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EXIST-Gründerstipendium CEPRI - Insekten als Lebensmittel (CEPRI)

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

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Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: MRI-LBV-08-725-1030 CEPRI
Laufzeit: 01.06.2019 - 31.05.2020
Forschungszweck: Angewandte Forschung

Bedingt durch die stetig wachsende Weltbevölkerung werden in Zukunft nachhaltige Proteinquellen als Alternative zur konventionellen Fleischproduktion eine wichtige Rolle zur Sicherung der Ernährung spielen. Essbare Insekten stellen eine solche Alternative dar, da sie sich deutlich ressourcenschonender produzieren lassen als beispielsweise Schweine- oder Rindfleisch. Bei Cepri entwickeln wir deshalb Deutschlands erste smarte Insektenfarm zur Herstellung von Nahrungsmittelressourcen aus essbaren Mehlwürmern. Durch die Kombination technologischer und biologischer Optimierungen wird die Zucht der Mehlwürmer effizienter gestaltet, sodass hochqualitative Ressourcen aus den Insekten zu wettbewerbsfähigen Preisen B2B an Lebensmittelproduzenten verkauft werden können.

Kurzvorstellung des Projektes: Sowohl in der menschlichen Ernährung als auch in der Ernährung von Haustieren und Nutztieren können Insekten als alternative und nachhaltige Proteinquellen eingesetzt werden, da sie sich deutlich ressourcenschonender produzieren lassen als konventionelle tierische Proteinquellen wie Fleisch und Fischmehl. Dabei müssen insektenbasierte Rohstoffe allerdings in einer großen Menge und wettbewerbsfähig zu konventionellen tierischen Proteinquellen wie Hühnerfleisch in der menschlichen Ernährung und Fischmehl im Nutztierfuttermarkt erzeugt werden können. Um das zu erreichen, wurde im Zuge des Projekts Cepri ein dezentrales und smartes Insektenfarmkonzept entwickelt. Innerhalb eines Wertschöpfungsnetzwerks soll die gesamte Primärproduktion bis zu einem vermarktungsfähigen Insektenmehl abgedeckt werden. Dabei werden die verschiedenen Prozesse wie Eiproduktion, Larvenaufzucht, Weiterverarbeitung und Vermarktung von unter-schiedlichen Unternehmen übernommen, die partnerschaftlich zusammenarbeiten, um in Deutschland einen wettbewerbsfähigen Standort für die tierische Proteinquelle der Zukunft zu schaffen. Cepri spezialisiert sich dabei auf die Eiproduktion und hat dafür einen innovativen Prozess entwickelt, die Käfer zu halten, die Insekteneier anschließend zu ernten, abzuzählen, zu verpacken und an die Partnerbetriebe zu verschicken. Die Larvenaufzucht kann beispielsweise dann von landwirtschaftlichen Betrieben übernommen werden, die ihren Betrieb gerne für die Zukunft aus-richten möchten und sich ein neues Standbein erschließen möchten. Auch bereits bestehende Insektenfarmen, bei denen unter anderem die Nachzucht ein Flaschenhals in Bezug auf die Skalier-barkeit darstellt, können Insekteneier von Cepri erwerben und sich auf die Larvenaufzucht speziali-sieren, um dadurch schneller skalieren zu können. Cepri will sich so als zentraler Knotenpunkt und Ansprechpartner für Insekten als Futter- und Nahrungsmittel in Deutschland etablieren. Entwicklung während der Laufzeit und Änderungen zum ursprünglichen Ideenpapier: Zu Beginn des Projektes war der Fokus der Entwicklung einer smarten Insektenfarm auf die ganze Wertschöpfungskette bis hin zum verarbeiteten Insektenmehl gerichtet. Dies umfasste die Prozes-se Nachzucht/Eiproduktion, also die Hälterung der adulten Insekten, die Verpaarung und die Ernte der Insekteneier, die Larvenaufzucht, also die Fütterung der Larven vom Zeitpunkt des Schlüpfens bis zur Ernte, das Abtöten der