Forscher bekämpfen Food Waste mit digitalen Orangen

Mit digitalen Zwillingen von Zitrusfrüchten und Temperaturdaten aus Frachtschiffen wollen Forscher der Empa Lebensmittelverschwendung verringern. Die Methode ermittelt die idealen Transportbedingungen, damit möglichst wenig Früchte in der Tonne landen.

Empa-Forscherin Chandrima Shrivastava arbeitet mit digitalen Lösungen gegen Lebensmittelverschwendung. (Empa)

Weggeworfene Lebensmittel sind für mindestens acht Prozent der weltweiten, menschengemachten Treibhausgasemissionen verantwortlich, für zwanzig Prozent des Süsswasserverbrauchs und für dreissig Prozent der landwirtschaftlichen Bodennutzung. Diese Zahlen zeigen, dass Handlungsbedarf besteht.

In einer am Donnerstag veröffentlichten Studie im Fachmagazin «Nature Food» stellen die Empa-Forscher um Thijs Defraeye gemeinsam mit Kollegen der südafrikanischen Universität Stellenbosch einen Weg vor, wie sich Food Waste entlang der Produktions- und Lieferketten verringern liesse.

Dazu entwickelten sie einen digitalen Zwilling von Zitrusfrüchten, um herauszufinden, wann, warum und in welchem Ausmass die Qualität der Früchte leidet. Anschliessend speisten sie die «Avatare» mit vorhandenen Daten von Temperatursensoren von 47 Frachtschiffen, um den Zustand der Früchte im Zeitverlauf zu ermitteln.

Resultat: Die Hälfte der Lieferungen lag ausserhalb des idealen Kompromissbereichs zwischen Qualitätserhaltung, Abtötung von Fruchtfliegenlarven und Vermeidung von Kälteschäden. Am Ende der rund 30-tägigen Reise seien die verbliebenen Zitrusfrüchte im Haushalt teilweise nur noch wenige Tage haltbar gewesen, schrieb die Empa in einer Mitteilung.

Um die Qualität von frischem Obst zu erhalten, ist es laut den Forschenden nötig, ein sehr enges Fenster an Temperaturbedingungen einzuhalten. Denn reist die Zitrone zu kühl, werden zwar Schädlinge wie Fruchtfliegen oder andere Qualitätseinbussen im Zaum gehalten. Dafür entstehen aber Kälteschäden an den Früchten, was sie unter Umständen unverkäuflich macht, wie die Empa auf ihrer Website schreibt.

Anhand der digitalen Zwillinge konnte das Team nun optimale Bedingungen bestimmen, in denen relevante Risiken wie etwa Fliegenbefall, optische Mängel und Kälteschäden gegeneinander abgewogen sind. So hoffen sie, dass Unternehmen die virtuellen Früchte einst in ihre Prozesse einbinden können. Zwar seien bis dahin noch weitere Entwicklungen nötig. Aber immerhin die Temperaturdaten wären bereits vorhanden: «Jeder Container auf der Welt ist mittlerweile mit einem oder mehreren Temperatursensoren ausgestattet», sagte Defraeye. Die Messwerte blieben bislang einfach ungenutzt.

https://www.nature.com/articles/s43016-022-00497-9