. Yhdeksi kasvatusalustaksi valittiin tekstiilijäte, koska sekin tullee olemaan lajiteltava jäte vuoteen 2023 mennessä ja sille kaivataan sen vuoksi uusia hyödyntämisväyliä. Kasvatusalustoilla tehtiin rinnakkaiset kasvatuskokeet ja kokeessa käytetyt basilikat olivat samaa lajiketta, Ocimum Basilicum L. Basilikojen kasvukausi oli neljä viikkoa.

Kasvatuskokeen aikana basilikojen kuntoa seurattiin ja pituudet mitattiin päivittäin. Kasvit kuvattiin viikoittain. Kokeen päätyttyä sato punnittiin ja lehdet pakastettiin eteeristen öljyjen analysointia varten. Lisäksi kasvatusalustoista ja basilikoista pidettiin havaintopäiväkirjaa, joihin kirjattiin tärkeät muutokset ja havainnot. Ravinneliuoksesta otettiin näytteitä viikoittain, joista mitattiin pH ja johtokyky sekä lähtö- että lopputilanteesta määritettiin typpi ja fosfori pitoisuudet Hach-Lange spektrometrillä.

Kasvihuoneen ilmasta mitattiin kasvatuskokeen aikana 30 minuutin välein lämpötilaa ja kosteutta. Kokeen aikana kosteus vaihteli 60-80% välillä ja lämpötila oli noin 24°C. Mittaukset tallentuivat Google Laskentataulukkoon. Valaistusykli oli 21 tuntia päällä ja valonvoimakkuus pysyi vakiona 130 µmol/s/m2. Kastelukierronsykli oli kahdeksan tunnin välein ja kesti 15 minuuttia.

Kasvatuskokeen päätyttyä määritettiin eteeriset öljyt basilikojen lehdistä GC-MS analyysilaitteella (Reimi ym. 2021). Eteeriset öljyt eristettiin basilikoista vesihöyrytislaamalla (Mayo ym. 1995). Kokeen päätyttyä basilikojen lehdistä ja juurista otettiin kuvia stereomikroskoopilla.

Tarkastelussa sellusilppu, perliitti ja tekstiilijäte

‍Parhaiten basilikat kasvoivat sellusilppu- ja perliittikasvatusalustoilla. Vähiten basilikat kasvoivat pituutta kierrätystekstiilikasvatusalustoilla. Keskimäärin basilikat kasvoivat neljän viikon aikana 19–33 cm. Tekstiilikasvatusalustalla basilikojen sadon massa oli keskimäärin 9 g:a, muilla alustoilla sadon massa oli 2–3 kertaa enemmän. Taulukossa 6 ravinneliuoksen lähtö ja loppu analyysiarvot ovat esitetty.

Kasvun aikana hometta ilmestyi ensimmäiseksi sellusilppu-kasvatusalustaan ja seuraavaksi home kontaminoi kierrätystekstiilikasvatusalustan. Nekroosia eli lehtien mustumista, joka johtuu solujen kuolemasta, näkyi niiden basilikoiden alalehdissä, joiden kasvatusalustoille oli ilmaantunut homekasvustoa. Kun niiden juuria tarkasteltiin kasvatuksen päätyttyä, havaittiin juurien olevan huomattavasti ohuempia ja osittain mustuneita. Kokeen kolmannella viikolla myös ravinneliuoksessa oli havaittavissa homekasvustoa.

Perliittikasvatusalustassa havaittiin leväkasvua heti toisella viikolla. Leca-sorassa ei ollut havaittavissa hometta eikä levää koko kasvun aikana. Kasvatuksen päätyttyä sekä perliitti- että Leca-sora-alustoissa juuret olivat paksumpia ja vaaleampia.

Linalool- ja eugenoliyhdisteet kuvaavat basilikan korkealaatuisuutta maun ja laadun suhteen (Chadwick 2018). Korkeimmat suhteelliset osuudet basilikojen eteeristen öljyjen sisältämien linalool-ja eugenolipitoisuus saatiin sellusilppu- ja perliittikasvatusalustoissa. Taulukossa 7 on esitetty eri kasvualustoilla kasvaneiden basilikojen eteeristen öljyjen koostumukset.

Ravinneliuoksen typpi ja fosfori sisällöt olivat riittävät. Johtokyvyn muutos korreloi hyvin ravinteiden kulumista.

Basilikoiden massojen, lehtimäärien, pituuksien ja eteeristen öljyjen koostumuksien perusteella parhaat kasvatusalustat olivat perliitti ja sellusilppu. Kun otetaan huomioon, että sellusilppualustalla kasvoi runsaasti hometta, voidaan todeta, että tämä ei sovellu kasvatusalustaksi. Huonoimmat tulokset saatiin tekstiilikasvatusalustalla. Basilikat kasvoivat kuitenkin hyvin sellusilppualustalla. Tämä voisi selittyä sillä, että sellusilpussa on homeille ravinteita, joista irtoaa sokereita ja homeet taas hajottavat sokerit kasveille ravinteiksi. Suppean otannan ja rajallisen kiertoveden ohjautumisen vuoksi yksiselitteistä johtopäätöstä siitä, mikä olisi paras materiaali turpeen korvaajaksi sisäviljelyolosuhteissa ei voida tehdä.