Larven und die Weiterverarbeitung zu einem trockenem Insekten-mehl. In all diesen Bereichen erkannten wir großes Potential für Innovationen. Da sich allerdings alle Bereiche als sehr forschungs- und entwicklungsintensiv herausstellten, und sich der Aufbau einer Insektenfarm, die all diese Prozesse vereint sehr kapitalintensiv ist (zum Vergleich: Die fran-zösische Firma Ynsect hat bereits über 200 Mio. USD an Fremdkapital akquiriert), setzten wir den Fokus auf die Eiproduktion, da hier mit dem Minilivestock Printer das meiste Knowhow im Team vorhanden war. Für die Aufzucht und Weiterverarbeitung gibt es beispielsweise auch schon etab-lierte Unternehmen, wie Bühler Insect Technologies, die sich auf diese Bereiche fokussiert haben. Auf die Eiproduktion hingegen hat sich nach unserem Kenntnisstand noch kein Unternehmen fo-kussiert. Im Laufe der Förderung kamen etliche Anfragen von landwirtschaftlichen Betrieben in Deutschland, die nach neuen, zukunftsfähigen und nachhaltigen Standbeinen suchten und so auf das Thema Insektenfarm stießen. Im Austausch mit den Betrieben erkannten wir großes Potential, dort Insektenfarmen aufzubauen. Daraufhin passten wir unser Geschäftsmodell an. Anstatt die gesamte Wertschöpfungskette bis zum vermarktungsfähigen Insektenmehl in einer großen auto-matisierten Anlage aufzubauen, erschien eine Spezialisierung zusammen mit einer Dezentralisie-rung der Prozessschritte sinnvoller, um Investitionskosten für alle Beteiligten zu senken und eine schnellere Skalierung zu ermöglichen. Cepri konzentriert sich auf die Eiproduktion und beliefert Partnerbetriebe (hauptsächlich landwirtschaftliche Betriebe) mit Insekteneiern. Die Entwicklung des Zuchtkonzeptes und des Minilivestock Printer Prozesses konnten im Zuge des Stipendiums weitgehend fertiggestellt werden. Die Beantragung zur Verwendung der Puppen des Mehlkäfers als Lebensmittel wurde als zu forschungsintensiv und teuer eingestuft und zugunsten des generel-len Projektfortschritts eingestellt. Eine teilautomatiserte Testanlage wurde konzipiert und am Max Rubner-Institut wurde eine Pilotinsektenfarm in Betrieb genommen. Diese umfasst ein Klimaraum für die Eiproduktion, ein Klimaraum für die Larvenaufzucht und ein Labor für die Trennschritte, wie beispielsweise die die Trennung der Insekteneier vom Legesubstrat und die anschließende Aufrei-nigung, Zählung und Verpackung der Insekteneier. Die Pilotinsektenfarm soll im Anschluss an das EXIST Gründerstipendium als teilautomtisierte Pilotanlage umgesetzt werden. Die aus der Pilotin-sektenfarm gewonnenen Eier wurden im Zuge einer Pilotphase an drei landwirtschaftliche Betriebe gesendet, die mit der Larvenaufzucht starteten. Im Rahmen dieser Pilotphase wurde ein Larven-aufzuchtprotokoll erstellt, welches den Landwirten zur Verfügung gestellt wurde, damit diese ers-ten Erfahrungen in der Insektenaufzucht sammeln konnten. Ziel ist es, diese Betriebe als spätere Partnerbetriebe zu gewinnen und Erfahrungen mit der Abwicklung und dem Versand der Insek-teneier zu sammeln. Geschäftsmodell: Bei Cepri wollen wir insektenbasierte Ressourcen in großen Mengen und zu wettbewerbsfähigen Preisen verfügbar machen, um echte, nachhaltige Alternativen für konventionelle tierische Protei-ne in der menschlichen Ernährung und in der Tierernährung zu schaffen. Um das zu erreichen, bau-en wir ein Wertschöpfungsnetzwerk aus spezialisierten Insektenfarmen auf. Cepri produziert In-sekteneier und verkauft diese an Insektenfarmer, die sich auf die Larvenaufzucht spezialisiert ha-ben. Zusätzlich bietet Cepri Beratung und Unterstützung beim Aufbau und Betrieb der Insekten-farmen an. Gemeinsam