Examensarbete
Utvecklingsingenjör 180 hp
Examensarbete
Gains N Greens
Examensarbete inom produktutveckling och
innovationsledning 22.5 hp
Halmstad 2020-07-19
Jakob Frank och Tom Hjälmefjord
GAINS N GREENS
Examensarbete inom produktutveckling och innovationsledning med vetenskaplig metod 22.50HP
Jakob Frank Tom Hjälmefjord
Sammanfattning
I dagsläget fokuseras det antingen på vattenbruk eller på jordbruk. De som fokuserar på vattenbruk eller Recirkulerande Akvaponiska System (RAS) får en biprodukt bestående av ammoniak, som sedan rengörs och vattnet går antingen tillbaka till fiskarna eller så rengörs det inte alls och som de gör i till exempel laxodlingarna, de låter det sjunka till bottnen vilket skapar övergödning och stora problem bland det marina. De som fokuserar på jordbruk använder kolossala mängder av jord och ytor utomhus för att kunna odla. De flesta använder sig av hönsgödsel och enorma mängder bekämpningsmedel för att plantorna ska bli optimala.
Ett annat alternativ är att man kan använda sig av akvaponik som är ett sorts ekosystem där fiskar och växter lever och frodas på varandras restprodukter. Fiskarna producerar ammoniak i fisktanken som gör så att vattnet till slut blir obeboeligt och istället för att ha en
rengöringspump i fisktanken så skickas vattnet över till odlingsbädden där växterna plockar upp näringen och rengör vattnet i sin tur så att vattnet sedan kan pumpas tillbaka till
fisktanken. Detta system gör det möjligt att producera både fisk och växter i ett optimerat och säkert system.
Akvaponik är fördelaktigt i den mån att den utnyttjar biprodukten ifrån fiskarna och ger denna till växterna. Där ammoniak är fiskens restprodukt som blir till nitrit och sedan till nitrat och det är just nitrat som växterna använder som näring, i sin tur så renar de vattnet som går tillbaka in till fisktankarna vilket ger ett slutet kretslopp. Akvaponiken har i dagsläget inte slagit igenom storskaligt mer än på ett fåtal platser, dels för att det finns
okunskap om hur det fungerar dels för att det krävs teknisk kunskap om hur man bygger ihop ett fungerande system. Projektmålet som vi strävar efter är att få till en PlugNPlay lösning som gör det möjligt för människor som vill satsa på akvaponik men inte har den tekniska kunskapen att sammanställa ett fungerande optimalt system. Projektgruppen kommer även att jämföra olika odlingssätt och göra mätningar på vilket medium som är bäst att odla i men även vilken sorts mat som fungerar att odla på ett effektivt sätt.
Abstract
At present, it is focused either on aquaculture or agriculture. Those who focus on aquaculture or Recirculating Aquaponics System (RAS) receive a by-product of ammonia, which is then cleaned and the water either goes back to the fish or it is not cleaned at all and as they do in the salmon farms for example they let it sink to the bottom which creates eutrophication and major problems among the marine. Those who focus on agriculture use colossal amounts of land and outdoor areas for cultivation. Most of them use chicken manure and huge amounts of pesticides for the plants to be optimal.
Another alternative is that you can use aquaponics, which is a kind of ecosystem where fish and plants live and thrive on each other's residual products. The fish produce ammonia in the fish tank which eventually makes the water uninhabitable and instead of having a cleaning pump in the fish tank, the water is sent to the cultivation bed where the plants pick up the nutrients and clean the water in turn so that the water can be pumped back to the fish tank.
This system makes it possible to produce both fish and plants in an optimized and safe system.
Aquaponics is advantageous in that it utilizes the by-product of the fish and gives it to the plants. Where ammonia is the fish’s residual product that turns into nitrite and then to nitrate and it is precisely nitrate that the plants use as nutrition, in turn, they purify the water that goes back into the fish tanks, which gives a closed cycle.
At present, aquaponics has not been able to impact on a large scale more than in a few places, partly because there is ignorance of how it works and partly because it requires technical knowledge of how to build a functioning system together. The project goal that we strive for is to get a PlugNPlay solution that enables people who want to invest in aquaponics, but do not have the technical knowledge to compile a functioning optimal system. The project group will also compare different farming methods and make measurements on which medium is the best to grow in, but also what kind of food that works to grow in an efficient way.
Förord
Vi vill tacka vår handledare Hans-Erik Eldemark för stöttning, ledning och uppmuntran under projektets gång. Vi vill även rikta ett tack till högskolans personal som hjälpt gruppen med naturvetenskapliga frågor kring växter och dylikt.
Under hösten 2019 påbörjades examensarbetet inom Utvecklingsingenjörsprogrammet vid Högskolan i Halmstad med ett fokus inom produktutveckling och innovationsledning med vetenskaplig metod där projektgruppen fokuserade på området akvaponik, även kallat den blå näringen, med ett mål att ta fram en smart matproduktion som kan hjälpa miljön och självförsörjningsgraden.
Projektets medlemmar bestående av Jakob Frank och Tom Hjälmefjord hade intresse för både mat, odling och miljöfrågor innan projektets start och det var detta som la grunden till startskottet. Våren 2020 avslutades projektet och projektmedlemmarna har lärt sig mycket inom foodtech-branschen men även naturvetenskapliga fenomen som vanligtvis inte lärs ut på Utvecklingsingenjörsprogrammet.
Jakob Frank Tom Hjälmefjord
Ort & Datum: Halmstad - 31/5/2020 Underskrifter:
Namnförtydliganden: Jakob Frank Tom Hjälmefjord
Innehållsförteckning
1 Inledning ... 1
1.1 Bakgrund ... 1
1.2 Syfte ... 2
1.3 Projektmål ... 2
1.4 Frågeställning ... 2
1.5 Avgränsningar ... 2
1.6 Krav & Önskemål ... 2
1.7 Projektmodell ... 2
1.8 Intressenter & intressehantering ... 3
1.9 Aktivitetsplan ... 3
1.10 Budget & Finansiering ... 3
1.11 Projektorganisation ... 4
2 Metod ... 5
2.1 Insamling av data ... 5
2.1.1 Faktasökning ... 5
2.1.2 Studiebesök och intervjuer ... 5
2.1.3 Databassökning ... 5
2.1.4 Brainstorming ... 5
2.1.5 Benchmarking ... 5
2.2 Tester ... 6
2.2.1 Datainsamling ... 6
2.3 Planering ... 6
2.3.1 Kanban-Board ... 6
2.4 Finansiering13 ... 6
2.5 Prototyp ... 6
2.5.1 BAD-PAD-MAD-CAD ... 7
2.5.2 3D-Printing ... 7
2.5.3 Programmering ... 7
2.6 Utvärderingsmetod ... 7
2.6.1 Riskanalys ... 7
2.6.2 SWOT ... 7
2.7 Business Model Canvas ... 8
2.8 Metod för projektprodukten ... 8
3 Vetenskapliga tester ... 10
3.1 Växtmedium ... 10
3.2 Kontrollerade förhållanden ... 10
3.3 Vattentester ... 11
3.4 Databassökning ... 11
3.4.1 Databassökning 1 ... 11
3.4.2 Databassökning 2 ... 12
3.4.3 Databassökning 3 ... 12
4 Teori & referensram ... 13
4.1 Vad är akvaponik ... 13
4.2 Självförsörjning ... 13
4.3 Oväntade händelser ... 13
5 Utvecklingsprocess ... 15
5.1 Insamling av data ... 15
5.1.1 Faktasökning ... 15
5.1.2 Databassökning ... 15
5.1.3 Studiebesök & intervjuer ... 15
5.2 Tester ... 15
5.3 Brainstorming ... 16
5.4 BAD-PAD-MAD-CAD ... 16
5.5 Materialval ... 17
5.6 Lokaler ... 17
5.7 Benchmarking – Konkurrensanalys ... 17
5.7.1 Konkurrent 1 ... 18