Luotettavampien tuloksien saamiseksi kasvatusalustoista tulisi koejärjestelyssä käyttää vain yhdenlaista kasvatusalustaa sekä yhtä ravinnekiertoa kerrallaan. Valon voimakkuuden, aallonpituuden sekä sen syklin vaikutusta olisi hyvä tutkia paremman kokonaiskuvan saamiseksi.

6Aika: CircularHoodFood Kiertotalous kaupunkikortteleissa –ruoan vähähiilisyys, urbaani tuotanto ja biojätteen kierto -hanke oli osa Suomen kuuden suurimman kaupungin 6Aika-strategiaa ja sai rahoitusta Euroopan aluekehitysrahastolta (EAKR). Hanketta toteuttivat HSY, Helsingin yliopisto, Metropolia ammattikorkeakoulu ja Vantaan kaupunki.

Lähteet

Chadwick, M. 2018. Optimising Flavour in Basil. Kenilworth, United Kingdom: Agriculture and Horticulture Development Board. [Viitattu 27.10.2021]. Saatavissa: https://projectblue.blob.core.windows.net/media/Default/Imported%20Publication%20Docs/HerbFlavourFactsheet_BASIL_2018-09-19_WEB.pdf

Mayo, Dana W; Pike, Ronald M & Trumper, Peter K. 1995. Microscale Organic Laboratory: with Multistep and Multiscale Syntheses. 3rd ed. New York, United States of America: John Wiley & Sons, Inc. 800 s. ISBN 0-471-57505-4.

Reimi, Alina & Koivukangas, Mette. 2021. Menetelmänkehitys basilikan eteeristen öljyjen analysointia varten sekä auringonkukan ja valkolupiinin versojen ravintoaineiden tutkiminen. Innovaatioprojekti. Metropolia AMK. Vantaa. 55 s.

Ravintolan ravinteet kiertoon - urbaani ratkaisu

Kirjoittajat: Marja-Leena Åkerman, Oruc Can Hasmaden ja Kaj Lindedahl (Metropolia ammattikorkeakoulu), Tuomas Ilander (Blokgarden Oy), Pirjo Niemelä (DTS Oy) ja Henrik Kovanen (Ravintola Savoy)

Avainsanat: biojätteen korkeampi jalostusaste, ravintola, mikroterminen menetelmä

6Aika: CircularHoodFood -hankkeen yhtenä tavoitteena oli kartoittaa ja testata korkeamman jalostusasteen vaihtoehtoja ravintoloiden biojätteiden käsittelyyn. Kokeilussa kierrätettiin onnistuneesti ravintola Savoyn kahden viikon biojätteet ravinteikkaaksi maanparannusaineeksi hyötykasvien viljelyyn ravintolan kattoviljelmällä.

Kokeiluasetelma

Pyrimme luomaan urbaaniin tilaan sopivan ravinnekierron mallin, jossa ravintolan biojätteiden ravinteet voidaan käyttää lannoitteina kasvualustan parantamiseksi. Tällöin kasvualustaa ei tarvitse uusia kokonaan, lannoitteita ei tarvita ulkopuolelta ja jätteen määrä vähenee. Biojätteiden käsittely toteutettiin DTS Oy:n mikrotermisellä menetelmällä ja kokeilu toteutettiin Savoyn kattoviljely-tilassa sekä Blokgardenin kasvattamossa keväällä sekä kesällä 2021.

Tavoitteina oli kokeilla mikrotermisen laitteiston soveltuvuutta ravintolakäyttöön, luoda malli suljetulle ravinnekierrolle sekä tutkia miten kasvit kasvavat kattoviljelyssä eri lannoitteilla ja lähtökohdilla (kuva 41).

‍

Näytteet ja analyysimenetelmät

Näytteinä tässä projektissa olivat:

• Savoyn kattoviljelmällä käytetty edellisvuotinen multa (Ruokohelpi kasvualusta)
• Savoyn ruokajäte (keittiön raaka-aineista)
• Blokgardenin ruokajäte (kotitalous biojäte)

Tarkempi määrittely ja tehdyt analyysit ovat taulukossa 8.

Kuiva-aine pitoisuus määritettiin kuivattamalla näytettä lämpökaapissa noin 80 °C:ssa kahdesta viiteen vuorokautta, kunnes näyte oli vakiopainossa. Tuhkaus suoritettiin muhveliuunissa NMKL n:o 173 mukaan (NMKL 173, 2002). Alkuaineet analysoitiin EDX-7000 (energy dispersive XRF spectrometer) laitteella kuivatusta näytteestä, laitteen antamat prosenttitulokset muunnettiin mg/kg. Vesiliukoiset typpi- ja fosforipitoisuudet määritettiin liuottamalla kuivanäyte veteen standardin (SS:EN 13652, 2001) mukaan ja analysoitiin Hach-Lange pikatesteillä. pH ja johtokyky määritettiin liuottamalla kuivanäyte tiettyyn määrään vettä (Alef et al. 1995). Tiheys määritettiin ottamalla 100 ml näytettä, joka sitten punnittiin ja siitä laskettiin tiheys. Mikrobiologinen analyysi ostettiin ulkopuoliselta laboratoriolta, MetropoliLab Oy. Analyysissä määritettiin Escherichia Coli ja Salmonella bakteerit.

