Ende-til-ende-løsninger for vertikalt innendørs jordbruk
Bruksrapport
Hvordan (delvis) mate 8 milliarder mennesker
Urban Crop Solutions og PLNT kutter forsyningskjeder med innendørs jordbruk.
Den 15. november 2022 var tiden inne: Verdens befolkning har offisielt passert 8-milliarders-grensen og trenden er stigende. Å mate menneskeheten er en stadig voksende utfordring. Dessuten en utfordring som innovative bedrifter i økende grad tar på seg. Urban Crop Solutions med hovedkontor i Waregem, Belgia, er en av dem.
"Vi ser på oss selv som en ende-til-ende-løsningsleverandør for vertikalt innendørs jordbruk", sier Maarten Vandecruys, grunnlegger og CTO for Urban Crop Solutions. Hva dette betyr i detalj er at Urban Crop Solutions ikke tilbyr bare teknisk maskinvare og programvare for optimalisert dyrking av planter, men identifiserer også i sitt eget forskningssenter hver av parameterne som påvirker veksten av planter: temperatur, lysforhold, vanning og gjødsling. For optimal plantevekst må de individuelle kravene bestemmes og oppfylles nøyaktig.
Kun fem prosent av konvensjonelt vannforbruk
Hvis dette er tilfelle, kan innendørs jordbruk utføres ekstremt effektivt. «Planter kan dyrkes med vannforbruk tilsvarende fem prosent av vannet som forbrukes ved konvensjonell dyrking av planter. Planter kan også produseres nær sluttforbrukeren, og dermed redusere belastningen på miljøet ytterligere. Til slutt kan innendørs jordbruk også gjøres uten bruk av sprøytemidler, noe som øker næringsverdien til produktet betraktelig, sier Vandecruys.
Illustrasjon 1: Urban Crop Solutions driver planteforskning for nåtiden og fremtiden i sine egne laboratorier. Illustrasjon 2: Forskere ved Urban Crop Solutions identifiserer de optimale parameterne for effektiv plantevekst.
Innendørs dyrking - skalerbar i tre dimensjoner
Med "ModuleX" tilbyr Urban Crop Solutions den tekniske maskinvaren som kreves for effektivt innendørs jordbruk.
"ModuleX er det nåværende utviklingsnivået for den vertikale innendørs dyrkeløsningen", sier Vandecruys.
Grunnprinsippet: Plantene flyttes rundt i transportbenker på to plan av et karusellanlegg under LED-belysning og et vanningssystem. Totalt 64 av disse benkene gir plass til planter med en veksthøyde på opptil 26 centimeter. Det konseptuelle designet kan skaleres i alle tre dimensjoner avhengig av behovet.
"Hver enhet forblir et selvlukket system i seg selv", legger grunnleggeren av Urban Crop Solutions til. Fordelen med dette er at ved for eksempel et angrep er det kun én enhet som skal behandles. Resten av plantene ville ikke bli berørt, og tapet av høstbare planter ville dermed bli kraftig redusert.»
Urter og salater av høy kvalitet for Antwerpen
Et selskap som lykkes med å implementere den konseptuelle utformingen av Urban Crop Solutions i en praktisk applikasjon, er PLNT. Teamet som samarbeider med medgründer Hans Snijder forsyner lokale forbrukere med ferske salater og urter fra sin beliggenhet ved havnen i Antwerpen. "Vår forpliktelse er å produsere og transportere produktene våre med høyeste kvalitet og maksimal bærekraft", forklarer Snijder.
Kundene: Husholdninger og restauranter i Antwerpen som deler nøyaktig de samme verdiene. Mens privatkunder kan motta leveranser av ferske salater med vekslende varianter på abonnement, produserer PLNT også for restauranter, og betjener individuelle behov. Planter velges og dyrkes vanligvis i nært samråd med restaurantens kjøkkensjef. Til sammen dyrker PLNT rundt 35 forskjellige typer planter i ModuleX for sine abonnenter.
Bare det som faktisk etterspørres blir produsert
«I tillegg til kvalitet er kvantitet også avgjørende for oss. Naturligvis inkluderer vår nullavfallsfilosofi også utbyttet vårt. Vi produserer bare mengden vi vet vil dekke den eksisterende etterspørselen og ikke overstige den.» PLNT har for tiden en ModuleX i drift.
"Flere faktorer drev beslutningen vår om å velge løsningen fra Urban Crop Solutions", forklarer Snijder. "For det første er den vertikale skalerbarheten for oss her i Antwerpen, hvor plass er svært sjelden og dermed dyr, en fordel for oss. For det andre ble vi imponert over den enkle håndteringen og den høye kvaliteten på løsningen.»
Innendørs jordbruk, skalerbar i tre dimensjoner: muliggjort av ModuleX of Urban Crop Solutions.
