Dzięki nauce produkcja żywności może być bardziej przyjazna dla środowiska

Program komputerowy może pomóc produkować żywność o wysokich walorach odżywczych i zdrowotnych, a zarazem przetwarzaną w sposób przyjazny dla środowiska. Nowatorski system do wyliczania śladu węglowego dla przemysłu rolno-spożywczego opracowują informatycy z Uniwersytetu Łódzkiego.

Ślad węglowy (CF) jest to ilość dwutlenku węgla, jaka powstaje w procesie produkcji, przetwarzania, składowania i transportu danego produktu. Jak wyjaśnił dr Piotr Milczarski z UŁ podczas produkcji zużywamy energię, czy to w postaci paliw, czy prądu elektrycznego. W trakcie spalania paliwa generowany jest CO2 i inne gazy, które przeliczamy na ślad węglowy.

Zespół dr Milczarskiego z Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej UŁ wchodzi w skład większego konsorcjum, realizującego projekt BIOSTRATEG - CFOOD "Opracowanie innowacyjnej metody obliczania śladu węglowego dla podstawowego koszyka produktów żywnościowych".

W projekcie biorą udział instytucje naukowe i przetwórcy z branży spożywczej: Instytut Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego im. prof. Wacława Dąbrowskiego (lider projektu), Katedra Informatyki na Wydziale Fizyki i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Łódzkiego, Politechnika Poznańska, Przemysłowy Instytut Maszyn Rolniczych, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego i spółka Unifreeze.

Informatycy z UŁ opracowują specjalne oprogramowanie - czyli system ekspertowy do wyliczania śladu węglowego. Jego wdrożenie pozwoli zoptymalizować zużycie energii i zmniejszyć emisję dwutlenku węgla w procesie produkcyjnym w całym przemyśle rolno-spożywczym.

"Im więcej CO2 jest generowane podczas procesu produkcyjnego, tym jest to gorsze dla środowiska. Jeżeli potrafilibyśmy określić, jakie czynniki wpływają na generowanie tego śladu węglowego, a następnie zoptymalizować je - to moglibyśmy zmniejszyć ilość produkowanego CO2 podczas takiego procesu, a jednocześnie otrzymać ten sam produkt" - zaznaczył naukowiec.

Jako przykład badacz podał produkcję mrożonek warzywnych. W ich przypadku ślad węglowy jest generowany zarówno podczas uprawy warzyw, transportu, jak i podczas procesu przetwarzania i mrożenia. "Biorąc to wszystko pod uwagę, na końcu procesu mamy dosyć dużą składową wyliczonego CO2 w tym produkcie, ze względu na przetwarzanie i mrożenie" - wyjaśnił.

"Dzięki opracowaniu systemu ekspertowego nazwanego CFExpert będzie możliwe śledzenie, jak ten ślad węglowy jest generowany na poszczególnych etapach procesu produkcyjnego - i sprawdzenie, jak moglibyśmy zmniejszyć go na danym etapie. W wyniku tej analizy otrzymamy finalny produkt z optymalną wartością tego współczynnika" - tłumaczy dr Milczarski.

Aby powstało takie oprogramowanie, najpierw trzeba stworzyć bazy wiedzy, poznać procesy produkcyjne związane z wytwarzaniem danego produktu i opracować narzędzia do symulacji procesu produkcyjnego. To umożliwi podglądanie, jaki ślad węglowy jest generowany na każdym etapie.

"Następnie najważniejsze zadanie to podłączenie całego systemu CFEkspert do istniejącej linii produkcyjnej w celu monitorowania, dobierania tych współczynników tak, żeby uzyskać na końcu pełnowartościowy produkt, ale przy zoptymalizowanym śladzie węglowym" - opowiadał.

System ten mógłby znaleźć zastosowanie nie tylko w produkcji mrożonek, ale w całym przemyśle rolno-spożywczym. Ale to nie wszystko. W ramach projektu opracowane zostaną również innowacyjne technologie produkcji nowych wyrobów mrożonych i liofilizowanych z użyciem pełnowartościowego wysortu wielowarzywnego. Powstanie również prototyp linii technologicznej do produkcji żywności mrożonej, z uwzględnieniem wyliczenia śladu węglowego według metody opracowanej przez łódzkich badaczy.

Jak tłumaczył naukowiec, podczas przetwarzania np. kalafiora czy brokuła zdarza się, że część warzywa, np. różyczka, nie spełnia wymagań klasyfikacji, bo jest zbyt mała. To właśnie nazywa się wysortem warzywnym. Z drugiej strony wciąż jest to pełnowartościowe warzywo, które obecnie jest wyrzucane.

"Jeżeli spojrzymy na ślad węglowy, to co wyrzucamy, tak samo zwiększa ślad węglowy produktu końcowego. Jeżeli wykorzystamy te produkty, to nie będziemy mieli odpadów, zagospodarujemy pełnowartościowe produkty roślinne i będziemy mogli je zastosować do wytworzenia nowych produktów, np. wegeburgerów czy batonów liofilizowanych" – ocenił dr Milczarski. Dlatego - jak podkreślił - projekt ma duże znaczenie środowiskowe, ekonomiczne, społeczne oraz konsumenckie.

Zdaniem naukowców nowe rozwiązanie może stanowić przełom na rynku rolno - spożywczym. "W szczególności zastosowanie nowatorskiej metody liczenia CF do produkcji nowych wyrobów jest nowością na skalę światową" – zauważa dr Piotr Milczarski.

Projekt "Opracowanie innowacyjnej metody obliczania śladu węglowego dla podstawowego koszyka produktów żywnościowych" będzie realizowany do 2021 roku. Otrzymał niemal 8 mln zł dofinansowania z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju i jest realizowany w ramach Strategicznego Programu Badań Naukowych i Prac Rozwojowych "Środowisko naturalne, rolnictwo i leśnictwo".

(PAP)