Kompostinäytteiden 6, 7 ja 8 pH arvot olivat noin neljästä neljään ja puoleen. Yrttien optimi kasvualustan pH on kuuden ja seitsemän välillä. Edellä mainitut näytteet sisälsivät paljon kasvien tarvitsemia pääravinteita kuten fosforia, kaliumia ja kalsiumia. Alkuaineanalyyseistä voidaan todeta, että mikään näytteistä ei sisältänyt raskasmetalleja. Näytteet 1,7 ja 8 eivät sisältäneet Escherichia Coli ja Salmonella bakteereja.

Biojätteiden käsittely mikrotermisellä menetelmällä

Tässä hankkeessa kerätyt biojätteet käsiteltiin DTS Finlandin toimesta mikrotermisellä menetelmällä toukokuussa 2021. Käsittely onnistui hyvin ja lopputuote vastasi sille asetettuja odotuksia; lopputuotteeksi saatiin konsentroitunutta, kuivaa, helposti varastoitavaa ja hygieenistä kuivajauhetta.

Mikroterminen menetelmä perustuu maamikrobien hyödyntämiseen. Se on koneellinen käsittelymenetelmä, jossa mikrobien olosuhteet optimoidaan ja näin saadaan orgaanisen aineksen hajoamisprosessi alkuun hyvin nopeasti. Vaikka tavoite on hajottaa orgaanisen massan rakennetta, kyseessä ei ole kompostointi, eikä siihen myöskään pyritä. Mikroterminen käsittely on hyvin nopea. Jo vuorokaudessa biojäte saadaan käsiteltyä käyttövalmiiksi lopputuotteeksi.

Käsittelyn onnistuminen voidaan varmistaa laboratorioanalyyseillä, mutta sitä voidaan valvoa myös aistivaraisesti. Biojätteen rakenne muuttuu käsittelyn aikana ja siitä tulee rakenteeltaan ”multamaista”. Suurin osa biojätteestä hajoaa homogeeniseksi massaksi, mutta esimerkiksi koristekukkien varret, avokadon ja ananaksen kuori hajoavat 24h aikana vain osittain ja niistä löytyy käsittelyn jälkeen vielä tunnistettavia osia. Pähkinän kuoret eivät hajoa prosessin aikana ollenkaan, mutta niitä voidaan lisätä pieniä määriä kuohkeuttamaan käsiteltävää massaa.

Onnistuneen käsittelyn jälkeen lopputuotteen haju on makeahko, jopa mallasmainen. Prosessi on hapellinen, joten hajumaailman tulee olla myös käsittelyn aikana miellyttävä. Mikäli haju muuttuu pistäväksi, happamaksi tai jätteenä lisätyn ruoan ominaishaju ei katoa, prosessi ei ole onnistunut (kuva 42).

Kun mikroterminen käsittely on saatu kerran toimimaan halutulle biojätteelle, on varsinaisen käsittelyn ylläpito helppoa. Prosessoinnin kannalta tärkeintä on seurata, että massa ei ole lähtötilanteessa liian märkää (kosteus yli 70%) tai kuivaa (kosteus alle 30%). Kuivaan massaan voidaan lisätä myös kesken käsittelyn lisäkosteutta. Jos käsittely kuitenkin epäonnistuu, voidaan prosessi käynnistää uudelleen lisäämällä massaan uutta herätettä.

Lopputuote voidaan käsitellä kuivajauheeksi asti. Tällöin sen kosteuspitoisuus on enää alle 10%. Tässä olomuodossa lopputuote voidaan varastoida säkkeihin hyvinkin pitkäksi aikaa, tosin varaston on myös oltava kuiva. Mikäli lopputuote menee heti käyttöön, voidaan käsittely lopettaa aikaisemmin, jolloin lopputuotteen rakenne vastaa enemmän multaa.

Mikrotermisellä menetelmällä voidaan käsitellä hyvinkin monenlaisia eloperäisiä jätteitä. Käytännössä luut, öljy ja rasva sekä suola eivät sovellu käsittelyyn. Isoimmat jätekappaleet on syytä pilkkoa muutamaan osaan ennen käsittelyä, esimerkiksi pilalle mennyt appelsiini on hyvä leikata vähintään kahtia. Biojätteen mikrotermisen käsittelyn oppii parhaiten käsittelyiden kautta. Hyvin nopeasti käsittelyiden aikana saa ”näppituntuman” käsiteltävän massan sopivasta kosteudesta ja oppii tunnistamaan onnistuneen käsittelyn ominaishajun.

Mikrotermisen laitteiston lämmönsäätö on yksinkertaista ja kokenut käsittelijä pystyy itse säätämään käsittelylämpötilaa alhaisemmaksi sellaisten jätteiden osalta, jotka prosessoituvat hyvin helposti. Osa jätteistä voi vaatia hieman pitemmän käsittelyn. Tällöin mukaan voi lisätä helposti prosessoituvia jätteitä, kuten hedelmien ja vihannesten kuoria ja antaa vaikeamman biojätteen olla käsittelyssä mukana vielä toinen vuorokausi (taulukko 9).

Kokeilussa selvitettiin, miten biojätepohjaista lopputuotetta voidaan käyttää, kuten ravinteikkaita maanparannusaineita (kuva 43). Kasvualustaan lisättävä määrä lasketaan ravinnepitoisuuksien perusteella. Lopputuotetta levitetään sen verran, ettei se nosta kasvualustan sähkönjohtokykyä liikaa. Käyttömäärä lasketaan kasvualustan ja kasvatettavan kasvin mukaan.

