Tuinder wordt steeds meer procestechnoloog

De glazen fabriek

Met de huidige hoge graad van automatisering lijkt het "warenhuis" van de glastuinbouw tegenwoordig steeds meer op een grote glazen fabriek waarin groenten, fruit en bloemen van de lopende sorteerband afrollen.Vroeger waren water en veel zon genoeg om planten te doen groeien. In de moderne glastuinbouw komt daar echter veel meer bij kijken. Lage marges, enorm strenge milieu eisen, de liberalisering van de energiemarkt, en afnemers die precies weten wat ze willen, dwingen tuinders tot verregaande schaalvergroting en automatisering.

Blije tomaten
Alex van Os is de eigenaar van een kleine tuin in Poeldijk. Op achttienduizend vierkante meter kweekt hij tomaten voor een grote supermarktketen in Engeland. De veiling komt daar al lang niet meer aan te pas. Tegenwoordig maken grote ketens zelf hun deals om het hele jaar door tomaten te kunnen verkopen. Sorteren en verpakken doet de kweker zelf, afname en vervoer worden geregeld door handelspartners. Op deze manier ontstaat een directe relatie tussen de tuinder en zijn afnemer, en hoort hij het gelijk als er iets mocht zijn.
Met een opbrengst van ongeveer 57 kilo per vierkante meter doet Van Os het naar eigen zeggen helemaal niet slecht. Zeker niet voor iemand die gemiddeld geautomatiseerd is. Naast zijn normale Priva-systeem heeft hij een heel moderne Phytomonitor van Phytech. Daarmee kan hij meten of zijn tomatenplanten "lekker in hun vel zitten" of misschien wat gestresst zijn. Volgens de productinformatie van de leverancier kan de kweker hiermee direct met zijn gewas communiceren.
De Phytomonitor meet de instraling, de temperatuur van de ruimte en van het blad zelf, het vochtgehalte in de mat, en zet de werkelijke sapstroom uit tegen de berekende optimale sapstroom. Daarvoor worden bijvoorbeeld sensoren ingezet die de stamdikte tot op de micrometer nauwkeurig kunnen meten. Schijnt de zon, zodat de plant veel vocht verdampt, dan wordt deze dunner, 's avonds na zonsondergang wordt deze weer dikker. Al deze metingen vertalen zich naar eenvoudig te interpreteren plaatjes die in kleur "het gevoel" van de plant en omgeving weergeven.
Voor de Phytometer heeft Van Os vijftienduizend Euro betaald, voor de Priva installatie destijds honderdduizend gulden. Juist vanwege de beperkte omvang van deze tuin zijn dat significante investeringen geweest. Dezelfde systemen kunnen immers ook gebruikt worden om een veel groter oppervlak te automatiseren. Toch kan hij absoluut niet zonder; ook hij moet over het hele jaar betalen voor de hoogste piek in zijn gasverbruik.
Van Os is echter nog lang geen fabrieksdirecteur. Hij praat over het gevoel van de zonnestralen in zijn nek. En een UV-ontsmetter voor zijn afvoerwater heeft hij ook niet nodig. Hij doet dat op de ouderwetse manier: gewoon door het water heel langzaam door een hele grote tank met zand te laten lopen. De bacteriecultuur die daarin vanzelf ontstaat, zorgt voor de reiniging ervan. Hoewel veel tuinders er niet meer op vertrouwen, is het volgens Van Os nog nooit misgegaan. Wel heeft hij twee EC en pH meters, en stuurt hij de uitkomsten daarvan elke twee weken naar een bureau voor analyse zodat hij zijn instellingen kan bijsturen.
Alle grafische mogelijkheden van de Priva interface heeft Van Os niet nodig. Hij heeft genoeg aan de kale console, waarmee hij met een paar snelle toetsaanslagen in een oogopslag kan zien hoe de vlag erbij hangt. Hoewel Priva er niet aan wil, zegt hij wel degelijk behoefte te hebben aan meer informatie voor het gebruik van hun systemen. Het is toch vreemd dat de leverancier niet de typische instellingen kan geven voor bepaalde gewassen, zelfs geen bereik. Het idee om met een groep kwekers al deze gegevens samen met de opbrengsten in een grote database te stoppen en te analyseren lijkt Van Os heel erg interessant.
De twee grootste leveranciers van besturingssystemen voor de glastuinbouw zijn Hoogendoorn Automatisering in Vlaardingen en Priva Hortimation in De Lier. Beide brengen via hun internationale dealernetwerk een portfolio van procescomputers op de markt. Daarmee worden de belangrijkste systemen in de kassen, klimaat, energie, water en voeding, aangestuurd. In totaal bevat een beetje tuin inmiddels al honderden sensoren en regeleenheden.

