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
Всё это ради коров. Почему Швеция строит крупнейшую в мире фабрику для выращивания водорослей
Шведский стартап Volta Greentech строит гигантский завод по производству водорослей. На нем планируется выращивать корм для крупного рогатого скота, в разы снижающий выбросы парниковых газов в атмосферу.
Сейчас около 4% мировых выбросов парниковых газов приходится на крупный рогатый скот. Что, например, в два раза превышает показатели всей авиационной отрасли. И примерно соответствует выбросам всех домохозяйств в мире.
Хотя сокращение выхлопа коровьих газов — возможно, не самое интересное и престижное занятие, на деле это одна из главных проблем, которая стоит перед человечеством. Если научить коров не вырабатывать метан в таком гигантском количестве, вся агроиндустрия может стать более экологически устойчивой. Производство молока и мяса больше не будет ассоциироваться у продвинутой публики с убиванием планеты.
Фредрик Окерман (с заглавного фото), соучредитель и генеральный директор стартапа, объясняет:
Выбросы от коров продолжают расти. Несмотря на это, не существует широко распространенных решений по снижению выбросов. А исследования в этой области продвигаются слишком медленно. Мы должны сделать что-то радикальное.
Но как остановить газовыделение от коровы? Volta Greentech считает, что у нее есть ответ. Команда ученых создала «Volta Seafeed», добавку из красных морских водорослей Asparagopsis taxiformis. Если скармливать коровам 100 граммов этих водорослей в сутки, их выбросы метана сокращаются на 80%. Добавка также отлично действует на коз и овец.
Аппетитно?
Ученые доказали, что это работает, еще в 2014 году. А в 2020-м добавка FutureFeed, созданная государственным научным институтом Австралии из этих же водорослей, получила награду $1 млн от Food Planet Prize (и потом награду Eureka Prize в 2021-м). Они смогли сократить выбросы метана даже на 98,9%. Оказалось, что все морские водоросли эффективны, но asparagopsis — в особенности. Уже появилось несколько организаций, экспериментирующих с такими добавками для скота — в Британии, Канаде, США.
Но все они просто тестируют ингредиент, и потихоньку выдают его разным фермерам. Чтобы на что-то повлиять, нужны другие масштабы. В мире насчитывается около 1 млрд коров. Если каждой из них нужно есть по 100 грамм водорослей в день, заводы должны производить по 100 000 тонн водорослей ежедневно (!). Поэтому Швеция решила стать на острие новой индустрии.
Если быть реалистами, скорее всего, люди не станут есть меньше мяса. И вряд ли массово захотят перейти на мясо из сои или из пробирки. А говядина, выращенная на водорослях, ничем не отличается от обычной (исследование). По вкусу при слепом тестировании люди не могут ее отличить. В весе коров разницы тоже замечено не было. Всё идет к тому, что рогатый скот, выращенный на водорослях, скоро станет вполне обычным делом. А шведы и австралийцы получат хороший профит.
Как корм для коров, полученный из водорослей, снижает содержание метана?
Готовый корм
Метан производится в процессе естественного брожения в рубце (самом большом из четырех желудков коровы, вместительностью от 100 до 300 литров). Когда животные переваривают пищу, выделяются водород и углекислый газ, а затем естественный фермент объединяет эти два газа, создавая при этом метан.
Но если скормить корове 100 грамм морских водорослей, они естественным образом подавляют выработку этого фермента. И, как следствие, сокращают выбросы метана.
За последние шесть лет корм из водорослей прошел несколько этапов международных испытаний, и теперь Volta Greentech работает вместе с крупнейшей шведской компанией по производству кормов Lantmännen. Те готовы добавлять в свои корма столько водорослей, сколько сможет выпустить новое предприятие.
Сесилия Линдаль, один из руководителей Lantmännen:
Эффект снижения содержания метана в значительной степени доказан, и теперь мы хотим убедиться, что это не влияет на другие параметры. В особенности нас интересуют свойства молока. Если всё окажется в порядке, нам кажется, такая технология может стать стандартом для индустрии.
Пока что результаты выглядят многообещающими.
Морская трава в мировых масштабах
Здание первой фабрики
Пока что главный приоритет для шведской компании — максимально расширить производство таких новых кормов. Если никаких противопоказаний так и не обнаружится, спрос на них в ближайшие десятилетия будет огромный. Volta прошла несколько раундов инвестиций, и в этом году открыла свою первую, тестовую фабрику Volta Factory 1 в Люсечиле. За ней должна последовать куда более крупная Volta Factory 2 в 2022-м. Она и станет крупнейшим в мире заводом по производству морских водорослей.
Компания рассчитывает, что после того, как «коровы, откормленные на водорослях» станут нормой для Швеции, другие страны начнут брать с нее пример. И постепенно технология распространится по миру. Как было с ремнями безопасности, безналичными платежами и Bluetooth (названному по имени короля викингов Харальда Синезубого, объединившего скандинавские страны).
Как выращивать экологически чистые водоросли
Нет смысла пытаться помогать с экологией, если твое производство само по себе вредит природе не меньше. Чтобы не беспокоить морских обитателей (а скорее, чтобы лишний раз не кормить их), водоросли будут выращивать в вертикальных биореакторах. Которые при необходимости всегда можно дополнительно расширять вверх. В результате, в отличие от традиционных сельхозкультур, производство красных водорослей не занимает большой территории. И не нуждается в огромных запасах пресной воды.