5.8 Planering ... 18
5.9 Utvärderingsmetoder ... 18
5.9.1 Riskanalys ... 18
5.9.2 SWOT ... 18
5.9.3 Business Model Canvas ... 18
5.9.4 Trendanalys ... 18
6 Resultat ... 19
6.1 Industriellt system ... 19
6.1.1 Produktionslinorna ... 19
6.1.2 Växtbädden ... 20
6.1.3 Fisktank ... 21
6.1.4 Elektronik ... 22
6.1.5 Skyddssystem ... 22
6.1.6 Vattentester ... 22
6.1.7 IoT ... 23
6.1.8 Plastminimering ... 24
6.2 Konsumentsystem ... 25
6.3 Marknadsföringsplattform ... 26
7 Affärssystem ... 27
7.1 Affärsidé ... 27
7.2 Marknadsplan ... 27
7.3 Distribution ... 28
7.4 Produktionsprocessen ... 28
7.5 Ekonomiska planer/kalkyler ... 28
7.6 Tidsplan ... 30
7.7 Risker ... 31
8 Diskussion ... 32
8.1 Produkt positionering ... 32
8.2 Hållbar utveckling ... 32
8.2.1 Ekologiskt ... 32
8.2.2 Ekonomiskt ... 32
8.2.3 Socialt ... 32
8.2.4 Globala målen ... 33
8.2.5 Arbetsmiljö ... 33
8.2.6 Etik och moral ... 33
8.2.7 Lika villkor ... 33
9 Reflektion ... 34
9.1 Produkten ... 34
9.2 Projektet ... 35
10 Referenser ... 36
Bilagor ... 37
Bilaga 1 - Riskanalys ... 38
Bilaga 2 - SWOT ... 39
Bilaga 3 - Business Model Canvas ... 40
Bilaga 4 - Trendanalys ... 41
Bilaga 5 - Globala målen ... 42
Bilaga 6 - Vattentest ... 43
Bilaga 7 – Kanban board ... 44
Bilaga 8 – Balansräkning ... 45
Bilaga 9 – Studiebesök & intervjuloggbok ... 46
Bilaga 10 - Projektbeskrivning av app ... 47
Bilaga – 11 Digital plattform ... 50
1
1 Inledning
1.1 Bakgrund
Vi på Gains N Greens har valt att ge oss in i utvecklingen av framtidens matproduktion. Världens befolkning blir allt större för var dag som går, vilket leder till att vi behöver allt mer livsmedel för att mätta allas munnar. Dessutom har vi en planet med skiftande omständigheter i klimat och miljö som gör det svårt att odla på ställen som förut har setts som världens
matproduktionscentrum. Om alla faktorer ska tas med i beräkningen så krävs det ett nytt uppdaterat sätt att producera mat på. Med hjälp av dagens teknik blandat med forntida
odlingsmetoder ser vi en möjlighet att utveckla ett hållbart sätt att mätta våra magar i framtiden.
Detta projekt görs helt i egen regi av Tom Hjälmefjord och Jakob Frank. Syftet med projektet är att utveckla ett akvaponiskt system1 som kan odla mat året om i ett nordligt klimat. Gains N Greens startades då vi såg en oroande utveckling av var vår mat kommer ifrån men även det allt mer överhängande klimatproblemet som snart gör det omöjligt för oss att importera mat, iallafall om vi ska hålla vårt goda samvete i takt.
Vårt projekt går ut på att skapa en produkt och plattform för att förenkla för den framtida matindustrin. Projektet kommer att erbjuda en konceptprodukt för framtida ”fiskbönder” och alltså inte starta upp en egen farm i första hand.
Vi ser en kundgrupp som ofta inte besitter den tekniska kunskap som behövs för att ha ett avancerat system som kräver mycket underhåll. Därför är ett av kraven för att detta projekt ska anses lyckat att utveckla ett smart system som gör det så enkelt som möjligt för kunden. De få konkurrenter som finns på marknaden idag har väldigt dyra och komplexa system, Gains N Greens kommer göra allt i sin makt för att hålla ner priserna för att se till att kunden ska kunna gå med vinst så snabbt som möjligt. En mjukvara för att sälja och köpa närproducerad mat kommer också att skapas för att ge kunden en plattform att sälja sin skörd direkt och därmed kunna lägga all sin energi på att få igång systemet, istället för att leta potentiella kunder för fisken och grönsakerna.
Det främsta fokuset är riktad mot akvaponik i ett industriellt syfte vilket ger en säker och hållbar matproduktion in i framtiden. Man kommer såklart kunna använda mjukvaran och akvaponik delen som en hemmaodlare men huvudfokuset i detta projekt kommer var att hitta en lösning till industrin.
1 Akvaponik https://www.svt.se/nyheter/lokalt/skane/detta-ar-akvaponik (2020-05-01)
2
1.2 Syfte
• Hitta ett sätt att leva hållbart genom närproducerad mat i nordligt klimat.
• Hitta rätt odlingsteknik för att effektivisera både plantor och fiskar.
• Sätta upp ett standardiserat akvaponiskt PlugNPlay-system för industriellt bruk.
• Digitalisera & automatisera ett akvaponiskt system.
1.3 Projektmål
• Utveckla ett konceptsystem som fungerar för akvaponisk odling i stor skala.
• Hitta intressenter att arbeta vidare med.
• Ta fram ett så optimerat system som möjligt.
1.4 Frågeställning
• Vad är ett hållbart odlingssätt i Norden?
• Vilken odlingsteknik ger bäst resultat?
• Hur skapar man mervärde för en framtida kund?
1.5 Avgränsningar
• Matproduktion i ett nordligt klimat kommer vara av högsta prioritet.
• I första hand utveckla ett system och inte bli producenter själva.
1.6 Krav & Önskemål
Det primära kravet är att utveckla ett smart och smidigt system som är bättre än de som finns i dagsläget. För att göra detta så krävs det att ett automatiserat och digitaliserat system utvecklas som även är användarvänligt. Då de system som finns i dagsläget är en kombination av flertalet olika produkter som är menade till andra syften blir dessa system väldigt dyra och inte speciellt kundanpassade. Önskemålet är således att utveckla och se till att de produkter vi säljer ska vara anpassade till kunden och se till att vi har en helhetslösning så kunden inte behöver vända sig till flera aktörer.
1.7 Projektmodell
Projektet har en snål tidsplan och ger oss inte mycket tid att sitta och utveckla ett perfekt system därför används en sorts rapid prototyping2 där fullt fungerande prototyper byggs upp så snabbt det går för att sedan utvecklas vidare i nästa stadie.
Man kan säga att arbetet är en blandning av agil3 projektledning och rapid prototyping. Först ritas en bild upp för hur komponenten ska se ut, efter detta så bryts arbetet upp och prioriteras i
rangordning för vilka delar som måste göras för att öppna möjligheten att utföra kommande steg av systemet. När det finns en ungefärlig bild av hur produkten ska se ut så börjar
prototypbyggandet. När en fullt fungerande prototyp är färdig så itereras processen och med en utvärdering för att sedan uppdatera systemet efter hand med nya funktioner.
2 Rapid prototyping https://it-ord.idg.se/ord/rapid-prototyping/ (2020-05-01)
3 Agil projektledninge https://imit.se/artiklar/agil-projektledning/ (2020-05-27)
3
1.8 Intressenter & intressehantering
• Region Halland och andra regioner i Sverige.
• Entreprenörer
• Fiskodlare
• Växtodlare
• Restaurangägare
• Hobbyister
• Livsmedelsbutiker
• Politiker
Gains N Greens är väldigt aktiva inom branschen, i och med att intresset för akvaponik och RAS4 odlingar håller på att skjuta i höjden så finns det gott om mötesplatser för intressenter inom området. Dessa mötesplatser och konferenser är en ideal plats för att marknadsföra och knyta viktiga kontakter.
1.9 Aktivitetsplan
Projektgruppen använde sig av den digitala plattformen Microsoft Planner5 under
projektgruppens SharePoint6. Här bryts projektet ner i smådelar för att kunna fokusera på en sak i taget och se vad som behöver göras och hur vi ligger till i projektet.
1.10 Budget & Finansiering
Ett projekt som detta är svårt att uppskatta en kostnad på i förväg då allt måste utvecklas från grunden. Men i och med att systemet som ska utvecklas ska pressa ner priserna på marknaden så hålls alla priser ner och allt arbete ska i största mån hållas inhouse.
