Laatukauran tuotanto ja siitä syntyvän kasvimassan hyötykäyttö termomekanisen prosessin avulla

Laatukaura

Alkamispäivä

01.01.2017

Päättymispäivä

31.12.2020

Tiivistelmä

Tausta
Uusien tuotesovellusten ja teknologioiden ansiosta elintarvikekauran käyttö ja kysyntä on Suomessa kasvanut. Kauraa jalostetaan moniksi arvokkaiksi tuotteiksi kuten hiutaleiksi-, välipaloiksi, nyhtökauraksi ja leivonta-, levite-, proteiini-, laihdutus- sekä kosmetiikkatuotteiksi. Laatukauran kysyntä painottuu yhä enemmän käyttötarkoituksen mukaiseen lajikkeeseen sekä korkeaan tekniseen ja hygieeniseen laatuun. Erityispiirteitä ovat esim. pieni tärkkelysjyväsen koko, suuret beetaglukaani-, proteiini-, öljy- tai fenolisten yhdisteiden pitoisuudet.

Kauran viljelijöiden kilpailukyky ja viljelyn kustannustehokkuus ovat avaintekijöitä erikoistuvilla kansallisilla ja kansainvälisillä markkinoilla. Hankkeen aikana kehitettävässä toimintamallissa korostetaan tilojen ja/tai viljelijärenkaiden yhteistyön lisäämisen merkitystä viljan kuivauksessa, sivuvirtojen hyödyntämisessä ja ravinnekierrossa sekä logistiikassa. Sitran Suomen tiekartta kiertotalouteen 2016 - 2025 selvityksessä kannustetaan eri osaamisalojen toimijoita tarttumaan rohkeisiin kokeiluideoihin ja testaamaan niitä pilot -tasolla. Selvityksessä mainitaan myös, että alkutuotannon raaka-aineet ovat pääomaa, jonka hyvä huolenpito on kestävien ratkaisujen edellytys. Uusien toimintatapojen kehitys vaatii laatukauran viljelijöiden, viljelijärenkaiden, tutkimuksen, neuvonnan ja viljaa käyttävän teollisuuden välisen viestinnän ja monimuotoisen vuorovaikutuksen vahvistamista.

Tarve

1. Laatukauran tuotannosta syntyvien ylitteiden käyttö- ja jalostusarvon nosto

Yhdeltä hehtaarilta jyvä- ja kasvimassaa saadaan 8 tonnia. Olkea syntyy 4 tonnia ja jyviä 4 tonnia, josta saadaan noin 2,5 tonnia elintarvikekelpoista kauraa. Jyvän sivuvirtaa kuivauksen ja lajittelun jälkeen syntyy jopa 1,5 tonnia. Täten elintarvikekauran tuotannossa muodostuvien sivuvirtojen ja oljen määrät ovat erittäin suuria. Tähän mennessä sivuvirtojen tehokas hyötykäyttö sekä ravinteiden palautus peltoon on ollut vähäistä tai täysin olematonta. Tämän ongelman ratkaisemiseksi on suuri tarve sitouttaa viljelijät laatukauran tuotantoon, sivuvirtojen uuteen hyödyntämiseen ja ravinteiden kierrätykseen.

2. Uuden teknologian käyttöönotto tilatasolla

Laatukauran tuotannossa sivujakeina syntyvän suuren kasvimassan käsittelyyn on tarve kehittää uutta teknologiaa tilatasolla ja lisätä sivujakeiden käyttö- ja jalostusarvoa. Yksi varteenotettavista innovatiivisista kasvimassan käsittelyyn soveltuvista tekniikoista on termomekaaninen kemikaaliton prosessi, eli autohydrolyysi. Autohydrolyysi on ikään kuin nopeutettu turpeen muodostumisprosessi, joka tuottaa humusta maan parannusaineeksi. Prosessissa muodostuu myös liukoinen fraktio, jonka sovelluskohteena voi olla rehukäyttö.

