Projecten

WaMIP

Economische/technische haalbaarheidsstudie voor het gebruik van MIP gebaseerde sensoren in de groenten en -aardappelverwerkende sector

OPPORTUNITEIT & DOELSTELLING

Groenten- en aardappelverwerkende bedrijven streven naar een zo duurzaam mogelijk productieproces. In dit opzicht willen zij (onder andere) zo zuinig mogelijk omspringen met water. Door het waswater van de groenten en aardappelen te hergebruiken worden de bedrijven geconfronteerd met nieuwe uitdagingen, met name de accumulatie van pesticiden. Om het gebruik van water te optimaliseren is er nood aan in-line, real-time opvolging van de pesticiden en andere componenten die terecht komen in het water door het wassen van groenten.

De globale doelstelling van deze studie is de haalbaarheid van de ontwikkeling van een in-line sensor voor het meten van specifieke componenten (pesticiden, biociden, micro-organismen) met MIP-technologie aantonen.

De directe doelgroep van deze studie zijn de bedrijven die groenten en fruit versnijden en verpakken (zogenaamde 4de gamma, bv. DV-Fresh en Allgro), bedrijven die diepvriesgroenten of conserven maken (bv. Ardo en Greenyard Frozen Belgium) en aardappelverwerkers (bv. Agristo en Lutosa). In totaal gaat dit om een 60-tal bedrijven in Vlaanderen. Ongeveer de helft daarvan wordt vertegenwoordigd in dit project via Vegebe en Belgapom, de erkende beroepsfederaties van respectievelijk de groenten- en aardappelverwerkende industrie.

Om uitsluitsel te geven over de haalbaarheid van de MIP-technologie wordt het antwoord op volgende concrete vragen als doel gesteld:

  • Is de meting van pesticiden technisch haalbaar?
    • Realiseren van Proof-of-Concept MIPs die kunnen worden gebruikt als een herkenningselement op een geschikt sensorplatform en op die manier de beoogde pesticiden in waswaters meten door middel van elektronische uitleestechnieken.
    • De mogelijkheid nagaan van detectie van het targetmolecule(n) in relevante en reële concentraties in bufferoplossingen en in specifieke sample oplossingen.
  • Is een in-line meting mogelijk?
    • Procesanalyse om na te gaan of in-line analysemethode haalbaar is (en waar deze sensoren dan bij voorkeur geplaatst worden), zodat er snel en accuraat beslissingen kunnen genomen worden mbt het hergebruik van waswater.
  • Is de implementatie van deze techniek economisch haalbaar?
    • Economische analyse van mogelijke kostprijs en tijdswinst van de MIP-sensoren (afhankelijk van de materialen die nodig zijn om de MIP te maken) t.o.v. alternatieve werkwijzen via staalname en analyse in een gespecialiseerd labo.

Het resultaat van de studie is een go/no go beslissing om al dan niet een innovatietraject op te zetten om de sensoren verder te ontwikkelen, deze in duurtesten op verschillende producten te testen en te demonstreren in de pilootinfrastructuur VEG-i-TEC. 

DOELGROEPBEDRIJVEN EN -SECTOREN

De directe doelgroep van deze studie zijn de bedrijven die groenten en fruit versnijden en verpakken (zogenaamde 4de gamma), bedrijven die diepvriesgroenten of conserven maken en aardappelverwerkers. Deze bedrijven worden in dit project vertegenwoordigd  via Vegebe en Belgapom, de erkende beroepsfederaties van respectievelijk de groenten- en aardappelverwerkende industrie.

UITVOERDERS

UHASSELT - IMO-IMOMEC

In het onderzoeksinstituut imo-imomec werken ongeveer 155 onderzoekers (75 PhD-studenten, 27 postdoctoraal onderzoekers, 25 permanente en 24 technisch en administratief personeelsleden). Het instituut is een gezamenlijk initiatief van IMEC en UHasselt, gespecialiseerd in de ontwikkeling van materialen voor geavanceerde toepassingen. Hierbij wordt de expertise van de drie universitaire departementen (chemie, fysica en ingenieurswetenschappen) gebundeld om zowel fundamenteel als toegepast onderzoek uit te voeren binnen verschillende domeinen met speerpunten in energie- en sensortechnologie. 

