Семь лет из жизни спирулины

Надеемся, наша история окажется максимально полезной и интересной.

Весна 2012

Как появилась идея?

Меня зовут Денис, в 2011 устроился конструктором в Самарскую организацию разрабатывать приводные станции для горнолыжных подъёмников. Буквально за месяц до этого только встал на сноуборд. Удивительно как подфартило: теперь на местной горнолыжке имел скидку от фирмы и мог катать за полцены, оттачивая навыки и вникая в суть подъёмников. На работе постепенно вливался в коллектив. 

Всё бы ничего, но на тот момент уже пару лет питался только растительной пищей. Для сотрудников предприятия с типичной столовой, в которую я не ходил, это было, мягко говоря, странно. Но работу я свою старался выполнять хорошо, первый год точно, и вопросы о питании постепенно иссякли. Однако некоторые коллеги всё же прониклись этой идеей, начали изучать явление самостоятельно, видя перед глазами все ещё живой и достаточно адекватный пример. Один из них, будущий партнер Алекс, через год решился также изменить питание. С этого всё и началось. Дело в том, что, кардинально меняя стиль питания, возникает масса вопросов, главный из которых: а что же в итоге остаётся в рационе? Тут мне пришлось подробно и неоднократно разъяснять меню и разные нюансы. Отмечу, что к этому времени образ жизни у меня уже прошился основательно и не сильно хотелось снова, как три года назад, окунаться в теорию. Процесс всё же увлёк. Вскоре с новым энтузиазмом начали вместе вычислять максимально полезный продукт для человека. Так пришли к спирулине. Всё в ней было хорошо, кроме  цены для з/п провинциального инженера. Как же быть?

Наши пытливые умы вскоре выяснили, что энтузиасты спокойно выращивают спирулину дома. В обычном аквариуме нужно поддерживать температуру, подсвечивать лампой и добавлять питательную среду, к слову, достаточно сложную — в ней была основная сложность. Но Алекс имел приличные знания и опыт в химии, чтобы разобраться в формулах для приготовления правильного питательного раствора. 

Оценив свои силы, мы решили попробовать  вырастить спирулину. Учитывая стоимость продукта на рынке, возникла идея сделать из этого прибыльный бизнес и уйти с наёмной работы. Это подстегивало нас сильнее всего. На улице была весна 2012г.

К слову, в этот период мне настойчиво предлагали работу в Калуге на заводе грузовиков Вольво. А один знакомый приглашал в Питер к нашим конкурентам. 

Но дух свободы, который я уловил в этот год, всё же пересилил. Я остался в Самаре пилить проекты: спирулину и интернет-магазин экотоваров, открывший для меня понятие бизнеса в принципе.

Лето 2012

Подготовка

Началась подготовка: изучали сайты, форумы, диссертации. Часто приходилось обращаться к зарубежным источникам. Отовсюду вытаскивали информацию по крупицам. В ходе аналитики обнаружили любопытную картину. Проекты по спирулине начали появляться очень давно, затем пропадали, не обретя силу и массовость. Через время затишья где-то вновь появлялись в каком-то другом воплощении и реализации. Тем не менее спирулина всегда оставалась на слуху.

Взять, например, нашу Самару. Попытки выращивания предпринимали минимум 3 государственных вуза, городская больница и десятки энтузиастов и организаций на протяжении последних 30 лет. Но никто не продолжает этим заниматься. С вузами понятно — сделал диссертацию, закрыл проект, вылил тину в канализацию. А вот с больницами — не очень. По словам сотрудников, спирулину, например, успешно использовали в ожоговом отделении — она быстро восстанавливала кожу. Из-за одного этого странно было всё бросать. В чём же дело?

