ENGINEERINGNET.BE - Resultaat? Een bijzonder ecologisch systeem dat ook voldoende economisch interessant zal zijn om verder uit te bouwen.
Toen bio-ingenieur Sarah Roels enkele jaren geleden bij Colruyt Group solliciteerde, had ze geen idee dat daar ook aan innovatief onderzoek wordt gedaan. Ze werd echter een spilfiguur in een project waarmee de retailer opnieuw zijn belofte invult om maximale duurzaamheid na te streven. De Vertical Farm is namelijk een typevoorbeeld van toekomstgericht ecologisch denken.
“Onze techniek vereist twintig keer minder ruimte, 90% minder water en 50% minder nutriënten dan de klassieke teelt”, vertelt Sarah Roels. “Het substraat waarin de planten groeien, is een combinatie van reststromen die volledig composteerbaar zijn. De hele installatie werkt op groene energie en de planten worden gevoed met gezuiverd regenwater dat maximaal wordt gerecycleerd.”
Doordacht concept
Vertical farming is natuurlijk geen nieuw gegeven. Door de verhoogde productiviteit/efficiëntie, de mogelijkheid tot lokale teelt en het feit dat er geen pesticiden nodig zijn, wint het concept wereldwijd aan populariteit. “Concreet worden planten in verschillende lagen boven elkaar gekweekt, en dit in een afgesloten ruimte met een optimale temperatuur, luchtvochtigheid en verlichting”, aldus Sarah Roels.
“Helaas wordt het economische aspect niet altijd in rekening gebracht, met als resultaat dat veel Vertical Farms een kort leven zijn beschoren. Dat is natuurlijk geen optie voor Colruyt Group. Meer nog, we hebben het management daadwerkelijk moeten bewijzen dat ons idee zowel ecologisch als economisch interessant is. Dat hebben we gedaan door een proof of concept te bouwen die we gedurende een tweetal jaar hebben uitgetest en geoptimaliseerd.”
Technische invalshoek
Wat het Vertical Farm-project van Colruyt Group uniek maakt, is de aanpak. “Veel start-ups vertrekken vanuit de plantenfysiologie om pas daarna te zoeken naar bestaande technologie om een werkende unit te bouwen”, vertelt Sarah Roels. “Wij zijn vanuit technisch oogpunt gestart omdat Colruyt Group ontzettend veel kennis over engineering, koeling, waterzuivering, energie-efficiëntie, ventilatie, … in huis heeft. We maakten een volledig eigen ontwerp van een Vertical Farm die volgens ons maximaal efficiënt zou werken. Dit hebben we vergeleken met een tweede, klassieke installatie die we bouwden met componenten en technologieën die op de markt beschikbaar waren.”
Eigen creatie van A tot Z
De Vertical Farm, die Colruyt Group ontwikkelde, is een sterk voorbeeld van samenwerking tussen R&D en de technische dienst. Charlotte Vervaet, Diensthoofd Productie van de Vertical Farm, legt uit: “Het project was vooral interessant omdat we bestaande kennis moesten toepassen in een concept dat voor ons volledig nieuw was. De R&D-afdeling concentreerde zich op het onderzoek naar de correlatie tussen plantengroei en het optimale gebruik van energie, water en grondstoffen.
De focus van de technische dienst lag op het vertalen van onze ideeën naar de ontwikkeling van gloednieuwe componenten. Met als resultaat dat onze Vertical Farm een volledig eigen creatie is: de sleuven waarin de plantjes groeien, de verlichting, de toevoer van nutriënten, de programmering, de beveiliging,…
We ontwikkelden zelfs een nieuw type ventilatie en verlichting waarvoor we een patent hebben aangevraagd. Maar ook alles buiten de farm, zoals de opslag en filtratie van het regenwater, de mengers voor nutriënten, de machine om het substraat klaar te maken, een installatie om de plantjes water te geven vooraleer ze worden verpakt, de verpakking op zich, … zijn het resultaat van onze interne kennis en creativiteit.”
