Die meisten von uns kennen die traditionellen Bauernhöfe, die es gibt, seit Menschen gelernt haben, Feldfrüchte zu säen und zu ernten. Diese Bauernhöfe haben uns jahrhundertelang mit Nahrungsmitteln versorgt. Und lange Zeit lebten die Menschen in der Nähe ihrer Nahrungsquellen, da es keine Kühlmöglichkeiten und andere Technologien gab. Doch die Industrialisierung hat auch zu einer Zentralisierung der landwirtschaftlichen Systeme geführt: Die Bauernhöfe wurden größer und weiter vom Verbraucher entfernt, und die Händler sind auf Konservierungsstoffe oder Kühlung angewiesen, um die Haltbarkeit der Lebensmittel zu verlängern.

So hängt beispielsweise die Verfügbarkeit eines Salats, von dem die Verbraucher Frische erwarten, von einem erstaunlichen Grad an geografischer Konzentration ab – 95 % aller Blattgemüse in den USA werden in Kalifornien und Arizona angebaut (und fast alles davon in nur zwei Landkreisen!). Das bedeutet nicht nur, dass Ihr Salat die meiste Zeit seiner Haltbarkeitsdauer im LKW verbringt, sondern erklärt auch, warum Probleme wie E. coli-Ausbrüche häufige und großflächige Rückrufaktionen verursachen.

Aufwärtsfarmen (ehemals Edenworks) mit Sitz in Brooklyn, New York, ändert das, indem es frische Produkte anbietet, die lokal und nachhaltig mithilfe der Aquaponik – einer Mischung aus Aquakultur und Hydroponik – angebaut werden. Das bedeutet, dass das Unternehmen neben den geschmacks- und nährstoffreichen Baby- und Mikrogrünpflanzen auch Fische züchtet. Und der Dünger dieser Fische liefert den wachsenden Pflanzen die Nährstoffe.

Upward Farms wurde 2013 von CEO Jason Green, Bauleiter und Systemingenieur Matt La Rosa und CTO Ben Silverman gegründet. Das Unternehmen züchtet eine Vielzahl von Baby- und Microgreens in klimatisierten vertikalen Farmen (denken Sie an hohe industrielle Regalsysteme mit Pflanzenschichten, die unter LED-Licht wachsen) und verkauft gewaschene und verzehrfertig verpackte Salate an lokale Geschäfte, darunter Whole Foods Market. Ihre Produkte verbrauchen 95 % weniger Wasser als herkömmliche Anbauprodukte, sind frei von Pestiziden und stehen am Tag nach der Ernte in den Regalen – im Vergleich zu der Woche, die auf dem Feld angebaute Produkte im LKW verbringen – wodurch die Haltbarkeit verdoppelt wird.

Von Abfall über Wasser bis hin zu Lebensmitteln

Indoor-Farmen sind eigentlich nichts Neues – Gewächshausanbau ist in Holland seit 100 Jahren ein wichtiger Wirtschaftszweig. Neu sind vertikale Farmen, bei denen Pflanzen schichtweise zu Türmen gestapelt werden. Diese hochverdichteten Indoor-Farmen sind das Ergebnis von Paradigmenwechseln bei LED-Beleuchtung, Sensoren, IoT und Automatisierung.

Beispielsweise waren LED-Leuchten bisher sehr teuer, und die billigeren Halogen- oder Metallhalogenid-Leuchten, die in anderen Anbausystemen verwendet werden, erzeugen zu viel Hitze, um in hochdichten vertikalen Farmen eingesetzt zu werden – sie würden die Pflanzen verkochen. Doch mit der Verbesserung der Technologie und dem Preisverfall von LED-Lampen – laut Green sind die Fixkosten einer LED in den letzten 5 Jahren um etwa 90 % gesunken, während die Betriebskosten durch höhere Effizienz ebenfalls gesunken sind – ist die vertikale Landwirtschaft nun eine praktikable Lösung für Gebiete wie den Nordosten der USA, wo es zwar riesige Bevölkerungen gibt, aber ein Klima herrscht, das keinen ganzjährigen Anbau unterstützt, wie an der US-Westküste oder in Mexiko.

Upward Farms züchtet nachhaltig Fisch ohne Hormone oder Antibiotika. Wasser aus den Fischtanks wird durch einen Bioreaktor gepumpt, in dem natürlich vorkommende Bakterien den Fischabfall – den Dünger – in Dünger umwandeln. Das Team von Upward Farms hat speziell angefertigte Industrieregale mit langen teichähnlichen Regalen gebaut, die zu hohen Türmen geschichtet sind, und das düngerreiche Wasser wird in diese Regale gepumpt. Auf jedem Regal schwimmen Schalen mit Samen für verschiedene Blattgemüse, die nach 7–18 Tagen unter LED-Lampen ausgewachsen sind und dann geerntet, gewaschen und verpackt werden, um am nächsten Tag in die Verkaufsregale gestellt zu werden.

Ein empfindliches Gleichgewicht

Ein komplettes Ökosystem in Innenräumen mit Geräten auf engstem Raum nachzubilden, ist genauso schwierig, wie es klingt. Das Team von Upward Farms muss ständig eine Vielzahl von Messwerten überwachen, von „Lebenszeichen“ wie gelöstem Sauerstoff in den Fischtanks bis hin zu den Umgebungsklimabedingungen, die die Pflanzenqualität und den Ertrag bestimmen.

Bei all diesen Dingen, die es zu überwachen gilt, verwendet das Team die PagerDuty Events API, um eine Verbindung mit einer Vielzahl von Geräten herzustellen, die Umweltbedingungen und Wasserchemie in Echtzeit erfassen, damit sie ihre Abläufe optimieren können. Wenn beispielsweise eine Pumpe ausfällt oder ein Belüftungsrohr verstopft ist, kann ein Sauerstoffmangel in den Fischtanks zu einem Todesfall führen, bei dem Hunderte von Fischen innerhalb von Stunden sterben. Pflanzen sind weniger empfindlich, aber wenn die Temperatur in den Wachstumsstapeln über den idealen Bereich steigt, kann dies die Qualität und den Ertrag beeinträchtigen. In diesen und anderen Fällen ist es zwingend erforderlich, dass sofort jemand benachrichtigt wird, um das Problem zu lösen. Upward Farms verwendet PagerDuty, um Vorfälle zur Reaktion an die entsprechenden Teams weiterzuleiten. Umweltschwellenalarme werden an die Landwirtschafts- und Aquakulturteams weitergeleitet, während gerätebezogene Alarme an das IT-Team weitergeleitet werden.

Am Ende profitieren sowohl Lebensmittelhändler als auch ihre Kunden von einem neuen Niveau an Frische, Qualität und Sicherheit bei den empfindlichsten verderblichen Lebensmitteln wie Blattgemüse und Fisch.
————–

Möchten Sie mehr erfahren? Michael Karlesky, Director of Software & Electronics bei Upward Farms, erläutert ausführlich, wie Upward Farms die Events API von PagerDuty in den Upward Farms verwendet. Implementierungshandbuch .