Voedselscanner op zakformaat tegen voedselverspilling

Volgens een onderzoek van het Wereldnatuurfonds in Duitsland verdwijnt er in dit land jaarlijks tien miljoen ton voedsel bij het vuilnis ondanks dat het nog prima eetbaar is. In de toekomst kunnen consumenten en supermarktmedewerkers echter door middel van een scanner testen of producten daadwerkelijk bedorven zijn. Het toestel op zakformaat gebruikt infrarood om de rijpheid en houdbaarheid van onder meer groenten en fruit te meten, waarna de gegevens via een applicatie weergegeven worden. Onderzoekers van Fraunhofer ontwikkelden het systeem, waarvan momenteel alleen nog maar een demo-versie bestaat, in opdracht van het ministerie van Voedsel, Landbouw en Bosbeheer van Beieren.

Is deze yoghurt nog goed? Kan ik deze groenten nog wel eten? Bij twijfel hebben mensen al gauw de neiging om producten in de afvalbak te gooien. Veel voedingsproducten worden weggegooid omdat ze er niet zo vers meer uitzien, lichte oneffenheden vertonen of omdat hun houdbaarheidsdatum verstreken is. Alleen al in Beieren belandt jaarlijks 1,3 miljoen ton voedsel onnodig bij het vuilnis. Met de 'We Rescue Food'-alliantie probeert het Beierse ministerie van Voedsel, landbouw en Bosbeheer door middel van 17 initiatieven het probleem van voedselverspilling aan te pakken. Eén van deze initiatieven bestaat uit de ontwikkeling van een handzame voedselscanner die de verspilling van producten in de winkel en bij de consument thuis moet voorkomen. In de toekomst zal met dit betaalbare, compacte toestel de versheid van zowel onverpakte als verpakte etenswaren kunnen worden bepaald. De onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Optronics, System Technologies and Image Exploitation (IOSB), het Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging IVV, het Deggendorf Institute of Technology en the Weihenstephan-Triesdorf University of Applied Sciences zijn verantwoordelijk voor de ontwikkeling van deze compacte scanner, die als demo voor twee producten ontwikkeld werd.

Infrarood om echtheid voeding te bepalen
Het belangrijkste onderdeel van de mobiele scanner is een NIR-sensor die de rijpheid van de voedingsproducten meet evenals het volume en de samenstelling ervan. "Het infrarode licht wordt zeer nauwkeurig op het product gericht, waarna de scanner het spectrum van het geflecteerde licht meet. De geabsorbeerde golflengtes stellen ons in staat conclusies te trekken over de chemische samenstelling van het product," licht projectmanager Robin Gruna van Fraunhofer IOSB toe.  

"In het laboratorium gebruiken we al lange tijd nabij-infrarood spectroscopie om afzonderlijke componenten in kaart te brengen. Het bijzondere is dat we dit nu kunnen doen met een compacte en relatief goedkope sensor," voegt Julius Krause eraan toe. "Voedingsproducten worden regelmatig vervalst. Zo wordt forel soms als zalm verkocht. Wanneer ons toestel eenmaal goed 'getraind' is, dan zal het de echtheid van producten kunnen bepalen. Ook zal het kunnen bepalen of er met een product, bijvoorbeeld olijfolie, geknoeid is," legt de natuurkundige uit. Het systeem heeft ook zijn beperkingen. Zo kan er alleen de productkwaliteit van homogene voedingsproducten mee gemeten worden. Momenteel heeft het systeem moeite met producten met een heterogene samenstelling, zoals bijvoorbeeld een pizza die diverse ingrediënten bevat. Om hier verandering in te brengen, onderzoeken de wetenschappers de mogelijkheden van hoge resolutie-technologieën, zoals hyperspectrale beeldvormingssystemen en gecombineerde oplossingen waarbij kleurenbeelden en spectrale sensoren worden toegepast. 

Om de kwaliteit van de voeding te kunnen bepalen aan de hand van het gemeten infrarood-spectrum en om de houdbaarheid te berekenen, werkt het team aan de ontwikkeling van intelligente algoritmen die naar zich herhalende patronen  en regelmatigheden zoeken. "Via machine-learning kunnen we het herkenningsvermogen vergroten. Voor onze testen hebben we tomaten en rundergehakt gebruikt," vervolgt Gruna. We hebben bijvoorbeeld statistische technieken toegepast om een verband te leggen tussen het gemeten NIR-spectrum van het gehakt en de mate van microbieel bederf om zo te bepalen hoe lang het product nog houdbaar was. Uitvoerige testen met bewaring, waarbij de onderzoekers de microbiologische kwaliteit en andere chemische parameters onder diverse bewaaromstandigheden bepaalden, toonden een goede overeenkomst tussen de berekende en feitelijke hoeveelheden bacteriën aan. 

App laat zien hoe lang een product nog houdbaar is
De scanner verzendt de meetgegevens via Bluetooth voor verdere analyse naar een database. Deze database bestaat uit een speciaal ontwikkelde cloudoplossing waarin de evaluatiemethoden opgeslagen zijn. Vervolgens worden de testresultaten doorgegeven aan een app waarin de gebruiker kan zien hoe lang het product vers blijft onder verschillende bewaaromstandigheden of dat het product bedorven is. De consument krijgt tips om voedsel dat over de datum is op andere manieren te gebruiken. Begin 2019 zal er in supermarkten een test plaatsvinden om te zien hoe consumenten reageren op het toestel. Verwacht wordt dat deze veelzijdige oplossing gebruikt zal gaan worden binnen alle geledingen van de waardeketen. Het vermogen om kwaliteitsafwijkingen in een voeg stadium te detecteren, maakt het mogelijk om producten op alternatieve manieren te gebruiken en hiermee wordt verspilling voorkomen. De scanner is echter meer dan een toestel om voedingsproducten te testen en kan daarom beter omschreven worden als een algemeen toepasbare, kosteneffectieve scantechniek die eenvoudig te gebruiken is. Zo kan het systeem ook gebruikt worden om plastic, hout, textiel en mineralen te sorteren en scheiden. "De toepassingsmogelijkheden zijn zeer divers, het toestel moet alleen nog op de juiste manier getraind worden," aldus Gruna. 

Voor meer informatie:
Fraunhofer-Gesellschaft 
Tel: +49 89 1205-0 
www.fraunhofer.de 


Publicatiedatum:


print   

Ook onze nieuwsbrief ontvangen? | Klik hier


Ander nieuws uit deze sector:


© BioJournaal.nl 2019

Schrijf je in voor onze dagelijkse nieuwsbrief om al het laatste nieuws direct per e-mail te ontvangen!

Inschrijven Ik ben al ingeschreven