Выращивание спирулины и хлореллы в теплице – интересный опыт немецких фермеров
Микроводоросли как региональный «суперпродукт» Нижней Саксонии
Семья Кордес из Нижней Саксонии построила свой бизнес на тепличном выращивании популярных водорослей «Chlorella vulgaris» и «Spirulina platensis», которые известными своими качествами.
На ферме Кордес вот уже 20 лет нет ни сельхозскота, ни привычных агрокультур. Только теплицы с зелеными одноклеточными удивляют гостей и покупателей.
66-летний Рудольф Кордес, основатель проекта, оптимизировал производство микроводорослей в бесчисленных испытаниях и разработал свою собственную технологию. Как часто бывает с инновациями, фермеры высмеивали работу Кордеса, но теперь насмешники только разводят руками: водоросли при минимальных затратах достигают таких темпов роста, о которых другие сельскохозяйственные культуры могут только мечтать.
Сегодня системы выращивания водорослей Кордеса диктуют стандарты на этом развивающемся рынке. И сейчас вместе со своей дочерью Кэролайн Кордес (32 года), продолжающей семейный бизнес в качестве инженера-растениевода, он отвечает за производство.
Пресноводная водоросль хлорелла в настоящее время в тренде как «супер-продукт» наравне со спирулиной. Она содержит до 60% высококачественного белка и все незаменимые аминокислоты, является источником растительного витамина B12, железа и богата жирными кислотами омега-3. По вкусу напоминает зеленый чай.
Эти водоросли являются одними из древнейших организмов в мире, но их достоинства придают ценность зеленым одноклеточным и в наши дни.
Хлореллу семья Кордес производит с 2014 года. Органическая сертификация состоялась в октябре 2015 года. Таким образом, немецкие фермеры стали первыми, кто поставляет хлореллу как первые органические водоросли в Европе.
Кэтлин Кордес убеждена, что к 2030 году продукты из спирулины и хлореллы займут свое место в рационе многих людей. Они успешно продает масло и «жемчуг» из водорослей (консистенция, подобная икре) гурманам и амбициозным поварам. Продажи, сопровождаемые телевизионными репортажами и кулинарными мероприятиями с шеф-поварами, набирают обороты.
Как выращивают водоросли
Для роста водорослям необходим только углекислый газ из воздуха, солнечный свет, питательные вещества и вода.
Чтобы культивировать одноклеточные организмы, семья Кордес и их шесть сотрудников первоначально разводят небольшое количество одноклеточных в лаборатории в чашках Петри и в колбах Эрленмейера.
Как только вырастет достаточное количество культуры, водоросли переносят из лаборатории в теплицу, где они продолжают расти в фольгированных пробирках. Каждая батарея образует модуль емкостью 5000 л.
При оптимальных условиях водоросли хлореллы делятся ежедневно. Всего через две недели фермеры могут извлечь около 1000 литров закваски и приступить к массовому производству, когда одноклеточные организмы растут в неглубоких бассейнах с вместимостью от 15 000 л и выше.
В теплице соблюдаются определенные условия, а компрессор в бассейне обеспечивает достаточную подачу воздуха и CO2.
Для сбора урожая отбирают твердую «пасту» из водорослей, которая содержит чуть менее 20% воды, и сушат контролируемым образом при низких температурах. Затем сырой продукт измельчают в порошок. Производственный цикл длится более десяти месяцев с двухмесячным зимним перерывом.
Для дальнейшего увеличения производства семья Кордес намерена сотрудничать с местными фермерами, отправляя им посевной материал для разведения в прудах.
В настоящее время два фермера из региона вложили средства в новое направление бизнеса, а четыре других подали заявку на строительство водорослевого завода. Так что, в скором времени, фермеры объединятся в кооператив.
В дополнение к молодым водорослям, советам и необходимым технологиям производства, компании также получат гарантированные продажи одноклеточных организмов.
Приблизительно 25 тонн сухого вещества водорослей в год можно производить на гектар тепличной площади при условии строжайшей гигиены, так как культуры болезням и остро реагируют на качество воды, особенно, на попадание марганца и железа.
Многие производители водорослей ориентированы на пищевую, косметическую и фармацевтическую отрасли. Цены варьируются от 10 евро/ кг сухого вещества для продуктов из Азии до нескольких сотен евро за кг для редких сортов водорослей.
