Nieuwe procestechnologie voor een duurzaam beheer van onze aarde
Zuivel geeft het goede voorbeeld! Peter de Jong PhD lector Dairy Process Technology, VHL University of Applied Sciences
Inaugurele rede 9 februari 2015
1
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
2
Willem Pieter de Jong (1864-1953)
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
3
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
4
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Zuivelsector 1950-2000
Trends + Lagere prijs levensmiddelen + Hogere kosten (land, arbeid, voer)
+ Hogere productiviteit
Ontwikkelingen + Minder mensen + Hogere productie per koe + Minder gemengde bedrijven
Uitdagingen + Overproductie, verspilling + Dierenwelzijn + Mestoverschot + Gat boer en maatschappij
+ Grotere bedrijven + Toenemende rol voor wetenschap en technologie (NIZO, 1948 WUR, 1918)
5
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Schaalvergroting
100000
10000
Aantal koeien (per fabriek) (per boerderij)
Fabriek (NL) Grootste boerderij (NL)
1000
100
Boerderij (NL)
10
Gemiddeld wereldwijd 1 1920
1940
1960
1980
2000
2020
Jaar 6
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Behoefte aan zuivel
Wereldproductie zuivel (buffels en koeien) uitgedrukt in hoeveelheid per wereldburger in 2013: 270 ml per dag
NZO, Fit for the Future, 2013
7
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Definitie duurzaamheid
Het in toenemende mate kunnen voeden van
huidige en volgende generaties met zuivelproducten waarbij alle ketenpartners geld verdienen en
investeren in verbeterde productiemethoden
8
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Nederland zuivelland • • • • •
9
Topkennisinfrastructuur: NIZO, WUR, DairyCampus, CRV 50% van de koeien uit de wereld hebben hun oorsprong in Nederland In top-5 van grootste zuivelbedrijven ter wereld Marktleider in melkrobots ...
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Zuivel: een prachtig product
10
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
E = m c2
Rekensom: • 10,000,000,000 kg x 12% x 10 MJ = 12,000,000,000 MJ = 12 PJ • = 167 milliard kopjes thee • = 70% energieverbruik Nederlandse zuivelsector
11
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Melk duurzaam product?
Broeikasgassen (g CO2-eq/100 g product)
CO2-eq per 100 g product 120
100 80 60 40 20 0
Melk
Jus d'orange
Soja drank
Annika Smedman et al. Nutrient density of beverages in relation to climate impact. Food & Nutrition Research 54 (2010) 5170-5177
12
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Melk duurzaam product!
CO2-eq/voedingswaarde (vitamines, mineralen, eiwit, calorieën, ...)
CO2-eq per 100 g product ten opzichte van voedingswaarde
13
4,5 4 3,5 3
2,5 2 1,5 1
0,5 0
Melk
Jus d'orange
Soja drank
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Innovatiekracht
Drogen (vis) 1600 v.Chr. door de Egyptenaren
Drogen (pasta) 3500 jaar later door Europeanen 14
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Van optimalisatie naar innovatie
15
Minimaliseren kosten | Verhogen opbrengsten
Toegevoegde waarde (€)
Effectieve ambitie Effectief = herontwerp van productieketens gericht op kwaliteit, efficiëncy en duurzaamheid
Efficiënte oplossingen Efficiënt = optimaliseren van bestaande productiemethoden
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Keuze onderzoeksgebieden
• Gebrek aan nutriënten • Gebrek aan energie
Behoeften
• Milde processen • Computer gestuurde processen • Scheidingstechnologie • Eco-efficiënte keten
Lectoraatsopdracht • Kwaliteitsproducten met een hoge voedingswaarde • Grondstoffen effectief gebruiken • Laag energieverbruik
onderzoek
Issues
16
Technologieën & methoden
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
1. Milde processen
vacuum stoom
160 °C
flashvat
condensor
60 °C 4 °C
20 °C 60 °C voorverhitter
condensaat
koeler
pomp pomp
Resultaat: gepasteuriseerde melk 60 dagen houdbaar! 17
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
1. Milde processen
voedingswaarde
• Nieuw project: GO4Dairy • Doel: verminderen en beheersen van de versuikering van eiwitten (glycatie)
hittebelasting
eiwit 18
suiker w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
2. Computermodellen
Productieketen rauwe melk
19
type apparaat
schakeling
condities (T, flow)
ontwerp
premium product
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
2. Computermodellen
20
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
3. Scheidingstechnologie
grondstof poriegrootte verdeling
flux
membraan retentaat
21
permeaat
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
