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智能食品生产:微藻养殖自动化

冰岛——一个以月球地貌、间歇泉和漫长冬季而闻名的国家——如何成为营养作物的中心?答案在于室内农业,其背后是几乎取之不尽的无二氧化碳电力供应以及我们的自动化解决方案。

The view of green algae through a microscope.

Rows of photobioreactors line the production hall, giving the facility an atmosphere that feels straight out of science fiction. A thick bubbly liquid flows continuously through a network of transparent tubing bathed in purple light. Welcome to VAXA Technology’s cutting-edge indoor farming facility. That liquid contains Icelandic Ultra Spirulina – a microalgae rich in protein, iron and fatty acids, offering a source of nutrition for both people and aquaculture. And the lighting isn’t just for show: red and blue are the main wavelengths algae need for photosynthesis. “Instead of using electricity to create wavelengths the algae do not need, we focus only on the light wavelengths they do need,” explains Kristinn Haflidason, General Manager at VAXA Technologies Iceland.

VAXA Technologies 已开发并获得专利的“能源到食品”技术平台,能够全年培育这种前景广阔的营养食品,且仅需三项关键投入:能源、水和二氧化碳。在为旗舰工厂选址时,VAXA 选择了一个三者均极为充裕的地点。该公司坐落于冰岛赫利舍迪 (Hellisheiði) 全球最大地热发电站之一旁,利用其产出的资源——包括废热、100% 绿色电力、冷热非海水资源以及二氧化碳——在一个完全生物安全的环境内驱动高效的生产流程。效果非常显著:与传统方法相比,VAXA 生产微藻所用的土地和淡水资源不到传统微藻养殖所需量的 1%,产量却提升了十倍。这一成功背后的支撑,是 Siemens 的技术。

An ariel view of the VAXA Technologies factory

VAXA Technologies 工厂——照片版权:Petur Gunnarson

Seamless automation

整个系统(包括照明、环境控制和营养输送),在 TIA Portal 和 Simatic S7-1500 等自动化解决方案的支持下,高度自主运行。Scalance 工业网络组件则确保在 Simatic 环境下实现可靠、安全的数据交换,架起了 IT 与 OT 网络之间的桥梁。当自动化系统需要更新或调整时,VAXA 的工程师可以通过 TIA Portal 快速高效地完成。

这项技术的应用始于一项名为“Energy2Feed”的倡议,期间 Siemens 团队通过提供离线数据模型和优化控制策略指导,为 VAXA 提供了支持。该平台使 VAXA 能够精确监控和调节生产的每一个环节——从生长条件到收获。VAXA 工程与运营主管 Ari Ingimundarson 博士表示:“这些模型继续作为优化工厂控制的关键支持,也是 VAXA 产量不断提升的主要原因之一。”恰如其名,VAXA 在冰岛语中的含义正是“生长”或“增长”。

这些模型继续作为优化工厂控制的关键支持,也是 VAXA 产量不断提升的主要原因之一。
Ari Ingimundarson 博士, VAXA 工程与运营, 主管

Food for people and fish

“藻类将光转化为生物质的效率极高,我们能将其全部用于饲料和食品。”Kristinn Haflidason 表示。VAXA 的微藻不仅适合人类食用,而且在营养上可与牛肉媲美——提供所有必需氨基酸、生物可利用的铁以及纯净的活性维生素 B12——但其碳足迹却显著减小。冰岛超级螺旋藻已应用于多种食品,包括面包、饮料和植物基肉类替代品。除了人类营养,VAXA 还为鱼类孵化场供应微藻,测试表明它可以提高鱼类的成活率并增强其免疫功能。

如果这还不够惊人,那么得益于 Siemens 的自动化解决方案以及 VAXA 对 100% 清洁电力的使用,这座室内农场已实现二氧化碳负排放。这一点强有力地证明了,当我们挖掘微藻这类自然物种的潜力,并将其与智能技术相结合时,我们可以拥抱无限可能。

2025 年 5 月
联系人:Tom Visser

A small child eating green pasta noodles made from algae.

含藻类成分的食物——照片版权:Petur Gunnarson

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