Klimaat

Het klimaat in de kas gaat over licht en lucht. Deze worden geregeld door de verwarming, de ventilatie, "de zonneschermen" en de lampen, of beter gezegd, door de combinatie daarvan. De temperatuur bijvoorbeeld wordt verhoogd door de verwarming aan te zetten of de doeken die het gewas afschermen van de zon te openen, of juist verlaagd door de ramen te openen of de doeken te sluiten. Wil de zon in ons koude land weer niet schijnen, dan worden de assimilatielampen aangeschakeld. Als u terug van vakantie of zakentrip 's avonds laat vanaf het zuiden weer op Schiphol af vliegt, kunt u door hun felle oranje gloed het Westland precies zien liggen.
De verwarming wordt echter voor meer dan alleen de temperatuur ingezet. Deze wordt ook aangeschakeld om het kooldioxide-gehalte in de lucht te verhogen, door "gas te verbranden" en CO2 via lange plastic buizen de kas in te blazen.

Energie management

Pas echt ingewikkeld, en financieel bijzonder interessant, wordt het als we ook het energiebeheer bekijken. De energiekosten van een tuinder maken immers ongeveer 30 procent uit van zijn totale kosten. Tot twee, drie jaar geleden kon een kweker gewoon van het gasnet afnemen wat hij nodig had, op het moment dat hij daar daadwerkelijk behoefte aan had. Daar betaalde hij dan bijvoorbeeld 30 gulden-cent per kuub voor. Met de liberalisering van de energiemarkt voor ondernemers moeten afnemers hun leverancier nu precies vertellen wat ze maximaal nodig denken te hebben. Gaan ze daaroverheen dan kost zo'n extra kuub ineens waanzinnig veel geld, soms wel tot het honderdvoudige. Gas is dus het goedkoopst als het zo constant mogelijk wordt afgenomen.
Tuinders schaffen daarom enorme watertanks aan, soms een paar honderd kuub groot, waarin overdag heet water wordt opgeslagen, dat 's nachts weer door het buizenstelsel van de kassen wordt gepompt om zijn warmte af te geven. Om beter te kunnen inspelen op het weer buiten, halen de systemen bovendien meerdere malen per dag een voorspelling op.
Tenslotte zijn er ook veel kwekers die een complete warmtekrachtcentrale hebben staan. Deze levert niet alleen niet alleen warmte maar ook stroom. Die kunnen ze dan zelf gebruiken voor hun assimilatielampen, of weer terugverkopen aan hun energie leverancier. Voor hem is het immers interessant om stroom lokaal aangeleverd te krijgen; dat scheelt weer transportkosten en verliezen.

Kringloop

De kringloop van water en voedingsstoffen is welhaast net zo'n ingewikkeld verhaal als die van het klimaat en de energie. Een tomatenplant bijvoorbeeld staat niet op vruchtbare aarde, maar hangt met zijn wortels in een substraat mat van steenwol waar verder helemaal niets in zit. Elke tien minuten wordt die mat een klein beetje vochtig gemaakt door een druppelaar die water met voedingsstoffen uitscheidt. Daarbij varieert de samenstelling over de dag; het ontbijt van de plant ziet er heel anders uit dan zijn avondmaal.
Door met een lepelbakje te meten hoeveel vloeistof er onder uit de mat weer wegloopt, kan de tuinder zien wat er aan water door de plant is opgezogen. Bovendien wordt met EC en pH meters (voor respectievelijk de elektrische geleiding en de zuurgraad) de precieze samenstelling van die weglopende vloeistof gemeten. Zo weet men ook precies hoeveel voedingsstoffen door de plant zijn opgenomen.
De precieze samenstelling van dit zogenaamde drain water is om nog een andere reden van belang. Een tuinder mag absoluut niets daarvan lozen, maar moet het water hergebruiken. Het wordt dus opgeslagen, opnieuw van de juiste doseringen aan voedsel voorzien, en vervolgens weer de kas ingepompt. Om te voorkomen dat een zieke plant via het drain water de hele kas kan besmetten, moet het in de tussentijd nog een keer ontsmet worden, bijvoorbeeld door het met UV-licht te bestralen.
Voor wie aan dit alles niet genoeg heeft is er nog veel meer op de markt. Bijvoorbeeld een pad registratiesysteem. Daarmee kan tegelijkertijd worden bijgehouden wie wat heeft geplukt, hoeveel het was en hoe lang hij daarover heeft gedaan. Of een weegschaal waarmee de substraat mat kan worden gewogen. Of een infrarood camera boven het gewas, waarmee de temperatuur en uitstraling van de planten kan worden gemeten.