Merverdi gjennom kvalitet ned til fine detaljer
For å utvikle ModuleX til det bekreftede kvalitetsnivået, velger Urban Crop Solutions også individuelle komponenter med maksimal kvalitet og pålitelighet, som bekreftet av prosjektleder Pieter-Jan Devos:
"Vi velger hver enkelt komponent selv for å tilby kundene våre maksimal merverdi med den komplette løsningen." Det samme gjelder sensorsystemet, hvis kvalitet har direkte betydning for kvaliteten på plantene og dermed også på operatørens avling og lønnsomheten i innendørs jordbruk.
Prosesskvalitet sikret av sensorsystem
Totalt fem kritiske punkter overvåkes av sensorsystemet for å garantere effektiv og pålitelig drift av systemet for vertikalt innendørs jordbruk. En induktiv sensor bestemmer om døren til ModuleX åpnes eller lukkes.
"Selvfølgelig skal det automatiske programmet ikke kjøre så lenge døren er åpen, for eksempel for å høste planter eller sette nye frøplanter i brettene", sier Devos. Plasseringen av selve brettene overvåkes av sensorsystemet. "Hvis et brett ikke lenger er riktig plassert i transportsystemet, kan plantene og hele systemet bli skadet, så det er viktig å forsikre seg om at karusellen fungerer feilfritt."
Faktorer som bestemmer plantekvaliteten: Mengde og temperatur på vannet
En strømningsmåler måler vannstrømmen for å sikre selektiv vanning av plantene. "På denne måten kan vi også avgjøre om pumpen fungerer som nødvendig eller om vedlikehold er nødvendig", forklarer Devos. Siden vanntemperaturen også påvirker vekst og kvalitet, overvåkes den kontinuerlig av en temperatursensor. En nivåsensor måler også vannstanden i tanken.
«Vi resirkulerer vannet for å minimere forbruket. Men selvfølgelig må vi fortsatt sørge for at det er nok vann tilgjengelig til enhver tid for å forhindre at plantene tørker ut."
Bevisst beslutning for ifm
«Vi tok en veldig bevisst beslutning ved å velge ifm som vår partner for sensorsystemet. Sensorene har vist sin verdi i intensive tester og per i dag har vi aldri opplevd feil. Men hvis vi noen gang skulle være i posisjon til å måtte erstatte en sensor i en kundes system, vet vi at vi vil motta reservedeler veldig raskt. Og det er ikke bare her i Belgia, men overalt i verden. Vi ble imponert over denne enestående servicen i tillegg til produktkvaliteten.»
Illustrasjon 1: Bærekraft som det overordnede konseptet: Antwerpen-selskapet PLNT produserer i utslitte sjøcontainere, alltid kun i mengder som dekkes av lokal etterspørsel. Illustrasjon 2: Induktive sensorer fra ifm sørger for sikre og pålitelige transportprosesser i ModuleX. Illustrasjon 3: Fyllnivå, temperatur og strømningshastighet tre faktorer som bestemmer kvaliteten på plantene overvåkes av ifm-sensorer.
Er vertikalt jordbruk fremtiden for landbrukssektoren?
Produktkvaliteten til planter dyrket i innendørs jordbruk er riktig dette demonstreres av populariteten til PLNTs tilbud. Selskapet ønsker å utvide og gjøre de lokalproduserte kvalitetsvarene tilgjengelige også i andre bysentre. Hans Snijder gir sitt estimat av situasjonen: «Innendørs jordbruk generelt er så vidt i gang.
Vi ser på oss selv som pionerer en rolle som passer oss godt. Og selv om teknologien fortsetter å bli bedre, tror jeg ikke innendørs jordbruk vil erstatte tradisjonelt landbruk med det første. Det er ikke effektivt nok til det ennå. Og i det minste på våre breddegrader er klimaet fortsatt godt nok til å sikre vellykkede avlinger og møte den grunnleggende etterspørselen ved bruk av konvensjonelle metoder.»
Maarten Vandecruys ser det på samme måte: «På den ene siden vil innendørs jordbruk være et sentralt element når det gjelder å forkorte forsyningskjeder og produsere sunn, næringsrik mat lokalt og dermed uavhengig av globale trender. Samtidig vil vi også fortsatt ha behov for den tradisjonelle landbrukssektoren for å dekke den økende etterspørselen etter mat. Innendørs jordbruk kan spille en rolle her i dyrking av frøplanter, som deretter kan plantes i åkeren. For å sikre at planter gir god avling selv under stadig mer stressende klimatiske forhold, inkorporerer vi i Urban Crop Solutions kunnskapen vår innen forskning og utvikling av mer robuste plantetyper for utendørs jordbruk.»
Avslutning
Med pålitelighet og kvalitet bidrar ifm-sensorer til effektive og økonomiske løsninger innendørs.
De viser sine fortrinn innen bærekraftig lokal forsyning, men i fremtiden kan de også ta på seg en viktig rolle i å dyrke frøplanter for tradisjonelt utendørs jordbruk og dermed også i å sikre ernæring for den globale befolkningen.