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1041_高科技產業生產實務研究專題_東海生態農場實務研究專題報告

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▲課程大綱:
以紮實的分組課程訓練,培養學生在知識及能力上的整合,透過與產業合作的經驗,累積學生進入產業界的準備,進而透過專業能力的訓練、配合職場的作業規劃與診斷、進行透徹而深入的分析,以達到產業經營的需求。

▲課程創新教學與設計:
專題課程與碧薾暄生物科技有限公司(http://www.biovision.com.tw/index_abio.php)合作,使用EM菌(Effective Microorganism)有效微生物產品做測試與產學合作,一方面幫助生態農場堆肥建構,也是主要為了其除臭與加速熟成反應的目的。此專題將根據不同雞糞與廚餘的比例 還有混和EM菌的比例種出來菜的效果,以每一種EM菌比例裡面的雞糞跟除臭的比例表現最佳者為可應用在堆肥實作上。並且探討其結果與相關效應。

▲學生回饋與反思:(工工系 黃同學)
參與課程專題研究,讓我對實踐研究有了不一樣的意義,過程中不僅僅是團隊合作的重要,更需要手做能力,若只單有想法卻無法行動支應,必然無法成就這份研究的意義與成果,為了能夠讓團隊有成就與目標表現,就會更積極投入的找資料、合作機會、不斷的觀察與實際測量,以及和同學們互相討論與觀摩,結合兩組的數據總體,也更為的有效率與效果。

▲教師回饋與反思: (工工系 王偉華老師)
學生的研究學習令人震驚,透過自主自發的學習動力結合產業資源的導入以及東海生態農場的地域提供,讓整體的研究可以真實的符合土地的貢獻與產出,但仍需要不斷的永續經營,才能夠真正創造迴圈的價值。

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1041_高科技產業生產實務研究專題_東海生態農場實務研究專題報告

  1. 1. 𝑪 𝟑 :𝑪𝒐𝒎𝒆、𝑪𝒂𝒓𝒆、𝑪𝒐𝒏𝒕𝒓𝒊𝒃𝒖𝒕𝒆 指導教授:王偉華教授 主講者:黃正睿、古兆廷
  2. 2. 目錄  Business Model Canvas 概念  合作夥伴  現況分析  三棚規劃  小農平台  附小午餐概念  農場自製堆肥  堆肥試作  發芽率測試  適用於種植  結論 2
  3. 3. Business Model Canvas 概念 3
  4. 4. 合作夥伴  成立時間:2014年  負責人:林惠真系主任  價值主張: 透過下田、食農教育等 推廣及教育大眾重新思 考土地對他們的意義。 放眼未來,堅持土地、 人、永續。  成立時間:2010年  負責人:張國佐傑出系友  價值主張: 致力於有效微生物(E M菌)產品的研發及推 廣,產品類別橫跨環境 改良及生活日用保養 品。 東海大學生態農場 碧薾暄生物科技 4
  5. 5. 東海大學生態農場 現況分析 • 18位會員 2位50萬20年 16位3萬2年 • 兩週配送一次 3公斤的蔬菜 3棚溫室 7棚裸地 5
  6. 6. 農場目前遭遇困境 困 境 會員過少 產品多樣性不足 每年投入成本過高 農場沒有知名度 6 無 法 自 給 自 足 , 永 續 經 營
  7. 7. 尋找會員 蔬菜飲食健康標準 國人建議每日攝取蔬菜數量 年齡/性別 12歲以下孩童 12歲以上女性 12歲以上男性 健康攝取量(克) 300 400 500 接近五成國人沒有天天吃蔬菜,高達九成沒有達到標準 以一般小家庭平均每戶為3人 以雙親加上幼兒來計算每日需求量為12份(1200公克) 考量多數家庭飲食習慣,平日晚餐尚需攝取600克~800克的蔬菜 每周需求:600克~800克*5天=3~4公斤 7