Судя по статистике, чаще пытались выращивать спирулину гуманитарии. Несмотря на кажущуюся профильность задачи, им приходилось решать чисто прикладные инженерные задачи: рассчитать световой поток, придумать механизм барботирования суспензии, поддержания температуры и кислотности, организовать фильтрацию, приготовление раствора, слив и залив огромного количества разных жидкостей. Хорошо, если получалось внедрить хоть какую-то автоматизацию. Но самая вероятная действительность типичного энтузиаста: бочки, ведра, десятки метров шлангов. И всё переплетено вокруг плохо пахнущего тазика с зелёной жижей. А ещё все эти кубометры жидкости рано или поздно, но обязательно вытекут за ночь в какую-нибудь вновь образовавшуюся дыру. И никуда от этого не деться. Такова объективная реальность, с которой мы сами столкнулись, но о которой не принято говорить. Она сильно отличается от теоретических выкладок и предположений. Чаще всего, повозившись год-другой по колено в воде, порядком изъев за это время щелочным раствором кожу, горе-ботаники всё бросали, несмотря на пьянящую перспективу иметь возобновляемый источник белка и витаминов, горшочек вечной каши, которому, казалось, достаточно сказать: «Вари». Но нет, суровость и беспринципность простой технологии расшибла лоб большинству мечтателей. Допустил несколько градусов перепада температуры? Не уследил кислотность? Спирулина и не думала расти после всего этого, жди неделю, пока оклимается. Компонент случайно в растворе перепутал? Спирулина тут же всплывет вверх и известит желтой боевой раскраской от выпавшего из погибшей клетки бетта-каротина, что в таких невыносимых условиях ей оставаться тошно и срочно пора отправляться в мир иной. Возможно, в следующем воплощении, она окажется у более внимательного и расторопного специалиста, которому посчастливится какое-то время поухаживать за ней, выполняя все капризы.

Мы поначалу удивлялись, когда нам, дилетантам, звонят настоящие биохимики, чуть ли не из столицы, и спрашивают на серьёзных щщах секретный ингредиент успешного выращивания. У них точное оборудование, лаборатория, всё серьёзно, но «не растёт кокос, крокодил не ловится», — видно в понедельник их мама родила.

Хитростей тут нет. Технология давно известна. Спирулина требует строгого инженерного расчёта и контроля. Но именно в деталях реализации и заключается вся соль. Тут нам и пригодились инженерные навыки. Хотите что-то выращивать — нанимайте технарей. И всё получится.

В 2012г. мы смутно представляли, с чем нам предстоит столкнуться, но работа велась планомерно и бесповоротно. Вовсю тестировали, пробовали существующую на рынке спирулину. Даже разводили в воде сухую спирулину, пытаясь найти уцелевшие клетки.

Кстати, для этого достаточно простого микроскопа, благо спирулина крупная — около 1 мм. На это обращаем внимание тех, у кого понятие «водоросль» ассоциируется с травой в аквариуме или водоёмах. Нет, спирулина — МИКРОводоросль, она наиболее близка к первым появившимся 3,5 млрд. лет назад на Земле живым организмам. У неё даже ядра нет. Но при этом она умудряется накопить максимально полезное для человека сочетание витаминов и микроэлементов, а также всех незаменимых аминокислот, хотя считается, что они содержатся только в животном белке. Это близко к истине, поскольку спирулина возникла ещё до разделения Царства растений и животных. Вообще это сине-зелёная цианобактерия, суть от этого не меняется.

Было забавно наблюдать, что спирулиной называют эту раздробленную и спрессованную субстанцию. Разведенная в воде, она имела синий цвет, хотя ожидали зелёный. Всё просто: синий цвет придаёт пигмент фикоцианин, выделившийся из разрушенных клеток. Это один из самых полезных компонентов, который поначалу отпугивает своим цветом от водоросли. 

Разв_таблетка
Разведенная в воде таблетированная спирулина

Естественно, целые клетки там глупо искать, присутствуют лишь хаотичные фрагменты. Но мы попробовали — надо же убедиться. Таким образом мы накапливали знания и сразу получали некоторый опыт.

