Gross-Wen Technologies è una start-up con sede ad Ames, Iowa, nel cuore della cintura di mais degli Stati Uniti. La nuova società di produzione di alghe è una delle numerose imprese che utilizzano le alghe per rivoluzionare il modo in cui il cibo, alimentazione, e altri prodotti biologici vengono coltivati ​​e lavorati nel mondo.

Ciò che distingue Gross-Wen Technologies è la sua tecnologia brevettata di produzione di alghe nota come sistema di biofilm algale rotante (RAB). RAB può rimuovere azoto e fosforo dalle acque reflue, impedendo ai nutrienti di contaminare le riserve idriche a valle alimentandole con alghe, che possono poi essere trasformati in fertilizzanti o bioplastiche.

Dall'acqua pulita, le alghe prodotte da RAB possono essere utilizzate come materia prima per prodotti di alto valore come alimenti e integratori ad alto contenuto proteico, mangimi per bestiame e acquacoltura, e prodotti nutrizionali e farmaceutici.

Zhiyou Wen, cofondatore di Gross-Wen Technologies (gross-wen.com), afferma che la tecnologia di pulizia delle acque reflue dell'azienda è in fase di test a Cresco, Iowa, e Chicago. Un'azienda alimentare che ha rifiutato di nominare sta anche studiando l'uso delle alghe derivate dall'acqua pulita come integratore ad alto contenuto proteico per la farina.

Oltre a produrre cibo, alimentazione, e fertilizzante, la produzione di alghe aggiunge benefici riciclando il carbonio dall'atmosfera, rimozione dei contaminanti dalle acque reflue, e portando acri improduttivi nella produzione, secondo Matt Carr, direttore esecutivo della Algae Biomass Organization (algaebiomass.org).

In Fattoria

Carr afferma che i sistemi di produzione di alghe possono essere un modo abbastanza economico per gli agricoltori di ridurre il deflusso di azoto e fosforo, mantenere i nutrienti nell'azienda agricola, che elimina la necessità di acquistare più fertilizzante. La ricerca è in corso presso la Utah State University sull'utilizzo delle alghe per ridurre e rimuovere l'eccesso di azoto e fosforo dalle acque reflue prodotte dalle attività lattiero-casearie.

Le alghe prodotte in azienda possono anche essere trasformate in mangimi per bestiame, Note di Carr. Per esempio, gli agricoltori che allevano gamberetti o pesce gatto possono utilizzare alghe ricche di proteine ​​e olio per sostituire la farina di pesce nelle diete dell'acquacoltura. Un vantaggio della produzione di alghe in azienda, lui osserva, è che i raccolti di alghe per acro sono molto più alti delle colture a file, e il rendimento per acro è considerevolmente più alto. “Le alghe possono espandere la base agricola della nazione e portare maggiori entrate per gli agricoltori, soprattutto nelle zone marginali, "dice Carr.

Gli agricoltori possono allevare alghe su terreni non adatti alle colture a file, Aggiunge, perché le alghe non hanno bisogno di un buon terreno.

Il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) ha sostenuto i sistemi di alghe per la produzione di combustibili alternativi per il trasporto, dice Carr. Il DOE sta mantenendo il suo supporto ai sistemi di alghe, ma il lato commerciale del settore si sta spostando dai combustibili per il trasporto a prodotti più legati all'agricoltura.

“Il cibo è diventato un segmento di punta dell'industria della produzione di alghe, "dice Carr. “Difficile fare i conti con i numeri, ma oggi, la stragrande maggioranza della produzione commerciale di alghe è ora destinata all'alimentazione umana e animale”.

L'uso delle alghe per l'alimentazione dell'acquacoltura è un grande fattore trainante in quella categoria, dice Carr. "L'ingrediente più impegnativo nel mangime per pesci è l'olio di pesce che aumenta il contenuto di omega-3 nel mangime. Le alghe sono ricche di omega-3 come fonte sostenibile che può integrare l'olio di pesce, ” fa notare.

Carr afferma che il rapporto Billion-Ton 2016 del DOE mostra che gli Stati Uniti possono produrre grandi quantità di biomassa algale per la trasformazione in ingredienti alimentari, combustibili, mangimi e altri prodotti. Il rapporto del DOE mostra quanto segue.