  8. 8. 健康蔬菜量V.S飲食習慣 4公斤 250克 16包 2公斤 250克 8包 由於一般家庭為3人 生活及飲食習慣不同 因此一週無法攝取到4公斤的蔬菜量 8 農場現行配菜模式為三公斤/兩周
  9. 9. 3棚溫室 • 一棚溫室每月平均可種植1700株蔬 菜 • 計算可提供之客戶數 1700(株)*125(克)/2(週)/3000(克)=35戶 • 3棚→可提供約100戶 第一週 第二週 第三週 第四週 現況分析 現有產能計算 土地休耕 9
  10. 10. 短期計畫 客戶群所需之經濟收入 • 食品大概佔了每戶薪資支出之14% 早餐:50*3=150,午餐:70*3=210,晚餐:135 一天的花費為=495元 一戶家庭食用有機蔬菜所需的基本月收入為 495*20/0.14(食支出比例)=70,714元 台中市收入水準 前40%的家庭 米 一斗米=10公斤=270元 一杯米約150克,一家三口一餐約3杯米=450克=12.15元 肉 一台斤=600克=120元,一家三口一餐約300克=60元 蔬菜 一個星期提供1.5公斤蔬菜,300克=62.5元,1.5公斤=312元 一個星期312元,一天=312/5=元=62.5元 10
  11. 11. 同性質有機農場競爭力比較 • 有機無毒健康蔬菜 • 鄰近客戶社區,採收到 客戶手上時間短,營養 價值保留較完整 • 神農山莊: 魚肉、雞肉、雞蛋 有機蔬菜宅配 • 向陽農場: 健康蔬果箱(有水果/蔬菜) 健康葉菜箱(單純蔬菜) 依照客戶家庭所需去選擇購買 優點 • 目前產品只有葉菜類, 太過單調,與其他農場 無法競爭 缺點 同性質有機農場 11
  12. 12. 小農平台 • 注重食物安全與永續土地的意識形態 • 不使用化肥來追逐產量,順應時令來耕作 • 作物生長更自然,供應更健康與安全的食物 小農跟一般農夫的差別? 競爭劣勢 • 因減少對作物的過度保護,作物的產量及賣相會不及一般 農夫 • 產量不穩定,品質好價錢高,不受盤商青睞 12
  13. 13. 尋找配合小農 兩者協調報價 媒合農試所免 費輔導小農 小農提供農藥 檢測合格證明 客戶下訂單 小農依訂單提 供數量 運送至農場 農場分裝配送 平台搭起橋樑 小農有穩定銷貨通路 客戶有更多元的選擇 市場調查 產品在市場的定位跟定價 間接幫客戶做產品比價 平台給小農之服務 客戶接收之服務 農試所專員輔導耕作 檢驗及把關有機作物 目標:10名種植不同作物的有機小農 平台運作模式 13
  14. 14. 從會員角度看服務  蔬菜水果,一次滿足  品質安心保證  不清楚當季有什麼水果,農場可提供資訊  想吃特定水果(ex:水蜜桃),可以小量購買  任意組合水果種類,與蔬菜一起配送 14
  15. 15. 獲利模式 平台 小農提供不同時節之不同作物 列出年度可以配合的水果清單與月份 每箱收取費用為水果單價*1.2 (管銷費用外加) 15
  16. 16. 情境模擬 • 王先生在家看著電視,女兒周末要出差想讓他帶些水果回去, 打開網頁下訂了一串葡萄,三顆蘋果,一串香蕉,一共180元, 不用運費 平台 小農 農場 60元(可運作平台) 120元(符合小農期待) 顧客可以拿到真正有機無毒的健康水果 並在消費同時也給予友愛環境的小農一 個支持 16
  17. 17. 產品附加價值 • 每週開放部分會員全家來到農場參與種植以及採收, 讓會員自己親手照顧自己要吃的蔬菜 • 每週以每名客戶名義捐200克蔬菜給社福機構及弱 勢族群,受惠團體寫明信片寄回給會員,讓會員感 受實質回饋 • 幫助農場自給自足,間接給予需要助學金的同學工 作機會 • 支持小農,友愛環境盡心力 農作體驗 社會服務 17
  18. 18. 舉辦活動 親子採地 瓜體驗 小農學堂 假日小農 市集  定期請學校相關科系教授或農試 所專員上課  教導會員各種蔬果營養觀念、健 康實用資訊 乳品小站旁邊場域  小農提供多樣性有機無毒產品  直接讓客戶小農面對面  減去中間盤商差價與多次的運送 費用  達到綠色消費 18