Meest energie-efficiënte groeilampen ter wereld
De Vertical Farm van Colruyt Group bevindt zich in een oud magazijn in Halle en werd gebouwd volgens het ‘box-in-box’-principe. Het gaat letterlijk om een grote doos die met sandwichpanelen werd samengesteld. Binnenin staan opslagrekken met de kiemende zaadjes en de grotere plantjes. Omdat planten enkel maar het rode en blauwe licht uit het spectrum nodig hebben, hult de ruimte zich in het paars of volledig in het donker (want de plantjes moeten ook ‘slapen’).
“De ratio hoeveelheid licht per joule elektriciteit van de huidige ledlampen op de markt, kon volgens ons nog verder omhoog”, vertelt Sarah Roels. We mogen met trots zeggen dat we, voor zover we weten, de meest energie-efficiënte groeilampen ter wereld hebben ontwikkeld. De overschakeling van dag- op nachtcyclus en vice versa gebeurt automatisch, wat helpt bij het bereiken van een optimale groeicurve.”
Unieke watertoevoer en ventilatie
Ook de voeding en waterbedeling spelen een belangrijke rol. Deze worden gezamenlijk toegediend via kanalen die onder de sleuven lopen. “We ontwikkelden een quasi gesloten systeem waarbij het water dat verdampt terug wordt opgevangen en hergebruikt,” vertelt Charlotte Vervaet. “Bovendien hebben we onze interne kennis over waterzuivering aangewend om uitsluitend gezuiverd regenwater in de Vertical Farm te gebruiken.
Last but not least is er de ventilatie die ervoor zorgt dat elk plantje evenveel verse lucht krijgt. De totaliteit van al deze componenten en technieken levert een perfect geconditioneerde omgeving die kwalitatieve en stevige planten in twintig dagen aflevert. Dit is twee keer sneller dan een traditionele teelt. Bovendien zijn we totaal onafhankelijk van de weersomstandigheden. Het resultaat is een Vertical Farm die ook economisch rendabel is, zeker indien het product bij de consument aanslaat en we een schaalvergroting kunnen doorvoeren.”
Nog enkele vraagstukken
Vandaag is de Vertical Farm van Colruyt Group klaar voor commercialisering. In maart werden de eerste plantjes met een grote promotiecampagne in Bio-Planet aangeboden. Toch staat nog niet alles volledig op punt. Zo wordt momenteel nog de houdbaarheid van het substraat onderzocht.
Charlotte Vervaet legt uit waarom: “Om de ecologische voetafdruk te beperken, wilden we een 100% natuurlijk substraat dat volledig uit nevenstromen is opgebouwd. Omdat het een beschermde grondstof is, was veen geen optie. De producent heeft het substraat speciaal voor ons ontwikkeld en maakt het enkel voor ons aan. Hierdoor ligt de minimum afname momenteel vrij hoog. Deze is genoeg voor verschillende maanden, gezien de schaal van onze farm én het feit dat we per plant erg weinig substraat gebruiken.
Omdat het een volledig nieuw type is, bestaat er nog onduidelijkheid over de reële houdbaarheid ervan. Daarom garandeert de fabrikant maar twee weken. Momenteel testen we oud en nieuw substraat parallel om uit te zoeken hoelang we het eigenlijk kunnen gebruiken. Daarnaast onderzoeken we nog de beste manier om het substraat op te slaan. Tenslotte zoeken we nog naar de beste manier om de hele installatie periodiek te reinigen.
Er zullen immers altijd planten aanwezig zijn, waardoor we geen desinfectiemiddelen kunnen toepassen. Maar ook dit vraagstuk zullen we zonder twijfel kunnen oplossen. Want we geloven sterk in dit concept waarmee Colruyt Group zich opnieuw kan manifesteren als een ecologische pionier.”
