Optymalizacja produkcji żywności poprzez wykorzystanie innowacyjnych technologii i programu komputerowego wyliczania śladu węglowego

Materiał informacyjny Projekt BIOSTRATEG
Program komputerowy wyliczania śladu węglowego może zoptymalizować produkcję żywności o wysokich walorach odżywczych i zdrowotnych, w sposób przyjazny dla środowiska, poprzez wykorzystanie obiegu zamkniętego.

W lipcu 2018 r. interdyscyplinarne konsorcjum naukowo - przemysłowe rozpoczęło realizację projektu, finansowanego przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w ramach Strategicznego Programu Badań Naukowych i Prac Rozwojowych „Środowisko naturalne, rolnictwo i leśnictwo”. Projekt BIOSTRATEG - CFOOD pt.: „Opracowanie innowacyjnej metody obliczania śladu węglowego dla podstawowego koszyka produktów żywnościowych”, ma na celu opracowanie, w terminie do grudnia 2021 r.:

1) innowacyjnej metody obliczania śladu węglowego dla mrożonych produktów spożywczych, gotowej do zastosowania w działalności gospodarczej w postaci systemu ekspertowego (oprogramowanie CF Expert),

Tu podaj tekst alternatywny

Rys.1. Raport śladu węglowego produkcji mrożonej cebuli z sytemu opomiarowania linii technologicznych w zakładzie Unifreeze

2) innowacyjnych technologii produkcji nowych wyrobów mrożonych i liofilizowanych (vegaburgerów, past i liobatonów) z użyciem pełnowartościowego wysortu wielowarzywnego,

Tu podaj tekst alternatywny

Rys. 2. Vegaburgery wielowarzywne

Tu podaj tekst alternatywny

Rys. 3. Pasty wielowarzywne

Tu podaj tekst alternatywny

Rys. 4. Liobatony wielowarzywne

3) prototypu linii technologicznej do produkcji żywności mrożonej, szczególnie formowania vegaburgerów, z uwzględnieniem wyliczenia śladu węglowego wg opracowanej metody.

Tu podaj tekst alternatywny

Rys. 5. Prototyp linii technologicznej do produkcji vegaburgerów i licznik energii elektrycznej w odpowiedniej obudowie do pomiaru śladu węglowego

Projekt jest realizowany przez: Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego - Państwowy Instytut Badawczy (lider projektu), Uniwersytet Łódzki, Politechnikę Poznańską, Sieć Badawcza Łukasiewicz - Przemysłowy Instytut Maszyn Rolniczych, Szkołę Główną Gospodarstwa Wiejskiego i Unifreeze Sp. z o.o.

Tu podaj tekst alternatywny
Rys. 6. Korzyści z realizacji projektu

Niniejszy projekt stanowi odpowiedź na problemy środowiskowe, ekonomiczne, społeczne oraz konsumenckie związane z:

- wysoką emisją dwutlenku węgla do atmosfery przez przemysł spożywczy,

- negatywnym wpływem procesów produkcji i przechowywania na walory zdrowotne żywności,

- zagospodarowywaniem dużych ilości pełnowartościowego wysortu warzywnego i ewentualnie owocowego (odpadu produkcyjnego) do produkcji żywności,

Tu podaj tekst alternatywny
Rys. 7. Warzywa mrożone a wysort (pełnowartościowy produkt uboczny)

- niskim poziomem spożycia wśród społeczeństwa żywności o wysokich walorach odżywczych i zdrowotnych,

- brakiem na rynku efektywnej, uniwersalnej oraz miarodajnej (tj. opartej na rzeczywistych danych) metodologii liczenia śladu węglowego (CF) w produkcji żywności.