  19. 19. 教育本質 東海附小營養午餐 • 新增額外4棚溫室 • 每週供應一次有機蔬菜 • 教育式農作 • 增進親子/師生關係 有機 營養 午餐 教育式 農作 親子 交流 19
  20. 20. 附小需求量計算 教職員:79人 學生:901人 總和980人 國小一餐4菜一湯=50元,不算雙主菜 2(菜)*50(克)=100克=20元 附小所需的菜量:50(克)*2(菜)*980(人)=約為100公斤 東海蔬菜與國小所提供的蔬菜單價每克相差0.008元  工讀生費用 4(人)*4(小時)*120(時薪)*2(天)*32(週)=122,880元  每餐需多支付的人力費 122,880/980/32=3.92元  每人每餐所需多支付的蔬菜費 0.008*100(克)=0.8元  總和所需支付的價錢 3.92+0.8=4.72元 20 便當一格菜的份量
  21. 21. →每週一次有機蔬菜午餐 →農作列入附小教育課程 →親近大自然,增加免疫力,賦予小朋友成就感 →教導食育教育之價值觀 →親子參與教育式農作,增進親子/師生關係 有機無毒蔬菜=五元 21
  22. 22. 三棚規劃 附小計劃 小農平台 劉老師肥料費用 =468,000元 46% 22 農場計畫執行困境
  23. 23. 土地 人 永續性 降低成本 不使用化肥 理念 目的 23 農場自製堆肥
  24. 24. 堆肥IN東海大學 加快堆 肥速度 降低 臭味 城市堆肥 有效微生物 (Effective Microorganism) 簡稱EM菌 就地取材:雞糞、廚餘 24
  25. 25. EM菌作用原理 當EM微生物建立起再生的微生物環境,會改變周遭的環境條件, 讓主宰腐敗的細菌不再佔有優勢。 25
  26. 26. EM菌預期效果 有效抑制臭味 縮短堆肥時間 有效提升肥料品質 26
  27. 27. 整體實驗流程 堆肥 發芽率 測試 試用於 種植 27
  28. 28. 堆肥試作 材料 均質 混合 添加 EM菌 粉碎 乾燥 翻堆 及觀 測 完成 實驗流程 控制變因: 1.EM菌比例 0%、0.5%、3% 2.雞糞與廚餘比例 第一次:0%、20%、50%、 80%、100%雞糞 第二次:50%、60%、70%、 80%雞糞 (雞糞+廚餘共100%) 收集數據: 溫度 始溫 期 中溫 期 高峰 期 後腐 熟 完成 28
  29. 29. 實驗過程 Arduino UNO 29
  30. 30. 認識Arduino 是一個開放軟體的單晶片微控制器,採用了開放原始碼的軟 硬體平台,建構於簡易輸出/輸入介面板,並且具有使用類 Java、C語言的Processing/Wiring開發環境。 UNO 30 溫、濕度感 測器元件 Arduino UNO 存入SD卡中 電腦讀取資 料 記錄溫度與濕度
  31. 31. 數據分析(第一次堆肥溫度) 80%雞糞在前10天時便產生高峰期,而50%雞糞起初溫 度上升較不明顯,在第10天之後的溫度上升幅度逐趨明 顯。 0%、20%雞糞的肥料濕度太高無法升溫,而100%雞 糞的濕度太低無法發酵,皆於實驗第10天移除。 31 80%與50%雞糞在前10天至高峰期。 80%雞糞在第5天達最高溫, 50%雞糞則在第7天達到最高溫。
  32. 32. 第一次堆肥檢討 廚餘、雞糞與EM菌的體積比例未準確的測量。 水分太高或太低,溫度無法上升,導致發酵速率減慢。 廚餘體積過大,造成整體發酵表面積越小,拖慢熟成的速率。 圓桶堆肥,造成翻堆不易。 32
  33. 33. 數據分析(第二次堆肥溫度) 33
  34. 34. 臭味指標數值 0 1 2 3 4 5 6 7 0%EM 0.5%EM 3%EM 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 油煙味 尿騷味 廚餘 嘔吐物 腐屍臭味 有加EM菌的肥料於第16天 臭味即降低至可接受程度 34