Среда обитания разных видов водорослей принципиально различна и варьируется от пресной и соленой воды до стоков, где водоросли применяются для очистки. Многие из простейших все еще в значительной степени не исследованы, большинство сортов водорослей даже не культивируется.
Источник
Ферма по выращиванию спирулины
Модуль для выращивания спирулины
Установка и методы, описанные здесь, предназначены, прежде всего, для испытания, демонстрации и учебных целей. Однако, они могут обеспечить стабильное производство 40 граммов сухой спирулины в день (этого достаточно, чтобы обеспечить пищевой добавкой 10-20 детей). Мы стремимся показать, что удовлетворительные результаты могут быть достигнуты при очень низких затратах (аквариумный насос, небольшое количество первоначальной культуры, и т.д.).
1. Основные факторы, влияющие на рост спирулины
1.1 Питательная среда
Жидкость, используемая для производства спирулины, является раствором минеральных солей в воде. Эта жидкость должна снабдить спирулину всеми химическими элементами, в которых она нуждается. PH фактор питательной среды (то есть, ее уровень щелочности) должен быть между 8 и 11. Есть различные рецепты для питательной среды спирулины. Показанный здесь – один из самых простых, но не самый дешевый.
Таблица №1
Таблица №2
Температура среды культуры имеет прямое влияние на скорость роста спирулины. Эта водоросль довольно устойчива к снижению температуры до 3-5°C выше ноля. Заметный рост начинается при температуре выше 20°C. И при 35-37°C достигает своего максимума. При превышении этой температуры возможна гибель урожая от перегрева. А после нескольких часов при температуре выше 43-44°C вся спирулина может погибнуть. Обратите внимание, что резкие изменения температуры снижают урожайность.
Очень сильный свет (прямой солнечный) может быть опасным при следующих обстоятельствах:
· при холодной культуре (ниже 14-15°C), особенно при внезапном резком увеличении освещенности;
· при очень теплой культуре, из-за возможности перегрева;
· при очень растворенной культуре (прозрачность больше 6 см);
· когда культура восстанавливается (после перегрева).
Если произошло что-либо из вышеперечисленного необходимо побеспокоиться о затенении бассейна.
С другой стороны, когда концентрация и температурные условия соответствуют оптимальным, выращивание спирулины следует производить именно на открытом солнечном свету.
Очень важно, по крайней мере, время от времени (2-4 раза в день), перемешивать спирулину. При чрезмерном перемешивании возможно повреждение спирулины (фрагментов, видимых под микроскопом), что вызовет появление пены. Определенные типы центробежных насосов, так же как и падающая вода с плесканием, особенно вредны. Модуль, предложенный здесь, обеспечивает непрерывное перемешивание культуры, используя аквариумный электрический насос. Для маленьких объемов культуры (меньше чем 100 литров), можно использовать маленький аквариумный компрессор, чтобы перемешивать культуру воздушными пузырьками. Последний метод очень удобен для содержания резервной культуры.
2. Описание модуля
Фляга живой спирулины;
Покрытый бассейн с полной поверхностью 4 кв.м, состоящий из:
– 2 листов 0,2-миллиметрового полиэтилена
– 4 полукруглых дуг
– 3 жердей 4 м. длиной
– доски или кирпичи, для постройки стен.
Электрический аквариумный насос 220V 5-7 W (для перемешивания и сбора урожая);
1000 литров питательной среды (вода, удобрения и минеральные соли согласно используемому рецепту).
Специальная измерительная линейка с приклеенным белым пятачком в начале, лакмусовая бумага, чтобы измерить pH фактор, термометр.
Фильтр для сбора урожая.
Возможно: экструдер и сушилка со сменными подносами.
Маленький воздушный аквариумный компрессор 220V 5W.
2.2 Устройство покрытого бассейна
Выбранный участок должен быть открытым плоским местом (или слегка затенным, если климат очень жаркий), размером 2 м на 8 м. Бассейн должен быть построен согласно рисункам, используя кирпичи, шлакобетонные блоки, доски, саман или любой другой материал. Если присутствуют термиты, под пленку необходимо поместить минимум сантиметровый слой пепла. Если есть грызуны, под пленку необходимо положить достаточно мелкую металлическую сетку или листовое железо . Разумно, но необязательно использовать двойную пленку, особенно если ее толщина менее 0,2. Во всех случаях поверхность бассейна должно быть тщательно выровнена прежде, чем укладывать пленку.