Finansiering Belopp
Fåhré stipendie Eget Arbete 2000 kr Fåhré stipendie Bästa Exjobb 10 000kr Almi förstudiemedel 15 000kr
Totalt 27 000kr
(för mer information se bild 1, kostnader)
Med den finansiering som Almi och Fåhré har försett projektet med så förväntats prototyper kunna byggas utan någon större komplikation. De stora utgifterna kommer ligga på hårdvaran så som lampor, odlingsbäddar och fisktankar. Men om projektet ska utvecklas till ett företag så krävs det mer finansiering därför letar projektgruppen fortfarande efter finansiärer och stipendier att söka.
4 RAS https://it-ord.idg.se/ord/rapid-prototyping/ (2020-05-01)
5 Microsoft Planner https://support.office.com/sv-se/article/anv%C3%A4nda-planner-i-microsoft-teams- 62798a9fe8f7-4722-a700-27dd28a06ee0 (2020-05-27)
6 SharePoint https://www.microsoft.com/sv-se/microsoft-365/sharepoint/collaboration (2020-05-27)
4
Bild 1: Kostnader
För att se balansräkningen för projektet se bilaga 8.
1.11 Projektorganisation
Grundare Jakob Frank
Grundare Tom Hjälmefjord
Handledare Hans Erik Eldemark
5
2 Metod
Här presenteras metoderna som använts för att få en klarare blick över vad som behöver göras och vad som gjorts i projektet. Det har valts ut ett antal erkända metoder som utförts på både projektet och produkten. Utförandet av dessa metoder hittas under utvecklingsprocessen på sida 15.
2.1 Insamling av data
För att hitta användbara data så användes det en rad olika metoder, genom de kommande rubrikerna kommer det förklaras vad de olika metoderna är och varför de har använts.
2.1.1 Faktasökning7
Ordet faktasökning kan vara diffust men det hela har gått ut på att leta upp intressenter och användare av akvaponiska system för att se vad som fungerar och inte fungerar för dem.
2.1.2 Studiebesök och intervjuer8
Detta kan ses som en fördjupning i faktasökningen, för att hitta den verkliga kunskapen krävs det ofta att man är på plats och pratar med sakkunniga. Genom många olika studiebesök och
intervjuer med branschfolk så får man en övergripande blick av området samtidigt som man kan få spetskunskap och information om viktiga fallgropar.
2.1.3 Databassökning 9
Det sista steget i faktasökningen är att knyta sin kunskap mot vetenskapliga bevis, genom databaser hittar man specifik information om väldigt smala områden. De vetenskapliga bevisen ger en stabil grund att stå på men leder också till att man kan hitta kunskapsluckor och områden som inte har utforskats ännu och kan leda till en fördel på marknaden om man ser till att ta till vara på detta kunskapsgap.
2.1.4 Brainstorming 10
Ett sätt att få fram nya idéer och tankar är brainstorming, det går ut på att man sätter en grupp människor runt ett bord och försöker diskutera fram lösningar och förslag på nästa steg i projektet. Helst ska personerna ha olika erfarenheter för att få en så vid infallsvinkel på diskussionen som möjligt.
2.1.5 Benchmarking11
Benchmarking används ofta för att göra en förändring eller en förbättring. Genom att ställa upp tre enkla frågor.
7 Sida 14. 4.1 Insamling av data
8 Sida 15. 4.1.3 Studiebesök &intervjuer
9 Sida 12. 2.10.4 Databassökning
10 Brainstoming https://foreningsresursen.fi/foreningsarbete/metoder/brainstorming/ (2020-05-01) Sida 16. 4.2 Brainstorming
11 Benchmarking https://www.canea.se/management/benchmarking (2020-05-01) Sida 18. Benchmarking - Konkurrensanalys
6
• Vart är vi idag?
• Vart vill vi komma?
• Hur ska vi komma dit?
Efter en brainstormingssession så kan de nya idéerna sättas upp i en benchmarkingsession för att bygga vidare på idéerna och sätta upp en plan för hur man ska realisera dem.
2.2 Tester
För att testa nya idéer och få nya infallsvinklar har det varit viktigt att göra studier på vårat eget system, detta har varit en av huvudaktiviteterna i projektet redan från början.
2.2.1 Datainsamling
Genom programmerade sensorer har det varit möjligt att plocka ut viktiga värden ur systemet för att se vilka parametrar som passade fiskar och växter bäst. Data har sedan direkt loggats till ett Excelark där man har kunnat följa utvecklingen och se eventuella skillnader på systemet från dag till dag.
2.3 Planering
Då projektet har varit väldigt levande och nya delar på slutprodukten har lagts till och tagits bort ständigt under projektets gång har det varit svårt att följa ett strikt Gantt-schema eller liknande.
Genom utvärderingsmöten i början på varje vecka har vi planerat upp veckan för att sedan utvärdera arbetet som gjorts nästkommande vecka. Denna metod har givit oss en väldig flexibilitet och gjort det möjligt att göra de ändringar som varit nödvändiga för att få ut bästa möjliga resultatet.
2.3.1 Kanban-Board12
För att hålla reda på veckoplaneringen och målen har en kanban-board använts. Denna metod består av en tavla med 3 kolumner, do, doing och done. Detta ger en frihet och möjlighet till att på ett enkelt sätt se sina mål och uppgifter och för att ha en klar uppsikt av vad för uppgifter man arbetar med för tillfället.
2.4 Finansiering
13För att möjliggöra detta projekt behövdes det finansiering. Ett förstudiemedel hos Almi gav projektet 15 000kr för att komma igång med prototyp och inköp av olika komponenter. För att hålla koll på utgifter och intäkter så har en budget i Excel använts.
2.5 Prototyp
Den projektmodell vi har valt att använda oss av kräver ett ständigt utvecklande av prototypen och dess delar. För så snabbt som möjligt ta fram prototyper och se till at implementera dem i projektet har vi använt oss av följande metoder.
12 Kanban-board https://projektledning.se/kanban/ (2020-05-01). Bilaga 7 13 Bilaga 9.
7
2.5.1 BAD-PAD-MAD-CAD13
Denna metod bygger på att utveckla och designa en produkt i fyra olika steg:
• Brain aided design: Bygga upp idéen i huvudet.
• Pencil aided design: Få ner idéen på papper i form av en ritning eller beskrivning.
• Model aided design: Bygga upp en snabb modell av produkten för att kunna visualisera den enklare.
• Computer aided design: Bygga upp en modell i ett 3D program.
2.5.2 3D-Printing
Den tillgång på 3D-printers som finns på Högskolan i Halmstad och FabLab har hjälpt oss.
Projektet har blivit mycket enklare på grund av att 3D-printers har byggt upp modeller av idéer för att kunna testa och visualisera på ett enklare sätt.
2.5.3 Programmering
För att möjliggöra datainsamlingar så har programmering av Arduino och Raspberry pi utgjort en stor del av arbetet. Genom att koppla inmätningssensorer så finns det en möjlighet att konstant samla in data. Programmeringen har till största del utgjorts av programmeringsspråken Python och C++.
Det har även ingått programmering i utvecklingen av prototyper som i en färdig produkt ska kunna automatisera produkten.
2.6 Utvärderingsmetod
Här nedan följer de utvärderingsmetoder vi använts oss av.
2.6.1 Riskanalys14
En riskanalys sattes upp i början av projektet för att se över de största riskerna i projektet och hitta en väg runt dessa risker. Genom att bygga upp en struktur runt risker minimerar man chansningar och felsteg.
2.6.2 SWOT15
För att utveckla projektet och se till att inte falla i några gropar så används en SWOT-analys. I denna metod så ställs fördelar och nackdelar upp för att få en klarblick av hur vägen mot slutmålen förväntas att se ut. Genom att använda sig av en SWOT får man även en bild på vad man har för möjligheter i ett projekt men även de hot som finns längs vägen.