In het kader van het sensoronderzoek heeft imo-imomec een belangrijke track record opgebouwd. Gedurende de afgelopen jaren is een grote hoeveelheid kennis opgebouwd in de ontwikkeling en technologie van sensoren, micro-fluïdica en synthetische receptoren (MIPs), én de integratie in sensoren. Zo heeft men aangetoond selectief en specifiek kleine moleculen te kunnen opsporen in allerhande matrices gaande van urine, speeksel, darmsappen, bloedplasma, bloed, enz. Verder is er met dezelfde technieken SNP detectie aangetoond met DNA gefunctionaliseerde electroden en konden cellen geïdentificeerd worden. Het instituut is eveneens eigenaar van een aantal octrooien in dit domein.

Biosensorontwikkeling is een van de speerpunten van het instituut, met focus op sensortechnologie op basis van de warmte-overdracht methode of impedantie spectroscopie. Deze activiteiten en de onderzoeksgroep Nanobiophysics and Soft Matter Interfaces worden geleid door Prof. Ethirajan. Het sensoronderzoek in de groep van Prof. Ethirajan sluit nauw aan bij de andere onderzoeksgroepen van het instituut en wordt ondersteund door een nauwe samenwerking met Prof. Thoelen (Biomedical Device Engineering groep) voor de vertaling van kennis naar device engineering. De groep van Prof. Thoelen heeft expertise in elektronica, ontwikkeling van flow-cellen, software en data-acquisitie gerelateerd aan de impedimetrische en warmteweerstand metingen. Vanuit het instituut zijn er op dit moment activiteiten opgestart om rond de sensortechnologie op basis van de thermische detectie, een spin-off bedrijf op te richten. De voorbereidende fase is volop aan de gang en de effectieve oprichting wordt in 2018 verwacht.

UGent

Betreffende UGent zullen de expertises van het Laboratorium voor Voedingsmicrobiologie en Biotechnologie (LFMB) van de Campus Kortrijk (Prof. Sampers) en het Labo voor Fytofarmacie (LF) dat behoort tot de afdeling Gewasbescherming van de Faculteit Bio-ingenieurswetenschappen (Prof. Spanoghe) ingezet worden. 

LFMB heeft de laatste 7 jaar heel wat expertise en netwerk (met de sectororganisaties, bedrijven alsook andere kennisinstellingen nationaal en internationaal) opgebouwd rond waterkwaliteit, waterbehandeling en dit in de agrifood-industrie. Specifiek focust het onderzoek binnen het LFMB op de bepaling en productie van bioactieve moleculen die gerelateerd zijn aan de functionele en nutritionele waarde van levensmiddelen. Ook worden huidige en innovatieve technologieën geëvalueerd die als interventiestrategieën kunnen dienen om de kwaliteit van de eindproducten, alsook het irrigatie- of proceswater in voedingssystemen te verbeteren. Tijdens de productie van levensmiddelen, wordt water  in het proces gebruikt om te koelen, te wassen, te transporteren, … Dit water komt in contact met de levensmiddelen en kan een bron van chemische en microbiële contaminatie zijn. Het onderzoek focust zich op het inschatten van de risico’s en zal ook de middelen/technologieën onderzoeken om de waterkwaliteit te borgen. 

Het LF is vooral ervaren in de studie van de residuen van bestrijdingsmiddelen op gewassen en omgevingsmonsters (bodem, water en lucht) en de studie van bijwerkingen bij pesticide behandelingen. Drie belangrijke thema’s zijn uitgewerkt: chemische analyse van pesticiden, formulering en toepassing van pesticiden en menselijke (voedselveiligheid) en omgevingsblootstelling aan pesticiden. Het laboratorium is zeer bedreven in de controle op residuen van bestrijdingsmiddelen in gewassen en levensmiddelen en omgevingsmonsters (bodem, water en lucht), en de studie van de mogelijke bijwerkingen van het gebruik van pesticiden en chemische risicobeoordeling en risicomanagement. 

Vegebe

Vegebe is de beroepsvereniging voor handel en verwerking van industriegroenten en werkt nauw samen met landbouworganisaties. Nele Cattoor is recent algemeen secretaris van Vegebe en ondersteunt Romain Cools al verschillende jaren bij de innovatiedossiers van Vegebe en Belgapom. Zij zal haar kennis over de sector (Europees), juridische en beleidskennis en expertise inzake de aardappel- en groentenverwerkende industrie inbrengen. 

Deelnemen

Het project start op 1 juni 2018 en loopt tot 31 mei 2019 (projectduur: 12 maanden), tot die tijd is deelname steeds mogelijk. Nadien kunnen de resultaten opgevraagd worden (mits betaling). Bij vragen over deelname, contacteer Ellen Fierens.