3. Riskitekijöiden hallinta ja riskien minimointi

Kevytmuokkauksen ja suorakylvön yleistyminen on lisännyt kasvimassan määrää pellon pinnalla ja luonut siten Fusarium -sienille hyvän kasvualustan. Fusarium -sienten muodostamat homemyrkyt ovat kauralla merkittävä elintarvike- ja rehuturvallisuutta vaarantava riskitekijä. Huolellisella viljan kuivauksella, lajittelulla ja oljen keräämisellä pellolta vähennetään merkittävästi hometoksiiniriskiä ja kuluttajien toksiinien saantia. Näillä toimenpiteillä vähennetään kestävästi myös muiden kuin Fusarium -sienten aiheuttamaa kasvitautipainetta sekä rikkakasvien lisääntymistä. Etenkin pitkään suorakylvössä ja luomutuotannossa olleilla peltolohkoilla rikkaongelmat voivat lisääntyä. Glyfosaatin käytön kieltäminen olisi suorakylvölle iso takaisku. Tauti- ja rikkakasvipainetta ei enää ratkaista pelkällä viljelykierrolla.

4. Suomen viljelysmaiden humuksen määrän kasvattaminen

On todettu, että Suomen peltomailla humuksen määrä on uhkaavasti vähentynyt. Tutkimusten mukaan humusta pitää olla peltomaassa vähintään 3,4 %, jotta se on viljelykelpoista. Elävä humus pitää yllä maan rakennetta ja viljavuutta. Orgaanisen aineksen hajotessa syntyy kasveille käyttökelpoisia liukoisia ravinteita. Lisäksi orgaaniset lannoitteet auttavat sitomaan hiiltä ilmakehästä maaperään. Kiertotaloudella ja viljan viljelyn sivujakeiden käyttö- ja jalostusarvon nostolla humuksen määrää voidaan palauttaa ja lisätä Suomen peltolohkoilla niin, että eloperäisen aineen lisäys on suurempi kuin eloperäisen aineksen hajoaminen.

5. Kauran viljelyn kannattavuuden parantaminen

Kauran kotimaan hinnat tällä hetkellä ovat 120 - 130 euroa per tonni. Hintataso on niin alhainen, ettei se riitä kattamaan tuotantokustannuksia. Satakunnan viljelijärenkaassa on viimeiset viisi vuotta lisätty merkittävästi viljelijöiden välistä yhteistyötä kuivauksessa ja koneurakoinnissa sekä kehitetty lajike-erikoistunutta viljelyä taloudellisen kannattavuuden parantamiseksi. Kannattavuutta voidaan edelleen parantaa kauran viljelyssä pellolle jäävän oljen, kuivauksessa ja lajittelussa syntyvien sivujakeiden tehokkaalla hyödyntämisellä termomekaanisen prosessin avulla. Verrokkina autohydrolyysin kautta saatavalle sivuvirtojen arvon nousulle käytetään sivujakeiden polttoarvoa tai niiden käyttöä kompostoinnin apuaineena.

6. Ilmastotavoitteiden ja kestävän kehityksen edistäminen

Ilmastotavoitteiden mukaista on saada lisättyä peltomaahan hiilidioksidia. Ekologisessa kestävän kehityksen elementissä painotetaan energiatehokkuutta ja kasvihuonekaasujen vähentämistä viljan kuivauksen optimoinnilla, sivuvirtojen hyödyntämisellä ja minimoimalla turhat kuljetukset. Sitoudutaan myös uusiin ympäristötuen ehtoihin.

Sosiaalisessa kestävyydessä viljelijöiden, viljelijärenkaiden, tutkimuksen, neuvonnan ja viljaa jalostavan teollisuuden välinen aito vuorovaikutus ja tiivis työyhteisö vaalivat yhteisöllisyyttä ja avointa tieto-taidon vaihtoa. Kaikki hankkeeseen osallistuvat tahot voivat vaikuttaa heitä koskevaan päätöksentekoon. Määräajoin pidetään hankekokoukset, joissa käydään läpi hankkeessa siihen mennessä saavutetut tulokset, suunnitellaan tulevia tehtäviä ja ratkomaan mahdollisia ongelmia.