Lopputuotteen käyttöön liittyy kuitenkin lainsäädännönmukaisia rajoituksia. Tuotettua kuivajauhetta saa käyttää omissa kasvatuksissaan (koti, työ, harrastus), mutta sitä ei saa luovuttaa tai myydä ulkopuolisille ilman Ruokaviraston antamaa laitoshyväksyntää. Laitoshyväksyntä on prosessi, jossa itse lopputuote ja sen valmistusprosessi tarkastetaan. Tarkastuksen tavoite on varmistaa lannoitteen, maanparannusaineen tai kasvualustan puhtaus ja laatu, ja taata näin kotimaisen ruoantuotannon turvallisuus.

Ravinteiden hyödyntäminen ja sekoittaminen multaan kasvatusalustaksi

Kattoviljelykokeilua varten tehtiin kaksi viljelylaatikkoa, joista toiseen oli lisätty lopputuotetta lannoitteeksi ja toinen oli verrokkilaatikkona ilman ravinteita. Kasveiksi laatikoihin istutettiin habanero chili sekä pensastomaatti (Kuva 44).

‍Metropolian tutkimien näytteiden perusteella prosessoitu lopputuote osoittautui ravinteiden osalta miedoksi, joten se päätettiin lisätä kasvualustaan ravinnetaskuina. Kasvin viereen kaivettiin 6 cm halkaisijaltaan ja 15 cm syvä kuoppa, johon ravinne lisättiin. Täten vesijuuret eivät kohdanneet lannoitepanosta. Lannoitteen olisi myös voinut sekoittaa kasvualustaan.

Laatikot vietiin kasvamaan Savoyn aurinkoiselle kattoterassille ja henkilökunta kävi niitä hoitamassa (kuva 45).

Kasvien kasvua seurattiin kesän aikana ja laatikoissa oli selkeät erot kasvuston määrässä, kukinnan määrässä sekä hedelmänmuodostuksessa. Lannoittamaton laatikko jäi jälkeen normaalikasvuvauhdista ja tuotti vain pienen sadon. Blokgardenin arvion mukaan ravinnepanoksella lisätty laatikko tuotti huomattavasti paremman tuloksen ja satomäärä oli vastaava kuin Blokgardenin tuoreella uudella mullalla kasvatetut kasvit.

Ravintolan biojätteistä on mahdollista luoda ravinteikasta maanparannusainetta omaan käyttöön

Kokeilun perusteella ravintolan biojätteistä oli DTS Oy:n mikrotermisellä menetelmällä mahdollista prosessoida ravinteikasta maanparannusainetta, jota voitiin käyttää lannoitteena vanhan kasvualustan uudistamiseen paikallisesti ravintolan omilla viljelmillä. DTS:n mielestä: “Pysyvän ratkaisun toteuttaminen vaatisi ravintolalta mikrotermisen laitteiston hankintaa, mutta toisaalta pienentäisi mahdollisesti muita jätehuoltokustannuksia biojätteen osalta. Kustannus ja tilavaatimus laitteiston osilta ovat kohtuullisia, mutta ravintolalla pitää olla oma hyötykasviviljelmä, jossa ravinteet saadaan kiertoon ja takaisin asiakkaiden lautasille.”

Koska laite vaatii ajoittain huoltoa sekä asiantuntemusta, ravintolat voisivat olla kiinnostuneita ostopalvelusta, johon sisältyisi viikoittainen tyhjennyskäynti ja lopputuotteen varastointi. Potentiaalinen jatkotutkimuksen aihe olisi selvittää lopputuotteena syntyvän maanparannusaineen soveltuvuutta kaupallisiin tarkoituksiin laajemmalla skaalalla vallitseva lainsäädäntö huomioiden.

Ravintolalle, jolla on selkeä halu toteuttaa kiertotaloutta, tämä on toimiva ratkaisu, joka sitoo kohtuullisesti resursseja. Henrik Kovanen, ravintolapäällikkö Savoyssa sano: ”Meidän asiakkaamme nauttivat siitä, että on vihreyttä ja kaunista katsottavaa terassilla. Meidän ravintolassa on huomattu tämän hankkeen yhteydessä mahdollisuudet käyttää ruoan biojätteet kiertotalousmielessä ja näin kehittyä yhä kestävämpään suuntaan. Kokeilu on ollut antoisa ja hyvin opettavainen kokemus.”

Muita vastaavanlaisia kokeiluja

Metropolia suoritti myös Robert Coffeen kanssa vuonna 2021 tuotekehitys projektin, josta on tarkempi raportti kirjoitettu: Journal of UAS (Laine P. ,2021). Tässä kokeilussa tuotekehitettiin kahviporoista ja kahvin valmistuksessa poistetut kahvinkuoret erilaisin uusiin tuotteisiin. Tähän kokeiluun on hyvä verrata ja kerrata tulokset. Molemmat olivat onnistuneita omalla tavalla ja toivat esille uusia ajatuksia ja näkökohtia yritysten arkimaailmaan.

6Aika: CircularHoodFood Kiertotalous kaupunkikortteleissa –ruoan vähähiilisyys, urbaani tuotanto ja biojätteen kierto -hanke oli osa Suomen kuuden suurimman kaupungin 6Aika-strategiaa ja sai rahoitusta Euroopan aluekehitysrahastolta (EAKR). Hanketta toteuttivat HSY, Helsingin yliopisto, Metropolia ammattikorkeakoulu ja Vantaan kaupunki.