Przedmiotem projektu są badania zmierzające do opracowania innowacyjnej metodologii liczenia CF dla podstawowego koszyka mrożonej żywności, mające wpływ na rozwój technologii redukcji śladu węglowego poprzez wykorzystanie pełnowartościowego wysortu warzywnego do produkcji wyrobów spożywczych o podwyższonych walorach zdrowotnych i odżywczych. Projekt wpisuje się w panujące obecnie tendencje, wspierając trend biogospodarki cyrkularnej, tj. gospodarki w obiegu (cyklu) zamkniętym, zgodnie z dewizą, że „dzisiejsze odpady będą jutro produktami”. W przeciwnym wypadku społeczeństwo utonie w tonach śmieci. Odnosi się to zwłaszcza do przemysłu spożywczego, który stanowi konglomerat wielu obszarów: produkcji, dystrybucji, przetwórstwa oraz przechowywania żywności, który oddziałuje na środowisko w znaczący sposób. Wykorzystując surowce pochodzenia, zarówno roślinnego, jak i zwierzęcego produkcja żywności staje się istotnym współuczestnikiem negatywnych przemian zachodzących w środowisku naturalnym. Zmiany te coraz częściej stanowią obiekt debat i działań społecznych oraz podstawę do podejmowania decyzji konsumenckich. Coraz szersze grono konsumentów poza kryteriami takimi jak świeżość, cechy sensoryczne oraz bezpieczeństwo zdrowotne wybiera produkty, które wytworzono dotrzymując wymagań ochrony środowiska. Do oceny takich oddziaływań w zakresie produkcji i dystrybucji żywności można wykorzystać ślad węglowy CF (ang. Carbon Footprint).

Tu podaj tekst alternatywny
Rys. 8. Ślad węglowy - emisje z różnych obszarów działalności człowieka

Działania te spowodują zmniejszenie negatywnego wpływu na zmiany klimatu procesów produkcji żywności oraz racjonalizację i ograniczenie poziomu emisji CO2 do atmosfery przez branżę spożywczą. Ponadto przyczynią się także do zwiększenia zagospodarowania pełnowartościowych odpadów spożywczych oraz dostępu społeczeństwa do produktów żywnościowych o wysokich walorach odżywczych i zdrowotnych.

Rezultaty projektu mają duży potencjał komercyjny i stanowią przełom na rynku rolno-spożywczym, w szczególności zastosowanie nowatorskiej metody liczenia CF do produkcji nowych wyrobów jest przedsięwzięciem na skalę światową. Projekt stanowi wkład w rozwój wiedzy o przeciwdziałaniu negatywnym zmianom klimatu oraz o technologiach produkcji bezpiecznej i zdrowej żywności z uwzględnieniem opracowanego sposobu liczenia śladu węglowego.

Opracowane technologie wykorzystania wysortu wielowarzywnego to systemowe rozwiązanie, które może przyczynić się do zwiększenia udziału w diecie warzyw, jednocześnie zapewniając pełnowartościowe wyroby w formie szybkiej i łatwej do przygotowania. Rozwiązania te mogą zostać wykorzystane na użytek zrównoważonego rozwoju środowiskowego i społecznego kraju oraz zmniejszenia negatywnych skutków zjawisk cywilizacyjnych i zmian klimatu w aspekcie europejskiej polityki niskoemisyjnej.

Lider projektu czyli Zakład Technologii i Techniki Chłodnictwa w Łodzi Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego - Państwowy Instytut Badawczy (https://www.ibprs.pl/zaklad-technologii-i-techniki- chlodnictwa/) zajmuje się m.in. prowadzeniem badań naukowych i prac rozwojowych oraz wdrożeniowych z zakresu technologii i techniki produkcji żywności, w tym szczególnie mrożonej i chłodzonej oraz opracowywaniem nowych rozwiązań technicznych w branży chłodniczej. Ponadto Zakład zajmuje się zagadnieniami z dziedziny ochrony środowiska w chłodnictwie, klimatyzacji i pompach ciepła, które dotyczą: niekontrolowanej emisji syntetycznych czynników chłodniczych, zanieczyszczeń zregenerowanych chlorowcopochodnych węglowodorów nasyconych, monitoringu gazów cieplarnianych oraz analizy wskaźników środowiskowych m.in. śladu węglowego, śladu wodnego.

