Paletyzacja żywności: Roboty układają skrzynki z owadami

W Danii połączono hodowlę larw z technologią w przyszłościowe rozwiązanie do globalnej produkcji żywności: Firma ENORM Biofactory wykorzystuje precyzję robotów KUKA Hygienic Oil do paletyzacji skrzynek z owadami, aby produkować ekologiczne źródło białka.

Nowy rodzaj produkcji żywności

W hali fabrycznej w samym sercu Danii, 50 kilometrów na południowy zachód od Aarhus, codziennie i niemal przez całą dobę można obserwować „poruszający” spektakl: Niebawem tutaj w niezliczonych skrzynkach miliony larw much będą zajadać pokarm, podczas gdy pojemniki będą przesuwane, paletyzowane, opróżniane i napełniane przez roboty KUKA w wersji Hygienic Oil (HO). Witamy w ENORM Biofactory – największej i zarazem pierwszej komercyjnej hodowli owadów w Skandynawii!

Być może niedługo takie fabryki będą wszędzie. W końcu wielu ekspertów uważa, że owady staną się najważniejszym źródłem białka w przyszłości. ONZ szacuje, że do 2050 roku liczba ludności świata wzrośnie do około 9,7 miliarda. Ze względu na to, że średni dochód w wielu rozwijających się krajach wzrośnie, można spodziewać się znacznego wzrostu spożycia mięsa, a tym samym zapotrzebowania na białko.

Larwy: kluczowe dla efektywnej gospodarki o obiegu zamkniętym

W obliczu zmian klimatycznych i coraz mniejszych zasobów dla wszystkich jasne staje się, że efektywna gospodarka o obiegu zamkniętym i zrównoważona produkcja żywności są ważniejsze niż kiedykolwiek wcześniej. Decydującą rolę może odegrać mucha czarna – i to właśnie wokół niej wszystko kręci się w firmie ENORM. „Zaledwie jeden gram jaj muchy czarnej odpowiada 30 000 larwom” – podaje Carsten Lind Pedersen, CEO firmy ENORM. „A przybierają na wadze tak szybko, że z 25 kilogramów jaj można uzyskać 100 ton larw – i to w ciągu zaledwie dwunastu dni! Żadne inne zwierzę tego nie potrafi.”

Jane Lind Sam, COO firmy ENORM, dostrzega ogromny potencjał owadów w zrównoważonej produkcji białka: „Larwy muchy mogą odżywiać się niemal wszystkimi substancjami organicznymi. Dlatego możemy je karmić odpadami pochodzącymi z duńskiego przemysłu spożywczego, które zostałyby zutylizowane w inny sposób – zamiast tego wytwarzamy z nich wysokiej jakości paszę białkową dla zwierząt.”

Produkcja owadów chroni klimat

Firma ENORM z szybko rosnących larw produkuje dwa produkty: mączkę z owadów, która zastępuje lekkostrawną paszę białkową dla ryb, drobiu, świń i zwierząt domowych. A także immunostymulujący olej z owadów, który może również służyć jako uzupełnienie diety dla różnych zwierząt. „Składniki oparte na larwach muchy czarnej, które są produkowane w sposób odpowiedzialny, mają znacznie mniejszy ślad CO2 w porównaniu z innymi źródłami białka zwierzęcego” – mówi Pedersen.

Mucha czarna – przyszłościowe źródło białka.

Tak więc produkcja owadów jest doskonałym przykładem zrównoważonej gospodarki o obiegu zamkniętym, która jest przyjazna dla środowiska i klimatu: „Podczas dalszego przetwarzania larwy są jedynie suszone – jedyną rzeczą, która po nich pozostaje, jest woda.” Ponadto część larw jest wykorzystywana do produkcji nowych jaj – a to oznacza doskonały obieg zamknięty!

Larwy muchy mogą odżywiać się niemal wszystkimi substancjami organicznymi. Dlatego możemy je karmić odpadami pochodzącymi z duńskiego przemysłu spożywczego – i wytwarzać z nich wysokiej jakości paszę białkową dla zwierząt.

Jane Lind Sam, COO ENORM

Paletyzacja w wilgotnym otoczeniu: dla robota to żaden problem

Zrównoważony i tym samym maksymalnie efektywny jest też sam proces produkcyjny, który według Pedersena niesie ze sobą dwa duże wyzwania: Po pierwsze w fabryce potrzebny jest kompleksowy system wentylacji, ponieważ w procesie powstaje bardzo dużo ciepła. „Przede wszystkim jednak musimy bardzo szybko napełniać, opróżniać i układać w stosy ekstremalnie ciężkie pojemniki” – mówi Pedersen.

Zadaniem Rolfa Tange i jego zespołu było znalezienie najlepszych rozwiązań do paletyzacji. Tange pracuje jako CTO w Sealing System Group – jednym z wiodących dostawców rozwiązań do pakowania i paletyzacji, który od dziesięcioleci polega na innowacyjnych i niezawodnych technologiach KUKA. „Wiedzieliśmy, że elastyczne roboty Hygienic Oil od KUKA idealnie nadadzą się dla farmy owadów ENORM” – mówi Tange.