mit Kooperationspartnern im Bereich Anlagenplanung und Automatisie-rung will Cepri eine teilautomatisierte Larvenaufzuchtanlage entwickeln, die wir an unsere Partner-betriebe vermarkten möchten. Weiterhin wäre es denkbar, dass Cepri auch die Vermarktung der insektenbasierten Rohstoffe unser Partnerbetriebe übernimmt. Zunächst sollen allerdings haupt-sächlich Einnahmen durch den Verkauf der Insekteneier und durch Beratungsleistungen für die Partnerbetriebe generiert werden. Technische Entwicklung: Der Fokus der technischen Entwicklung lag auf der Eiproduktion und hier im speziellen auf dem Minilivestock Printer Prozess, der die Haltung und Reproduktion der Käfer und die Ablage, Ernte, Aufreinigung, Zählung und Verpackung der Insekteneier umfasst. Anders als zunächst im Ideenpa-pier geplant war, handelt es sich beim Minilivestock Printer nicht mehr um ein geschlossenes Sys-tem in Form eines Klimainkubators mit Einschüben, in denen die Käfer gehalten werden sollten, sondern um einen offenen Prozess, der in mehrere Teilprozesse untergliedert ist. Für die Haltung und Reproduktion der Käfer haben wir ein optimales, nicht fressbares Legesubstrat charakterisiert. Die Käfer können hier problemlos Eier hineinlegen, diese dann aber nicht mehr auffressen. Alle drei bis vier Tage werden die Insekteneier mithilfe eines dreistufigen Siebverfahrens von Käfern, groben Verunreinigungen und dem Legesubstrat abgetrennt und mithilfe eines Zick Zack Luft Sepa-rators von feinen Verunreinigungen befreit. Die aufgereinigten Käfer-Eier können dann über zwei verschieden Verfahren gezählt werden: Eine grobe Bestimmung der Anzahl der Eier über das Ge-wicht und eine genauere Bestimmung über die Auszählung mithilfe eines Fließbandes und einer Kamera (Optisches Verfahren). Die Entwicklung des optischen Verfahrens ist noch nicht vollständig abgeschlossen. Nachdem die Anzahl der Eier bestimmt wurde, können diese portioniert, verpackt und versendet werden. Eine Verpackungseinheit (Eipaket) enthält dabei Käfer-Eier, aus welchen die Menge an Mehlwürmer schlüpft, aus der bei Ernte nach der Larvenaufzucht bei unsere Kunden 1 kg Lebendmasse hervorgeht. Für die Umverpackung der Eipakete wird ein Material verwendet, welches die Larven auffressen können, sodass unsere Kunden sie Eipakete nach Lieferung lediglich in ihre Aufzuchteinheiten überführen müssen. Als geeignetes Material hat sich in unseren Versu-chen vor allem Maisstärke ergeben. Das endgültige Verpackungsdesign befindet sich noch in der Entwicklung. Marktentwicklung/Markteintritt: Im Vergleich zur Marktsituation, die innerhalb des Ideenpapiers dargestellt wurde, ließ sich inner-halb des Förderjahres ein klarer Trend erkennen: Der Markt für essbare Insekten hat sich in Europa nicht so entwickelt, wie erwartet. Erste Produkte, die in deutschen Supermärkten zu kaufen wa-ren, sind gescheitert und wurden aus den Regalen verbannt. Es war zwar immer großes Interesse von Seiten der Lebensmittelproduzenten und auch der Allgemeinbevölkerung da, zu konkreten Abnahmeverträge und Käufen kam es allerdings nie. Es ist sehr schwer einzuschätzen, ob essbare Insekten in absehbarer Zeit in einer wirtschaftlich nennenswerten Menge in der EU verzehrt wer-den. Stattdessen hat sich der Fokus der gesamten Branche auf den Haustierfuttermarkt (vor allem Hundefutter) und auf den Nutztierfuttermarkt verschoben. Für den Haustierfuttermarkt ist im Moment die Nachfrage vor allem nach Insektenmehl größer als das Angebot. Hersteller wie Bellfor (Marsapet GmbH) und Green Petfood (Foodforplanet GmbH & Co. Kg) könnten mehr von ihrem Hundefutter produzieren und verkaufen, wenn sie an größere