Maisterintutkielman kirjallisuuskatsauksessa perehdyttiin härkäpavun ominaisuuksiin ja proteiinijauheiden valmistusmenetelmiin. Kokeellisen osion tavoitteena oli eristää härkäpapuproteiinia ja vertailla konsentrointimenetelmän vaikutusta sumutuskuivatun härkäpapuproteiini-isolaatin ominaisuuksiin ja proteiinin saantoon. Proteiini eristettiin härkäpapujauhosta veteen uuttamalla. Uuttoliuokset konsentroitiin kahdessa erässä, ultrasuodattamalla ja saostamalla, jonka jälkeen konsentroidut liuokset sumutuskuivattiin. Kuivatuista härkäpapuproteiinijauheista tutkittiin vesi- ja proteiinipitoisuudet, partikkelikoko, väri ja funktionaalisista ominaisuuksista proteiinien liukoisuus ja vaahdonmuodostuskyky. Lisäksi laskettiin proteiinisaanto prosessin eri vaiheissa. Ultrasuodatetun härkäpapuproteiinijauheen proteiinipitoisuudeksi saatiin 82 % (märkäpaino), kun taas saostetun proteiinijauheen proteiinipitoisuus oli 94 %. Vesipitoisuudet samassa järjestyksessä 5 % ja 7 %. Ultrasuodattamalla konsentroitu jauhe oli väriltään vaaleampaa ja keltaisempaa kuin saostamalla konsentroitu. Partikkelikooissa ei havaittu tilastollisesti merkitseviä eroja. Proteiinit liukenivat heikosti isoelektrisen pisteen alueella (pH 4–5). Saostettu härkäpapuproteiini-isolaatti liukeni ultrasuodatettua isolaattia paremmin happamassa pH:ssa. Emäksisessä pH:ssa liukoisuus erot tasoittuivat. Ultrasuodatettu härkäpapuproteiini-isolaatti muodosti tehokkaammin ja pysyvämpiä vaahtoja kuin saostettu isolaatti tai härkäpapujauho. Koko prosessin proteiinisaanto jäi matalaksi. Ultrasuodatetulla erällä alkuperäisestä proteiinista saatiin talteen 19,8 %, kun saostetulla saanto jäi 6,7 %:iin. Tulosten perusteella proteiinin eristys onnistui hyvin ja saatiin aikaan härkäpapuproteiini-isolaatteja, proteiinipitoisuuksien noustessa yli 80 %:iin. Konsentroinnilla voidaan vaikuttaa isolaatin proteiini- ja vesipitoisuuteen, väriin ja funktionaalisiin ominaisuuksiin. Menetelmän valintaan vaikuttaa proteiini-isolaatin käyttökohde ja sen vaatimat ominaisuudet. Konsentrointi- ja kuivausmenetelmät vaativat kuitenkin edelleen optimointia, jotta proteiinin saantoa saataisiin nostettua.

Engl. summary: Reaction rates amd factors affecting them at extended aeration : simultaneous precipitation of wastewater

Raaseporin kaupungin Karjaan ja Tammisaaren kaupunginosien sekä Inkoon kunnan alueella sijaitsevan Källträskin kunnostuksessa kokeiltiin fosforin kemiallista saostamista vuonna 2006. Uudellamaalla ei ollut tätä ennen käytetty kyseistä menetelmää järvien kunnostuksessa. Aloite pilottihankkeesta tuli paikalliselta ympäristöyhdistykseltä, joka myös otti vastuun hankkeen vetämisestä. Kunnostushankkeesta saatiin tärkeää tietoa menetelmän toteuttamisesta ja vaikutuksista sisäisen kuormituksen vähentämiseen. Hanketta voidaan pitää esimerkkinä kunnostusprojektin vetämisen vaativuudesta ja monitahoisuudesta.Tässä raportissa kootaan yhteen hankkeen aikana ja sen jälkeen eri tekijöiden tekemät tutkimukset ja selvitykset. Samoin hankkeen vaatima lupaprosessi kuvataan. Lisäksi raportin loppuosassa on tarkasteltu käsittelyn vaikutuksia Källträskin nykyiseen veden laatuun. Raportti jakautuu kolmeen osaan, ensimmäinen kuvaa hankkeen hallinnointia, toinen tutkimuksia ja kolmannessa arvioidaan hankkeen läpiviemistä. Kemiallisen käsittelyn vaikutuksia Källträskin tilaan on vaikea havaita. Veden laadussa ei näy selviä muutoksia. Kasvillisuudessa on havaittavissa muutoksia. Karuja oloja kuvastava ruskoärviä lisääntyi, mutta toisaalta myös rehevyyttä ilmaisevia pikkulimaskaa ja kilpukkaa alkoi esiintyä. Pohjaeläimet kertovat järven rehevyydestä. Pohjan tilaa kemiallinen käsittely tuskin on parantanut, koska pohjaeläinlajisto kuvaa huonoja oloja. Kalaston rakenteeseen käsittelyllä ei ollut vaikutusta, rapukanta saattoi heiketä sen seurauksena. Paikalliset ovat havainneet järven tilan parantuneen käsittelyn jälkeen. Tila voi olla parempi, vaikka vedenlaatumittauksista sitä ei voida havaita. Ainakaan käsittelyn jälkeen ei ole esiintynyt runsaita leväkukintoja. Järven tilaa kannattaa yhä seurata, jotta saataisiin näkyviin mahdolliset pitkäaikaiset vaikutukset. Kemiallinen käsittely toiminee parhaiten hyvin rehevissä järvissä, joissa on voimakas sisäinen kuormitus eikä ulkoista kuormitusta tule yli sallitun tason. Samoin järven pieni koko on etu.

