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食品疊棧:機器人堆疊昆蟲

在丹麥,幼蟲育種和高科技相結合,為全球糧食供應創造了永續的解決方案:ENORM Biofactory 利用高度精準的 KUKA Hygienic Oil 機器人來堆疊昆蟲箱,旨在製造氣候友善的蛋白質來源。


新的糧食生產方式

在丹麥中部、奧胡斯市西南邊 50 公里處的一個工廠裡,日復一日,幾乎全天候都能看到令人感動的奇景:很快地,這裡將有數以百萬計的蒼蠅幼蟲在無數的箱子裡大塊朵頤,而在同一時間內,KUKA 的 Hygienic Oil (HO) 型機器人則靜靜地呼嘯而過,不斷地移動、堆疊、清空和裝滿這些容器。歡迎來到 ENORM Biofactory——斯堪地那維亞半島上最大、也是第一個商業昆蟲農場!

也許這樣的工廠很快就會隨處可見。畢竟,許多專家都堅信昆蟲是未來的蛋白質來源。根據聯合國的估計,到 2050 年,世界人口將增加至 97 億。由於許多發展中國家的平均收入將會增加,因此預計肉類消費量以及蛋白質需求量將大幅增加

Hygienic Oil 機器人堆疊食品

造訪斯堪地那維亞最大的昆蟲農場:ENORM Biofactory。

幼蟲:高效率循環經濟的關鍵

有鑑於氣候變遷的影響和資源日益稀缺,高效率的循環經濟和永續糧食生產顯然比以往任何時候都更重要。在這方面,黑水虻可以發揮關鍵作用,而這正是 ENORM 的營運重點。ENORM 執行長 Carsten Lind Pedersen 計算道:「一公克的黑水虻卵可產出 30,000 隻幼蟲。」「而且它們體重增加得如此之快,以至於 25 公斤的卵在短短 12 天內就會變成 100 噸的幼蟲!沒有其他動物能做到這一點。」 

位於丹麥的 ENORM Biofactory 昆蟲農場。

ENORM 的營運長 Jane Lind Sam 也強調昆蟲在永續蛋白質生產方面的巨大潛力:「蒼蠅的幼蟲幾乎可以以所有有機物作為糧食。這就是為什麼我們可以將原本在其他地方廢棄處理的丹麥食品工業廢料餵給它們,並將它們轉化為畜牧業的優質飼料蛋白。」

昆蟲生產形式利於氣候保護

具體來說,ENORM 利用快速生長的幼蟲提供兩種產品昆蟲粉作為非常易消化的蛋白質飼料替代品——例如用於魚、家禽、豬隻和寵物。還有刺激免疫的昆蟲油,也同樣適合作為各種動物的膳食補充劑。「我們以環境負責方式生產黑水虻幼蟲,與其他動物性蛋白質來源相比,以黑水虻幼蟲作為基礎的原料碳足跡顯著降低。」Pedersen 說。 

黑水虻,未來的蛋白質來源。
昆蟲培育生產是永續循環經濟的典型例子,其中環境和氣候幾乎不受損害:「在進一步加工過程中,幼蟲只會簡單地受到乾燥處理,所以我們唯一剩下的就只有水。」此外,一些幼蟲被用來產生新的卵,如此形成一個完美的循環!

蒼蠅的幼蟲幾乎可以以所有有機物作為糧食。這就是為什麼我們可以將丹麥食品工業廢料餵給它們,並將它們轉化為畜牧業的優質飼料蛋白。

Jane Lind Sam,ENORM 營運長

在潮濕環境下疊棧:對機器人毫無影響


效率最大化生產形式本身也以永續環保為宗旨。根據 Pedersen 所言,這伴隨著兩大挑戰:一方面,工廠需要精密複雜的通風系統,因為生產過程無法避免地會產生大量的熱。「最重要的是,我們必須非常快速地填裝、清空和堆疊容器,有時甚至是非常重的容器。」Pedersen 說。
Rolf Tange 和其團隊的任務是尋找最佳的疊棧解決方案。Tange 是 Sealing System Group 的技術長,該集團是包裝和疊棧解決方案的領先供應商之一,數十年來非常信賴 KUKA 的創新和可靠技術。Tange 說:「我們知道靈活的 KUKA Hygienic Oil 機器人非常適合 ENORM 的昆蟲農場。」
Hygienic Oil 機器人填裝、清空和堆疊甚至非常沉重的容器。