13 BAD-PAD-MAD-CADhttps://www.researchgate.net/figure/How-the-principle-of-BAD-PAD-MAD-CAD-can- beused-for-a-new-product-development-process-8_fig1_307546879 (2020-05-01) Sida 16. 4.4 BAD-PAD-MAD
14 Hallin Anette. Karlbom Tina Gustavsson. 2015. Projektledning. Upplaga 2. Stockholm. Bilaga 1.
15 SWOT-analys https://foreningsresursen.fi/foreningsarbete/metoder/swot_analys/ (2020-03-24). Bilaga 2.
8
2.6.3 Trendanalys16
Genom att studera konkurrenter så kan uppskatta hur långt branschen har kommit i sin utveckling och vart på trendskalan branschen ligger i förtillfället. En trendanalys använts för att läsa av hur trenderna ser ut i samhället men också gör att försöka förutspå hur framtiden ser ut.
2.7 Business Model Canvas
17En canvas ger ett företag möjlighet att förklara sin organisation på ett enkelt sätt så att alla inblandade kan förstå vad företaget vill. En karta av nio byggstenar byggs upp och kan sedan hjälpa till med planering eller strategi för kommande arbeten och projekt. För att hitta rätt segment att fokusera på och bibehålla en målbild är canvasen en väldigt stark metod att ta nytta av. Med hjälp av canvasen i detta projekt så ger vi potentiella investerare och intressenter en överblick av vad organisationen är och vad vi vill utföra med arbetet som läggs ner i projektet.
Men den hjälper också till att hålla oss inom ramarna för målen som satts upp i ett tidigt stadie, däremot så ser vi detta projekt som ett väldigt flexibelt och ständigt utvecklande som alla startups bör vara så canvasen kan mycket väl se helt annorlunda ut i slutfasen av projektet.
2.8 Metod för projektprodukten
Systemet som Gains N Greens utvecklar har många olika komponenter som måste var helt driftsäkra och ha en robusthet samtidigt som priset ska hållas ner så mycket som möjligt. För att kunna säkerställa att de projektmål som satts upp ska uppfyllas måste alla aspekter tas in och hitta inspiration från liknande system. Därför har många olika intressenter och studieresor bokats in för att ha koll på både fiskodling och växtodling samtidigt som research har gjorts för hur akvaponiska system fungerar i dagsläget.
Ett system som består av många olika komponenter kommer att bli svårt att planera i förväg för hur dessa ska sitta ihop, speciellt om det finns en begränsad förkunskap inom områdena från början. Därför så har arbetet i projektet varit väldigt iterativt där nya lösningar har testats och utvärderats för att sedan gå tillbaka till ritbordet och antingen optimera produkten eller designa om den i de fall då det visat sig inte fungera.
Brainstorming användes flitigt under hela projektet, projektmedlemmarna har sökt information om de olika ämnena och sedan samlats för att ta fram nästa steg i projektets gång. Brainstorming har även använts efter varje produktutvecklingssteg för att säkerställa att produkten uppfyller kraven.
Tidsplanen har varit dynamisk och har justerats hela tiden, den produktidé som sattes upp från start har utvecklats till något mycket större. För att försöka hinna med så mycket som möjligt har även arbetet delats upp på personnivå för att effektivisera arbetet.
Genom att produkten har blivit mer omfattande så har det blivit svårt att hinna med allt som måste göras för en komplett produkt och därför har nya avgränsningar fått sättas under projektets gång. För att se vad som var viktigast att utveckla först har en prioritetskalkyl satts upp genom att titta på vad som hänger ihop med vad och sedan börjat högst upp i ”trädet” för att sedan jobba ner mot de mer invecklat och mindre delarna av systemet.
16 Trendanalys https://www.moksi.se/verktyg-metoder/canvas-trendanalys-steg-1/ (2020-03-24). Bilaga 3.
17 Pigneur Yves. Osterwald Alexander. 2013. Busimess Model Generation. New Jersey. Bilaga 4
9
Digital design och innovation studenter har också inblandats för att utveckla en mjukvara så Gains N Greens potentiella kunder ska ha en plattform att sälja sina produkter till privatpersoner redan från start. Genom att utveckla detta så ges det ett mervärde av produkten och en mer säkerhet till de kunder som använder sig av ett Gains N Greens system men även för marknadsföring av Gains N Greens produkter. Plattformen går ut på att sälja och köpa närproducerade varor mellan privatpersoner. Genom en applikation kommer communityt för odling att kunna samlas för att sälja och köpa varor mellan varandra men också diskutera sakfrågor som rör odling och förädling av produkter.
10
3 Vetenskapliga tester
Här presenteras de tester och den forskning som utförts under projektets gång. För att kunna utveckla ett optimerat system från grunden så krävs det att alla delar testas med varandra och att man utefter de testarna tar ställning till vad som är mest lämpat för systemet i fråga. Därför kan det hända att visa delar går in i varandra i följande text.
3.1 Växtmedium
Denna undersökning går ut på att hitta det mest optimala växtmedium att använda sig av i ett akvaponsikt system. Grönsakerna kommer stå för de mesta av intäkterna för kunden och därför är det viktigt att hitta det bästa sättet att få ut en snabb grodd för grönsakerna.
Fyra olika odlingsmedier har tagits med i testerna:
• Lecakulor
• Biokol
• Jord
• Ånga
I en säker och stängd labbmiljö har tre olika ”odlingsbäddar” satts upp och analyserats dagligen.
Genom att ha full uppsikt på de olika bäddarna och förhållandena i labbet så har rättvis data kunnat samlats ihop för hur växterna mår och hur de växer i de olika medier. Samtidigt som fisktankens värden har testats veckovis för att se vilken av de olika medierna som ger bäst förhållanden åt fiskarna.
Data har senare analyserats utefter hur mycket en specifik gröda har växt på en bestämd tid. Både från frö till 10 cm höga och sedan ett nytt test efter ”omskolningen”. Data har sparats i ett
Excelark för att sedan kunna utvärderas, både utifrån olika växter och olika medier.
Metoden har visat sig ge olika resultat på olika grödor vilket har gjort det svårt att säga exakt vad som är mest optimalt att använda sig av. För att kunna säga vad som passar bäst måste man veta vad kunden ska odla i förhand. Men det som har kommit fram i och med studien har visat sig var vital information då från frö till grodd har varit väldigt stora skillnader på de olika
odlingsmedierna där en blandning av biokol och lecakulor är överlägset bäst.
3.2 Kontrollerade förhållanden
För att kunna odla grönsaker året om i ett nordligt klimat så är det viktigt att ha full koll på vad för förhållanden som råder i växtutrymmet. Genom olika sorters sensorer1 som hela tiden skickar data till användaren får man full uppsikt av systemet.
Data som samlats in är i huvudsak bara kontroll för att se så mjukvaran fungerar. Det har dock samlats in en massa olika data, med hjälp av detta så har en bild byggts upp för vilka
extremvärden ett sådant här system tillåter. Genom mjukvaruutveckling så har en förståelse för vad för förhållanden som ska råda för optimal användning av växtmiljö.
Data har analyserats mot de olika växterna och det har blivit möjligt att dra raka linjer mellan deras växthastighet och tillexempel luftfuktigheten i rummet för att nämna en av sensorerna.
11
Den data som kommit ut från testerna av mjukvaran har visat sig vara viktig och med hjälp av detta så får vi både en idé om vad för förhållanden som är bäst lämpade men också vad mjukvaran i systemet behöver för olika sensorer och funktioner.
3.3 Vattentester
I ett akvaponiskt system är det även viktigt att hålla koll på de förhållandena som råder i vattnet och dessa är nitrat, nitrit, PH och ammonium, eftersom för mycket av något av dessa ämnen kan skada både fisk och växter.
I dagsläget så tas tester dagligen i systemet med en mätsticka för att se till att inget av värdena överstiger det rekommenderade. För att göra en full kontroll så ska det tas fram en
fotospektrometer som tar in vatten och mäter av de olika ämnen och sedan skicka vidare data till användaren. Detta är en del av det automatiserade system som kommer att utvecklas. Biologer på Högskolan i Halmstad har varit inblandade i dessa tester för att se till att fiskarna och växterna mår bra. Det har även tagits tester på hur mycket näring som vattnet innehåller för att se om det behövs att tillsättas något mer ämne till systemet.