Lähteet

Alef, K. & Nannipieri, P. (toim.). 1995. Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemistry. San Diego: Academic Press inc. 576 s. ISBN 0-12-513840-7

NMKL 173. 2002. ASH, gravimetric determination in food. Oslo: Nordic Committee on Food Analysis. 5 s.

SS-EN 13652. 2001. Soil improvers and growing media – Extraction of water soluble nutrients and elements. Tukholma: European Committee for Standardization. 15 s.

Laine, P., Lindedahl, K., Visanko, N., Roitto, M. & Pitkänen, M. 2021. Yhdessä kahvin äärellä – Esimerkki hanketyön opinnollistamisesta- https://uasjournal.fi/4-2021/yhdessa-kahvin-aarella-esimerkki-hanketyon-opinnollistamisesta/ luettu 2.2. 2022.

Hamppubetonista ruukkuja kaupunkiviljelyyn

Kirjoittajat: Marja Roitto, Helsingin yliopiston kestävyystieteiden instituutti (HELSUS) ja Maataloustieteiden osasto, Helsingin yliopisto ja Roosa Halonen, HSY

Avainsanat: hamppubetoni, rakennusmateriaali

6Aika: CircularHoodFood -hankkeen yhtenä tavoitteena oli löytää kokeilujen avulla kiertotalouden mukaisia ratkaisuja urbaaniin ruokajärjestelmään. Yhtenä kokeiluna hankkeessa testattiin hamppubetonin soveltuvuutta viljelykasvien ruukkujen materiaaliksi. Kokeilun toteuttivat ruukkujen valmistuksen osalta Aalto yliopiston Teknillinen Hamppukerho ry. Hamppubetonin etuna on materiaalin keveys, mikä on tärkeää esimerkiksi kattopuutarhaviljelyssä.

Kaupunkiviljelyssä kannattaa kiinnittää huomiota kasvualustan lisäksi myös käytettäviin ruukkuihin. Mikä ruukku olisi ympäristön kannalta paras valinta ja millaisia ominaisuuksia hyvällä ruukulla tulisi olla. Kaupunkiviljelyssä tarvitaan myös kestäviä ruukkuratkaisuja, jotka soveltuvat hyvin myös ulko-olosuhteisiin. Nykyisellään ruukkujen materiaaliksi on mahdollista valita monenlaisia materiaaleja: savi, betoni, muovi. Puiset lavakaulukset ovat suosittuja ratkaisuja viljelyssä. Taimituotannossa ovat yleisiä olleet turve- ja paperi- ja muoviruukut tai –kennot. Turpeelle etsitään nykyisin ympäristösyistä korvaavia vaihtoehtoja ja myös muovi- ja betoniruukut tarvitsevat uusia haastajia sekä kiertotalouteen sopivia ratkaisuja. Osana hankepilottia kokeiltiin rakennuskäytössä jo testattua hamppubetonia uuteen soveltamiskohteeseen, puutarhakäyttöön.

Hamppubetonista ruukuiksi

Hamppubetoni on kuituhampun päistäreestä ja kalkista valmistettua betonia (Norokytö & Simi 2018). Päistäre korvaa tavallisen betonin tuotannossa tarvittavan hiekan. Hamppubetoni on siis kevyempää kuin tavallinen betoni, mikä helpottaa ruukkujen käsittelyä ja kuljetusta. Hamppubetonielementtien tiheys on noin 400–500 kg m-3 (Demir & Doğan 2020), kun tavanomaisen betonin tiheys on 2400 kg m-3. Savitiilien tiheys on 1500 kg m-3 (Poltetun tiilen ominaisuudet, Tiili-info). Esimerkiksi kaupunkien kattoviljelyssä kasvatuslaatikoiden keveys on etu. Hamppubetoni on myös hengittävä materiaali, mikä edistää juuriston hyvinvointia ruukuissa.

6Aika: CircularHoodFood –hankkeessa testattiin hamppubetonia ruukkujen materiaalina. Tavoitteena oli tarkastella hamppubetonin ominaisuuksia: painavuutta, kestävyyttä ja muotoiltavuutta. Kokeilun toteuttivat ruukkujen valmistuksen osalta Aalto yliopiston Teknillinen Hamppukerho ry. Ruukut olivat viljelykäytössä sekä teknillisen hamppukerhon että Lapinlahden viljelypalstoilla (Oker-Blom & Nästi 2021). Hamppubetoni valmistettiin kuituhampun käyttöä edistäneen Rakenneratkaisuja hampuista –hankkeen ohjetta mukaillen (Norokytö & Simi 2018).

Raaka-aineina käytettiin hampun päistärettä, kalkkia, hydraulista lisäainetta sekä vettä. Ruukkuja varten sopivat ainesosien seossuhteet saatiin kokeilemalla (Oker-Blom & Nästi 2021). Ruukut tehtiin ämpärimuotteihin ja niiden kuivatus kesti noin kuukauden. Tässä hankkeessa ruukkuja valmistettiin vain pienimuotoisesti (6 kpl) kokeilukäyttöön. Hamppubetoni soveltui ruukkujen materiaaliksi ja hamppubetonin keveys on etu viljelykäytössä. Ruukut kestivät viljelykäytössä hyvin kasvukauden. Tavanomaisten saviruukkujen haasteena on niiden huono talvenkestävyys ulkona, sillä ne halkeilevat helposti. Tavoitteena on selvittää hamppubetoniruukkujen kestävyys talvioloissa 2021/2022. .