Мы понимали, что произвести спирулину мало, её придётся, при хорошем раскладе, кому-то продавать. Поэтому параллельно с изучением технологии я принялся осваивать понятия бизнеса. Впервые узнал, что такое контекстная реклама и конверсия. Неожиданно для себя обнаружил здесь огромное пространство для творчества: если хочешь сэкономить на рекламе — прояви смекалку и придумай хитрый способ привлечения клиентов. Аналитика в сухих цифрах покажет насколько ты креативный. Безграничное поле для мозговых штурмов. А раньше считал бизнесменов спекулянтами, купи-продай. Думал, что создавать железки намного экологичнее, чем их продавать. Как же я ошибался и сколько времени потерял. Лучше поздно, чем никогда: всё лето навёрстывал упущенное, практиковал полученные навыки в интернете. Уже осенью по шаблону сделал свой первый интернет-магазин экотоваров и был рад получить какие-то заказы. Наконец, впервые ощутил себя причастным к бизнесу. Сложилась полная картина: изучена технология производства спирулины и появилось бизнес-понимание. Теперь проект можно было запускать. 

Август 2012

Запуск

Добыть спирулину для выращивания непросто. Мало кто готов отправлять её какой-нибудь службой доставки. И теперь мы поняли почему. Когда прямо называешь содержимое посылки «штамм микроводоросли спирулины» или просто «спирулина», у приёмщиков возникают опасения, не входит ли жидкая биологическая субстанция в список запрещённых к транспортировке объектов. Чаще решают перестраховаться и не допустить перевозку. Даже в очень известной международной службе доставки срабатывает фильтр на схожие названия и никакие документы, сопроводительные письма не помогают. Остается вариант везти самому.

Не спрашивайте, как нам всё же это удалось, но мы получили спирулину. Сейчас готовы предоставить её тем, кто готов лично приехать в Самару. Возможно в будущем найдём приемлемый способ транспортировки.    

Тем временем всё было готово. Заранее подготовили воду, очистив её домашней установкой обратного осмоса. Закупили в специализированных фирмах компоненты для питательной среды высшего класса химической чистоты, которые обычно используют для точных лабораторных анализов. Кстати, некоторые из них выдают только под паспортные данные, выяснив дальнейшее применение. Это далеко не дешёвая агрохимия, содержащая кучу всяких примесей и годная только для сельского хозяйства. В нашем деле требуется максимальная точность.

В Августе 2012 мы начали затянувшийся на несколько лет эксперимент. Питательный раствор добавляли в суспензию постепенно, по 10-20% каждые 1-2 дня. Если сразу вылить много, спирулина будет слишком разбавленной, может просто погибнуть, не вдаваясь в подробности. Для перемешивания и продувки использовали обычный аквариумный компрессор. Это необходимо, во-первых, для вывода кислорода из суспензии, который вырабатывается в процессе фотосинтеза. Кислород замедляет рост спирулины, она в нём, условно, задыхается. Ей наоборот, нужен углекислый газ. Во-вторых, при увеличении плотности, водоросль всплывает вверх без перемешивания, ограничивая доступ света внутрь толщи воды, что тоже замедляет рост. Именно всплывшую на поверхность озёр спирулину аборигены собирали обычными ковшиками. Вот, собственно, и всё.

Да, так просто выглядит простейшая реализация технологии выращивания: ставите по кругу штук 8 бутылок, в центр помещаете обычную лампочку ватт на 30, и ждёте урожай, помешивая суспензию.

 

Состав раствора

А теперь самое страшное: состав питательной среды.

