Kansen voor algenteelt

Bij Wageningen UR Glastuinbouw in Bleiswijk zijn 6 bioreactoren voor onderzoek naar algenteelt in de kas in gebruik genomen.

Het door PT en EL&I gefinancierde onderzoek richt zich vooral op de teelt van hoogwaardige algen voor bijvoorbeeld voedingssupplementen, extrahering van inhoudstoffen voor cosmetica of voer voor mosselen en vissen. Dus niet op de productie van zoveel mogelijk biomassa/eiwitten als bio-brandstof.

Tuinbouwkennis
Met de 6 gelijkwaardige bioreactoren kunnen verschillen in teeltwijze aangebracht worden, om de optimale sturing van teeltfactoren (zoals pH, voedingselementen, licht,  CO₂-concentraties en EC) te bepalen. In de bestaande literatuur blijkt nog heel weinig of slechte documentatie voorhanden over de behoeften en ideale groeiomstandigheden van algen. Basis tuinbouwkennis kan zelfs al verbeteringen opleveren. Onderzoeker Wim Voogt: “Zo bleek in bestaande algenteelten bijvoorbeeld gebruik gemaakt te worden van instabiele ijzerchelaten met EDTA. Dat willen wij niet hebben. Die zijn bij ons direct al vervangen door DTPA.”

Schoon houden
Elke bioreactor bestaat uit een doorzichtige buis van ongeveer 170 meter lengte. Deze buis loopt spiraalsgewijs, met rechte stukken van 10 strekkende meter in 8 lagen boven elkaar. Het water wordt in pulsen door de buizen heen gepompt, zodat een volledige kolom water steeds wordt afgewisseld met een golf water met een luchtlaag erboven. Deze golfbeweging werkt goed om het buizensysteem schoon te houden. Het voorkomt ongewenste aanhechting van algen tegen de binnenwanden van de doorzichtige buizen, wat wel het geval zou zijn als het systeem continu volledig gevuld zou zijn met water.

De luchtlaag in de buizen, met een hoog CO2-gehalte, zorgt tevens dat de CO2-concentratie in het water steeds op een hoog peil blijft. Deze koolstof is voedingsbron voor de algen. Van elke kilo drogestof bestaat de helft uit koolstof. De CO2 wordt steeds mee gedoseerd in de installatie.

Door de voortdurende CO2-opname vliegt de PH van het water omhoog. Een continue nauwkeurige pH-regeling is in waterige systemen dan ook nodig om het groeiproces te optimaliseren.

Drogestof
In praktijkproeven is een productie van 3 tot 4 kilo drogestof aan algen per vierkante meter al haalbaar. De onderzoekers hopen echter de 6 kilo drogestofproductie, die bijvoorbeeld een tomatenteelt oplevert, te gaan overtreffen. Dat zou moeten kunnen, aangezien bij vruchtgroenten nog een deel van de drogestof voor de ontwikkeling van het gewas zelf nodig is.

De kostprijs zal naar verwachting rond de 30 tot 50 euro per kilo drogestof liggen. Volgend jaar zal de economische kant van het teeltproces bestudeerd worden.

Dichtheid
Zoals voor de productie bij planten extra bladaanmaak geen zin meer heeft boven een bepaalde LAI, zo delen algen zich nauwelijks verder meer boven een bepaalde dichtheid. Tot 2 gram drogestof aan alg per liter water is de exponentiele groei van de algen nog optimaal. Daarboven begint remming op de snelheid van vermenigvuldiging op te treden. Tussen 2 en 5 gram bevindt zich een soort optimum voor de teelt.

Een alg deelt zich onder ideale omstandigheden in ongeveer 8 uur. De alg uit de entvloeistof wordt zo in anderhalve week tijd een dikke soep die geoogst kan worden. Daarbij wordt steeds een deel van de alg batchgewijs afgevangen, bijvoorbeeld door een dichtheid van 3 tot 4 gram drogestof per liter terug te brengen tot 2 gram, zodat de resterende algen zich weer optimaal kunnen delen tot aan de volgende oogst. Om snel ervaring op te doen is voor de proef in eerste gekozen voor een snelgroeiende algensoort, Chlorella sorokiniana, die interessante vetzuren produceert. Later zal gezocht worden naar geschikte alternatieve algensoorten voor de tuinbouw.

Bij het oogsten wordt meestal door centrifuge de verhandelbare pulp verkregen. Bij sommige algensoorten is dit ook met zeeftechnieken mogelijk.

Temperatuur
De optimale temperatuur voor algengroei licht tussen de 30 en 35 graden Celsius, afhankelijk van de algensoort. Omdat er geen sprake is van een vochtprobleem, kunnen luchtramen lang dicht blijven, wat energetisch gunstig is. Onder de 12 graden Celsius groeit alg bijna niet meer. Een trage groei is sowieso ongunstig, omdat andere ongewenste algensoorten dan meer kans krijgen om zich te ontwikkelen. Boven de 35 graden Celsius wordt het te warm en zal gekoeld moeten worden. Dit zal door meer luchten en een sproei-installatie gebeuren. Het buizensysteem zelf koelen wordt te duur.