Nietermiczne metody przetwarzania żywności: technologiczny klucz do zrównoważonego łańcucha dostaw

Tradycyjne metody termiczne, choć skuteczne w konserwacji, generują wysoki ślad środowiskowy poprzez energochłonne procesy grzewcze i degradację jakości produktu, co prowadzi do strat. Nietermiczne techniki przetwarzania (NTPTs) stanowią systemową odpowiedź na te wyzwania, oferując energooszczędne alternatywy działające w niższych temperaturach. Ich wdrożenie realizuje potrójny cel zrównoważonego rozwoju: redukcję emisji gazów cieplarnianych, minimalizację zużycia wody oraz wsparcie gospodarki obiegu zamkniętego poprzez efektywną waloryzację odpadów. Kluczowym aspektem jest tu rozwiązanie konfliktu między trwałością a jakością. NTPTs pozwalają na wydłużenie okresu przydatności do spożycia o 50-100% bez użycia chemicznych konserwantów, co bezpośrednio przekłada się na redukcję marnotrawstwa żywności w handlu detalicznym i u konsumentów o 10-30%. Mniejsze straty w łańcuchu dystrybucji oznaczają niższą całkowitą emisję CO₂ na jednostkę skonsumowanego produktu, czyniąc łańcuch dostaw bardziej efektywnym i odpornym.

Przegląd technologii

Wiodące technologie nietermiczne oferują zróżnicowane korzyści operacyjne. Wysokie Ciśnienie Hydrostatyczne (HPP), stosowane m.in. w sokach i produktach mięsnych, wykorzystuje ciśnienie 100–800 MPa do inaktywacji patogenów. Mimo, że zużycie energii na kilogram produktu jest nieznacznie wyższe niż w pasteryzacji termicznej, całkowity ślad węglowy procesu jest niższy (0,08–0,15 kg CO2 eq/kg dla HPP i 0,18–0,30 kg CO2 eq/kg dla metod termicznych) dzięki wyższej wydajności i redukcji strat produktu. Z kolei Impulsowe Pola Elektryczne (PEF) wykorzystują elektroporację do pasteryzacji płynów i wspomagania ekstrakcji, znacząco poprawiając bilans energetyczny np. zwiększając produkcję biogazu z biomasy o 27 p.p. przy minimalnym nakładzie energii.

Inne metody koncentrują się na efektywności procesowej i eliminacji chemii. Ultradźwięki zużywają zaledwie 0,1–0,3 kWh/kg energii, co stanowi ułamek zapotrzebowania metod termicznych (0,5–1,2 kWh/kg), jednocześnie zwiększając wydajność ekstrakcji związków bioaktywnych z odpadów o 20-30%. Zimna plazma i promieniowanie ultrafioletowe rewolucjonizują dekontaminację powierzchni i opakowań. Zimna plazma umożliwia degradację pestycydów i mykotoksyn bez użycia wody, podczas gdy systemy UV-LED oferują żywotność do 100 000 godzin i eliminują ryzyko zanieczyszczenia rtęcią, typowe dla starszych lamp.

Podsumowanie

Pełne wykorzystanie potencjału NTPTs wymaga ich integracji z technologiami Przemysłu 4.0. Systemy oparte na sztucznej inteligencji i Internecie Rzeczy umożliwiają monitorowanie parametrów w czasie rzeczywistym, co pozwala na precyzyjną optymalizację zużycia energii i minimalizację przestojów. Dodatkowo, technologia Blockchain zapewnia identyfikowalność produktów, budując zaufanie konsumentów do bezpieczeństwa żywności przetwarzanej nietermicznie.

Dla kadry produkcyjnej główną barierą pozostają wysokie koszty inwestycyjne (CAPEX) oraz konieczność dostosowania ram regulacyjnych do nowych technologii. Mimo to, inwestycja w NTPTs powinna być postrzegana strategicznie jako element długoterminowej dekarbonizacji. Połączenie tych technologii z odnawialnymi źródłami energii może znacząco przybliżyć zakłady produkcyjne do osiągnięcia neutralności węglowej i zwiększenia konkurencyjności na rynku produktów "clean label".

Źródło: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666188825002266?via%3Dihub ​