Дуги, поддерживающие прозрачное покрытие водоема, могут быть сделаны из 6-8-миллиметровых железных прутов или бамбука. Дуги могут быть треугольными или полукруглыми. Прозрачное покрытие (сельскохозяйственный полиэтилен, АНТИУЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ, если возможно), необходимо зафиксировать с трех сторон при помощи земли или камней. Одну длинную сторону оставляют свободной, чтобы обеспечить доступ к культуре.
3. Подготовка питательной среды
Используемая вода должна быть пригодной для питья, и если возможно с низким содержанием кальция (меньше чем 100 мг кальция на литр). Немного соленая вода также может использоваться (до 4-5 г/литр NaCl, тогда соль в рецепте должна быть опущена). По Таблице 1 можно определить необходимое количество веществ для приготовления нужного количества питательной среды.
Важно: нитрат аммония здесь использовать нельзя!
Вещества, указанные в круглых скобках, не являются необходимыми, по крайней мере, в начале или в зависимости от качества используемой воды. Например, хлорид кальция (или известь) нужно добавлять, если используется очень мягкая вода (меньше чем 10 мг кальция на литр). Вода, которая даже умеренно богата сульфатом (больше чем 20 мг/литры) позволяет отказаться от сульфата калия, при условии, что нитрат калия используется как обозначено (если нитрат натрия используется, сульфат калия становится важным для его калия).
Добавление зеленого чая предотвращает осаждение железа (багрянистое окрашивание после разбавления солей железа чаем нормально).
Растворите сульфат железа в стакане воды прежде, чем добавить его к раствору; затем добавьте сульфат магния, который должен быть предварительно растворен в небольшом количестве воды. Этот раствор может быть сохранен в течение нескольких дней прежде, чем использовать его (в этом случае, его нужно хранить в защищенном от света месте).
4. Увеличение объема и контроль роста
4.1 Измерение концентрации культуры спирулины
Концентрация культуры может быть измерена интенсивностью ее цвета, для этого используется линейка, в начале которой перпендикулярно прикреплен небольшой белый диск. Этот инструмент погружают в воду до тех пор, пока диск перестанет быть видимым. Глубина погружения диска считывается с линейки. Культура растворена, если диск остается видимым на глубине 5-6 см; глубина 2-3 см показывает культуру, готовую к производству. Глубина менее 2 см указывает, что культура должна быть растворена, или пора собирать урожай. В хороших условиях спирулина удваивается каждые 2-4 дня, пока не достигнет максимальной концентрации (прозрачность yurasonin says:
а на какой объем воды рассчитан приведенный состав смеси?
Источник
Стартап? Биотехнологии? Сельское хозяйство? Да, Спирулинка!
Украинская компания «Фуд Фактори» — в своем роде уникальное явление в нашей стране, т.к. является настоящим стартапом, но в не привычной для украинцев сфере. В отличие от других, владельцы компании решили инвестировать именно в современные биотехнологии и сельское хозяйство, а не в it индустрию.
«Привычка выращивать массовые культуры сегодня мешает некоторым бизнесменам увидеть интересные ниши в отечественном сельском хозяйстве. Но такие направления существуют. Например – выращивание водорослей.» — говорит Вадим Киричко, Исполнительный Директор ООО «Фуд Фактори», и один из учредителей этого стартапа.
«Вообще, будущая судьба украинского сельского хозяйства – довольно грустна, ведь мы – украинцы, — производим в основном массовое сырье, причем низкого качества и низкой передельности. Большая часть прибыли на сельском хозяйстве, зарабатывается за пределами Украины, а вот риски и негативные последствия, — остаются здесь». – дополняет он.
Наша цель – отработки запуска агро стартапа по обычному алгоритму, принятому в мире высоких технологий и IT стартаперов, —
(i) создание идеи,
(ii) развитие идеи,
(iii) создание прототипа,
(iv) тестирование рынка,
(v) коррекция идеи/продукта,
(vi) распространение — маштабирование.