En fotospektrometer är inte så invecklad som den låter men maskinerna i dagsläget kostar väldigt mycket och är inte optimerade för resten av system. För att lyckas med detta så krävs det ett stabilt system som användaren kan lita på.
Resultatet av detta kommer att presenteras i konceptform då det inte finns tillräckligt med tid för att utveckla ett 100% säkert system.
3.4 Databassökning
Här presenteras de vetenskapliga artiklar som använts under projektets gång.
3.4.1 Databassökning 1
Decoupled system on trail: Eliminating bottlenecks to improve aquaponic processes18 I denna artikel så har en grupp tyska forskare tittat på två olika akvaponiska system. Ett där fisktanken och mediabädden är kopplade till varandra som i ett vanligt akvaponiskt system och ett där de har kopplat bort vattenflödet från växterna till fisktanken för att kunna justera vattnets PH-värde. Detta test gjordes då fiskar och växter inte trivs i samma PH-värde.
I rapporten så framgår det att det system som man kopplat bort vattnet tillbaka till fisktanken får en förbättring av växtligheten med 36%.
Denna rapport ändrade planen för slutprodukten ganska drastiskt, för att optimera ett system så går det inte förbise en ökning med 36%. Projektprodukten kommer således att ta denna rapport till sig och se till att använda sig av det resultat som rapporten tillhandahåller.
18 Hendrik Monsees. Wener Kloas. Sven Wuertz. (2017) Decoupled system on trail: Eliminating bottlenecks to improve aquaponic processes, vol 12, 18.
12
3.4.2 Databassökning 2
Evaluation of the growth, photosynthetic characteristics, antioxidant capacity, biomass yield and quality of tomato using aeroponics, hydroponics and porous tube-vermiculite systems in bio-regenerative life support systems19
Genom att jämföra aeroponik, hydroponik och odling i ett medium så har denna artikel kommit fram till att hydroponik inte är lika effektivt som de två andra alternativen. Test i artikeln har gjorts på tomatplantor och tittat på hur plantorna växer och på fruktskörden.
Det gick inte hitta någon skillnad på aeroponik och odlingsmedier, denna artikel gjorde oss lite kluvna då vi har hört från andra håll att aeroponik ska vara mer effektivt och ge en snabbare skörd. Det kan vara så att aeroponik är bättre för vissa plantor medan odlingsmedier passar andra. Efter denna artikel så bestämde vi oss för att gå på odlingsmedier för att inte behöva köpa mer komponenter men också dra ner kostnaderna (se bild 1 för kostnader) på elförbrukningen för systemet. Däremot har vi inte helt uteslutit aeroponik utan kommer att göra tester i framtiden på olika sorters växter för att vara säkra på att vi har valt den bästa odlingstekniken.
3.4.3 Databassökning 3
Food waste based biochars for ammonia nitrogen removal from aqueonus solitions20
Denna rapport riktar in sig på hur man gör biokol av matavfall och vilket matavfall som är mest lämpligt för nitrifikation eller lagring av ammonium och nitrit. Man har sett att Kinas
hushållssopor består av 60% matavfall, energi som bara går till spillo. Genom att göra om
matavfallet till biokol kan man ta vara på energin och se till att lagra ohälsosamma ämnen så som ammonium, nitrit och koldioxid.
Ett system som producerar 400 000 kg växter per år betyder mycket avfall så som rötter, stammar och andra delar av växterna som inte går att äta. Denna rapport visar på att det kan vara väldigt effektivt att omvandla detta avfall till biokol. Biprodukten skulle antingen kunna säljas eller användas i systemet som en säkerhetsåtgärd om systemet skulle få för höga värden av ammonium eller nitrat.
19 Wang Minjuan. Dong Chen. Gao Wanlin (2019) Evaluation of the growth, photosynthetic characteristics,
antioxidant capacity, biomass yield and quality of tomato using aeroponics, hydroponics and porous tubevermiculite systems in bio-regenerative life support systems, vol 22, 8.
20 Shan Xue. Cinbo Zhang. Huu Hao Ngo. Wenshan Guo. Haitao Wen. Chaocan Li. Younfchao Zhang. Chanjuan Ma. (2019) Food waste based biochars for ammonia nitrogen removal from aqueonus solitions, vol 292, 10.
13
4 Teori & referensram
Projektet har krävt ett väldigt omfattande grundarbete för att hitta fakta om alla de områden som innefattas. För att gräva fram så mycket relevant fakta som möjligt så har experter inom
akvaponik, RAS, hydroponik och odling kontaktats samtidigt som kompletterande fakta har sökts på internet för att få en så bred bild som möjligt.
4.1 Vad är akvaponik
Akvaponik21 är en uråldrig odlingsmetod som började användas av Aztekerna på sent 1200tal.
Det hela går ut på att skapa ett sorts kretslopp där fiskar och växer och frodas. Genom nitrifikation22 kan växterna ta upp och använda ämnen som fiskarna producerar som näring.
Samtidigt så tar växterna upp skadliga ämnen och håller halterna av dessa ämnen nere så fiskarna kan ha en bra miljö att leva i.
Det traditionella och det moderna akvaponiska system skiljer sig en aning men bygger
fortfarande på samma princip. I det moderna systemet så är vattentankar kopplade till växtbäddar som sedan är fyllda med ett medium som kan genomföra nitrifikationen så att växterna har en möjlighet att ta upp ämnen som näring.
4.2 Självförsörjning
Runt om i världen så används RAS odlingar och akvaponiska system flitigt, speciellt i Kina.
Denna utveckling har inte riktigt hunnit till Sverige ännu då vi förlitar oss mer på det
traditionella sättet att odla mat på. För att Sverige ska kunna ligga på en självförsörjningsgrad som kan hantera kriser så krävs det en drastisk åtgärd av det svenska synsättet på att odla mat. I dagsläget så har Sverige en självförsörjningsgrad på runt 50%23, detta betyder att varje svensk skulle behöva äta hälften av vad de äter idag om Sverige skulle få sin import strypt vid en kris.
Detta är dessutom en glädjesiffra för om det verkligen skulle bli kris och Sverige inte kan importera drivmedel så kommer denna siffra minska markant och det skulle bli svårt att få fram någon som helst mat i stor skala.
För att öka vår beredskap inför kommande kriser men också minska vår klimatpåverkan så måste Sverige bli mer självförsörjande och detta kan man lösa med akvaponiska system som gör det möjligt att producera mer föda på en mindre yta.
4.3 Oväntade händelser
Ett ord som inte har varit med i beräkningarna innan men som i allra högsta grad är det år 2020 är Covid-1924, ett virus som har spridit sig som en löpeld genom världen och förändrat mångas vardag. Covid-19 har bidragit till att Högskolan i Halmstad har beordrat sina elever att sköta så mycket av deras studier på distans som bara är möjligt. Detta har såklart påverkat projektet på en rad olika sätt och den största skillnaden är att utvecklingen av en riktig prototyp har fått bytas ut till en datorbaserad prototyp.
På gott och ont så har projektet fått gå över till att utveckla ett koncept på datorn vilket har lett till att det blir svårare att visualisera ett färdigt resultat. Däremot så har det haft en positiv
21 Akvaponik https://www.svt.se/nyheter/lokalt/skane/detta-ar-akvaponik (2020-05-01)
22 Nitrifikation https://www.ne.se/uppslagsverk/encyklopedi/l%C3%A5ng/nitrifikation (2020-05-04)
23 Självförsörjning https://www.svd.se/kan-sakra-varannan-tugga-mat--pa-papperet (2020-05-04)
24 Covid-19 https://www.1177.se/Halland/sjukdomar--besvar/lungor-och-luftvagar/inflammation-och- infektionilungor-och-luftror/covid-19-coronavirus/ (2020-05-04)
14
påverkan då det kommer bli en mer komplett produkt som blir första prototyp då utvecklings- och designarbetet har gått mycket snabbare än vad det hade gjort om det skulle byggas en verklig prototyp.
Covid-19 kommer att ha en inverkan på vad slutresultatet på detta projekt blir men om det är positivt, negativt eller neutralt kommer vi aldrig få veta. Allt vi kan säga är att projektets
ursprungliga planer har fått ändras, men ett projekt som inte ändrar på dessa planer har nog aldrig funnits.