Перечень макроэлементов, 1 г/л

NaHCO3 — 16,8

K2HPO4 — 0,6

NaNO3 — 2,5

K2SO4 — 1,0

NaCl — 1,0

Na2EDTA — 0,16

FeSO4 × 7H2O — 0,01

CaCl2 — 0,04

MgSO4 × 7H2O — 0,2

Перечень микроэлементов, 0,001 г/л

H3BO3 — 2,86

MnCl2 × 4H2O — 1,81

ZnSO4 × 7H2O — 0,23

CuSO4 × 5H2O — 0,079

MoO3 — 0,015

NH4VO3 — 0,023

Co(NO3)2 × 6H2O — 0,044

K2Cr2(SO4)4 × 24H2O — 0,096

NiSO4 × 7H2O — 0,048

Na2WO4 × 2H2O — 0,018

 

Поначалу он нас пугал также, как и вас сейчас. Где,спрашивается, здесь экология? Но ответ заложен в самой сути растений: способности усвоить неорганические вещества и превратить их в органические в процессе сложных реакций. Животные на это не способны — сколько бы мы не грызли мел, неорганический кальций не усвоится. Поэтому не нужно бояться, состав разработали учёные, воссоздав идеальную питательную среду для спирулины.
Странный вкус, честно говоря. Но другого выхода нет. Все разговоры о чистых природных
озёрах, в которых произрастает спирулина, не выдерживают критики.

Во-первых, их практически не осталось, для существующего спроса спирулины не хватит. 

Во-вторых, посчитаем, сколько солей съедает спирулина при своем обычном росте. Например, пищевой соды требуется 16,8 кг на тонну суспензии. Спирулина извлекает углерод из неё и строит свои ткани. Этого хватает всего на несколько дней. Представляете, какие запасы природных солей должны быть в этих озёрах, если учесть, что спирулина там активно собирается на протяжении многих лет? А может там уже не хватает каких-то солей и спирулина не совсем полноценна и содержит меньшее количество полезных веществ. Неужели не возникает соблазн подсыпать питательную среду в эти озёра, чтобы увеличить производительность?

В-третьих, обращали внимание, что такая спирулина более светлая? Дело в том, что на прямом солнечном свете она получает ожог. И чтобы этого избежать спирулина становится более светлой, отражая лишний свет по законам физики. Но светлая спирулина при этом содержит меньшее количество полезных веществ. При искусственном выращивании она темнее, так как её затеняют и при этом накапливает больше веществ.

В-четвертых, вопрос экологии. Дождик в эти озёра льёт из самого обычного неба. Тучки путешествуют по миру свободно. А что в этих тучках? Естественно, всякая гадость от заводов и городов.

В-пятых, часто независимые исследователи находят в спирулине токсины и разные вредные вещества. Откуда они там взялись? Помимо дождика с тяжелыми металлами и опасными веществами, в открытые озёра и бассейны попадает помёт пролетающих птиц, насекомые и вообще много чего интересного, за всем не уследишь. Высушив и растерев спирулину в порошок, этого уже не видно. Так и живём. Если выращивать в закрытых ёмкостях, то риск загрязнений минимальный, но это слишком дорого и нерентабельно для массовой промышленности. Вся надежда остаётся на небольшие производства, где стараются следить за чистотой.

Октябрь 2012

Аквариум

При домашнем культивировании спирулины в аквариумах света чаще всего не хватает. Для дополнительной подсветки снаружи стенок ставят лампы, теряя при этом половину светового потока, который рассеивается в окружающем пространстве. Такую схему проще реализовать, но она не эффективна. Логичнее источник света поместить внутрь суспензии, чтобы люмены использовались практически полностью. Идея оказалась не нова: в одной научной работе рабочий раствор в культиваторе сильно закручивался, образуя воронку, а в центре помещалась мощная лампа. Плотность культуры при таком выращивании достигалась более 3 г/л. Это заоблачное значение, на порядок превосходящее результаты в открытых бассейнах. Мы решили приблизиться к этому решению, используя простые подручные материалы. Так определилась следующая инженерная задача.

У Алекса дома оказался пустеющий несколько лет аквариум на 300л — идеальный вариант для отработки технологии первого закрытого полостного фотобиореактора. Первым делом перелили в него наши 40л суспензии из бутылок и начали постепенно наращивать объём, доливая новый питательный раствор. Для подсветки использовали уже существующую в крышке систему из люминесцентных ламп.