Kuituhampusta hamppubetoniksi

Kuituhampusta voidaan valmistaa tekstiilejä, rakennusmateriaaleja ja myös esimerkiksi muovia korvaavia biokomposiitteja. Päistäreestä voidaan myös valmistaa yhdessä kalkin ja veden kanssa hamppubetonia. Päistäre on kuituhampun viljelystä saatava sivutuote. Kuituhampun kuitu saadaan korren päällimmäisestä osasta ja korren sisällä oleva puumainen osa on päistärettä. Kuitu on päätuote, mutta myös päistärettä käytetään esimerkiksi kuivikkeena. Kuidun osuus hampussa on noin kolmannes ja loppuosa on päistärettä (Norokytö ja Simi, 2018). Hampun kuitu on noin kaksi kertaa arvokkaampaa verrattuna päistäreeseen, mutta päistäreen hyödyntäminen on tietenkin viljelyn kannattavuuden näkökulmasta tärkeää. Jokaista tuotettua kuitukiloa kohti saadaan sivutuotteena lähes kaksinkertainen määrä päistärettä (Ikonen ym. 2015).

Hampun viljelyä pyritään edistämään, sillä kuituhampun tuotanto soveltuu Suomen olosuhteisiin. Hampun laaja juuristo sitoo tehokkaasti hiiltä maaperään ja on ravinnekierron kannalta hyvä viljelykasvi (MMM 2021). Hampun viljelyssä ei myöskään tarvita kasvinsuojeluaineita. Hampun viljelyala on Suomessa noin 2000 hehtaaria ja luku pitää sisällään kuitu- ja öljyhampun tuotannon. EU-lajikelistalla olevilla sertifioiduilla kuituhamppulajikkeilla ei ole kannabiskasvin huumaavia ominaisuuksia.

Hamppubetonin ilmastovaikutukset ja kierrätettävyys

Hamppubetonin soveltuvuutta rakennusmateriaaliksi on tutkittu hamppubetonin edellä mainittujen hyvien ominaisuuksien vuoksi. Hamppubetoni voi olla myös ilmastovaikutusten kannalta edullinen materiaali, sillä hamppu on kasvaessaan sitonut ilmakehän hiiltä, joka varastoituu edelleen hamppubetoniin. Betonin sideaineena käytettävän kalkin polton yhteydessä kylläkin vapautuu fossiilista hiiltä ilmakehään, mutta karbonatisoitumisilmiössä kalkkikivestä polton yhteydessä vapautunut hiilidioksidi pyrkii taas sitoutumaan takaisin sementtiin. Hamppubetonin hiilijalanjälki voi olla negatiivinen eli hiiltä on sidottu rakenteeseen enemmän kuin sitä on vapautunut (Arehart ym. 2020, Shang & Tariku 2021). Suomessakin on valmistettu hamppubetonista testitalo, jotta materiaalista saataisiin kokemuksia pohjoisissa olosuhteissa (Norokytö & Simi 2018). Esimerkiksi rakenteiden kuivuminen osoittautuikin haasteelliseksi kosteissa sääolosuhteissa. Hampputalo voidaan elinkaarensa lopuksi murskata ja palauttaa pellolle, jolloin hamppubetonin hampun sitoma hiili pääsee takaisin maaperään ja betonin sisältämä kalkki toimii maan pH-arvoa nostattavana maanparannusaineena (Norokytö & Simi 2018).

Ruukkujen ympäristövaikutusten vertailua on tehty vain vähän

Ruukkujen elinkaarisia ympäristövaikutuksia on tutkittu vain vähän. Petunian tuotannon ympäristövaikutuksia selvittäneen tutkimuksen mukaan muoviruukkujen osuus tuotannon ilmastovaikutuksista oli 16% (Koeser ym. 2014). Vertailussa oli mukana biopohjaisia ruukkumateriaaleja, kuten biomuovi, olki-, lanta-, riisi-, turve- ja puupohjaisia ratkaisuja. Tutkimuksen mukaan biopohjaiset materiaalit petunian tuotantovaiheessa olisivat ilmaston kannalta yhtä hyviä tai jopa parempia kuin muoviruukut. Tutkimuksessa systeemin rajaus oli vain viljelyssä, joten ruukkujen valmistus tai hävitys eivät kuuluneet elinkaariarviointiin.

Tämän pienimuotoisen kokeilun avulla selvitettiin, miten hamppubetoni soveltuu ruukkujen materiaaliksi. Ruukkuja testattiin myös jo kaupunkiviljelyssä. Hamppubetoniruukut näyttäisivät soveltuvan kaupunkiviljelyyn, mutta käyttökokemuksia ja tuotekehitystä tarvitaan kuitenkin vielä lisää.

6Aika: CircularHoodFood Kiertotalous kaupunkikortteleissa –ruoan vähähiilisyys, urbaani tuotanto ja biojätteen kierto -hanke oli osa Suomen kuuden suurimman kaupungin 6Aika-strategiaa ja sai rahoitusta Euroopan aluekehitysrahastolta (EAKR). Hanketta toteuttivat HSY, Helsingin yliopisto, Metropolia ammattikorkeakoulu ja Vantaan kaupunki.