Procestechnoloog

De moderne kweker wordt op deze manier steeds meer een procestechnoloog dan iemand met groene vingers en gevoel voor zijn planten. Hij praat en denkt op dezelfde manier als hij zijn computers moet instellen: in vierkante en kubieke meters. Dat gaat over de temperatuur en de vochtigheid van de lucht, niet over zonlicht maar over straling, en niet over mest of zelfs voedingsstoffen maar over de ionen (zoals magnesium, kalium, calcium en nitraat) die in verschillende chemische verbindingen worden aangeleverd. Hetzelfde geldt voor de opbrengsten, die worden gemeten in kilo's per vierkante meter.
Bovendien is de tuinder door de enorme schaalvergroting steeds meer een manager aan het worden, druk met inkoop, afzet en automatisering. Taken worden steeds meer opgesplitst en gedelegeerd. Dat kan ook niet anders als men de schaalgrootte in ogenschouw neemt. De gemiddelde tuin bestaat uit vijf afdelingen van vijfduizend vierkante meter elk, 25 duizend vierkante meter in totaal. Maar de allergrootste kwekers hebben inmiddels warenhuizen die 30 hectare beslaan. Met een jaaromzet variërend van 35 tot 70 Euro per vierkante meter leert een eenvoudig rekensommetje dat er in deze ondernemingen jaarlijks enkele tientallen miljoenen omgaan.

Procescomputers

Voor de besturing van dit alles worden procescomputers geïnstalleerd. Die van Priva bijvoorbeeld bestaan uit modulaire systemen bestaande uit een processorbord met op de I/O bus een hele zwik I/O kaarten voor de sensoren en de aansturing. Via een standaard ethernet bus kunnen de instellingen worden geregeld vanaf gewone pc's met daarop het bijbehorende Priva software pakket. Tenslotte bevat het processorbord nog een zogenaamde keynet aansluiting, een console poort waarop in noodgevallen een kale terminal kan worden aangesloten. Voor grotere warenhuizen kunnen meerdere systemen aan elkaar worden geknoopt, en de verschillende besturingsfuncties over meerdere processorborden worden verdeeld.

Linux

Priva heeft tot nu toe het ontwerp van hun systemen altijd zelf gedaan: eigen hardware met een eigen operating system. Volgens André de Raadt, productmanager bij Priva, is de belangrijkste reden daarvoor dat de geleverde systemen vooral heel erg stabiel moeten zijn. Staat in de zomer de besturing ook maar een uurtje stil, dan is simpelweg alles kapot. Op zo'n mooie dag gaat er per uur immers zo'n zeven à acht liter water per vierkante meter doorheen.
Daarom wordt ook gebruik gemaakt van technologieën die zichzelf allang in de praktijk hebben bewezen. Om dezelfde reden worden ook absoluut geen bewegende delen toegepast; de systemen hebben geen hard disks maar flash geheugens. Hetzelfde geldt voor Windows, waar wel de bediening op kan draaien, maar niet de daarvan onafhankelijke besturing zelf.
De nieuwste generatie Priva systemen maakt gebruik van Linux. Het grote voordeel daarvan is volgens De Raadt dat het open source is, en dus volledig aanpasbaar. De ontwikkelaars hebben de afgelopen tijd dan ook al hun software naar Linux geport. Bovendien zullen op deze manier in de toekomst standaard industriële pc embedded systemen gebruikt kunnen worden. Gezien het geringe aantal processorborden dat wordt verkocht - volgens De Raadt gaat het om vier- tot vijfhonderd stuks per jaar, in totaal een kleine drieduizend per serie - zal dit een behoorlijke besparing op kunnen leveren.

Kennisbehoefte

De Priva software kent inmiddels bijna 2000 instellingen. Volgens De Raadt zal een gemiddelde kweker ongeveer 30 procent daarvan wel kennen. Daarmee kan hij weliswaar prima boeren, maar voor een echte topteelt zal hij zich ook in de rest moeten verdiepen. Een tuinder is echter geen IT-er. Priva zou wel veel meer kennis van het proces zelf kunnen vangen in hun software, en bijvoorbeeld afzonderlijke menu's maken voor tomaten, komkomers en chrysanten. Hoewel ook uit het onderstaande verhaal van tuinder Alex van Os de behoefte aan meer kennis en facilitering door zijn systemen naar voren komt, wil Priva (vooralsnog) niet op de stoel van de kweker gaan zitten. Wie meer wil, kan daarvoor terecht op hun trainingen, bij studieclubs, of bij een van de consultancy bureautjes die op dit moment overal als paddstoelen uit de grond schieten.

 
Aad Offerman, freelance medewerker

x

Om te kunnen beoordelen moet u ingelogd zijn:

Dit artikel delen:

Stuur dit artikel door

Uw naam ontbreekt
Uw e-mailadres ontbreekt
De naam van de ontvanger ontbreekt
Het e-mailadres van de ontvanger ontbreekt

×
×
article 2003-03-21T00:00:00.000Z Aad Offerman
Wilt u dagelijks op de hoogte worden gehouden van het laatste ict-nieuws, achtergronden en opinie?
Abonneer uzelf op onze gratis nieuwsbrief.