„Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply...

43
Trends und Zukunftsperspektive n der Lebensmittelherstellung „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe der Handelskammer Bozen am 04.05.2015 Dr. Volker Heinz, Dr. Knut Franke German Institute of Food Technologies (DIL e.V.) Quakenbrück

Transcript of „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply...

Page 1: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Trends und Zukunftsperspektive n der Lebensmittelherstellung

„Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe der Handelskammer Bozen am 04.05.2015

Dr. Volker Heinz, Dr. Knut Franke German Institute of Food Technologies (DIL e.V.) Quakenbrück

Page 2: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Trends und Zukunftsperspektive n der Lebensmittelherstellung

Agenda

Was ist das Deutsche Institut für Lebensmitteltechnik e.V.? Wie ist der aktuelle Stand der Lebensmittelherstellung? Welche Herausforderungen erwarten die Lebensmittelherstellung in den nächsten Jahrzehnten? Bevölkerungswachstum und Nahrungsmittelversorgung Nachhaltigkeit und Gesundheit Urbanisierung Was ist aus verfahrenstechnischer/technologischer Sicht zu erwarten?

Page 3: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Daten & Fakten

gegründet 1983

Rechtsform reg. Verein

Direktor Dr. Volker Heinz

Mitglieder > 150

Mitarbeiter 160

Patente 2012 29

Mission ‘Wissen für innovative Lebensmittel‘

Page 4: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Mitgliedschaft

Vorteile

Page 5: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

DIL - Mitgliedsunternehmen und -organisationen

Page 6: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

DIL - Organisationsstruktur

Page 7: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative
Page 8: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Erweiterung des DIL

Page 9: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Trends und Zukunftsperspektive n der Lebensmittelherstellung

Agenda

Was ist das Deutsche Institut für Lebensmitteltechnik e.V.? Wie ist der aktuelle Stand der Lebensmittelherstellung? Welche Herausforderungen erwarten die Lebensmittelherstellung in den nächsten Jahrzehnten? Bevölkerungswachstum und Nahrungsmittelversorgung Nachhaltigkeit und Gesundheit Urbanisierung Was ist aus verfahrenstechnischer/technologischer Sicht zu erwarten?

Page 10: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative
Page 11: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Source: Nonhebel, S. Global food supply and the impacts of increased use of biofuels

Energy 37 (2012) 115-121

The relative consumption of animal origin food products (share in total calories consumed) in relation to GDP per capita Data are for the years 1990-2005 (GGDC , FAOSTAT)

Page 12: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Energieaufnahme aus Lebensmitteln und Übergewicht

Page 13: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Share of turnover in the manufacturing industry (%)

Share of value added in the manufacturing industry (%)

Share of employment in the manufacturing industry (%)

STRUCTURE OF THE EU FOOD INDUSTRY

Turnover Value added Employment

Page 14: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

DISTRIBUTION OF TURNOVER, EMPLOYMENT AND VALUE ADDED IN SUB-SECTORS

Page 15: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Trends und Zukunftsperspektive n der Lebensmittelherstellung

Agenda

Was ist das Deutsche Institut für Lebensmitteltechnik e.V.? Wie ist der aktuelle Stand der Lebensmittelherstellung? Welche Herausforderungen erwarten die Lebensmittelherstellung in den nächsten Jahrzehnten? Bevölkerungswachstum und Nahrungsmittelversorgung Nachhaltigkeit und Gesundheit Urbanisierung Was ist aus verfahrenstechnischer/technologischer Sicht zu erwarten?

Page 16: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Challenges for the European Food Industry

Source: European Parliament, IC STOA 2013/122

Page 17: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Population GDP Food Production Unused bio-capacity

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Mp

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

T$ / yr

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Mt

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

Mgha

Club of Rome, Outlook 2052

Food Production Perspective 2052

Page 18: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Changes in population

Page 19: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Global needs for biomass

Page 20: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

MALNUTRITION

Page 21: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Urbanization and megacities

Page 22: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative
Page 23: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Driver for Innovation: Small-Scale Food Production Systems Example: Micro-Breweries in New York

Page 24: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Trends und Zukunftsperspektive n der Lebensmittelherstellung

Agenda

Was ist das Deutsche Institut für Lebensmitteltechnik e.V.? Wie ist der aktuelle Stand der Lebensmittelherstellung? Welche Herausforderungen erwarten die Lebensmittelherstellung in den nächsten Jahrzehnten? Bevölkerungswachstum und Nahrungsmittelversorgung Nachhaltigkeit und Gesundheit Urbanisierung Was ist aus verfahrenstechnischer/technologischer Sicht zu erwarten?