…Летом 2015 г. трое партнеров, которых связывал предыдущий аграрный бизнес, решили организовать в Запорожье производство спирулины.
Вначале у Алима Кунаха появилась навязчивая идея научиться выращивать микроводоросль Спирулину для собственного употребления. Спирулина, которую можно было купить на рынке тогда, не отвечала требованиям к продукту – имела неясное происхождение, отсутствовали протоколы испытаний на содержание примесей тяжелых металлов и других опасных элементов, имела неприятный привкус и отвратительный запах. Начались эксперименты «с бутылочками на подоконнике», поиск информации, подбор параметров обитания, питательных сред. О своей идее Алим рассказал своему другу Владимиру Ищуку (на тот момент они совместно проводили эксперименты по выращиванию растений в закрытом пространстве по технологии гидропоники). Вместе они продолжили экспериментировать и добились в этом направлении положительных результатов. Так идея выросла в проект, к которому присоединился Вадим Киричко, опытный в организации финансирования и развитии аграрных бизнес-проектов.
Так тремя увлеченными людьми (Вадим Киричко, — управленец и финансист, Алим Кунах — опытный в переработке и торговле зерновыми и масличными, Владимир Ищук — IT, автоматизация и техника), был создан проект Спирулинка™. Новаторы и экспериментаторы, они не побоялись заняться производством продукта, до конца не понимая, каким может быть на него спрос.
Окунуться в нишевый бизнес партнеров подтолкнул опыт торговли массовыми культурами. Проанализировав перспективы развития украинского сельского хозяйства, предприниматели пришли к выводу, что будущее в этой сфере именно за производством нишевых культур и/или переработкой. Потому что впоследствии, по их мнению, на рынке останется 5-6 крупных производителей, их маржа будет падать, конкурировать в выращивании традиционных культур с ними будет затруднительно. Кроме того, бизнесмены стремились выпускать не сырье, а готовый продукт с большим сроком жизни, более высокой передельностью и добавленной стоимостью.
Чтобы отойти от высоко конкурентного зернового рынка предприниматели попробовали себя в выращивании льна, мака, конопли, расторопши, изучили производство грибов, гидропонику и аквакультуру. И в конечном итоге остановились на водорослях.
Полтора года с помощью ученых и специалистов бизнесмены изучали спирулину, ее свойства и способы выращивания. Как рассказал один из основателей Вадим Киричко: «Мы поняли, что во всем мире спирулина известна и применяется, а в Украине ее нет, и увидели в этом — возможность». В 2016 г. партнеры создали компанию «Фуд Фактори» (ФФ), и стали выращивать Спирулину под ТМ Spirulinka.
Справка: Спирулина – одноклеточная бактерия (иногда считается микроводорослью, но последнее мнение ученых- бактерия), — известна человечеству с древних времен. Ее выращивали и собирали древние Ацтеки и Африканские племена. На конгрессе ООН в 1974 году она была признана «…лучшей едой для будущего человечества…». ВОЗ считает Спирулину одним из самых полезных растений на земле. Во всем мире Спирулина – самый изученный и безусловно полезный суперфуд. В Украине распространена в основном сушеная или таблетированная, иностранного производства.
Создание прототипа и рыночные тесты
В исследования и организацию площадки по производству спирулины бизнесмены вложили $100 тыс. Надо сказать, что для инвесторов этот проект достаточно привлекательный. В отличие от других сельхозкультур, спирулина растет очень быстро, регулярно генерируя операционный поток. Буквально через месяц после засева уже можно собирать урожай. Теплолюбивую культуру выращивают как открытым, так и закрытым способом. В «Фуд Фактори» выбрали закрытый метод – в биореакторах – специальных емкостях, где создается и поддерживается специальная среда для водорослей. «Благодаря ученым мы отработали технологию выращивания спирулины, которая базируется на старых знаниях с использованием новых технологических разработок», — рассказал Алим Кунах.
Чтобы получить продукт, не имеющий специфического болотного запаха и вкуса, на предприятии были созданы условия близкие к лабораторным. На начальном этапе разработки продукта в ФФ пришли к тому, что ценность и полезность продукта будет выше, если его замораживать и продавать в таком виде.
