Reell innovasjon er målet
SFI DigiFoods ledet av Nofima har vært i drift i et drøyt år. Nye applikasjoner er utviklet og nye kvalitetsmålinger til landbruksroboter er under utvikling.
Ved å ha kontroll på kvaliteten er det mulig å optimalisere både prosessene og råvareutnyttelsen. Dette bidrar til å gjøre matnæringene, inkludert industrien, mer effektive og bærekraftige.
Målet i DigiFoods er å utvikle smarte sensorer for måling av produktkvalitet, uten å skjære i eller berøre råvarene. Målingene skal kunne gjøres både på prosesslinjene i industrien og i åkeren eller på fiskebåten.
En teknologioptimist med stor respekt for naturen
– Forskningen i DigiFoods skjer i skjæringspunktene mellom matteknologi, prosesskontroll, sensorutvikling, robotikk og dataanalyser. Dette gir gode muligheter for innovasjon på flere nivåer, sier senterets leder Jens Petter Wold.
Han er en teknologioptimist med stor respekt for naturen, og har i mer enn 20 år jobbet med å utvikle raske spektroskopiske målemetoder til bruk i matindustrien.
Jens Petter Wold har dermed vært vitne til hvordan mulighetene for presise og detaljerte målinger med ikke-destruktive sensorer har økt i takt med den digitale utviklingen. For ti år siden var det mulig å måle for eksempel hvor mye fett det var i råvare. I dag er det mulig å kartlegge fettsyresammensetningen.
En viktig drivkraft for seniorforskeren er å bidra til råvarene utnyttes best mulig og at så lite som mulig går til spille. – Det brukes mye energi til å produsere og distribuere mat. Vi må sørge for at alt blir spist. Å bekjempe matsvinn er veldig viktig, påpeker han.
Han legger til at teknologi kan gjøre mye, men at en forståelse av naturen må alltid være grunnlaget. – Teknologi kan gjøre oss mer bærekraftig, og det bør ikke være et mål bare å bli mer effektive. Vi er effektive nok. Teknologien vi utvikler i DigiFoods skal gjøre oss i stand til å bruke ressursene optimalt.
Nyttige spektroskopiske applikasjoner
I løpet av 2021 har forskerne i DigiFoods utviklet flere applikasjoner basert på spektroskopi (lysspektermålinger) som kan være til nytte i matindustrien.
Stipendiat Tiril Aurora Lindtvedt og hennes forskerkolleger har fastslått at både Raman-spektroskopi (en metode for å måle ulike egenskaper ned på molekylnivå) og teknologien hyperspektral avbildning i det nær-infrarøde (NIR) egner seg for å måle matkvalitet ved høy hastighet. Det kan for eksempel være å måle nivåene av omega-3-fettsyrene EPA og DHA i hele laksefileter, direkte på prosesslinjen. Havbruksnæringen viser stor interesse for denne applikasjonen.
Postdoktor Samuel Ortega Sarmiento har sammen med sine kolleger vist at hyperspektral avbildning også kan brukes til å skille kveite av dårlig kvalitet, såkalt vasskveite, fra vanlig blåkveite. Vassen fisk med geleaktig konsistens er en utfordring for industrien som prosesserer blåkveite. Det innebærer en stor fordel å kunne identifisere vasskveitene før bearbeiding. Dette kan bli en viktig applikasjon for sjømatindustrien.
Stipendiat Bijay Kafle og hans kolleger utvikler nye anvendelser basert på FTIR-spektroskopi (Fourier Transform Infrarød-spektroskopi). En av applikasjonene de er i ferd med å utvikle skal kunne brukes til å måle kvaliteten på proteinpulver laget fra restråstoff. Målet er et relativt billig og portabelt FTIR-instrument som skal kunne brukes direkte på prosesslinja i industrien, både til å overvåke hydrolyseprosessen og å dokumentere produktkvalitet.
