Jäätelöteollisuudessa syntyvän sivuvirtaveden hyödyntäminen mikroleväkasvatuksessa
Ronni, Milja (2024)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024060420887
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2024060420887
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö tehtiin Euroopan unionin osarahoittamalle Teollisuusvesistä biokaasua ja arvokomponentteja (Vesitar) -hankkeelle, jota koordinoi HAMK Bio- tutkimusyksikkö. Hankkeen tavoitteena on edistää kiertotaloutta hyödyntämällä teollisuusvesien komponentteja, vähentää jätevesien kuormitusta ja pienentää jäteveden puhdistustarvetta. Opinnäytetyössä tarkasteltiin jäätelönvalmistuksessa syntyvän sivuvirtaveden hyödyntämistä mikroleväkasvatuksessa. Mikroleviä voidaan hyödyntää teollisten jätevesien käsittelyssä, sillä ne kykenevät hyödyntämään jäteveden ravinteita kasvuunsa vähentäen siten tarvetta jäteveden käsittelylle. Lisäksi tuotettua mikroleväbiomassaa voidaan hyödyntää arvokkaiden komponenttien, kuten rasvahappojen ja pigmenttien tuotannossa.
Työssä käytetyt mikrolevät olivat Scenedesmus acuminatus, Scenedesmus obliquus, Euglena gracilis, Spirulina maxima, Chlorella vulgaris ja Selenastrum sp. Työssä määritettiin jokaiselle mikrolevälle kuiva-ainepitoisuuden ja optisen tiheyden korrelaatio, jota apuna käyttäen tehtiin kuusi mikroleväkasvatusta jäätelön valmistuksessa syntyvässä sivuvirtavedessä. Kasvatusten perusteella selvitettiin sivuvirtavedessä parhaiten tutkittavista lajeista kasvava mikrolevä.
Kasvatusten perusteella jäätelövalmistuksessa syntyvä sivuvirtavesi soveltuu valittujen mikrolevien kasvatukseen. Se sisältää ravinteita, kuten typpeä, fosforia ja hiiltä, joita tarvitaan mikroleväkasvuun. Tehdyistä korrelaatiokuvaajasta kolme osoittautuivat toimiviksi ja kolme antoivat liian epätarkan tuloksen. Jäätelön valmistuksessa syntyvässä sivuvirtavedessä kasvoi parhaiten Euglena gracilis, jonka biomassa saavutti 5,39 g/l kahden viikon kasvatuksessa.
Sivuvirtavedessä tehdyt mikroleväkasvatukset olivat fotoheterotrofisia kasvatuksia. Aiempien tutkimusten perusteella Euglena gracilis voisi kasvaa vielä enemmän miksotrofisessa kasvatuksessa. Sivuvirtaveden esikäsittelystä syntyvää sakkaa voidaan edelleen käyttää sellaisenaan eläinrehussa.
Avainsanat: Mikrolevät, mikroleväkasvatus, sivuvirtavesi
Sivut: 37 sivua ja liitteitä 10 sivua This thesis was conducted as part of the Biogas and value components from industrial wastewater (Vesitar) project which is partially funded by the European Union. The Vesitar project is coordinated by the HAMK Bio Research Unit. The aim of the project is to promote circular economy by utilizing the components of industrial wastewater thereby reducing the wastewater load and the need for wastewater treatment. The thesis focused on the utilization of ice cream industry sidestream water in microalgae cultivation. Microalgae are researched for their potential in industrial wastewater treatment due to their ability to utilize nutrients in wastewater for their growth, thereby reducing the need for conventional treatment methods. Additionally, microalgae biomass can be utilized for valuable components like fatty acids and pigments.
The microalgae used in this study were Scenedesmus acuminatus, Scenedesmus obliquus, Euglena gracilis, Spirulina maxima, Chlorella vulgaris, and Selenastrum sp. For each microalgae species, the correlation between dry weight and optical density was determined. Utilizing the correlations, six microalgae cultivations were conducted in ice cream industry sidestream water to identify the microalgae species that grows best in it.