Taloudellista kestävyyttä rakennetaan yhdessä ja tavoitteena on kauranviljelyn hyvä taloudellinen kannattavuus, laatukauran arvon nostaminen ja sivuvirtojen arvokas hyötykäyttö.

Inhimillisen kestävyyden perustana ovat motivoiva ja mielekäs työ sekä uudet liiketoiminta-mahdollisuudet. Näiden rinnalle tulee sopia myös riittävästi vapaa-aikaa. Hyvä elämä ja innostus omaan työhön tukevat kaikkia edellä mainittuja kestävän kehityksen elementtejä.

Tavoitteet

1. Hankkeen päätavoite on tuottaa kustannustehokkaasti korkealaatuista kauraa ja nostaa kauran kuivauksessa, lajittelussa ja kuorinnassa syntyvien sivuvirtojen ja pelto-oljen käyttö- ja jalostusarvoa kauran viljelyn kannattavuuden parantamiseksi.

2. Testataan kemikaalittoman termomekaanisen prosessin (autohydrolyysin) soveltuvuus laatukauran tuotannossa syntyvien sivujakeiden prosessointiin. Autohydrolyysin tuotteina syntyy hitaasti hajoava orgaaninen aines (humus) ja nopeasti hajoava liukoinen jae.

3. Selvitetään kenttäkokeilla orgaanisen aineksen soveltuvuus peltokäyttöön. Selvitetään pilot -kokeilla, voidaanko hitaasti hajoavaan orgaaniseen ainekseen sekoittaa kalkkia ja puun poltosta syntyvää tuhkaa. Täten orgaanisen aineksen käytettävyyttä, maan pH:ta ja ravinteiden palautusta peltoon voidaan nostaa kauran sadontuottokyvyn parantamiseksi. Analysoidaan orgaanisen aineksen kemiallinen koostumus: pH, kosteus, pääravinteet ja haitalliset metallit. Määritetään liukoisen jakeen rehuarvo ja kemiallinen koostumus.

4. Vähennetään huolellisella viljan kuivauksella ja lajittelulla sekä oljen keräämisellä pellolta Fusarium -sienten ja hometoksiinien, kasvitautien ja rikkakasvien riskiä.

5. Lisätään viljelysmaan orgaanisen aineksen määrää. Humuksen lisäämisellä peltoon vähennetään eroosiota ja ravinteiden huuhtoutumista vesistöihin, pienennetään metaanipäästöjä sekä sitoutetaan peltoon ilman hiilidioksidia.


Tavoitteet, vaikuttavuus ja hyödyt

Hankkeessa parannetaan kauranviljelyn kustannustehokkuutta ja kehitetään uusia viljelijä- ja asiakassuuntautuneita menettelytapoja. Kauran tuotannon vaikeus on, että kuorellisen kauran tuotannossa saadaan vain 2,5 tonnia elintarvikekelpoista kauraa 8 tonnista kasvi- ja jyvämassaa. Lisäksi pellolle talveksi yleisesti jäävä olki toimii hyvänä kasvualustana homeille, jotka voivat tuottaa kauraan homemyrkkyjä. Hankkeessa selvitetään, voimmeko kannattavasti jakaa pelloilta kerättävän oljen ja kauran käsittelyn sivutuotteet hitaasti ja nopeasti hajoavaksi jakeeksi tunnetulla termomekaanisella prosessilla.

1. Laatukauran tuotanto; 2. Viljan kuivauksen ja lajittelun sivuvirroista ja pelto-oljesta muodostuvan kasvimassan hyötykäyttö; 3. Termomekaaninen kemikaaliton prosessi ja 4. Hiilen sitominen peltoon.