3. Scheidingstechnologie
22
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
3. Scheidingstechnologie
23
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
3. Scheidingstechnologie • Samenwerking met NIZO en ISPT
24
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
4. Eco-efficiënte keten
1 liter
25
1 liter
Grondstofkosten: € 0,10 Productiekosten: € 0,01 Voedingswaarde: -
Grondstofkosten: € 0,30 Productiekosten: € 0,02 Voedingswaarde: ++++
Verkoopprijs:
Verkoopprijs:
€ 1,50
€ 0,90 w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
4. Eco-efficiënte keten
voer, boerderij management •+ waarde •- kosten •- eco-kosten
rauwe melk •+ waarde •- kosten •- eco-kosten
halfproducten
eindproducten
•+ waarde •- kosten •- eco-kosten
•+ waarde •- kosten •- eco-kosten
distributie
consumptie
end of life
•+ waarde •- kosten •- eco-kosten
•+ waarde •- kosten •- eco-kosten
•+ waarde •- kosten •- eco-kosten
Eco & productiekosten stap 3 stap 2 stap 1
• minder afval • minder energie • minder transport
productwaarde 26
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
4. Eco-efficiënte keten
Lectoraatsopdracht onderwijs
27
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Zuivelopleiding
28
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Dairy minor • 3 februari is minor Dairy Technology van start gegaan! – Dairy Technology I+II (proces-product) – Fermentation – Plant & Process design
https://www.kiesopmaat.nl/modules/vhl/VHL/136916/
29
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
30
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
FACT •
Industrieel praktijk gericht onderzoek – Productielijn aangestuurd met computersimulatiemodellen en moderne in-line sensoren – Vol-automatische pilot voor het testen van industriële membranen – Conceptueel product ontwerp (3D printing) – Analytische apparatuur voor het karateriseren van producten – Computersimulatie platform
•
Onderwijs – Pilot voor studenten met diverse zuivelapparatuur – Computersimulatie platform
31
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Samenwerking
Bedrijven
Overheid & netwerk organisaties
Kennisinstelllingen
Lectoraat Zuivelprocestechnologie
Lectoraten Docenten & studenten • Kenniskring
32
•Anne Schaafsma •Wiepk Voskamp •Kees Lokhorst •Luewton Agostinho •...
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Nieuwe procestechnologie voor een duurzaam beheer van onze aarde
Zuivel geeft het goede voorbeeld! in Friesland!
met dank aan...
33
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
34
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Research •
Running research projects – Sustainable formulae of fresh fermented dairy products – Preservation of low-salt cheese – Preservation by micro-filtration
•
Future research projects – – – – –
35
GO4DAIRY: Glycation Optimization for Dairy Products Controlled atomization using electric fields in drying Mild fermentation to preserve small scale Indian milk production Impact of farm management on sustainable dairy production New process simulation platform for education and research in food
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Research: GO4Dairy
36
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Resources •
People – Experts (lectors, lecturers) on process technology, health & safety, fermentation, microbiology, computer simulation – LST R&D Centre – Experts from NIZO food research
•
Pilot facilities – FACT Van Hall Larenstein: cheese making, sterilization, sensor & computer controlled production line (planned) – Dairy Campus: controlled raw milk supply related to feeding and farm management regimes – NIZO food research: cheese making (up to semi-industrial scale), all heat treatments, membrane separation (RO, NF, UF, MF), evaporation (up to 2500 kg/h), drying (up to 250 kg/h) – FrieslandCampina Innovation Centre: cheese making, heat treatments, membrane separation, evaporation, drying
•
Analyses – Access to full physical, chemical and microbial analyses
37
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
Food Application Centre of Technology (FACT) •
Industrial research – Small scale production plant controlled by predictive computer models and in-line sensors – Fully automated multi-purpose membrane pilot – Conceptual product design (3D printing) – Advanced analytical tools for product characterization – Computer simulation platform
•
Education – Pilot of main unit-operations in food industry: cheese making, brewery, baking, meat processes, fermentation, distillation, etc. – Computer simulation platform
38
w w w.V H L u n i vers i t y. c o m