Et NIR-instrument som er kalibrert for å overvåke tørrstoff i råe potetstrimler er installert på en industriell prosesslinje. Nå skal forskerne i gang med å undersøke hvorvidt målingene som gjøres kan brukes til å kontrollere og forbedre prosessen.
Nye bruksområdet for landbruksroboten Thorvald
Teknologien bak landbruksroboten Thorvald er utviklet ved NMBU. Professor Pål Johan From har vært sentral i denne utviklingen, og han leder fagområdet «Integrasjon av robot og sensorløsninger» i DigiFoods.
Thorvald utfører allerede lysbehandling for å fjerne meldugg på jordbær og vindruer.
– Når vi reduserer bruken av sprøytemiddel, klarer vi å produsere jordbær på en mer bærekraftig måte som gir sunnere planter og sunnere mat ut til forbrukeren, sier Pål Johan From.
Målet for DigiFoods-forskerne er å utstyre Thorvald med sensorer som kan måle kvalitet på frukt og bær. På den måten kan roboten utføre for eksempel presisjonsplukking av jordbær med bestemte kvaliteter. For å lykkes må sensorene klare å bedømme den sensoriske kvaliteten på hvert enkelt jordbær, og sensorene må være passe små til at de faktisk passer på Thorvald så han kan ta dem med seg ut på åkeren.
Samler store mengder data
Fagfolkene i DigiFoods er allerede godt i gang med å samle inn, behandle og analysere data fra flere av næringsmiddelbedriftene. Det langsiktige målet er å utvikle datadrevne løsninger for prosess-, produkt- og verdikjedeoptimalisering.
I årene som kommer vil det være viktig for DigiFoods for å samle data i stor skala fra både smarte sensorer og andre prosesser i matverdikjeden.
Norske bedrifter er sterkt representert i DigiFoods. Alle næringsmiddelbedrifter er norske. Det er også flertallet av teknologiselskapene. Det gir dem mulighet til å være i forkant av den teknologiske utviklingen og å få innsikt i utfordringene matindustrien står overfor. Begge deler er viktige kriterier for suksess.
Fakta om SFI DigiFoods
DigiFoods er et senter for forskningsdrevet innovasjon, finansiert av Norges forskningsråd og partnerne. Senteret ledes av Nofima med Sintef Digital og NMBU (Norges miljø- og biovitenskapelige universitet) som de viktigste vitenskapelige samarbeidspartnerne.
DigiFoods kombinerer anvendt og grunnleggende forskning til å utvikle kunnskap, evaluere prototypeløsninger og bidra til nyskaping innen følgende fagområder:
- Nye sensorer og målemetoder for matkvalitet
- Integrasjon av robot og sensorløsninger
- Integrerte sensorsystemer for industriell bruk
- Strategier for økt verdiskaping i matindustrien ved analyse av stordata.
Målet er å bidra til bedre utnyttelse av råvarene, en sunnere befolkning og bedre matopplevelser. Et tverrfaglig team bestående av matindustri, teknologileverandører og forskningsinstitusjoner samarbeider for å nå målet.
Følgende partnere deltar:
- FOU: Nofima, Sintef, NMBU (Norges miljø- og biovitenskapelige universitet), Lincoln Institute for Agri-Food Technology, University of Lincoln, Ulm University, Institute of Analytical and Bioanalytical Chemistry og Universitat Politècnica de València.
- Bedriftspartnere: Tine, Nortura, Prediktor Instruments AS, Norsk Elektro Optikk AS, Aspentech, Idletechs AS, International Business Machines AS, Norilia AS, Maritech Systems AS, RobotNorge AS, Lerøy Aurora AS, Biomega Group AS, Nanoplus Nanosystems and Technologies GmbH, MarqMetrix Inc, HOFF SA, Havfisk AS, Saga Robotics, OptoPrecision GmbH, Lerøy Norway Seafoods AS og Intelecy.
Du kan lese mer på https://digifoods.no