15
5 Utvecklingsprocess
Under denna rubrik finns en genomgång på hur projektet har genomförts och hur de olika metoderna som är förklarade under metodrubriken, på sida 5, använts.
5.1 Insamling av data
För att samla in information kring hur arbetet skulle utföras behövdes detta göras genom flera olika steg så som internetsökningar, intervjuer, studiebesök för att mätta det kunskapsgap som fanns i början och ge projektgruppen en mer huvudgripande insyn i ämnet.
5.1.1 Faktasökning
I början av projektet användes frekventa sökningar genom internet för att hitta videos på liknande lösningar, fakta på dels hur växter och fiskar fungerar. Böcker om biologi har använts och
Högskolan i Halmstads experter inom olika områden. Artiklar har granskats med hjälp av högskolans bibliotekdatabaser.
5.1.2 Databassökning
För att kunna säkerställa att projektet var på rätt väg och få en grundläggande förståelse hur akvaponiska system fungerar har en rad olika vetenskapliga artiklar granskats. Dessa artiklar har hittats på Högskolan i Halmstads bibliotekdatabas. Genom undersökningar så har mycket vitala data kunnat hittas och många snedsteg har kunnat undvikas tack vare detta.
5.1.3 Studiebesök & intervjuer25
För att knyta kontakter inom likasinnade som tycker att projektgruppens arbete är intressant samt utbyta kunskap i olika former har de varit på träffar, telefonintervjuer och studiebesök i Halland, Skåne samt Västra Götaland kring växter, fiskar, solceller och vätgas.
För att se loggboken och specifika intervjuer/besök se bilaga 9.
5.2 Tester
Det börjades med att plantera isbergssallat, spenat, rädisor, svartkål, brysselkål, tomat och zucchini då projektgruppen ville se hur olika växter kunde förhålla sig till näringen ifrån fisktanken.
Isbergssallat och spenat då de var lättskötta. Svartkål då det var en tålig växt. Brysselkål och rädisor för att testa att odla underjordiska växter ovan ”jord”. Tomat och zucchini då tomat använts i liknande situationer av andra aktörer och zucchinin då den redan etablerats hemma hos projektgruppen.
De olika grönsakerna planterades först i olika medier så som jord, biokol, lecakulor och i ett senare tillfälle även ånga. För att sedan kontrolleras varje dag och fyllas på med vatten
25 Bilaga 9
16
5.3 Brainstorming
Under projektets gång så har en whiteboardtavla använts för att snabbt få ner tankar och idéer.
Bild 2: Exempel på brainstormingssessioner.
Genom denna metod så kunde vi snabbt hoppa över första och andra delen i BAD-PAD-MAD- CAD processen och direkt gå på att rita upp en modell i Catia-v526. Brainstomringsessionerna arkiverades som bilder (se bild 2) och sparades för att vid ett senare tillfälle kunna gå tillbaka och utvärdera resultatet gentemot den ursprungliga idéen.
5.4 BAD-PAD-MAD-CAD
BAD och PAD ingick i brainstormingen (se bild 2 ovan) och behövde därför inte göras på ett speciellt sätt utan hoppades över när det var dags att börja med denna metod.
MAD – Denna del kom oftast efter CAD då tillgången till 3D-skrivare gjorde det enklare att bygga upp en modell i datorn för att sedan skriva ut den och på så sätt kunde en mer detaljerad ock korrekt modell byggas upp. Det fanns dock delar som var för stora att 3D-skrivas och dessa delar modellerades ofta upp med hjälp av en laserskärare och byggdes upp med hjälp av
plexiglas. Även här krävs det att man har en datorritning men man får i ett senare skede bygga ihop delarna själv.
CAD – Detta är en del som inte ingår i den vanliga delen av metoden men som används mer och mer. I detta projekt så var computer aided design en väldigt stor del och var ett väldigt
användbart verktyg då man snabbt kan få fram en prototyp. Efter brainstormingen så användes datorn direkt för att bygga upp modeller och prototyper samt hela system för att man skulle kunna få en överblick. Det program som användes för denna del var Catia-V5.
I nästa skede itererades BAD-PAD-MAD processen om och resultatet blev ett första testsystem som dels kunde generera fakta till projektgruppen dels visuellt förklara hur gruppen tänkte till utomstående.
Testanläggningen byggdes med en 54 liters fisktank, två växtbäddar och en sumptank. Ovanpå dessa sattes det in en LED lampa som täckte växtlabbsrummet.
Testsystemet användes i två månader innan det uppgraderades genom att iterera processen ännu en gång. Då uppgraderades fisktanken till 225 liter istället för att fiskarna skulle kunna växa sig större. Under slutperioden kopplades aeroponik in för att testa hur det fungerade i praktiken,
26 Catia-V5 https://www.3ds.com/products-
services/catia/?wockw=card_content_cta_1_url%3A%22https%3A%2F%2Fblogs.3ds.com%2Fcatia%2F%22 (2020- 05-14)
17
vilket gjorde att projektgruppen kunde ta med sig erfarenheten och utesluta aeroponik ifrån systemet.
5.5 Materialval
Projektgruppen kom överens om från början av projektet att försöka eliminera engångsplast och andra miljöbovar för att få hållbarare produkter. I utvecklingsstadiet användes det en del
engångsartiklar för att kunna få fram snabba prototyper, slutprodukten däremot innehåller inga engångsartiklar. Projektgruppen har även använt sig av plywood när de byggt prototyper och därmed härdat dessa med livsmedelsgodkända oljor.
Det brainstormades huruvida det gick att eliminera engångsplast i systemet. Lösningar ritades upp både på papper och i datorn, resultatet blev en odlingsträskiva som är fukttålig där det gick att plantera flera plantor på och när det sedan är dags att skörda så kan man lyfta av träskivan och ställa den i en låda som går direkt till butiken där slutkunden kan plocka direkt ifrån lådan.
Den privata akvaponik-möbeln är byggd av vattentåligt trä, dels för att det är ett hållbart material dels för att det är en naturresurs samt tilltalande för ögat. Akvariet är gjort av glas för att fisken ska kunna se ut men också att människan ska kunna titta på sina fiskar.
När testanläggningen byggdes valdes det att inhandla så mycket återbruk och begagnat som möjligt för att dels hålla nere jordens resurser dels hålla nere budgeten. Ett exempel på detta var den senare fisktanken på 225 liter som inhandlades på en second hand i Halmstad.
Projektgruppen valde ifrån början en LED lampa som täckte cirka fyra kvadratmeter då detta passade testlabbet, det kollades även på vilka spektrum som lampan hade och den information som söktes fram var att blått och rött ljus var det optimalaste att använda. Detta användes genom hela projektet, i ett senare skede testades även att använda LED strimmor för att kunna få ett ljus ifrån olika vinklar vilket resulterade i en mer kontrollerad miljö.
5.6 Lokaler
Projektgruppen tilldelades ett projektrum på Högskolan i Halmstad. En möbel att ställa akvarium och växtbäddar på svetsades ihop i skolans metallverkstad. Men efter detta i ett tidigt skede kom de fram till att de behövde ett rum som kunde tåla vattentester ifall det skulle uppstå läckage i akvaponiken. Därmed kontaktade projektgruppen biologisektionen på högskolan som berättade att det fanns ett växtodlingslabb att tillgå. Projektgruppen satte in akvarium till fiskarna och laserskar ut växtbäddar i FabLab på Högskolan i Halmstad som monterades ihop samma dag.
Efter detta så sattes tydliga regler upp i projektgruppen att i växtlabbet bedrevs tester och praktiskt arbete och i projektrummet bedrevs framtagning av teori och informationssökning.
Externa datorskärmar, en 3D printer och andra delar som behövdes för att skapa den kontorsmiljö som förväntades av projektmedlemmarna sattes upp.
5.7 Benchmarking – Konkurrensanalys
I dagsläget finns det inga leverantörer av helhetslösningar till akvaponiska anläggningar utan för den som vill starta en fiskodling blandat med grönsaksodling behöver köpa in delar ifrån olika system och sedan anpassa efter sina behov.