Чтобы мы понимали масштабы, 39% всей пригодной для жизни территории нашей планеты (не пустынь и не ледников) сейчас используется для выращивания корма скоту. А все города и поселки людей занимают меньше 1%. Аналогично, больше половины всей расходуемой пресной воды в мире каждый год тратится на полив растений для питания коров и свиней.
Фредрик Окерман, соучредитель стартапа Volta Greentech, рассказал в интервью для Fast Company:
Создавая замкнутую систему, мы обеспечиваем постоянное производство кормов, независимо от таких факторов окружающей среды, как качество воды или погода. Мы также ожидаем, что продуктивность фабрики со временем будет расти — за счет непрерывного улучшения методов производства. Никто точно не знает, в каких условиях такие водоросли растут лучше всего. Над поиском лучших методов работает несколько лабораторий.
Сейчас водоросли стабильно растут 365 дней в году. Средний дневной темп роста — 10%. Процессы автоматизированы, на первой фабрике работает всего несколько сотрудников, следящих за показателями и отгружающих готовый урожай. Завод, по словам Volta Greentech, работает на экологически чистых источниках энергии; в производстве используются отходы энергии с местных предприятий.
Источник
Сбор и переработка сине-зеленых водорослей в удобрения и корма
Новые технологические разработки Центра по сапропелю (Россия, Астрахань) открывают новые возможности в сборе и подготовке сине-зеленых водорослей на водоеме без использования дорогостоящих плавучих снарядов и наплавных пульпопроводов, способствуют переходу на круглосуточную работу оборудования, практически исключая сезонные его простои и увеличивая годовую производительность чуть ли не в два раза.
В 2015-2018 г.г. годах Центр на одном из водоемов в центральной части России применил инновационный способ сбора сине-зеленых водорослей поверхностным насосным оборудованием с последующей щадящей подготовкой сырья для производства из него товарных видов продукции, таких как удобрения и кормовая добавка.
Суть способа: осуществлялся поверхностный забор воды, содержащей водоросли. Производилось центрифугирование массы водорослей с водой при скоростях не более 1000 об/мин. После оказывалось воздействие на массу водорослей светодиодным устройством, включающим излучатели синего, зеленого и красного света. Излучатели света устанавливались на расстоянии не более 50 см от поверхности центрифугированной массы водорослей. Производили просушку массы водорослей сухим теплым воздухом от миникомпрессора без доступа прямых солнечных лучей.
Оборудование получения массы сухих сине-зеленых водорослей : насосное поверхностное водозаборное устройство на понтоне и тросовой растяжке с наплавным пульпопроводом, малооборотная центрифуга, излучатели света, тепловая пневмопушка (тепловентилятор), бункер-накопитель сухого продукта, фасовочно-дозировочный узел.
Насосное поверхностное водозаборное устройство подает массу водорослей вместе с водой в центрифугу. Центрифуга выполнена с возможностью центрифугирования смеси на скоростях до 1000 об/мин. Рядом с центрифугой установлены излучатели синего, зеленого и красного света. Излучатели света расположены на расстоянии не более 50 см от поверхности центрифугированной массы водорослей. Тепловая пушка установлена с возможностью продува массы водорослей сжатым подогретым воздухом. Оборудование выполнено в виде закрытого компонента, ограничивающих доступ прямых солнечных лучей на массу водорослей.
Такое технологическое решение позволяет эффективно, не нарушая структуру водорослей и сохраняя все полезные вещества в них осуществлять подготовку продукта требуемого стандарта с целью использования его в дальнейшем в качестве:
— кормовой добавки для животных,
— производства пигмента красителя.
Подсушенные водоросли собираются в накопительный бункер и складируются с последующим процессом дозированной фасовки как удобрения, кормовой добавки или сырья для производства красящих пигментов.
Предложение включает подготовку технического проекта сбора и подготовки сине-зеленых водорослей на водоеме в сухой продукт, фасовку сухого продукта в требуемую тару: пакеты или мешки фиксированного объема, разработку рецептуры и дозировки внесения удобрений из сине-зеленых водорослей в почвы, а также разработку дозировки и рецептуры скармливания кормовой добавки из сине-зеленых водорослей домашним животным.
Работы по комплексу подразделяются на три этапа : 1. Подготовка Технического проекта сбора и переработки сине-зеленых водорослей в товарный продукт: удобрения, кормовую добавку. 2. Разработка рецептуры и дозировки для внесения удобрений в почвы и скармливания кормовой добавки животным. 3. Изготовление, обкатка, приемка и отгрузка оборудования по предложению на заводе поставщика.
Производительность комплекса зависит от плотности наличия сине-зеленых водорослей на водоеме, климатических условий во время производства работ, волнения, удаленности сборщика водорослей от места их окончательной подготовки и расфасовки как товарной продукции. При осредненных показателях производственных условий оборудование рассчитано на производство 300-1200 л готового продукта в час. Энергоемкость комплекса не превышает 55 кВт.
1 – насосное оборудование сбора сине-зеленых водорослей. 2 – приемник водорослей, 3 – накопительный бункер. 4 – гидротранспортер, 5 – бункер очистки, 6, 7, 8 – центрифуга, излучатель света, тепло-воздушный компрессорный узел, 9, 10, 11, 12, 13 – фасовочно-дозировочный узел, вентилятор, 14 – запаечная машинка.
Сроки подготовки комплекса – не более 6,0 месяцев, из них 2,5 мес.– выполнение технического проекта, 1,0 мес. – рецептуры и дозировки для удобрений и кормовой добавки, 2.5-3 мес. – оборудования.
Стоимость комплекса (без доставки): 9,7 – 10.6 млн. руб.
Работы выполняются по договору с авансированием каждого последующего этапа.
Источник