Project 12-4: Algenteeltsystemen voor de tuinbouw

Aanmelder               
Wageningen UR Glastuinbouw
Innovatie
Algenteeltsystemen voor de tuinbouw
Teelt
Algen
Aanvang project
1 januari 2012
Afsluiting project
31 december 2013
Projectleider
Wageningen UR Glastuinbouw

 

Doel project 

Beantwoorden van de volgende voor de tuinbouwondernemers strategische vragen: Wat is een geschikt teeltsysteem voor de teelt van hoogwaardige algen in combinatie met tuinbouwproductie in de toekomst? Hoe kan de productie van algen op een tuinbouwbedrijf geoptimaliseerd worden door de instellingen van groeifactoren licht, CO2 en nutriënten? Welke economisch rendabele mogelijkheden zijn er om op grote schaal algen op tuinbouwlocaties te produceren?

Omschrijving project

De productie van algen biedt perspectief voor Nederlandse tuinbouwondernemers. Uit algen kunnen hoogwaardige producten worden gemaakt zoals voer voor vissen en mosselen, of stoffen als voedingssupplementen, eiwitten, vetzuren, pigmenten en antioxidanten.

Algen kunnen worden geteeld in combinatie met traditionele tuinbouwgewassen, maar kunnen wellicht ook een alternatief gewas zijn voor telers. De overeenkomsten van algen teeltsystemen met teeltsystemen voor tuinbouwgewassen zijn vanuit een ontwerpoogpunt groot: algen hebben licht, water en nutriënten, CO2 en een optimaal klimaat nodig om te kunnen groeien met een goede kwaliteit. Tuinbouwondernemers hebben veel ervaring om de teeltcondities van hun huidige gewassen optimaal te sturen, ze hebben ervaring met klimaatregeling, CO2 dosering, water- en nutriënten voorziening en water behandelingssystemen. Het ligt voor de hand om deze ervaring te benutten voor de teelt van algen. Ze weten op een duurzame manier gewassen te telen. Hun bedrijf beschikt bovendien over de infrastructuur voor energievoorziening, waterbehandeling en CO2 voorziening. Het is aannemelijk dat er synergie-effecten zijn tussen gewas- en algenproductie op een tuinbouwbedrijf.

Uitwerking project

Er is een experimentele opstelling van zes algenteeltsysteem voor de tuinbouw is beschikbaar bij Wageningen UR in Bleiswijk. De experimenten zijn gericht op het ontwikkelen van kennis over de randvoorwaarden van basale groeifactoren en omgevingsvariabelen zoals licht en CO2 concentraties, EC, pH en nutriëntenconcentraties, al dan niet in combinatie, in een kasomgeving. Hierbij wordt zo veel mogelijk gebruikt gemaakt van aanwezige infrastructuur op een tuinbouwbedrijf zoals verwarming, CO2, water- en nutriënteninstallaties, koeling (fogging), schermen, eventueel belichting. Experimenten zullen worden uitgevoerd naar de optimale inzet om een duurzame en economisch rendabele algenteelt te realiseren. In de experimenten ligt de focus op de optimalisatie van de totaalproductie van algen. De resultaten zullen daarom primair worden beoordeeld aan de totaal geproduceerde droge massa in de tijd, per volume- en oppervlakte eenheid. In sommige situaties zullen ook analyses op specifieke inhoudsstoffen worden uitgevoerd. Omdat de groei van algen primair wordt bepaald door licht en CO2 en de deze factoren in een bioreactor mede worden bepaald door fysische omstandigheden als stroomsnelheid, de lucht/water verhouding worden deze factoren in de experimenten als eerste bekeken. Vervolgens worden een aantal chemische parameters  in het onderzoek betrokken. Het eventueel ontkoppelen van de CO2 dosering van de pH regeling zal bijzonder aandacht krijgen.

De experimenten zullen aanvankelijk gedaan worden met Chlorella Sorokiniana, een snel groeiende zoetwater alg, die als model alg zal worden gebruikt voor de modellering. In een later stadium zullen bij de experimenten ook andere algensoorten worden betrokken om de resultaten op bredere toepasbaarheid te kunnen beoordelen.  Het model zal hiermee ook robuuster geparameteriseerd kunnen worden.

De volgende factoren zullen in achtereenvolgende experimenten worden uitgevoerd:

•    Effecten van de verhouding lucht  water in de bioreactor,  in combinatie met CO2 concentraties.
•    Effect van stroomsnelheid
•    Effect van watertemperatuur   
•    Interacties van temperatuur en CO2 en licht
•    Effect van EC waarde in het teeltmedium
•    Effect van pH in het teeltmedium, al dan niet los van de CO2 dosering
•    Effect van pH buffers
•    Effect van N/P verhouding in de dosering en streefwaarden in het teeltmedium

De volgorde en de vervolgstappen bij de opeenvolgende experimenten zullen met de projectgroep worden besproken en samen met hen worden gekozen.

In de experimenten worden de volgende meetgegevens verzameld:

•    Routinematige meteo- en kasklimaat data: kastemperatuur, buistemperaturen (2 verwarmingsnetten), CO2, lichtniveau in de kas en tussen de fotobioreactoren, raamstanden, schermstanden, fogging, VPD (per minuut)
•    Bioreactoren: pH (een reactor op vier niveaus), temperatuur, CO2 in water en lucht, input CO2, input en output lucht (per 5 min.), productie en dichtheid algen (dagelijks), visuele (microscoop) beoordeling (wekelijks), analyse kwaliteit algen (wekelijks)

Ook wordt gezocht naar alternatieve algensoorten. Dit zullen snelgroeiende algen met een hoge toegevoegde waarde moeten zijn, welke in een goed hanteerbare vorm in de markt kunnen worden gezet.  Bij de keuze van algensoorten zal nadrukkelijk worden gekeken naar die soorten die in de specifieke glastuinbouw situatie passen, hierbij zullen specifieke wensen van de betrokken telersgroep zwaar meewegen bij keuzes. De groep telers zal verschillende types algen gezamenlijk selecteren welke in kortlopende experimenten nader worden onderzocht op hun kwalitatieve waarde en groeisnelheid in een kasomgeving.

Een ander belangrijk aspect in de experimenten is het over zo lang mogelijk perioden kunnen telen van algen en tevens het schoonmaken van de teeltsystemen zo efficiënt mogelijk te maken. Hierdoor moeten de periodes van teeltwisseling zo kort mogelijk kunnen worden gehouden. Een “permanente” productie van algen verhoogt de economische rentabiliteit, in het bijzondere in opgeschaalde systemen.

De resultaten van de experimenten op de proeflocatie Bleiswijk moeten de kennis van betrokken telers direct vergroten. Telers kunnen online de voortgang in de experimenten volgen. Hiervoor worden alle meetgegevens via een web interface ter beschikking gesteld, grafieken worden automatisch geüpdatet en zijn inzichtelijk voor telers. Resultaten en vragen worden in bijeenkomsten besproken. Kennis kan zoveel mogelijk direct worden benut voor algenteeltsystemen op een eigen tuinbouwbedrijf.

Fotografie

Beeld van de bioreactoren in vol bedrijf met geode groei van algen

Hinderlijke clustering van algen

Installatie regenleiding voor extra koeling, juli 2013

opkweek van algensuspensie

Sterke aangroei van algen aan wanden bioreactor

zeer sterke clustering en aangroei van algen aan de buiswand

Rapportage en leergroep verslagen

Na aangemeld en ingelogd te hebben, ziet u hieronder de uitgebreide informatie omtrent deze proef.