18
5.7.1 Konkurrent 1
Gårdsfisk AB som är stationerade i Skåne har byggt anläggningar där de producerar fisk i olika stora utsträckningar. De lagrar avföringen från fisken i bassänger för att återanvända detta till åkrar på sommarhalvåret.
5.8 Planering
För att kunna följa projektet på veckobasis men även på längre sikt, använde projektgruppen en digital kanban-board i form av Microsoft planner27 på projektets gemensamma SharePoint. Där projektgruppen även använde Planner appen för att synka ihop deras kalendrar och kunna göra ändringar direkt från mobilen. I Planner appen skickades de olika digitala lapparna mellan backlog-to do-doing-done processer samt ibland så skrevs kommentarer för viktiga beslut för lättare uppföljning. Eftersom projektgruppen bestod av två personer skedde till stor del av kommunikationen över chattappar och genom träffar i verkligheten. Det som sades genom dessa forum har godtyckligt lagts in i Microsoft Planner för att skapa en helhetsbild och lättare
måluppsättning för båda parter.
För att kunna hålla koll på alla dokument och andra delar som var viktiga att arkiveras så användes Microsoft SharePoint28.
5.9 Utvärderingsmetoder
För att kunna placera Gains N Greens produkter rätt på marknaden användes olika verktyg.
5.9.1 Riskanalys Se bilaga 1.
5.9.2 SWOT Se bilaga 2.
5.9.3 Business Model Canvas Se bilaga 3.
5.9.4 Trendanalys Se bilaga 4.
27 Bilaga 7.
28 SharePointhttps://www.microsoft.com/sv-se/microsoft-365/sharepoint/collaboration (2020-05-14)
19
6 Resultat
Gains N Greens har valt att fokusera på två huvudområden, det ena är att utveckla ett
akvaponiskt system för industriellt bruk där man ska kunna producera 40 ton fisk och 40 000 ton växter varje år. För att nå till detta mål så har vi fått börja i mindre skala och bygga upp de komponenter som ska ingå i det stora systemet. När detta arbete påbörjades så uppenbarade sig en andra marknad. Genom att bygga ett system till privatpersoner som är baserat på det stora systemet så fångas mycket kunskap upp, samtidigt som det inte behöver finnas stora lokaler och höga avgifter för att kunna fortsätta utvecklingsarbetet. Tanken är att de båda systemen ska användas på samma sätt och bara storleken på systemen skiljer sig åt.
Gains N Greens huvudmål har hela tiden varit att utveckla ett akvaponiskt system som kan producera föda året om i ett nordligt klimat. För att ett system ska kunna producera mat året om i ett land som Sverige så krävs det att systemet är automatiserat för att det ska vara möjligt att tjäna pengar på det. Arbetskostnaderna på den svenska marknaden är allt för höga för att ha en eller två personer gå heltid i ett sådant här system. Därför har projektet redan från början fokuserat på att automatisera systemet in i minsta detalj för att ta bort så mycket av den mänskliga arbetskraften som möjligt.
6.1 Industriellt system
Det industriella systemet har varit huvudmålet i projektet från början detta för att kunna vara med och gynna Sveriges självförsörjningsgrad. Genom en utveckling av detta system skulle det vara möjligt för städer och samhällen runt om i Sverige att få en tillräckligt hög självförsörjningsgrad för att klara sig i kriser som kan uppstå och omöjliggöra import av varor.
Systemet är uppbyggt på produktionslinor där varje lina av systemet kommer vara bort kopplade från varandra för att minska risken för sjukdomar, således skulle en av linorna bli smittade av en sjukdom så påverkas inte hela systemet.
6.1.1 Produktionslinorna
En produktionslina består av en fisktank som är kopplad till en växtbädd. Där delar av vattnet från fisktanken skickas över till växtbädden när värden för näringen eller vatten når en viss nivå eller växterna behöver näring. Detta vatten kommer sedan att stå och renas hos växterna för att sedan pumpas tillbaka till fisken. Mellan fisktanken och växtbädden är det monterat en PH- justerare (se Bilaga 6 Vattentest) för att se till att PH-värdet på vattnet är det rätta för den fisksort och de växter som ingår i produktionslinan. Skulle man inte använda sig av en sådan här PH- justerare så skulle tillväxten av fisk och växter inte vara optimerat och man skulle tappa produktionen.
20
Bild 3: Designförslag på en produktionslina.
Varje lina kommer också ha egna inställningar för att se till att växterna får exakt den näring och PH den behöver och att fiskarnas tillvaro blir så bra som möjligt. Detta kommer styras från en kontrollskärm som sitter vid varje fisktank och som kan styras antingen från en mobilenhet eller på plats.
6.1.2 Växtbädden
Många olika material har testats för att hitta det bästa växtmediet. Efter testerna har det framgått att en blandning av lecakulor och biokol ger bäst förhållanden för växter där lecakulorna agerar som det medium som hjälper till med nitrifikationen och biokolen ser till att hålla kvar näringen och vattnet längre för att öka tiden som växterna klarar sig på en sats vatten från fisktanken.
Växtbädden kommer vara anpassad till fisktankens storlek och helt beroende på vad kunden har för utrymme och behov. (Se bild 3 för designförslag) Vi håller på att ta fram ett koncept för vertikal odling som ska kunna minimera ytan som krävs för odlingen.
Bild 4: Exempeldesign på växtbädd.
21
Bild 5: Fällbar design för att smidigt kunna skörda växterna.
Denna design på växtbäddarna gör det möjligt att odla på höjden och sedan ställa tornet vågrätt när det är dags för växterna att skördas. (Se bild 4 & 5)
Tornen kommer att vara anpassade efter kundens önskemål och sedan fyllas med biokol och lecakulor där vatten körs igenom och biokolet samlar upp näring och vatten för att sedan förse växternas rötter med näringen som behövs.
Det finns även ett andra alternativ för odlingen och det är att skippa mediet helt och hållet och producera grönsaker med bara vattenånga, detta kallas aeroponik. Projektprodukten som den är i dag kommer inte att innehålla aeroponik då vi har hittat artiklar som påvisar att det inte är mer effektivt att använda sig av denna odlingsteknik. Däremot har vi inte helt uteslutit den utan kommer att göra tester i framtiden för att se om det finns en fördel med denna metod.
6.1.3 Fisktank
Utvecklingen av fisktankar har inte kommit så långt och det har varit svårt att testa då det krävs stora lokaler och en kapital som inte funnits i projektet för att testas. Därför har vi valt att titta närmare på vad som finns på marknaden idag för att sedan utgå från dessa mått.
För att kunna föda upp 40 000 kg tilapia som har en täthetskoefficient på 60–160 kg/M3 och en tillväxthastighet på 6–7 månader från yngel till slakt så krävs det att fisktankar som rymmer 125 m3. Det mest optimala här hade varit att lägga sig i överkant på täthetskoefficienten då denna fiskart trivs och frodas när den är i stim. Ett system kan ha hur många linor som helst men för att sprida ut risken för sjukdom har vi valt i detta exempel att ha 6 linor.
22
För att får ut maximal volym på en yta så vi bestämt oss för att använda oss av cylinderformade tankar vilket betyder att en tank behöver ha följande mått:
r = 2,11 m h = 1,5 m
Volym = 20,98 m3
Total volym 20,98 * 6 = 125.88
I ett system med 6 tankar á 20 980 liter stycken så är det möjligt att producera 40 ton tilapia per år. Dessa uträkningar är såklart bara baserade på en fiskart och ett unikt exempel men tanken är att tankarna likväl som resten av systemet ska var dynamiskt och special anpassat för kunden.
Allt för att se till att varje system blir optimerat och anpassat för att kunden ska kunna producera så mycket som möjligt.
6.1.4 Elektronik
Varje lina kommer vara försedd med en inställningsbar mjukvara, detta för att möjliggöra att inställningarna blir så optimala som möjligt för de livsformer som befinner sig i linan. Vissa växter och fisksorter är väldigt känsliga för fel PH-värden och temperaturer, därför måste det vara möjligt att ställa in dessa parametrar till de värden man vill använda sig av i just den linan.
Genom att utveckla ett enkelt gränssnitt på en raspberry pi kommer det vara möjligt att skriva in vilket PH-värde och temperatur som växtbädden och fisktanken ska hålla i den specifika linan.