Sieć Badawcza Łukasiewicz to trzecia pod względem wielkości sieć badawcza w Europie. Dostarcza atrakcyjne, kompletne i konkurencyjne rozwiązania technologiczne. Oferuje biznesowi unikalny system „rzucania wyzwań”, dzięki któremu grupa 4 500 naukowców w nie więcej niż 15 dni roboczych przyjmuje wyzwanie biznesowe i proponuje przedsiębiorcy opracowanie skutecznego rozwiązania wdrożeniowego. Angażuje przy tym najwyższe w Polsce kompetencje naukowców i unikalną w skali kraju aparaturę naukową. Co najważniejsze – przedsiębiorca nie ponosi żadnych kosztów związanych z opracowaniem pomysłu na prace badawcze. Łukasiewicz w dogodny sposób wychodzi naprzeciw oczekiwaniom biznesu. Przedsiębiorca może zdecydować się na kontakt nie tylko przez formularz na stronie https://lukasiewicz.gov.pl/biznes/ale także w ponad 50 lokalizacjach: Instytutach Łukasiewicza i ich oddziałach w całej Polsce. Wszędzie otrzyma ten sam – wysokiej jakości – produkt lub usługę. Potencjał Łukasiewicza skupia się wokół takich obszarów badawczych jak: Zdrowie, Inteligentna mobilność, Transformacja cyfrowa oraz Zrównoważona gospodarka i energia.

Sieć Badawcza Łukasiewicz – Przemysłowy Instytut Maszyn Rolniczych od 1946 roku prowadzi prace badawczo-rozwojowe tworzące postęp techniczny w zakresie maszyn i ciągników rolniczych, wdraża wyniki badań do praktyki gospodarczej, współpracuje z innymi instytutami, uczelniami oraz przemysłem w kraju i za granicą, projektuje i bada zestawy maszyn do nowych technologii rolnych, jak również doskonali jakość produkowanych już maszyn oraz ich elementów. Priorytetowe kierunki prac Instytutu obejmują badania nad zmniejszeniem zużycia energii w eksploatacji maszyn, nad ograniczeniem wpływu maszyn i urządzeń na dewastację środowiska naturalnego i zagrożenia zdrowia, nad techniką satelitarną dla potrzeb precyzyjnego rolnictwa, komputerowej analizy konstrukcji, a także nad rozwojem systemów komputerowego projektowania i diagnozowania maszyn. Podstawowym produktem, oferowanym przez Instytut dla przedsiębiorstw przemysłu maszynowego, są innowacyjne konstrukcje maszyn i specjalistyczne usługi badawcze oraz projektowe.

Uniwersytet Łódzki, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej (WFiIS) jest jednostką prowadzącą badania z zakresu Informatyki i Fizyki. Specjalizuje się m.in. w obszarze przetwarzania obrazów, sztucznej inteligencji i optymalizacji procesów np. implementacja metod rozpoznawania i przetwarzania obrazów oraz kryptografii w systemach informatycznych/mobilnych oraz implementacja metod przetwarzania obrazów w diagnostyce dermatologicznej. Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej jest uprawniony do nadawania stopni naukowych doktora habilitowanego i doktora w dziedzinie fizyki. Wydziałowi Fizyki i Informatyki Stosowanej kategorii A w trzech kolejnych ocenach parametrycznych MNiSW. WFiIS jest liderem w Uczelni w dziedzinie ilości zgłoszeń patentowych i uzyskanych patentów.

Politechnika Poznańska jest uczelnią wyższą o profilu technicznym Wysoka jakość kształcenia oraz badań naukowych stanowią integralny element strategii Politechniki Poznańskiej, czego potwierdzeniem są wysokie pozycje w rankingach uczelni. Badania naukowe związane z szeroko rozumianą inżynierią lądową i transportem realizowane są na Wydziale Inżynierii Lądowej oraz Transportu. W realizacji zadania projektowego uczestniczył Instytut Maszyn Roboczych i Pojazdów Samochodowych, który wchodzi w skład struktury Wydziału. Obecnie w Instytucie działają trzy zakłady: Pojazdów Samochodowych i Transportu Drogowego, Maszyn Roboczych, Maszyn Spożywczych i Transportu Żywności. Oprócz tego w Instytucie działają również, na styku ze sferą gospodarczą, dwie stacje badawcze: Laboratorium ATP oraz Stacja Kontroli Pojazdów. W zależności od zakładu, realizowane prace badawcze obejmują szeroki zakres zagadnień transportowych. Badania pojazdów samochodowych, projektowanie, modelowanie trójwymiarowych konstrukcji maszyn roboczych, projektowanie sieci transportowych, optymalizacja procesów i środków chłodniczego transportu żywności czy ekologiczna ocena rozwiązań technicznych maszyn spożywczych, to tylko część realizowanych w Instytucie zagadnień badawczych.

Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie to uniwersytet prowadzący interdyscyplinarną działalność naukowo – badawczą. Wszelkie podejmowane tematy i rozwiązywane problemy naukowe nawiązują do aktualnych problemów gospodarki w aspekcie rozwijającego rolnictwa i dziedzin pokrewnych. Misją uniwersytetu przyrodniczego jest prowadzenie badań naukowych w zakresie szeroko rozumianych nauk przyrodniczych, a także ekonomicznych, humanistycznych i technicznych. Celem działalności pracowników naukowych jest dążenie do wspomagania rozwoju gospodarczego i intelektualnego Polaków, edukacja w zakresie wiedzy na temat gospodarki żywnościowej i szeroko rozumianego środowiska naturalnego. Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie prowadzi również działalność mającą na celu upowszechnianie badań naukowych i wdrażanie ich do gospodarki. Jednym z priorytetów w zakresie działalności naukowo-badawczej jest szeroka współpraca kadry naukowej SGGW z naukowcami z innych ośrodków naukowych w kraju i zagranicą, co umożliwia tworzenie silnych zespołów naukowych i unowocześnianie infrastruktury badawczej. Istotnym jest dla Uniwersytetu udział budowanych zespołów w programach badawczych, edukacyjnych i wdrożeniowych oraz programach je uzupełniających, wspierających współpracę miedzy sektorem naukowo-badawczym, edukacyjnym i gospodarką, dofinansowanych z funduszy strukturalnych i podobnych.

Katedra Inżynierii Żywności i Organizacji Produkcji SGGW w Warszawie zajmuje się naukami o żywności m.in. metodami jej utrwalania.

Unifreeze Sp. z o. o. jest polskim producentem mrożonej żywności. Reżim technologiczny, jakość urządzeń przetwórczych oraz wiedza i umiejętności załogi zapewniają i podkreślają walory smakowe i zdrowotne wysokiej klasy surowców. Produkty powstają z wysokiej klasy surowców uprawianych na własnych polach. Firma posiada certyfikat EUREPGAP oraz certyfikat produkcji zintegrowanej. Gwarancja bezpieczeństwa klientów zobowiązuje firmę do wyprodukowania mrożonych wyrobów spożywczych spełniających surowe wymogi bezpieczeństwa i higieny żywności. W związku z tym firma utrzymuje System Zapewnienia Jakości HACCP, ponadto posiada certyfikaty ISO 9001: 2000 oraz BRC. Udział Unifreeze Sp. z o.o. zapewnia dostęp do analiz technologicznych, pomieszczeń do badań oraz parku technologiczny, umożliwia współpracę przy opracowywaniu metodologii wyznaczania śladu węglowego (m.in. zbieranie istotnych danych, testowanie, weryfikacja).

Zobacz także:

https://lukasiewicz.gov.pl/
https://lukasiewicz.gov.pl/o-nas/grupy-badawcze/zrownowazona-gospodarka-i-energia/
https://www.pimr.eu/wp-content/uploads/2020/07/info_projekt_BIOSTRATEG_CFOOD.pdf
pimr.lukasiewicz.gov.pl
https://www.ibprs.pl/project/opracowanie-innowacyjnej-metody-obliczania-sladu-weglowego-dla-podstawowego-koszyka-produktow-zywnosciowych

Tu podaj tekst alternatywny

Dodaj ogłoszenie