  35. 35. 整體實驗流程 發芽率測試 35 堆肥 發芽率 測試 試用於 種植 DAY2 DAY3 DAY4 DAY5
  36. 36. 發芽率測試 肥料營 養液萃 取 每日 澆灌 拍照 記錄 計算 發芽 率 資料 分析 控制變因: 1.EM菌比例 2.雞糞與廚餘比例 收集數據: 成功發芽株數 36 實驗流程
  37. 37. 實驗數據 發芽率 = 提液種子發芽株數 對照組種子發芽株數 X100% 發芽率計算公式 0% EM菌 0.5% EM菌 3% EM菌 80%雞糞 25 24 23 70%雞糞 24 25 23 60%雞糞 25 23 22 50%雞糞 18 26 22 全數通過 使用標準:90%(18株) 37
  38. 38. 整體實驗流程 試用於種植 38 堆肥 發芽率 測試 試用於 種植
  39. 39. 試用於種植 控制變因: 1.EM菌比例 2.雞糞與廚餘比例 收集數據: 1.葉片長度(三天一次) 2.重量(採收) 實驗流程 39
  40. 40. 數據分析 58 38 45 10 5758 52 38 43 50 32 61.4 45 31 0 10 20 30 40 50 60 70 0% EM菌 0.5% EM菌 3% EM菌 純土 劉老師的土 美生菜各比例生長平均重量(克) 50% 雞糞 60% 雞糞 70% 雞糞 80% 雞糞 40
  41. 41. 數據分析 EM菌加的越多內含的營養成分(肥力)越 少。 60%雞糞的肥料為四種比例中表現最優異之 肥料。 0%EM菌的50%、60%、80%雞糞和0.5%EM菌 的60%雞糞四種比例肥料達農場自給自足營運 標準(51.3g)。 41
  42. 42. 問題討論 資料分析結果顯示,我們沒有加EM菌 的肥料表現出來的效果比加了EM菌的 肥料效果佳,與我們預期的不符。 可能的原因: 加EM菌的兩組肥料早已在堆肥結束(31天)前就進入後腐 熟階段,而堆肥一旦進入到後腐熟階段,堆肥材料就會 變成提供微生物大量繁殖的所需養分,因此等到要拿來 進行種植實驗並測試時,有加EM菌的肥料已經被加入的 大量微生物消耗掉許多養分,因此表現較差。 42
  43. 43. 佐證資料 20 30 40 50 0.5%EM菌 50% 雞糞 60% 雞糞 70% 雞糞 80% 雞糞 20 30 40 50 3%EM菌 50% 雞糞 60% 雞糞 70% 雞糞 80% 雞糞 20 30 40 50 0%EM菌 50% 雞糞 60% 雞糞 70% 雞糞 80% 雞糞 43 第三週
  44. 44. 佐證資料 文獻記錄:陳俊位學者曾在台中區農業專訊中發表一段論文-《農 業廢棄物資源化微生物菌種之開發與應用》,其中提到【堆肥在 後腐熟階段,此時有機物分解速度與熱的產生都明顯減緩,腐植 質則逐漸增加。從另一個角度而言,此時堆肥的材料的主要作用 便是提供微生物大量繁殖所需的養分。】 導致有加EM菌的肥料的肥力降低 44
  45. 45. 實驗結論 愛護土地 提升農場作物價值 與重量 達成縮短堆肥時間、降低臭味 45 找出最佳的基材比例 愛護 土地 提升農場作物價值 與重量 達成縮短堆肥時間、降低臭味 60%雞糞+40%廚餘 有加EM菌之肥料僅花 15~20天即進入後腐熟 階段,且臭味第16天 降低至可接受程度。 0%EM菌的50%、60%、 80%雞糞三種比例肥料超 過農場目前使用土之肥 力,且成本遠低於目前花 費
  46. 46. COME、CARE、CONTRIBUTE  為農場規畫了未來經營的方向 a) 三棚的產量及客源分析 b) 需求分析 c) 小農平台規劃 d) 附小營養午餐計畫 46 計畫已預訂使用7棚 =7成土地使用率 農場有能力自製堆肥 藉此降低營運成本 困 境 會員過少 產品多樣性不足 每年投入成本過高 知名度不足 會員過少 產品多樣性不足  農場定期舉辦活動 堆肥 a) 使用東海原有材料-廚餘、雞糞 b) 找出60%雞糞為最佳基材比 c) 確認EM菌達到加速、降低臭味之效果 d) 實際種植效果與現況相近甚至更佳
