Bæredygtige fødevarer

Mikroskopisk måler skal redde millioner af liter mælk fra kloakken

Hver dag hældes massive mængder mælk ud i afløbet i forbindelse med rengøring af produktionsrør på mejerier verden over. En nyudviklet fotonisk mikrochip skal mindske det enorme mælkespild.

Produktion af mælk hos Foss Analytical
Et studie fra University of Edinburgh viser, at hver sjette liter mælk, der produceres rundtom i verden, går tabt. Foto: Foss Analytical

Fakta

Et optisk spektrometer er et instrument, der måler sammensætningen af lys fordelt på bølgelængder (’farver’). På et mejeri sendes lys gennem mælken, og afhængigt af de kemiske forbindelser, der er i mælken, vil nogle bølgelængder blive absorberet, mens andre vil blive spredt eller måske bevæge sig uhindret igennem. Den kemiske sammensætning i væsken sætter derfor et præcist fingeraftryk på lyset, så et spektrometer kan give en præcis måling af indholdet af protein, fedt og vand.

Grund til at græde over spildt mælk

Det nytter nemlig ikke noget, at der sidder rester af gammel mælk fra den foregående produktion i rørene. Derfor har mejerierne strenge regler for rengøring, hvor alle rør skylles grundigt med rensevæske og vand, inden en ny produktion starter op. Her opstår problemet.

Det er nemlig ikke til at se, om der stadig er rester i rørene efter rengøringen, som selvfølgelig ikke må blandes sammen med den nye produktion. For at komme tvivlen til livs hældes der store mængde drikkeklar mælk gennem rørene og videre ud i kloakken, inden den nye produktion kan begynde.

Fremgangsmåden er ikke bare tidskrævende, men også dyr for både pengepung og klima. Kigges der på sidstnævnte, er der faktisk god grund til at græde over spildt mælk: Metan fra kvægproduktionen er nemlig en af de helt store klimasyndere, og selvom oksekød har en markant højere udledning end mælk, viser tal fra Our World in Data , at én liter mælk i gennemsnit er ansvarlig for 3,15 kg CO2-ækvivalenter på globalt plan.

CO2-ækvivalenter er en omregning af drivhusgasser til den samme ’møntfod’, så det er muligt at sammenligne dem. Det er nødvendigt, fordi der er forskel på drivhusgassernes bidrag til global opvarmning. Til sammenligning tal fra Our World in Data, at CO2-ækvivalenterne for mandel- og sojamælk er henholdsvis 0,70 kg og 0,98 kg pr. liter. De 3,15 kg CO2-ækvivalenter for komælk kan hver eneste dag ganges med 10.000 for hvert mejeri i verden, og så får vi en massiv udledning af drivhusgasser, som vi ikke får andet end affald ud af.

”Vi ønsker at skabe et produkt, der giver økonomisk mening for os og mejerierne, og som samtidig også gør noget godt for vores klode,” siger Søren Stobbe, der er professor på DTU Electro og leder af Nexus-projektet.

Produktion af mælk hos Foss Analytical
I gennemsnit udledes der 3,15 kg CO2 pr. liter mælk der produceres. Foto: Foss Analytical

Erstatter dyrt alternativ

Kigger du ind i et mejeri, vil du typisk se et rum fyldt med rør og sensorer. Herinde kan mejeristerne bestemme mælkens strømningshastighed, temperatur og tryk med stor præcision. Men når det kommer til at afdække, hvad der præcis flyder gennem rørene, er det en langt vanskeligere opgave for mejeristerne. Årsagen er, at de eksisterende spektrometre er både meget store og – på trods af det store mælkespild – alt for dyre til at være konkurrencedygtige.

”De spektrometre, som findes i dag på mejerierne, koster omkring 100.000 euro stykket. Man kan altså ikke bare sætte 100 målepunkter op, det er simpelthen for dyrt. Med vores løsning er idéen at bygge små, kompakte spektrometer til en meget lavere pris, så man kan få mange flere målepunkter og dermed være sikker på, hvornår rørene er klar til den næste produktion,” siger Søren Stobbe.

Det nye spektrometer baseres på avanceret nanoteknologi, hvilket giver unikke muligheder for at begrænse størrelse og pris på teknologien. Der er dog også en række hensyn at forholde sig til.

”Vi skal bl.a. sikre, at vores chips ikke indeholder sjældne materialer, og at de kan produceres under ordentlige forhold. Derudover skal vores teknologi kunne køre i døgndrift uden at bruge en masse energi. Det tror vi bliver muligt med vores løsning,” siger Søren Stobbe.

Forbedret fødevaresikkerhed

Lige nu er teknologien i testfasen, men forventningerne er store blandt holdet bag, der også forventer, at teknologien kan gøre gavn på andre områder end madspildsområdet.

”Jeg er meget optimistisk omkring projektet. Der kommer en masse arbejde på bagkant af projektet med rent faktisk at kommercialisere vores spektrometer. Lige nu har vi demonstreret vores spektrometerkoncept, og det virker rimelig godt. Men der er stadig en række udfordringer, som det heldigvis ser ud til, at vi kommer til at finde en løsning på,” siger Søren Stobbe.

Holdet bag håber på, at det optiske spektrometer vil blive et nyttigt værktøj i lande, hvor der er mindre fokus på fødevaresikkerhed, og der derfor bliver sparet ressourcer, når det kommer til fødevarekontrol. Det har i værste fald kostet menneskeliv. Med den betydeligt billigere mikrochip er håbet derfor, at den vil blive valgt til i nogle af disse lande, så fødevareproduktionen kan overvåges, når det gælder ingredienser, der ikke hører til i produktionen.

Nexus-konsortiet består udover DTU af Foss Analytical A/S, Elionix Inc. og Beamfox Technologies ApS.

Fakta

Fødevarestyrelsen definerer madaffald som alt det affald, der kommer fra mad - både spiselige og ikke-spiselige dele, f.eks. en banan og en bananskræl. Madspild dækker derimod over den mad, som kunne være spist, men som endte med at blive smidt ud.

Ifølge FN var den samlede globale mængde madaffald på 1.052 mio. ton i 2022.

FN’s verdensmål nr. 12.3 sigter mod, at den globale mængde madaffald (inkl. madspild) på detail- og forbrugerniveau pr. indbygger skal halveres inden 2030.

Forskningsområde

26 % af verdens samlede CO2-udslip stammer fra produktionen af fødevarer. Her tegner særligt husdyrene sig for en stor andel.

For at nedbringe klimaaftrykket er en grøn omstilling af fødevareproduktionen nødvendig. Den kan bl.a. ske gennem anvendelse af teknologi, digitalisering og udvikling af nye fødevarer.

Læs mere om bæredygtige fødevarer

Kontakt

Søren Stobbe

Søren Stobbe Gruppeleder, Professor Institut for Elektroteknologi og Fotonik Telefon: 45256383 Mobil: 60656769