Foto: Lene Hundborg Koss

12. november, 2018

Kunstig intelligens ­fører til genbrug af vand i ­fødevareindustrien

Tekst: Klavs Martin Sørensen, Lektor på Institut for Fødevarevidenskab ved Københavns Universitet (KU FOOD), kms@food.ku.dk

Klavs Martin Sørensen, Lektor.Foto: Daniel Schultz Madsen

Vi går en fremtid i møde, der kræver en væsentlig revidering af, hvordan vi bruger vores naturressourcer. Med den nuværende tilvækst vil jorden være befolket af hele 9 milliarder mennesker i 2050, hvilket vil øge behovet for produktion af fødevarer med hele 60 procent. Et behov, der vil sætte alle led af fødevareproduktionen under voldsomt pres, og kræve et ­kolossalt merforbrug af ressourcer – ressourcer som vi med det nuværende forbrug ikke har adgang til om 30 år.

Tag en hvilken som helst fødevare fra hylden eller køledisken i et supermarked. Det er usandsynligt, at den vare, du har i hånden, ikke bliver udfordret eller måske helt umuliggjort af kampen om ressourcer. Specielt på grund af én ressource, der mere end nogen anden indgår i alle facetter af fødevareproduktionen: det rene, ferske vand. Rent vand er den vigtigste naturressource, vi har. Vi kan ikke eksistere uden rent vand, og tallene for vores vandforbrug er foruroligende. På verdensplan står landbruget for 80 procent af forbruget af ferskvand, og produktionen af fødevarer i 2050 kræver 50 procent mere rent vand i forhold til det nuværende forbrug. Det er et faktum, at rent vand bliver en mangelvare, hvis vi ikke begynder at revurdere, hvordan det anvendes i industrien – fra jord til bord.

Fødevareproducenterne er derfor nogle af de forreste i kampen om at etablere en bæredygtig produktion, hvor vand gendannes fra spildstrømme og cirkuleres tilbage til produktionen (”the closed factory principle”). Ved at gendanne rent vand fra spildevand opnås to umiddelbare besparelser: Der er mindre eller intet behov for at indhente rent drikkevand til produktionen, og der udledes mindre eller intet til miljøet. Samtidig får producenterne et restprodukt (urenhederne), der måske kan oprenses til et produkt, som kan sælges eller genbruges i produktionen. Et eksempel herpå er udvinding af protein og andre værdifulde ingredienser fra ostevalle, der tidligere har været betragtet som et spildprodukt ved osteproduktion og som blev udledt. Ved at anlægge en cirkulær tankegang i forhold til genanvendelse af vand og restprodukter fra produktionen kan fødevareproducenterne både opnå væsentlige besparelser og samtidig reducere eller helt eliminere miljø­belastningen fra vand i deres produktion.

Stort spring for fødevare­producenterne

Umiddelbart lyder det som et ægte win-win-scenarie, og udstyr til at filtrere processtrømme og genbruge rent vand findes allerede i form af membranteknologier, der kan tilpasses de forskellige industrier. Leverandørerne af teknologierne er eksperter i at tilpasse deres systemer, så der opnås størst mulig effekt og er derfor allerede begyndt at introducere teknologierne i deres produktion.

Men de økonomiske og miljømæssige incitamenter er endnu ikke 100 procent på plads til en total omlægning til cirkulær økonomi i fødevareindustrien.

Fødevareproducenterne frygter ofte for at kompromittere fødevaresikkerheden eller fødevarekvaliteten. Det er svært for en virksomhed at sikre, at en ændring i sammensætningen af et så vigtigt råmateriale som vand i en produktion ikke får utilsigtet effekt på de producerede fødevarer. En lille ændring ét sted kan have store konsekvenser senere i processen. Løsningen for virksomhederne er målesystemer, der konstant kan overvåge produktionen og måle kvaliteten af produktionen.

Big Data-metoder tjekker ­processerne

På Institut for Fødevarevidenskab ved ­Københavns Universitet (KU FOOD) samarbejder vi med industrien om at opbygge systemer, der konstant overvåger både fødevarekvaliteten og -sikkerheden af det genanvendte vand samt kvaliteten af de producerede fødevarer, og slår alarm hvis der sker en utilsigtet ændring.

