Verwaarden van reststromen Technische mogelijkheden
Netwerkbijeenkomst Circulaire Economie - Maak winst met reststromen 7 april 2015, Jan Broeze
Reststromen uit verwerkende industrie (massa % van gewas) type of food
production process
Fish
canning
30-65%
filleting + smoking
50-75%
beef slaughtering
40-52%
pig slaughtering
30-40%
poultry slaughtering
30-40%
Meat
dairy products
fruits & vegetables commodities
% of input
milk, butter, cream
0%
yoghurt production
2-6%
cheese production
85-90%
juice production
30-50%
vegetable oil
40-70%
corn starch
40-45%
potato starch
80%
wheat starch
50%
beet sugar production
86%
Optie 1: Vermijd/minimaliseer verlies/nevenstroom
Optie 2: hoogwaardige benutting
Meeste reststromen worden wel benut: ● veevoeders ● bio-energie ● ingrediënten voor voedsel ● pharma ● bio-materialen ● ...
Uitdagingen voor hoogwaardige benutting (bijvoorbeeld voor voedseltoepassingen) ● Denaturatie van eiwitten t.g.v. intensief proces
● Moeilijk te voldoen aan eisen van voedselveiligheid? ● Noodzaak van ontwikkeling van nieuwe markt? ● Schaal-nadelen t.o.v. grootschalige productie elders? ● ...
Praktisch voorbeeld: milde vet-rendering (Ten Kate Vetten + Gelita) Traditioneel renderingsproces
Innovatief, mild scheidingsproces
Hoge temperaturen -> • hoog vet-rendement • lage kwaliteit eiwitten (denaturated)
Milde temperaturen -> • hoge kwaliteit vetten • voedsel-waardige eiwitten Hoog waterverbruik -> • verlies van eiwitten • hoge afvalwaterbelasting opgelost: isolatie van de eiwitten uit proceswater
Voorbeeld: mango-pitten (Afrika) Mango is goede bron voor mango boter/olie ● markt: cosmetica ● indicatieve waarde: US$3000 per metric ton ● mango boter en olie zijn alternatieven voor cacao boter ● huidige status: mango boter wordt toegepast in veel cosmetica producten sourcing voornamelijk uit grootschalige productieregio’s: India en andere ZO Aziatische landen Extractie proces: solvent extractie • te kapitaals-intensief • oplossing: kan aangehaakt worden bij shea-boter industrie • zelfde proces • zelfde markt-segment
Voorbeelden: ingrediënten voor soep uit bijproducten ● bloemkoolharten
● blancheervocht van
champignon-conserven industrie
Voorbeeld: hergebruik onverkocht brood als ingrediënt voor nieuw brood Gangbare verwaarding onverkocht brood • drogen -> veevoeders • of: verbranden voor warmteproductie Sonneveld Bakkerijgrondstoffen: zuurdesem starter voor fermentatie van ‘oud’ brood Het product vervangt een deel van de ingrediënten
Duurzaamheidsanalyse: vergelijk eco-efficiency van valorisatie brood-restanten Exergetic Efficiency of valorisation alternatives Leftovers are considered waste (no valorisation) Use bakery + retail leftovers for animal feed Use bakery + retail leftovers for bakery heat generation Recycle bakery leftovers through sourdough process; generate animal feed from retail leftovers Recycle bakery + retail leftovers through sourdough process 0.64
0.66
0.68
0.70
0.72
Doorkijk naar nieuwe ontwikkelingen
● Milde processen -> hogere kwaliteit bijproducten ● Nieuwe routes: insekten, algen, ... ● Downscaling van technologie -> verbeterde
haalbaarheid bij de schaalgrootte van nevenstromen
● Bio-chemicals (vooral bij grootschalige, homogene materiaal-stromen)
● Focus vooral niet alleen op technologie!
Stappenplan voor bijproduct verwaarding 1. Collect practical data/information: • existing chain + by-products • current applications + market + prices by-products • reasons + preconditions for alternative valorisations 2. Analyse relevant components + levels in the by-products. Use data from industries, literature or expert judgements.
3
3. Generate long-list of potential applications / markets: processed by-products or isolated components. Verify what has been tried before + reasons for failure.
4 technological options
4. Elaborate technological options + restrictions: • basic technology options per listed idea • basic estimate of feasibility & sustainability
5
5. Elaborate considerations for viability per idea: • legal issues, food/feed safety • existing processing facilities, logistics, market access • advantage: what makes the idea feasible?
6
practical viability ranking / prioritising
7
process development practical innovation xxx
practical innovation yyy
6. Selection of short-list of ideas by (industry) stakeholders: based on elaborations of above issues 7. Process & product development (follow-up R&D): • keep in mind safety, sustainability, market / consumer acceptance • develop strategy for production, marketing, growth, ...
expert brainstorm
potential applications
literature scan
by-product composition
literature scan
2
conditions for success
practical examples
Changing external conditions (legislation, market situation, ...).
BSE crisis stimulated sourcing of gelatin from alternative animal byproducts.
Prevent early involvement of end-users or technology suppliers (if they would narrow the search domain).
Transform productiondriven system (common for a by-product) to market-oriented production.
potential end-users
chain analysis
stakeholder involvement
potential technology suppliers
1
explanation
producer of the by-product
step
End-user involvement at product development stage: become a problem owner. Competitive advantage (price, added value, ...). Access to existing processing equipment, logistic infrastructure and/or market access.
Trader in commodity halfproducts has low interest in product with alternative properties. Producers of consumer products, however, can utilise specific properties for product innovations. Avocado oil production was developed by olive oil industry (using existing processing equipment and market access).
Adequate strategy for start and growth of the new Shea butter industry in chain. Africa considers production of mango butter (same extraction process and market)
This work was supported by EU through the FP7 cooperation project NAMASTE-EU ‘New Advances in the integrated Management of food processing wAste in India and Europe: use of Sustainable Technologies for the Exploitation of by-products into new foods and feeds’ under Grant Agreement no. 245267