Mengen des Insektenmehls gelan-gen könnten. Während Insektenmehl als Fischfutter in Aquakulturen bereits zugelassen ist, wird eine Zulassung als Hühner und Schweinefutter in absehbarer Zeit in der EU erwartet. Um den Nutz-tierfuttermittelmarkt erschließen zu können werden große Mengen (1000 Tonnen) des Insek-tenmehls benötigt. Die Preise müssen sich zudem den Preisen von Fischmehl annähern. Von Fut-termittelproduzenten wurde signalisiert, das 2,50 € für ein Kilogramm Insektenmehl das Maximum sei, das sie bereit wären zu bezahlen. Gerade der Futtermittelmarkt macht deutlich, dass viele wei-tere Insektenfarmen benötigt werden, um genug Rohstoffe produzieren zu können, sodass Fisch-mehl in einem relevanten Maßstab ersetzt werden kann. Für die Insekteneier von Cepri eröffnet sich dadurch ein großer Markt. Es konnte bereits eine Mehlwurmfarm in den Niederlanden, ein landwirtschaftlicher Betrieb in Deutschland (NRW) und ein Futtermittelhersteller in Spanien als Pilotkunden gewonnen werden. Coaching und Workshops: Die im Rahmen der EXIST-Förderung zur Verfügung gestellten Mittel wurden verwendet, um über das Cyberforum einen Coach in Anspruch zu nehmen. Ziel des Coachings war es den Aufbau einer Produktion sowie das dahinterstehende finanzielle Gerüst zu Planen und möglichst realitätsnah aufzubauen. Für die Umsetzung der finanziellen Planung wurde das Coaching weiterhin genutzt um das Team als auch das Start-Up Cepri „Investment-ready“ zu machen. Hierfür wurden z.B. Probe-vorsprechen mit VC’s abgehalten, um potenzielle Probleme zu erkennen und zu beheben. Insge-samt umfasste das Coaching 50 Zeitstunden. Zum Abschluss des Coaching Programms konnten wir einen fertigen Finanzplan für die ersten drei Geschäftsjahre vorzeigen. Dieser berücksichtigte das realistische Anlaufen und Hochfahren einer Produktion von Mehlkäfereiern, welche letztlich in einem industriellen Maßstab ablaufen wird. Abgeleitet hiervon konnte ein Investitionsplan erstellt werden, in dem die benötigten Sachlichen als auch finanziellen Mittel aufgeführt sind. Zur Umset-zung haben wir im Rahmen des Coachings eine Strategie für den Umgang mit Investoren und den verschiedenen Investitionsformen etablieren können. Hierzu zählen unter anderem das identifizie-ren von passenden Investoren, angepasste Präsentationen sowie die allgemeine Darstellung von Cepri als Unternehmen. Nächste Schritte: Die während der EXIST-Förderung gewonnenen Erkenntnisse wurden verwendet, um einen kon-kreten Business Case zu etablieren. Dieser wird nun umgesetzt indem mithilfe eines ersten In-vestments eine Pilotanlage gebaut wird, welches den Machbarkeitsbeweis für die Funktionalität unserer Prozesse liefert. Konkret werden wir hierfür nach einem geeigneten Investor suchen, wel-cher uns neben den finanziellen Mitteln auch mit Knowhow helfen kann. Weiterhin werden wir unsere bereits bestehenden Partnerschaften nutzen um die Planung sowie den Bau des Techni-kums umzusetzen. Parallel wird es uns möglich sein die ersten Kunden zu beliefern und erste Um-sätze zu generieren. Auf dieser Basis werden die Produkte weiter an die Bedürfnisse unserer Kun-den anpassen während wir ein weiteres Investment vorbereiten, mit dem der Bau einer industriel-len Produktion für Insekteneier geplant ist. Die zweite Anlage ist zur Erschließung des europäischen Marktes ausgelegt und wird entsprechende Mengen an Insekteneiern zu günstigen Preisen produ-zieren können. Ist dieser Schritt erfolgreich, werden wir versuchen weitere Investments zu be-kommen, die dem Ausbau sowie der Verbesserung der Produktion dienen sollen.

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