3D-geprinte appelspion – de toekomst van de voedselkwaliteitscontrole?

  • 3D-geprinte appel ‘bespioneert’ zijn buren om hun kwaliteit te controleren
  • Transport binnenkort niet langer de zwakste schakel in de voedselvoorzieningsketen
  • Miljarden tonnen voedselverspilling behoort binnenkort misschien tot het verleden
  • Op weg naar betere voedselveiligheids- en kwaliteitscontrole

Het is hartje winter en je hebt zin in peren. De kans is groot dat je in bij je lokale supermarkt vindt wat je zoekt, maar de kwaliteit ervan is niet per definitie om over naar huis te schrijven. Wat je je pas realiseert als je een hap neemt; er zit waarschijnlijk niet veel smaak aan en hij is melig. Seizoensvruchten en -groenten zijn het gezondst en smaken het best, en het zou mooi zijn als we het hele jaar door van topkwaliteit groenten en fruit konden genieten. Onze huidige voedselkwaliteitsystemen bieden wat dat betreft echter maar een beperkt aantal mogelijkheden, maar Zwitserse wetenschappers zijn bezig om daar verandering in te brengen.

3D-geprinte appel ‘bespioneert’ zijn buren om hun kwaliteit te controleren

Een recent project onder leiding van onderzoekers van Empa, de Zwitserse federale laboratoria voor materiaalwetenschap en -technologie, zorgde voor nogal wat opschudding. Het team ontwikkelde een 3D-geprinte appel waarmee de temperatuurschommelingen van het echte fruit in de buurt kan worden gemeten. Op deze manier kan men zorgen voor optimale productversheid tijdens het transport van de boerderij naar de winkels. Het prototype lijkt qua vorm en kleur op een echte appel, maar er zit een interessant mechanisme in. De namaakappel is met CAD designsoftware ontworpen. De buitenste laag is 3D-geprint met selective laser sintering (SLS) technologie van Materialise, een Belgisch bedrijf gespecialiseerd in additievenproductietechnieken. De vulling van de namaakappel bootst de natuurlijke samenstelling van het vruchtvlees na en bestaat uit polystyreen, koolhydraat en water. De kern van de spionappel is uitgerust met sensoren die temperatuurgegevens verzamelen.

Tot dusver hebben de wetenschappers van Empa specifieke sensoren ontwikkeld voor de Braeburn en Jonagold appel, de Cavendish banaan, de Kent mango en sinaasappels. Ze zijn nu echter ook bezig met het ontwikkelen van diverse andere sensoren om uiteindelijk zoveel mogelijk fruitsoorten te kunnen controleren. Het team gelooft dat hun project, dat wordt gefinancierd door de Commissie voor Technologie en Innovatie (CTI), veel investeerders zal aantrekken. De verwachte prijs van een 3D-geprinte fruitspion ligt nu rond de $50, maar met verdere verbeteringen zal deze waarschijnlijk stijgen.

Het concept van een 3D-geprinte spionappel is natuurlijk intrigerend, maar hoe werkt het eigenlijk? Projectleider Thijs Defraeye vertelt: “We hebben de sensoren in de Empa koelkamer uitvoerig geanalyseerd en alle testen waren succesvol.” Om ervoor te zorgen dat hun appelspion-innovatie de moeite van het gebruik waard is, hebben wetenschappers een soortgelijke ‘appel’ gemaakt en onder dezelfde omstandigheden getest. De replica was een eenvoudige bol gevuld met water en voorzien van dezelfde sensoren. De bol was echter veel minder efficiënt. De 3D-appelspion met de speciale ‘vruchtvlees’-substantie bleek nauwkeuriger in het weergeven van temperatuursveranderingen dan zijn met water gevulde replica. Volgens het team van Empa zal de namaakappel de huidige, inefficiënte methodes voor temperatuurcontrole aanzienlijk verbeteren, vooral tijdens het transport. Nu neemt een technicus die een inspectie uitvoert een stuk fruit uit de bovenkant van de doos en steekt daar handmatig een temperatuursensor in. Niet alleen beschadigt dit het fruit, het geeft ook geen informatie over de temperatuur van het fruit onderin de doos.

Handen met twee helften van een 3D-geprinte appel, ontwikkeld door Empa-onderzoekers
Volgens het team van Empa zal de namaakappel de huidige, inefficiënte methodes voor temperatuurcontrole aanzienlijk verbeteren, vooral tijdens het transport.

Transport binnenkort niet langer de zwakste schakel in de voedselvoorzieningsketen

Dankzij de namaakappel kan het groente- en fruittransport in de toekomst efficiënter en veiliger gemaakt worden. Als er qua temperatuur iets misgaat met het fruit, worden daar gegevens over verzameld en naar de transportbedrijven en handelaren verstuurd, zodat men precies weet waar en wanneer het probleem zich voordoet. De wetenschappers zijn van plan om ook andere functionaliteit toe te voegen, zoals Bluetooth en Wi-Fi connectiviteit. Daardoor krijgen gebruikers toegang tot real-time informatie, zodat ze onderweg niet hoeven te stoppen voor controle. Naast grote hoeveelheden belangrijke gegevens krijgt men op deze manier ook inzicht in welk type transport het meest efficiënt is voor welk type groente of fruit. Zo kunnen transportmethoden perfect afgestemd worden. De 3D-geprinte vruchten zijn ook uitermate geschikt om de opslagtemperaturen van groenten en fruit in magazijnen en voorkoelinstallaties te monitoren.

Miljarden tonnen voedselverspilling behoort binnenkort misschien tot het verleden

Aangezien aanzienlijke hoeveelheden voedselproducten tijdens de lange reis van oogst naar winkelschap bederven, kun je je voorstellen hoeveel voedselverspilling we kunnen voorkomen met deze innovatie. De cijfers zijn onthutsend. Als gevolg van inefficiënt transport wordt er jaarlijks ongeveer 1,3 miljard ton voedsel verspild, waarvan 45 procent groenten en fruit. Alleen al in het Verenigd Koninkrijk komt 25,5 procent van de meloentransporten in afvalcontainers terecht. Volgens The Guardian is dat een berg van bijna 2.500 meter hoog. Omdat ons huidige voedselsysteem de toekomstige bevolkingsgroei niet meer zal kunnen bijhouden, kunnen we ons deze voedselverspilling niet veroorloven.

Op weg naar betere voedselveiligheids- en kwaliteitscontrole

Empa’s appelspion is pas een concept en wordt nog niet op grote schaal geproduceerd. Het product bewijst echter zeker dat het Internet of Things en big data analyse belangrijke spelers kunnen worden die de voedselveiligheid en -kwaliteitscontrole enorm kunnen verbeteren.

Gratis e-books voor 13 sectoren.

De wereld verandert in snel tempo en dat heeft grote impact op all sectoren. Daarom hebben we voor maar liefst 13 sectoren een compact e-book ontwikkeld. Daarin vind je de laatste trends op een rij, onderbouwd met interessante statistieken.
Dit blog is geschreven door Richard van Hooijdonk

Dit blog is geschreven door Richard van Hooijdonk

Trendwatcher, futurist en internationaal topspreker Richard Van Hooijdonk neemt je mee naar een inspirerende toekomst die leven, werken en ondernemen drastisch gaat veranderen.

Alle Lezingen