Page 25: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

TRENDS OF FOOD INNOVATION IN EUROPE

Quelle: CIAA

Page 26: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Food Processing

Food Processing: “Transformation of raw ingredients and intermediates into products intended for human consumption, with the purpose to improve the digestibility, bio-availability of nutrients and energy, taste, appearance, safety, storability and distribution” Three major aims: To make a sufficiently stable food product, that is safe (microbiologically

and chemically) for human consumption To give the product the required intrinsic quality aspects, e.g.

digestibility, nutrient content, flavour, colour and texture To add value to the product on other aspects, e.g. convenience, lifestyle

and marketing

Source: European Parliament, IC STOA 2013/122

Page 27: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

FOOD PROCESSING FOOD PROCESSING

Page 28: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

FOOD PROCESSING

Page 29: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

FOOD PROCESSING

Page 30: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

The criteria for selecting the novel technologies are:

Retailing Trends

• Proper labelling

• Extended shelf life

• Intelligent packaging

• More local products

• Mild processing food and freshness

• An adequate margin

• Extension of assortment

Consumer Trends

• Health

• Functional foods

• Convenience

• Bundling

• Pleasure

• Sustainability

• Authenticity

Novel Technologies Selection

Page 31: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Technology options and their impact on food manufacturing

Technology option Improvement of Reduction of

Product dev. Quality Safety Energy Water Loss

Sensor technology + +++ +++ ++ ++ ++

Sustainable packaging and refrigeration climate control

++ +++ +++ + + +++

Non-thermal pasteurization and sterilization

++ +++ ++ + + ++

Novel processes for utilization of by-products

+++ ++ ++ ++

Alternative processes requiring less energy and water

+ + + +++ +++ +

Plant-based meat alternatives

+++ ++ ++ +++* +++* ++

Information and knowledge transfer

+++ ++ +++ +++ +++ +++

Acc. to : European Parliament, IC STOA 2013/122

* considering the whole chain

Page 32: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

PEF Principle

PEF preservation

PEF extraction

+ -E

Pulsed Electric Field (PEF) Principle Overview

Page 33: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Pulsed electric field PEF- industrial scale units at DIL + -E

Pulsed Electric Field (PEF)

Page 34: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Ohmic heating instrument - pilot scale

Ohmic Heating

Page 35: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Shockwave Processing Pressure-Time-Domain

Page 36: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Meat tenderization

Oyster shucking

GPa

pressure,

but µs

timescale

Shock Generation

Shockwave Processing

Page 37: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Shockwave Processing

Power supply

underwater

discharge

exploding

wire

capacitor

bank

switch

Shock generation by electrical energy

Page 38: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Control: Magnification 7100X.

Early deboned Holstein beef

before processing. Intact

myofibrils.

Shockwave processed:

Magnification 19500X.

Early deboned Holstein beef

after processing.

Shockwave Processing Meat tenderization

Page 39: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Inactivation

Swelling

Disintegration

mic

ro

bes

sta

rch

ti

ssu

e

lip

ids

Transition

pro

tein

s

Unfolding

High pressure effects on biomaterials

39 | 25

High Pressure Processing (HPP)

Page 40: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Freshness Indicators

Packaged golden drop with food spoilage indicator label.

Green = fresh; orange = warning

Intelligent Packaging

Page 41: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

There are two parts to the TTI - an outer dark circle and an inner light circle. As long as the inner circle is still lighter than the outside circle, the MREs are supposed to be good

Humidity Sensitive Polymer Hologram

Oxygen Indicator

Oxygen indicator in Taro cake in Taiwan

Intelligent Packaging

Page 42: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

Challenges of food processing

• Innovative Food Structures

• New Taste and Flavors for Global Consumers

• Increased Long-Term Stability (Better Quality - Less Waste)

• Short-Term Stability in Urban Production Schemes

• Adjusted Energy & Nutrient Density of Foods

• High Quality Foods with Reduced Impact on Ressources

Page 43: „Zukunftswerkstatt Südtirol“ – Veranstaltungsreihe …...2015/05/04  · Global food supply and the impacts of increased use of biofuels Energy 37 (2012) 115-121 The relative

iFood Conference 2015

http://www.ifoodconference.com/about-ifood/