Systemerne er baseret på brugen af spektroskopiske sensorer, der kan give et hurtigt ”fingeraftryk” af den kemiske sammensætning fx i vand, der er genudvundet fra spildevand. Ved at indsætte mange sensorer forskellige steder i processen og optage data i meget hurtigt tempo, får man et detaljeret billede af, hvordan en proces forløber. De indsamlede data kan bruges til at bygge en matematisk model af processen, der konstant kan forudsige, om produktionen kører rigtigt. Det generer meget store mængder af data – og nøglen til at fortolke dem ligger i anvendelsen af komplekse matematiske metoder, der kan håndtere tusinder af variable i mange dimensioner. I et samarbejde mellem forskere fra Datalogisk Institut og Institut for Fødevarevidenskab anvender vi de samme machine-learning-algoritmer, der med kunstig intelligens forudsiger vejret og sørger for at Googles søgemaskiner fungerer. Kunstig intelligens kan bruges til at forudsige, hvordan selv en mikroskopisk ændring i vandkvaliteten af regenereret vand vil påvirke kvaliteten af en produktion.

Flere artikler

Når hygiejne og sikkerhed går op i en højere enhed

Når hygiejne og sikkerhed går op i en højere enhed

Fødevareindustrien Sponseret indhold af: KEN Hygiene Systems Når hygiejne og sikkerhed går op i en højere enhed Hygiejne drejer sig om mere og andet, end blot at vaske rent. For hvad er rent? I en tid med øget konkurrence og stigende fokus på at de fødevarer vi...

Fremtidens mad og mennesker ­udforskes i Future Consumer Lab

Fremtidens mad og mennesker ­udforskes i Future Consumer Lab

Fødevareindustrien Sponseret indhold af: Københavns Universitet Fremtidens mad og mennesker ­udforskes i Future Consumer Lab Future Consumer Lab på Københavns Universitet rummer en unik kapacitet i Europa, når det gælder forskning og ­erhvervssamarbejder om, hvordan...

Gå robotterne i møde med åbne arme

Gå robotterne i møde med åbne arme

Fødevareindustrien Sponseret indhold af: Beckhoff Gå robotterne i møde med åbne arme Mange af os er podet med den opfattelse, at robotter tager vores arbejdspladser. Men både internationale og danske analysetal viser, at antallet af arbejdspladser i industrien er...

Gør udviklingen af ­fødevarer datadreven

Gør udviklingen af ­fødevarer datadreven

Fødevareindustrien Sponseret indhold af: Columbus Food Gør udviklingen af ­fødevarer datadreven Fødevareproducenter ­styrker evnen til at ­følge med i ­skiftende ­tendenser ved bl.a. at sætte ­kommunikationen med kunderne i system. Tekst: Forfatteren ”Alt er i...

AGA opruster til gavn for dansk industri og miljøet

AGA opruster til gavn for dansk industri og miljøet

Fødevareindustrien Sponseret indhold af: AGA AGA opruster til gavn for dansk industri og miljøet Som leverandør af levnedsmiddelgasser og -teknologi er gasvirksomheden AGA underlagt forbrugernes stadig stigende krav til fødevarekvalitet og friskhed. I lyset af dette...

Kan du høre det… vi flytter varer for dig

Kan du høre det… vi flytter varer for dig

Fødevareindustrien Sponseret indhold af: Ellegaard Kan du høre det… vi flytter varer for dig Som leverandør af levnedsmiddelgasser og -teknologi er gasvirksomheden AGA underlagt forbrugernes stadig stigende krav til fødevarekvalitet og friskhed. I lyset af dette møder...

Vi skal have en løsning for de nedslidte!

Vi skal have en løsning for de nedslidte!

Fødevareindustrien Sponseret indhold af: NNF Vi skal have en løsning for de nedslidte! Som leverandør af levnedsmiddelgasser og -teknologi er gasvirksomheden AGA underlagt forbrugernes stadig stigende krav til fødevarekvalitet og friskhed. I lyset af dette møder AGA...

Fremtiden ­kræver nytænkning i ­Fødevareindustrien

Fremtiden ­kræver nytænkning i ­Fødevareindustrien

Fødevareindustrien Sponseret indhold af: DTU Fremtiden ­kræver nytænkning i ­Fødevareindustrien Vi er hastigt på vej mod at spise noget helt andet om 20 år. Mad er identitet, oplevelse, turisme, sundhed, politik, og mad er industri og jobs. Vores evne til at arbejde...