Turvetta nostetaan Suomessa vuosittain n. 25 miljoonaa kuutiometriä, josta energiaturpeen osuus on n. 23 milj. kuutiometriä. Suomessa tuotetaankin yli 50 % maailman energiaturpeesta. Turpeen noston aiheuttamat muutokset valunnassa ja biogeokemiallisissa prosesseissa johtavat kiintoaine- ja ravinnekuormituksen lisääntymiseen alapuolisissa vesistöissä, mikä on nähtävissä erityisesti pohjien liettymisenä. Turvetuotannon kuormitusta onkin pyrittävä vähentämään koko elinkaaren vesistövaikutukset huomioon ottavilla parhailla käyttökelpoisilla tekniikoilla. Pintavalutus on vakiintunut parhaaksi käytettävissä olevaksi tekniikaksi (BAT) turvetuotannon valumavesien puhdistuksessa. Myös ojitettujen vesiensuojelukosteikkojen käyttö käytännön vesiensuojelussa on yleistynyt, koska pinnaltaan ojittamatonta suoaluetta ei enää useinkaan ole tarjolla turvetuotantosoiden läheisyydessä. Myös veden kemiallinen puhdistus on yleistynyt BAT menetelmänä. Kemiallisen puhdistuksen käyttöä rajoittavat korkeat kustannukset. Tämän vuoksi kustannuksiltaan alempi ns. pienemmän mittakaavan kemikalointi on käytössä jo nyt sellaisilla pienillä turvetuotantosoilla, joille on asetettu korkeat puhdistusvaatimukset. Vielä ei kuitenkaan ole riittävästi tietoa mm. ojitettujen kosteikkojen sekä pienkemikaloinnin puhdistustehokkuudesta ja toimintavarmuudesta sekä niihin vaikuttavista tekijöistä. Viime aikoina on myös useissa eri yhteyksissä noussut esiin tarve kyetä entistä paremmin ennustamaan ja arvioimaan turvetuotantosoilta vesistöihin kohdistuvaa kuormitusta turvetuotantosoiden paikallisten ominaisuuksien perusteella. Tätä tietoa tarvitaan erityisesti kuormituksen tason paikallisen arvioinnin tarkentamiseen. Turvetuotannon vesistökuormituksen ennakointi ja uudet hallintamenetelmät (TuVeKu) – hankkeen osatavoitteina oli I) arvioida aiemmin seurannan kohteina olleiden turvetuotantosoiden paikallisten ominaisuuksien vaikutusta syntyvään vesistökuormitukseen sekä löytää syitä pintavalutuskentillä ja ojitetuilla vesiensuojelukosteikoilla havaittuun puhdistuskyvyn vaihteluun sekä II) selvittää millaisin toimenpitein Vapo Oy:llä käytössä olevan rakeisen saostuskemikaalin syöttöön perustuvan pienkemikalointiaseman toimintaa voidaan tehostaa. Osatavoitteen I osalta tutkimuksessa pyrittiin löytämään kuormituksen muodostumiseen ja vesiensuojelukosteikkojen puhdistustehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä sekä todentamaan aiempia tutkimustuloksia laajalla aineistolla. Osatutkimuksessa II keskityttiin pienkemikalointimenetelmän saostusprosessin eri osa-alueiden optimointiin laboratorio-olosuhteissa neljälle rakeiselle kemikaalille. Kokeiden tarkoituksena oli selvittää, millaisin edellytyksin puhdistustuloksen saisi maksimoitua, pienentäen samalla käsittelyssä tarvittavia kemikaalimääriä.

Study of chemical sewage treatment plants.