Roboty Hygienic Oil napełniają, opróżniają i układają w stosy ekstremalnie ciężkie pojemniki.

„W pierwszym etapie larwy rosną w mniejszych skrzynkach o wymiarach od 30 do 40 cm” – opisuje przebieg Tange. Po siedmiu dniach zostają przeniesione do większych skrzyń, które mierzą więcej niż jeden metr kwadratowy. Lecz nieodzowną pomoc dla każdego innowacyjne roboty zapewniają jeszcze później przy manipulowaniu: „W środku jest 50 kilogramów płynnego pokarmu, którym żywi się 70 000 larw” – opowiada Tange. „Tego ciężaru nie podniósłby nawet najsilniejszy pracownik!”

Paletyzacja dla sześciu robotów KUKA KR QUANTEC PA HO to żaden problem: Co siedem sekund napełniają one nową skrzynkę, czyli 500 na godzinę – przez 20 godzin dziennie. W ciągu pozostałych czterech godzin zamiast paletyzacji niezliczonych skrzynek przeprowadza się czyszczenie instalacji. „Bez robotów KUKA nasza produkcja nie byłaby możliwa” – mówi Carsten Pedersen. Tym bardziej, że musi on polegać na nich w stu procentach, ponieważ cały proces jest zaprogramowany co do minuty: „Gdyby jeden z robotów miał problem, mielibyśmy tylko dwie lub trzy minuty na jego rozwiązanie – w przeciwnym razie cały proces zostałby wstrzymany. Ale na szczęście jeszcze do tego nie doszło.”

Część larw jest wykorzystywana do produkcji nowych jaj.

Nowoczesna produkcja przebiega całkowicie automatycznie

W zasadzie manipulowanie i paletyzacja skrzynek przebiega samoistnie – mówi Pedersen – ponieważ cały proces jest całkowicie zautomatyzowany: „W rzeczywistości potrzebujemy tylko dwóch pracowników, aby wszystkim sterować.” Ich zadanie w dużym stopniu ogranicza się do ręcznej kontroli systemów.

To, że instalacja pracuje niezawodnie, zawdzięczamy również know-how naszego partnera systemowego – Sealing System. „Mieliśmy już okazję wielokrotnie i z powodzeniem współpracować z technologiami KUKA dla przemysłu spożywczego” – mówi Kim Kildahl Poulsen, Sales Manager w firmie XIO - Intelligent Farming, Sealing System Group. Szczególnie ceni on sobie duże portfolio KUKA w segmencie robotów Hygienic Oil, których odpowiednika próżno szukać na całym świecie. Dzięki specjalnym smarom H1 we wszystkich osiach spełniają one wysokie wymogi higieniczne przemysłu spożywczego w całym łańcuchu procesów. Jeśli smary wejdą w kontakt z żywnością, będą one absolutnie bezpieczne dla ludzi i zwierząt – także w przypadku ENORM.

Musimy bardzo szybko napełniać, opróżniać i układać w stosy ekstremalnie ciężkie pojemniki. Bez robotów KUKA nasza produkcja nie byłaby możliwa.

Carsten Lind Pedersen, CEO ENORM

Pomimo dużego doświadczenia w przemyśle spożywczym, budowa instalacji u klienta ENORM była czymś nowym również dla Sealing System, jak przyznaje Poulsen: „Na farmie owadów mieliśmy do czynienia z żywą materią. Tego jeszcze nie znaliśmy.” A ponieważ pokarm dla larw w 70% składa się z wody, pracowaliśmy na przykład w wyjątkowo wilgotnym otoczeniu – co nie stanowiło żadnego problemu dla specjalnie zaprojektowanych robotów KUKA i zastosowanych materiałów.

Pokarm dla larw składa się głównie z wody.

Cały proces został całkowicie zautomatyzowany. Systemy są kontrolowane tylko przez dwóch pracowników.

Rozwiązanie programowe pomogło przy tworzeniu koncepcji i planowaniu

To, że na koniec wszystko działało tak optymalnie, nie było dla Poulsena żadnych zaskoczeniem. Wreszcie on i jego zespół mogli przetestować najważniejsze procesy – z pomocą Visual Components. Fińskie przedsiębiorstwo, pozyskane przez KUKA, specjalizuje się w rozwiązaniach programowych do symulacji 3D w planowaniu fabryk. „Dzięki oprogramowaniu Visual Components mogliśmy symulować, z jaką prędkością i w jakim rytmie muszą się poruszać roboty i systemy transportowe. To bardzo pomogło.” Równie przydatna okazała się koncepcja oprogramowania KUKA.AppTech, które umożliwia efektywne i łatwe programowanie w bardzo krótkim czasie.

Wcześniej zespół przetestował najważniejsze procesy.

I tak larwy się rozwijają, a roboty je niezawodnie paletyzują dzień w dzień w samym sercu Danii – zapewniając dzięki innowacyjnej technologii KUKA bardziej zrównoważoną produkcję żywności.