Det ska även finnas en rad olika inställningar så som vattenflöde och mängd näring i odlingsbädden, allt för att se till att fiskar och växter trivs.
6.1.5 Skyddssystem
För att kunna möjliggöra en automatisering av ett sådant här system så krävs det konstant övervakning. Genom att införa flera olika delar av övervakning kan vi se till att riskerna
minimeras och också se till att åtgärder för att förhindra större skador på systemet påbörjas redan innan någon har hunnit till platsen.
6.1.6 Vattentester
För att se till att värdena av ammonium, nitrat och nitrit inte är för höga i vattentanken och växtbäddarna, kommer det sättas in vattentestare runt om i systemet. Dessa test kommer utföras med en fotospektrometer som är uppbyggd från grunden för att minska kostnaderna.
Genom att ta en del vatten och blanda detta med 1/30-del sulfanilamid kan man sedan använda sig av en enkel LED-lampa som lyser genom vattenblandningen och sedan passerar en prisma som bara släppa igenom ett ljus med en viss våglängd. Efter ljuset passerat prisman träffar det en ljusmätare och genom att titta på hur mycket ljus som gått igenom vattenblandningen och
prisman kan man veta hur mycket av ett visst ämne det är i vattnet, i detta fall mäts ammonium, nitrat och nitrit. Sådana här maskiner används redan i många olika områden men de flesta är väldigt dyra och svåra att hantera. Vi håller på att utveckla en enkel produkt som är baserat på en raspberry pi för sedan vara kopplade till enkla pumpar som konstant kan hålla koll på
vattenvärdena. Skulle det visa sig att värdena stiger så kommer det att påkalla uppmärksamhet från användaren för en eventuell åtgärd. Skulle det sedan bli en drastisk uppgång av något av
23
värdena så kommer vattnet att pumpas igenom en bädd av biokol som kommer att dra till sig vattnet och genomgå en nitrifikation för att sedan lagra nitratet. Biokolet blir sedan laddat och redo för att användas i odlingar av antingen kunden i fråga eller en produkt som kan säljas vidare. Genom att använda sig av denna skyddsanordning kan man inte bara undgå en katastrof utan också producera en attraktiv produkt som sedan kan säljas vidare.
Här nedan följer en sprängskiss för att visa hur vattentestet fungerar och ser ut mer i detalj. Det kommer härmed en beskrivning till Bilaga (6).
1. Navigering – Dessa piltangenter används för att kunna navigera smidigt på displayen och kunna styra enheten fysiskt.
2. Display – Menyn i gränssnittet för användaren syns här där det går att utföra
vattentesterna och se olika nivåer dels på värdena från testerna dels ampullernas nivåer.
3. Ampuller – Dessa ampuller går att använda ett visst antal gånger sedan behövs det beställas nya ifrån Gains N Greens då dessa innehåller ämnen som färgar vattentestet och hjälper spektrofotometern att utföra ljustestet.
4. Spektrofotometer – Inuti denna sitter en LED som beskrivet ovanför, detta gör att den kan läsa av vattentestbehållarna och ge de värdena som behövs.
5. Vattentestbehållare – Vatten skickas med hjälp av en inbyggd motor ifrån sumptanken intill vattentestbehållarna. När testet är slutfört så pumpas vattnet vidare ner till
spillbehållaren.
6. Spillbehållare – Denna spillbehållare går att dra ut och in. Den går 20 centimeter in i maskinen för att kunna lagra spillvatten ifrån testerna innan det ska kasseras.
6.1.7 IoT
Systemet kommer att vara uppkopplat mot ett nätverk för att användaren konstant ska kunna hålla koll på systemet och se till att allt står rätt till.
Bild 6: Mätvärden i testanläggningen.
Genom en uppdatering av värdena i realtid och möjlighet till ändring av inställningar kommer användaren att kunna ha full koll på systemet vart än i världen den befinner sig. Övervakningen kommer även att bestå av kameror för att se till att inge yttre förhållanden kan påverka systemet, så som ett rör som gått sönder eller en översvämning i en bädd eller en fisktank. Bild 6 visar ett exempel på värden som mäts under projektets gång.
24
6.1.8 Plastminimering
Tanken är att dessa odlingsträskivor sätts på en ställning som gör att det går att odla flera plantor på samma ställning.
Bild 7: Design på löstagbar odlingsplatta som kan skickas till återförsäljare.
När det sedan är dags att skörda så dras ställningen ut och då vänds skivorna 90 grader då man kan lyfta av träskivorna och ställa ner dessa i en trälåda som sedan det sätts ett lock med handtag på, dessa kan sedan transporteras direkt till butiken där grönsakerna ska säljas. (Se bild 7) Sedan lyfts locket av och slutkunden kan plocka direkt ifrån lådan. När sedan grönsakerna är slut i lådan så skickas alla trädelar tillbaka till odlaren som kan använda det igen. Tanken är att sätta ett pantsystem så att butikerna känner ett ansvar för lådorna och de skickas tillbaka till odlaren i det skick som de skickades ut med.
25
6.2 Konsumentsystem
Det privata systemet var inte planerat att utveckla i början av projektet men för att utveckla det industriella systemet så sattes det upp ett testsystem med ett akvarium. Det visade sig att det ett småskaligt system inte skulle skilja sig så mycket mot ett större system och i utvecklingen så krävdes det mycket tester på ett mindre system. I mitten av januari så började smittspridningen av Covid-19 och vi såg en ökad efterfrågan på att bli mer självförsörjande som privatperson.
Genom att utveckla ett mindre billigare system skulle det vara möjligt att få bollen i rullning och se till att kapital kom in för att fortsätta utvecklingen av det industriella systemet.
Bild 8: Designförslag på konsumentsystem.
Den privata produkten är designad som en möbel där ett akvarium är inbyggt och ett skåp där mediabäddar är placerade. (Se bild 8.)
I detta system kommer inte fisken vara till för att ätas utan mer som en gödningsfabrik för växterna. Detta gynnar även akvariet då växterna kommer att rena vattnet och se till att inte algbildningen blir lika stor som det hade blivit utan växter i systemet.
26
6.3 Marknadsföringsplattform
Ett utvecklingsteam av Digital design och innovations studenter på Högskolan i Halmstad har arbetat med utvecklingen av en plattform29 som kommer att vara kopplad till Gains N Greens.
För att se till att våra kunder har en plattform att sälja sina produkter på från start och inte
behöver leta återförsäljare innan man startar upp sitt system. Man kommer kunna använda denna funktion som antingen en app i sin telefon eller på webben.
Appen kommer att vara kopplad till Gains N Greens men kommer att öppnas upp för allmänheten för att utöka försäljningen av närproducerade råvaror och därmed utöka
kundgruppen som erbjuds våra kunder. Detta skapar ett mervärde för våra kunder men även en marknadsföringsplats för oss på Gains N Greens för att se till att vårt system kommer ut till allmänhetens kännedom.
I plattformen kommer man kunna registrera sig som säljare för att sedan ha som en egen web shop. Genom att samla hela communityt på ett och samma ställe så skulle man kunna öka försäljningen av närproducerade varor vilket antagligen kommer leda till ökad efterfrågan.
Projektgruppen som utvecklat plattformen har gjort användarstudier på kunder från Rekoringen, vilket är en liknande plattform men som saknar struktur. Genom dessa studier har dem kommit fram till att marknaden behöver ett enklare system man också att det lokalproducerade råvarorna har fått en ökad efterfrågan på grund av viruset. Detta för att människor hellre handlar från en källa där dem vet var varorna kommer ifrån men också att man slipper gå i stora matbutiker och vara när en stor mängd människor.
För mer information om plattformen se bilaga 11 där ni hittar rapporten från projektgruppen.
En av nyckelresurserna i detta projekt är att se till att all information och utveckling av värde ska skyddas så att inte konkurrenter ska kunna kopiera det som skapats. Vi vill såklart att så många som möjligt ska kunna ta del av denna utveckling och kommer därför inte skydda alla delar men de mest vitala delarna kommer att undergå ett skydd för att kunna se till att utvecklingen i företaget går framåt.
29Bilaga 11.