  47. 47. 附小計畫成本 劉老師肥料V.S.自製堆肥 土 固定:一頓12000,一棚12 噸,共4棚 12000*12*4 變動:半年補0.5噸,共4棚 12000*0.5*4* 2 48,000 47 土 固定:一頓12000,一棚12噸, 共4棚 12000*12*4 變動:半年補0.5噸,共4棚, 人力翻堆,人事費 120*2*60 14,400 使用劉老師肥料 自製堆肥 多5元+參與勞作 全部所需的成本(年) 278,148 賣給國小的單價(克) 0.20 國小需求重量(單次) 98,000 國小必須支付(單次) 19,600 年收入(1個月4次) 784,000 需要多久可以回本 2.21 多5元+參與勞作 全部所需的成本(年) 234,948 賣給國小的單價(克) 0.20 國小需求重量(單次) 98,000 國小必須支付(單次) 19,600 年收入(1個月4次) 784,000 需要多久可以回本 1.35 整體回本年限 下降了6成 計算一年的成本,必須有多少客戶才能達到基本運作 固定,十年分攤 成本 土 固定:一頓12000,一棚12噸,共3棚 12000*12*3 432,000.00 變動:半年補0.5噸,共3棚 12000*0.5*3*2 36,000.00 溫室 一棚200000,共三棚 200000*3 600,000.00 瓜棚架費用 一棚14000,共三棚 14000*3 42,000.00 薪水 一個月32240,共2名 32240*12*2 773,760.00 菜類 一棚可種植約1500~2000,共5棚,空 心菜104株200元,其餘菜類128株200 元。每個星期收菜,一年可採收 (1700/128)*200*3*12 95,625.00 中耕機 65000*1 65000 滴水帶 2000*3 6000 農作耗材 5000*1 5,000.00 水電費 2000*12 24,000.00 油費 500*12 6,000.00 其他工具費用 (初估) 44,480.00 899385.00 119448.00
  48. 48. 48 Key Partners • 育苗場 • 東海附小 • 小農 • 碧薾暄 Key Activities • 種植季節性葉菜瓜 果類 • 學生活動課程未來 穩定後與相關科系 作課程結合 • 導入較高品質的教 育課程 • 小農平台 Value Proposition • 完全有機無毒的蔬 菜 • 附小親子參與式農 作 • 提供給有需要的客 戶群 • 怎麼獲得就得先怎 麼栽 • 小農平台 Customer Relationships • 顧客需求導向 • 顧客附加價值 • 多種健康有機食品 • 東海附小 Customer Segments • 對健康取向有需 求的消費者 • 社會經濟地位可 負擔較高的消費 者 • 東海附小的營養 午餐 • 需要被幫助的人 Channels • 原有的客戶群 • 與東海附小合作, 每周提供一次營養 有機午餐的蔬菜 • 各學校機關、教育 機構 Key Resources • 劉力學老師的土 • 三棚溫室、七塊裸 地、一間工具室 • 兩位正職管理員 • 牧場雞糞肥料 Cost Structure • 菜苗費用 • 產品包裝材料 • 人力成本 • 農用工具耗材費用 • 報廢損失 Revenue Streams • 教育課程收費 • 會員購買蔬菜收入 • 堆肥帶來之附加效益:增加蔬菜重量能夠直接反映在收入上 面 • 小農平台: (小農報價*0.2)為平台運作費用,活動參與門票 費用
  49. 49. 簡報結束 49

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