Based on the cultivations it was found that ice cream industry sidestream water is suitable for the cultivation of the selected microalgae species since it contains the necessary nutrients such as nitrogen, phosphorus, and carbon for the growth of microalgae. Three of the correlation graphs proved to be feasible while three were inaccurate. Among the microalgae species studied, Euglena gracilis exhibited the highest growth in sidestream water reaching a biomass concentration of 5.39 g/L in a two-week cultivation period.
The microalgae cultivations conducted in ice cream industry sidestream water were photoheterotrophic. Based on previous research, it is suggested that Euglena gracilis could achieve higher growth in mixotrophic cultivation. The sediment generated from the pretreatment of sidestream water can still be utilized in animal feed.
Keywords: Microalgae, microalgae cultivation, sidestream water
Pages: 37 pages and 10 pages of appendices
Työssä käytetyt mikrolevät olivat Scenedesmus acuminatus, Scenedesmus obliquus, Euglena gracilis, Spirulina maxima, Chlorella vulgaris ja Selenastrum sp. Työssä määritettiin jokaiselle mikrolevälle kuiva-ainepitoisuuden ja optisen tiheyden korrelaatio, jota apuna käyttäen tehtiin kuusi mikroleväkasvatusta jäätelön valmistuksessa syntyvässä sivuvirtavedessä. Kasvatusten perusteella selvitettiin sivuvirtavedessä parhaiten tutkittavista lajeista kasvava mikrolevä.
Kasvatusten perusteella jäätelövalmistuksessa syntyvä sivuvirtavesi soveltuu valittujen mikrolevien kasvatukseen. Se sisältää ravinteita, kuten typpeä, fosforia ja hiiltä, joita tarvitaan mikroleväkasvuun. Tehdyistä korrelaatiokuvaajasta kolme osoittautuivat toimiviksi ja kolme antoivat liian epätarkan tuloksen. Jäätelön valmistuksessa syntyvässä sivuvirtavedessä kasvoi parhaiten Euglena gracilis, jonka biomassa saavutti 5,39 g/l kahden viikon kasvatuksessa.
Sivuvirtavedessä tehdyt mikroleväkasvatukset olivat fotoheterotrofisia kasvatuksia. Aiempien tutkimusten perusteella Euglena gracilis voisi kasvaa vielä enemmän miksotrofisessa kasvatuksessa. Sivuvirtaveden esikäsittelystä syntyvää sakkaa voidaan edelleen käyttää sellaisenaan eläinrehussa.
Avainsanat: Mikrolevät, mikroleväkasvatus, sivuvirtavesi
Sivut: 37 sivua ja liitteitä 10 sivua
The microalgae used in this study were Scenedesmus acuminatus, Scenedesmus obliquus, Euglena gracilis, Spirulina maxima, Chlorella vulgaris, and Selenastrum sp. For each microalgae species, the correlation between dry weight and optical density was determined. Utilizing the correlations, six microalgae cultivations were conducted in ice cream industry sidestream water to identify the microalgae species that grows best in it.
Based on the cultivations it was found that ice cream industry sidestream water is suitable for the cultivation of the selected microalgae species since it contains the necessary nutrients such as nitrogen, phosphorus, and carbon for the growth of microalgae. Three of the correlation graphs proved to be feasible while three were inaccurate. Among the microalgae species studied, Euglena gracilis exhibited the highest growth in sidestream water reaching a biomass concentration of 5.39 g/L in a two-week cultivation period.
The microalgae cultivations conducted in ice cream industry sidestream water were photoheterotrophic. Based on previous research, it is suggested that Euglena gracilis could achieve higher growth in mixotrophic cultivation. The sediment generated from the pretreatment of sidestream water can still be utilized in animal feed.
Keywords: Microalgae, microalgae cultivation, sidestream water
Pages: 37 pages and 10 pages of appendices