«Пришлось выдумать свою упаковку и аккумуляторы мороза, — специальные хладоэлементы, позволяющие доставлять нашу продукцию на дальние расстояния. Существующие на рынке – дорогие, и активный элемент в них — воняет. Наши – сьедобного качества, нетоксичные и без запаха. У нас ведь – мега полезная еда. Вот думаем, может аптекам их продавать, — неожиданно получили дополнительный рынок.» – Замечает Вадим Киричко.
Эти хладоэлементы могут поддерживать температуру от -21С до -5С и позволяют сохранять спирулину замороженной в течении трех суток.
На протяжении 2017 г. компания тестировала продажи спирулины, производя каждый месяц по 30-80 кг замороженных водорослей.
Основной канал продаж продукции Spirulinka™ – интернет. Производитель развивает свои страницы в Facebook, Instagram, YouTube, однако, заказы в основном принимает через свой сайт, а также сотрудничает со специализированными магазинами полезной и функциональной еды.
Компания пробовала продавать свои продукты в аптечных сетях. Но из-за специфики продаж в аптеках и несоблюдения правил хранения товара от идеи сотрудничества с фармацевтами пока пришлось отказаться.
В компании понимают, что кардинально нарастить объемы реализации продукции без торговых сетей довольно сложно. В то же время отдают себе отчет в том, что сотрудничая с сетевой розницей начинающим производителям трудно зарабатывать на развитие. По информации, полученной от Алима Кунаха, «Фуд Фактори» ведет переговоры о поставках продукции в сеть «Сільпо», которая тестирует в своих магазинах отдел «Суперфуды». Для этого компания разработала новую упаковку со специальным индикатором разморозки Спирулинки ТМ . Тем не менее, в компании не стремятся сделать торговые сети самым главным каналом продаж.
О своем продукте производитель рассказывает на специализированных выставках, форумах, через лидеров мнений. «В перегруженном информацией мире способы донесения меседжей меняются, люди больше доверяют лидерам мнений – блогерам, спортсменам, телезвездам, поэтому нужно использовать эти каналы», — говорит Алим Кунах.
В процессе тестирования продукции на рынке, оказалось, что некоторые идеи рынком не востребованы. Например, рынок не приял идею Детской Спирулинки. Клиенты покупают обычную, в обычной упаковке, а потом делят ее для детей на 2 части.
Неожиданно, проявился интерес со стороны рестораторов к голубой спирулине, — они используют ее как пигмент для приготовления голубых блюд.
Пришлось несколько раз менять форму и размер упаковки, — для получения наиболее эргономичного размера.
Оказалось, что украинские инвесторы не так активны, как ожидалось. «Странно, но доходность в 15%-20% годовых в валюте, не сильно им интересна. Некоторые, медленно «проедают» свои ресурсы, ожидая несколько лет «внезапных» доходных проектов со 100%-150% годовой доходностью. Мы подкорректировали свои планы по развитию.» – отмечает Вадим Киричко.
Вдохновленные результатами, которые дает употребление микроводоросли Spirulinka™, с лета прошлого года специалисты компании приступили к разработке продуктов с новыми микроводорослями. Ведь спирулина – не единственная микроводоросль, которую могут употреблять в пищу люди и животные. Поэтому в будущем «Фуд Фактори» планирует расширить ассортимент выпускаемой продукции.
Распространение и маштабирование
Рассматривая различные варианты развития комании, возникла идея, строить сеть локальных фабрик по стране. Но от такого проекта быстро отказались, так как при таком «разбросанном» производстве сложно контролировать качество выпускаемой продукции. Поэтому решили, что эффективнее работать над тем, чтобы обеспечить потребителям качественную доставку замороженного товара.
Учредители «Фуд Фактори» запланировали поступательное развитие и расширение бизнеса на 5 лет. «Любой аграрный бизнес можно организовывать, не вкладывая сразу много денег. Нужно поэтапно развивать производство, и, добиваясь определенных результатов, показывать инвесторам и партнерам историю успеха. Такие проекты вдохновляют и заинтересовывают инвесторов и партнеров», — уверен Вадим Киричко.
В ближайшие годы компания планирует наращивать производство в три-четыре раза в год, с целью достичь объёмов производства и соответственно продаж до 100 тонн замороженной спирулины и других водорослей в месяц.