Lähteet

Arehart, J.H., Nelson, W.S., Srubar, W.V. 2020. On the theoretical carbon storage and carbon sequestration potential of hempcrete. Journal of Cleaner Production 266: 121846. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121846

Demir, İ. and Doğan, C., 2020. Physical and mechanical properties of hempcrete. The Open Waste Management Journal, 13(1).

Ikonen, J., Kilpeläinen, J., & Puhakka-Tarvainen, H. 2015. Kuituhampun jalostuksen mahdollisuudet Suomessa. Karelia-ammattikorkeakoulu. 32 s. http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-275- 185-0

Koeser, A. K., Lovell, S. T., Petri, A. C., Brumfield, R. G., & Stewart, J. R. 2014. Biocontainer Use in a Petunia ×hybrida Greenhouse Production System: a Cradle-to-gate Carbon Footprint Assessment of Secondary Impacts, HortScience horts, 49: 265-271. https://journals.ashs.org/hortsci/view/journals/hortsci/49/3/article-p265.xml

Maa- ja metsätalousministeriö. 2021. Hamppu on ilmastoviisaan viljelijän kumppani. https://mmm.fi/-/hamppu-on-ilmastoviisaan-viljelijan-kumppani

Norokytö, N. ja Simi, P. (toim). 2018. Hampputalo. Turun ammattikorkeakoulun materiaaleja. 68 s. http://julkaisut.turkuamk.fi/isbn9789522167026.pdf

Oker-Blom, A. ja Nästi, N. 2021. Hamppuruukut. Raportti. 11 s.

Shang, Y., Tariku, F. 2021. Hempcrete building performance in mild and cold climates: Integrated analysis of carbon footprint, energy, and indoor thermal and moisture buffering. Building and Environment 206: 108377,https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2021.108377

Tiili-info. Poltetun tiiilen ominaisuudet. https://www.tiili-info.fi/tiili-materiaalina/poltetun-tiilen-ominaisuudet/ Viitattu 23.2.2022.

Lajitteluratkaisuja yhteiskehittämässä asukkaiden kanssa

Kirjoittajat: Anneli Auranen (Metropolia ammattikorkeakoulu), Roosa Halonen ja Elina Mattero-Meronen, Helsingin seudun ympäristöpalvelut (HSY)

Avainsanat: asukasosallistuminen, lajittelu, kierrätys, lajitteluratkaisut, biöjäte

6Aika: CircularHoodFood -hankkeen yhtenä tavoitteena oli löytää kokeilujen avulla kiertotalouden mukaisia ratkaisuja urbaaniin ruokajärjestelmään. Mikäli ruoka- tai muuta biojätettä syntyy, on se kiertotalouden mukaisesti lajiteltava oikein ja ohjattava kierrätykseen. Hankkeessa järjestettiin avoin ideakilpailu ”Kierrätys lähtee käsistä”, jonka tavoitteena oli löytää ja testata uuden ajan urbaaneja ja kompakteja tilaratkaisuja ja ideoita koteihin helpottamaan lajittelua, erityisesti pienissä asunnoissa. Kilpailun tuotoksena saatiin paljon hyviä lajitteluvinkkejä ja ohjeita kodin lajitteluun. Voittajaratkaisuista laadittiin tuunaus – ja rakennusohjeet. Kierrätyskalusteet on sisällytetty myös Niimaar OY:n mittatilausvalikoimaan.

Tilan puute kotona estää lajittelua – apua kysyttiin asukkailta

Vain lajiteltuna arvokas materiaali jatkaa kiertoaan ja biojätteen osuus sekajätteestä (39,4 % vuonna 2021) pienenee (HSY 2021a). Jotta ravinteet voidaan ohjata kierrätykseen, tarvitaan asukkaiden osallistumista. Haasteeksi saattaa muodostua rajallinen lajittelukapasiteetti kotona. Jopa 36 prosenttia pääkaupunkiseudun ja Kirkkonummen asukkaista pitää merkittävänä esteenä lajittelulle tilanpuutetta kotona. Saman kyselyn mukaan 73 prosenttia vastaajista haluaisi lajitella jätteensä nykyistä aktiivisemmin. (HSY 2020.)

Ideoita kodin jätteiden lajittelun helpottamiseen haettiin kaksisarjaisessa ideakilpailussa. Kevytsarjan ideoita ja vinkkejä kerättiin somehaasteen muodossa kierrätyksestä kiinnostuneilta asukkailta ja keskustelua käytiin aktiivisesti sosiaalisessa mediassa. Raskassarja kohdistettiin osallistujille, jotka kykenivät vaativampaan lajittelukalusteen mallintamiseen.

Kauttaaltaan kilpailu herätti mielenkiintoa mediassa ja keräsi yhteensä 50 ratkaisuehdotusta. Ideakilpailusta valittiin moniammatillisen tuomariston kanssa kolme potentiaalisesti kauppojen hyllyillekin soveltuvaa voittajaratkaisua. Lisäksi palkittiin liuta lajitteluun liittyviä tuunausohjeita ja vinkkejä.

