Lifting sustainable food science from lab to industry: An experimental study and development of a Soluble Gas Stabilisation (SGS) flow concept using low-cost off-the-shelf components
Abstract
Bærekraftsspørsmål er viktige for designinteressenter. Mattrygghet er avgjørende for menneskershelse og en betydelig bidragsyter til klimaendringer. Matsvinn og emballasjebruk er problemeri dagens matindustri. En potensiell teknologi for å redusere matsvinn og bruke mindre emballasjemateriale er implementeringen av Soluble Gas Stabilization (SGS). SGS er en utvikling avModified Atmosphere Packaging (MAP) som er i butikker i dag. Her løses bakteriostatisk CO2opp i et matprodukt for å øke holdbarheten. Tidlig-fase forskning i labratorier i har blitt gjort for å verifisere den mikrobiologiske effektiviteten til SGS. Forskningen er imidlertid begrenset til detbiologiske aspektet og utforsker ikke de virkelige implikasjonene og optimaliseringen denne teknologien har potensial til å bli. For eksempel oppnår MAP bakteriostatiske egenskaper etter noendager, og laboratorieskala SGS oppnår dette etter noen timer, mens ingen forskning har forsøkt åbruke s å lite tid som mulig, f.eks. 5 minutter ved høyt trykk. Derfor, i denne oppgaven, har eneksperimentell tidligfase prototype strømningskammer for SGS blitt utviklet, prototypet og testet.Arbeidet i denne oppgaven er starten på to publikasjoner som skal sendes til Design 2024 og Journalof Food Engineering. Testresultatene i denne oppgaven er et sammenligningseksperiment med eks-isterende statisk SGS behandling. Noe mer utvikling er nødvendig og Strømningskammerdesignetkan hjelpe forskere med å utvikle og optimalisere en måte for at SGS-teknologien blir tatt i bruki næringsmiddelindustrien. Sustainability issues are important for design stakeholders. Food safety is crucial for human healthand a significant contributor to climate change. Food waste and packaging usage are problems intoday’s food industry. A potential technology to reduce food waste and use less packaging material is the implementation of Soluble Gas Stabilisation (SGS). SGS is a development of ModifiedAtmosphere Packaging (MAP) seen in stores today, where bacteriostatic CO2 is dissolved into afood product to increase shelf life. Lab-scale, early-phase research has been done to verify themicrobiological effectiveness of SGS. However, the research is limited to the biological aspect anddoes not explore the real-world implications and optimization this technology has the potential tobecome. E.g, MAP achieves bacteriostatic properties after a few days, and lab-scale SGS achievesthis after a few hours, while no research has tried to use as little time as possible, e.g. 5 minutes athigh pressures. Therefore, in this thesis, an experimental early-phase prototype SGS flow chamberhas been developed, prototyped and tested. The work done in this thesis is the start of two publications going to be submitted to Design 2024 and the Journal of Food Engineering. The experimentconducted in this thesis is a comparison experiment with existing static SGS research. The resultssuggest some more development is needed before proper amounts of data are able to be collected.The thesis concludes that the flow chamber design may help researchers develop and optimize away for the SGS technology to be widely adopted in the food processing industry.