 並繼續描述過程:「在第一階段,幼蟲在 30 到 40 公分的小盒子裡成長。」7 天後,它們會被轉移到面積超過一平方公尺的較大盒子中。最慢在搬運處理時,創新的助手便成為每個人不可或缺的助手:「裡面有 50 公斤的液體食物,然後要將 70,000 隻幼蟲倒在上面,」Tange 說,「即使是最健康強壯的工人也無法承受這麼重的重量!」

然而,疊棧工作對於六架 KUKA KR QUANTEC PA HO 來說不成問題:它們每 7 秒填滿一個新箱子,即每小時 500 個——每天 20 小時。在剩下的四個小時裡,我們不需要堆疊無數的箱子,而是必須清潔設備。「如果沒有 KUKA 機器人,我們就不可能進行生產。」Carsten Pedersen 說,特別是因為他必須百分之百依賴機器人,因為整個流程的程式設計是以分鐘為單位:「如果其中一個機器人出現問題,我們只有兩到三分鐘的時間來解決——否則整個流程就會陷入停滯。但幸運的是,目前還沒有發生過這種情況。」
部分幼蟲被用來產生新的蠅卵。

現代化生產自動化運行

Pedersen 表示,原則上,箱子的搬運和堆疊就像自動運作一樣,因為整個過程是完全自動化的:「事實上,我們其實只需要兩名員工來控制一切。」他們的任務主要限於手動控制系統。

系統能夠如此可靠地運作,也歸功於系統合作夥伴 Sealing System 的專業知識。「我們已在食品業多次成功地使用 KUKA 的技術。」Sealing System Group 的 XIO 智慧農業銷售經理 Kim Kildahl Poulsen 說。他特別讚譽 KUKA Hygienic Oil 機器人領域的龐大產品組合,這在全世界無人能出其右。所有機械軸上都塗有特殊 H1 潤滑劑,它們符合食品業整個加工鏈的嚴格衛生要求。即使潤滑劑與食物接觸,也對人類和動物絕對無害——而在 ENORM 也是如此。


我們必須非常快速地填裝、清空和堆疊甚至非常重的容器。沒有 KUKA 機器人,我們就不可能進行生產。

Carsten Lind Pedersen,ENORM 執行長
正如 Poulsen 所承認,儘管他們在食品業擁有豐富的經驗,但在客戶現場構建系統對於 Sealing System 來說還是一個新領域:「在昆蟲農場中,我們處理的是生物。在那之前,我們從未遇到這樣的情況。」由於幼蟲的食物 70% 是由水份組成,因此在操作過程中必須適應極度潮濕的環境,而 KUKA 專門為此設計的助手和所用材料都能輕鬆應付
幼蟲的食物主要由水組成。
整個流程完全自動化。只有兩名員工控制系統。

軟體解決方案有助於構思和規劃

 
最後一切都會以最佳狀態運行,這對 Poulsen 來說並不驚訝。畢竟,他和他的團隊能夠使用視覺化元件事先測試重要流程。KUKA 收購的這家芬蘭公司專門提供工廠規劃 3D 模擬軟體解決方案。「使用 Visual Components 的軟體,我們能夠模擬機器人和輸送帶系統移動的速度和節奏。這很有幫助。」另外,事實證明 KUKA.AppTech 的程式設計概念同樣適用,可以在最短的時間內實現高效、簡單的程式設計
團隊提前測試了重要流程。
因此,在丹麥中部核心之處,幼蟲日復一日地努力爬行,機器人忙碌且可靠地疊棧,並在 KUKA 創新技術的幫助下更永續環保的生產糧食

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