Suosituimmat ja voitokkaimmat kevyen sarjan lajitteluvinkit liittyivät jonkin olemassa olevan kalusteen, rakenteen tai esineen hyödyntämiseen. Tällaisia ideoita olivat esimerkiksi kukkaruukun tai vanhan emalikattilan hyödyntäminen biojäteastiana, jätekärryn uudelleenjärjestely ja kerroksien ja hyllyjen hyödyntäminen tilakapasiteetin laajentamiseksi sekä kenkäkaapin muuttaminen lajittelulipastoksi. Askarteluun ja tuunaukseen liittyvät ratkaisut olivat niin ikään suosittuja. Esimerkiksi jugurttipurkista tai muusta elintarvikekiposta voi vinyylitarroin ja tarrakoukuin sekä pienellä palalla aktiivihiiltä askarrella itselleen tuoksuttoman pienen biojäteastian. Lajittelua pystyy ohjeiden avulla laajentamaan myös seinälle nk. Lajitteluseinäksi, jossa hyödynnetään metallikehikkoa ja koukulla varustettuja astioita. Kauttaaltaan kevyen sarjan “tuunausohjeiden ja vinkkien” koettiin palvelevan parhaiten pieniä kotitalouksia.

Raskassarjan voittajaideoista rakennetut lajitteluprototyypit pääsivät asukkaiden testiin

Raskaan sarjan voittajaideoista Kierrätyskarusellista, Lajittelukuutiosta ja Lajittelulipastosta valmistettiin prototyypit kotimaisen kalustevalmistaja Niimaar Oy:n toimesta. Prototyyppien testaamiseen otettiin mukaan pääkaupunkiseudun asukkaita.

Prototyypit toimitettiin 10 viikon ajaksi kuuden erilaisen kotitalouden (rivi- ja kerrostaloasuntojen) testattavaksi ja arvioitavaksi pääkaupunkiseudulle. Asuntojen koko ja asukasmäärä vaihtelivat. Tavoitteena oli löytää mahdollisimman monenlaisia talouksia palvelevia lajitteluratkaisuja. Testissä mukana olevissa kotitalouksissa oli ennen testijaksoa kamppailtu yleisten lajitteluun liittyen ongelmien, kuten tilanpuutteen kanssa. Testitalouksilta kerättiin kokemuksia ja parannusehdotuksia lajitteluratkaisuista yhteensä kolmella verkkokyselyllä, jotka ajoittuvat kokeilun eri vaiheisiin.

Testikotitalouksista saatiin pilottijakson aikana paljon kehitysideoita, jotka liittyivät ratkaisujen yleisvaikutelmaan, kokoon, toimivuuteen, esteettisyyteen, liikuteltavuuteen ja materiaaleihin. Lisäksi tiedusteltiin osallistujien kierrätystottumuksia ja lajittelumotivaatiota. Monet kertoivat, että itse keksityt ratkaisut eivät olleet tarpeeksi käytännöllisiä tai esteettisesti tyydyttäviä. Kaikissa asunnoissa oli lajiteltu joko muutamaa tai kaikkia jätelajeja.

Ratkaisuista Kierrätyskaruselli ja Lajittelukuutio saivat kyselyissä hyvät arvosanat, kun asukkailta kysyttiin niiden esteettisyydestä, toimivuudesta ja laadusta. Prototyyppinä Lajittelulipasto ei saanut yhtä hyviä pisteitä, sillä siinä ei ollut mahdollista lajitella montaa eri jätelajia.

Havaittiin, että kompaktikin kaluste kohtasi erityisesti pienissä asunnoissa lajittelua koskevan tutun tilahaasteen. Asukkaat olivatkin kekseliäästi hyödyttäneet kalusteita myös muuhun käyttötarkoitukseen kuin lajitteluun. Kilpailun yksi kärkiteema oli ottaa koko asunnon kapasiteetti tilakäyttöön. Esimerkiksi Lajittelukuutio oli testijakson aikana löytänyt paikkansa olohuoneesta tv-tasona. Lajittelulipaston taso toimitti kissanpedin virkaa. Havaintoja kalusteen taipumisesta monimuotoiseen käyttöön (multifunktionaalisuus) hyödynnetään tuotteiden mahdollisessa tuotteistamisessa jatkossa.

6Aika: CircularHoodFood -hankkeessa kysyttiin neuvoa asukkailta avoimen ideakilpailun muodossa jätteiden lajittelun helpottamiseen. Kilpailun tuotoksena saatiin paljon hyviä lajitteluvinkkejä ja ohjeita kodin lajitteluun. Voittajaratkaisuista laadittiin tuunaus – ja rakennusohjeet. Kierrätyskalusteet on sisällytetty myös Niimaar Oy:n mittatilausvalikoimaan.

Katso Lajitteluvideot - ja ohjeet jokaiseen kotiin täältä.

6Aika: CircularHoodFood Kiertotalous kaupunkikortteleissa –ruoan vähähiilisyys, urbaani tuotanto ja biojätteen kierto -hanke oli osa Suomen kuuden suurimman kaupungin 6Aika-strategiaa ja sai rahoitusta Euroopan aluekehitysrahastolta (EAKR). Hanketta toteuttivat HSY, Helsingin yliopisto, Metropolia ammattikorkeakoulu ja Vantaan kaupunki.

Lähteet

HSY 2020. HSY:n kuluttajakäyttäytymistutkimus helmikuu 2020.

HSY 2021a. Pääkaupunkiseudun sekajätteen koostumus vuonna 2021 (hsy.fi) (Luettu 24.1.2022)

HSY 2021b. HSY kysyi ideoita lajittelun järjestämisestä kotona – nyt ideat testataan 2021. HSY. HSY kysyi ideoita lajittelun järjestämisestä kotona – nyt ideat testataan - HSY (Luettu 25.3.2021)