• Ci sono circa 140, 000 miglia quadrate di terreno negli Stati Uniti adatto per allevamenti di alghe in laghetto aperto.

• Negli Stati Uniti c'è abbastanza anidride carbonica (CO2) che potrebbe essere utilizzata per produrre quasi 1,4 miliardi di tonnellate di alghe all'anno.

• Un'analisi di un singolo ceppo di alghe di acqua salata rileva che potrebbe potenzialmente produrre 86 milioni di tonnellate di biomassa algale all'anno e catturare 211 milioni di tonnellate di CO2 dal carbone, etanolo, e fonti di gas naturale.

L'Organizzazione per la biomassa delle alghe sta anche lavorando con l'USDA per promuovere la ricerca sulle alghe e trovare usi per le alghe come coltura agricola. "Vogliamo dare all'USDA una direzione chiara per il suo sostegno alla ricerca sulle alghe per l'agricoltura, "Carr dice, “perché le alghe stanno rapidamente diventando una componente significativa negli alimenti e nei prodotti per la salute. È tempo che questo nuovo raccolto riceva il supporto dell'USDA che altri raccolti sono stati forniti per decenni”.

Per aiutare a guidare gli sforzi dell'USDA, l'Algae Agriculture Act è stato introdotto nella Camera dei rappresentanti degli Stati Uniti all'inizio di quest'anno con il sostegno bipartisan, dice Carr. La normativa è stata ripiegata nella legislazione sul farm bill.

Le disposizioni dell'Algae Agriculture Act potrebbero accelerare notevolmente l'allevamento di alghe negli Stati Uniti, Carr dice, portando benefici economici alle aree rurali e soluzioni sostenibili al mondo. Questi includono un'iniziativa di ricerca sulle alghe, un programma assicurativo per le colture di alghe, e l'eliminazione dell'esclusione delle alghe dal Programma di assistenza alle colture da biomassa.

Ci sono anche sforzi nel Congresso per sostenere l'uso delle alghe per la cattura e l'uso del carbonio.

Aziende di alghe

Le aziende che lavorano sulla commercializzazione delle alghe includono giganti agricoli globali come ADM e Bunge.

Un grande progetto in corso è l'impianto di produzione di alghe da 200 milioni di dollari in costruzione a Blair, Nebraska, da una joint venture tra DSM Nutritional Products ed Evonik Nutrition &Care. La pianta, che dovrebbe iniziare le operazioni a metà del 2019, è stato costruito per produrre acidi grassi omega-3 da alghe marine naturali per l'alimentazione animale.

Carr afferma che il sistema di produzione di alghe Veramaris si inserisce nel primo di tre tipi abbastanza distinti di produzione di alghe, che consistono in strutture più grandi che assomigliano a impianti industriali.

All'altra estremità dello spettro ci sono gli impianti di produzione di alghe a stagno aperto che costituiscono il secondo tipo di produzione di alghe. Un esempio, Carr dice, è Qualitis Salute, che ha sede a Houston, Texas, e sta producendo alghe in stagni all'aperto. Questo approccio richiede meno capitale, lui nota, ma è un modo più impegnativo per coltivare le alghe perché gli stagni all'aperto possono attirare organismi concorrenti che possono limitare la produzione, e condizioni meteorologiche avverse possono danneggiare le alghe.

Il terzo tipo, è qui che si inserisce Gross-Wen Technologies, utilizza sistemi di fotobioreattori per produrre alghe in un'area chiusa. Il sistema foto-bioreattore è quello più traducibile in allevamento, dice Carr.

Wen e il cofondatore Martin Gross, che era lo studente laureato di Wen alla Iowa State University, hanno sviluppato il loro sistema di produzione di alghe presso la BioCentury Research Farm dello Iowa State, dove Gross e Wen hanno co-inventato il bioreattore rotante che consente alle alghe di attaccarsi a una superficie. La superficie viene ruotata dentro e fuori un mezzo di coltura per aumentare il tasso di crescita delle alghe.

Il fertilizzante prodotto dalle alghe cresciute nelle acque reflue è in fase di test nello stato dell'Iowa.