Несмотря на то, что компания прикладывает определенные усилия для продвижения продукции на внутреннем рынке, в целом, украинский рынок не считает для себя целевым из-за его низкой маржинальности, слабой покупательской способности и жесткого убеждения украинцев что здоровыми их может сделать только ординарная медицина. К слову, розничная цена 20-ти граммового пакетика замороженной спирулины Spirulinka ™ (половина дневной нормы для городского жителя) сейчас составляет 25 грн.
В перспективе бизнесмены планируют налаживать поставки продукции в США, Ближний Восток и Китай. В сентябре 2017 г. компания прошла регистрацию в FDA (Food and Drug Administration — Американское Федеральное управление по надзору за качеством пищевых и лекарственных препаратов), для поставок продуктов в США и даже сделала тестовую поставку спирулины в эту страну и в ОАЭ.
По словам Вадима Киричко, в арабских странах также развивается тенденция здорового питания, поэтому этот рынок потенциально перспективен. Потенциально при освоении новых рынков сбыта компания будет открывать свои производства на этих рынках, чтобы уменьшить логистические затраты.
Производители замороженной спирулины уверены, что стремительные изменения в мире и обществе сейчас и в будущем будут менять принципы, лежащие в основе питания людей, считают, что в будущем необходима будет другая еда, с другими свойствами. Поэтому в будущем спрос на их продукцию будет только увеличиваться.
Причем специалисты компании продолжают активные исследования водорослей, чтобы открыть их свойства для использования в разных сферах. Уже протестировали несколько продуктов, увеличивающих эффективность выращивания птицы и других животных. Изучают другие виды бактерий, с помощью которых можно повышать плодородие почв и урожайность определенных культур.
Специалисты компании «Фуд Фактори» считают что сейчас украинское сельское хозяйство низкоконкурентно и низкомаржинально. Необходимо поэтапно переходить на нишевые культуры, стараясь создавать более передельный, высокомаржинальный брендированный продукт, а также развивать прямую реализацию на мировые рынки. В противном случае, украинские аграрии уйдут в историю следом за украинскими металургами и машиностроителями.
Интересные короткие факты о спирулине
— спирулина, вероятно одно из самых древних фотосинтезирующих живых существ на Земле;
— по мнению ВОЗ Спирулина, одно из самых полезных растений на земле;
— первое письменное упоминание о спирулине датируется 1521 годом, — в полевых заметках испанских конкистадоров;
— спирулина, один из немногих не животных источников витамина B12 для человека;
— по концентрации высококачественного протеина, спирулина превосходит любой продукт известный человечеству (в пересчете на сухой вес);
О спирулине — развернуто
Несмотря на то, что в Украине спирулина широко не применяется, в мире о ней известно очень давно, больше 500 лет назад первые письменные упоминания в записках испанских конкистадоров. Ее выращивали и собирали древние Ацтеки и Африканские племена. Эта одноклеточная бактерия (иногда считается микроводорослью, но последнее мнение ученых- бактерия), относящаяся к роду цианобактерий, на 60-70% состоит из белка, содержит много витаминов, несколько антиоксидантов, полиненасыщенных жирных кислот, аминокислот и минералов. Например, в 20 г свежей спирулины столько же усваиваемого бетакаротина, сколько в 1 кг моркови. На конгрессе ООН в 1974 году она была признана «…лучшей едой для будущего человечества…». ВОЗ считает Спирулину одним из самых полезных растений на земле и она может быть использована при лечении 70% известных заболеваний. При этом спирулина не является ни лекарственным средством, ни биологически-активной добавкой.
Диетологи относят эту водоросль к суперфудам – естественным продуктам с высокой концентрацией полезных веществ, защищающих организм от болезней. Спирулина – самый изученный и считающийся безусловно полезным суперфуд. У японцев спирулина употребляется в разных видах и в составе разных блюд. В том числе и по этому японцы в мире считаются долгожителями. В США и Японии норма потребления сухой спирулины составляет 2,5-5 г (сухого вещества) в сутки, — эквивалент 40 гр. замороженной.
Сегодня промышленным выращиванием спирулины занимаются в Африке, Китае, США, Японии и других странах. В Украине Спирулина распространена в основном сушеная или таблетированная, иностранного производства которая на 60% менее полезна из за денатурации молекул белков, витаминов и антиоксидантов.
Источник