מערכות עיבוד מזון בר-קיימה

אחד הטרנדים הבולטים ביותר בשנים האחרונות בענף המזון נוגע לקיימות. ליתר דיוק, ההתקדמות הטכנולוגית של ייצור ועיבוד מזון ברמה הבאה מונעת יותר ויותר על ידי הצורך הדחוף לייצר 60% יותר מזון כדי להאכיל אוכלוסיית עולם מוערכת של 9.3 מיליארד עד 2050. לפי מכון המשאבים העולמי, לשם כך יידרשו פתרונות חדשים לצמצום השפעת החקלאות על האקלים, המערכות האקולוגיות והמים ולשיפור היעילות לאורך שרשרת אספקת המזון. כפי שציין פעם חוסה גרציאנו דה סילבה, לשעבר המנכ"ל של ארגון המזון והחקלאות של האו"ם, "אין לנו ברירה אלא לצאת למהפכה ירוקה יותר."

עורכי טכנולוגיית מזון בחנו וסקרו מחקרי שוק בתעשייה ושוחחו עם מדענים ומומחים של תעשיית המזון כדי לגלות לאילו טכנולוגיות מזון יש פוטנציאל לקדם את הפיתוח של מערכות עיבוד מזון בר-קיימה בשנת 2023 ואילך. הנה שלושת הטרנדים המובילים.

טכנולוגיות Alt-Protein

רוב קטגוריות המזון הצומח חוות צמיחה דו-ספרתית מהירה, טרנד המונע במידה רבה על ידי ביקוש הצרכנים למזונות העונים לדאגות הבריאות ולסביבה. בשנת 2020, הקטגוריות המובילות שצמחו במהירות היו ביצים, ממרחי חלב, מטבלים, שמנת חמוצה, רטבים ובשר - כולם על בסיס צמחי. בין החלבונים האלטרנטיביים, חלב מהצומח הסתכם ב-2020 ב-2.5 מיליארד דולר במכירות, ובשר מן הצומח הסתכם ב-1.4 מיליארד דולר, גידול של 45% לעומת 2019.

"טרנד טכנולוגיית המזון הגדול ביותר ב-2023 הוא יותר חלבון", ציין אייל אפרגן, מייסד ומנכ"ל משותף ב-Imagindairy, והוסיף שהטרנד שהחל בעולם תזונת הספורט, עשה את דרכו למיינסטרים. "עם המודעות העולמית לתזונה בריאה, צרכנים מחפשים תכולת חלבון גבוהה יותר בסוגים רבים יותר של מוצרים. לכן חלבונים אלטרנטיביים ימשיכו לצמוח כמרכיב עיקרי במוצרים חדשים."

ארלין וסרמן, מייסדת ומנהלת ייעוץ אסטרטגיית מזון שינוי טעמים, מסכימה: "אהבתנו לבידוד חלבונים הולכת להתפתח לריכוזי חלבון. ייתכן שהסויה האמריקנית תצא כמנצחת. המרדף אחרי טביעות פחמן נמוכות יותר ופחות עיבוד, יסייע לנו לממש את תהליך הבידוד וטביעת הרגל הגדולה יחסית, ונוכל לדלג עליה ולאכול שעועית מרוסקת ומרוכזת, במיוחד כזו שגודלה עם תכולת חלבון גבוהה יותר."

בסיס צמחי, מיקרופרוטאינים, בשר מתורבת ופירות ים או חרקים אכילים - בכל מקרה מומחים מציינים שיש צורך דחוף לפתח מהר מגוון טכנולוגיות מזון אל-חלבון בר-קיימה, כולל דיוק ותסיסה ביומסה, הדפסה בתלת-ממד, שיטות ביולוגיה אנזימטית ומולקולרית ועריכת גנום CRISPR-Cas9.

לו קופרהאוס, נשיא ומנכ"ל BlueNalu, חברת חקלאות ימית סלולרית פורצת דרך, אומר שבעשור האחרון חל שינוי בהתנהגות הצרכנים ברחבי העולם, בד בבד עם התפתחויות חדשות בטכנולוגיית המזון, שלדעתו יביאו לטרנספורמציה כוללת של העולם הגלובלי מבחינת אספקת חלבון בעשורים הבאים. צרכנים דורשים יותר ויותר שקיפות לגבי ההשלכות הבריאותיות, הסביבתיות והאתיות של המזון שהם קונים, הוא אומר.

"בד בבד עם שינויים צרכניים, פותחו טכנולוגיות מבוססות צמחים, תסיסה ותרבות תאים, כדי לאפשר פתרונות חדשים להשלמת שרשרת אספקת המזון הגלובלית שלנו", אומר קופרהאוס, ומציין כי המוצר המסחרי הראשון של BlueNalu יהיה טורו של טונה כחולת סנפיר בתרבית תאים שישווק לשירותי מזון מובחרים ברחבי העולם.

קופרהאוס מצטט ממחקר משנת 2019 של קירני, שלפיו בעוד 20 שנה, רק 40% מצריכת הבשר העולמית יגיעו ממקורות קונבנציונליים. מקורות חלבון בתרבית תאים יהיו הצמיחה המהירה ביותר, ונתח השוק שלהם יגדל בהתמדה. הוא מציין כי בשוק כבר מתחילים לראות את המעבר מתרחש, שכן ההשקעות העולמיות בחברות סטארט-אפ מתורבת תאים היו יותר מפי שלושה משנה לשנה, מ-2020 עד 2021, ואילו ההשקעה בסטארט-אפים מבוססי צמחים ירדה מעט בזמן הזה.

טכנולוגיות טרנספורמציה דיגיטלית

שילוב של תעשיית 4.0, או טרנספורמציה דיגיטלית, השתלבה לאט יותר במגזרים מסוימים לאורך השנים בתעשיות עיבוד המזון והמשקאות, אך מגפת COVID-19 ומחסור בכוח אדם מניעים רמות חדשות של אימוץ במפעלי הייצור. בארבעת מושגי המפתח של טרנספורמציה דיגיטלית - איסוף וניתוח נתונים, קישוריות, ניטור מתמשך ואופטימיזציה של תהליכים - יש פוטנציאל רב לפיתוח טכנולוגי, בעיקר באמצעות אוטומציה של מכונות ותוכנה.

על פי דו"ח שנעשה לאחרונה על ידי PMMI, The Association for Packaging and Processing, החברות הגדולות יותר של מוצרי צריכה ארוזים ממשיכות לבצע אוטומציה ולשלב פתרונות Industry 4.0 בקצב מהיר יותר מחברות קטנות ובינוניות, אבל ארגונים קטנים יותר משקיעים בטכנולוגיות ייצור חכמות בקצב קבוע. היצרנים שנסקרו בדו"ח - "Automation Timeline: The Drive Toward 4.0 Connectivity in Packaging and Processing" - הרחיבו באופן פעיל הן את האוטומציה של המכונות והן את התוכנה בחמש השנים האחרונות ו"נותר מקום רב להמשך צמיחה בעשור הבא."

חיישנים והתקנים תעשייתיים של האינטרנט של הדברים (IIoT) למדידה, למעקב ולאיסוף נתונים יעילים יותר, וכן בינה מלאכותית ולמידת מכונה לניתוח יעיל יותר של נתונים שאפשר להשתמש בהם כדי לייעל תהליכים, הם בין טכנולוגיות הטרנספורמציה הדיגיטלית שסביבן מצפים יצרני CPG להתאגד ברמה מסוימת בשנים הקרובות.

בשנת 2021 הצהירה קבוצת אלופי המנכ"ל של הפורום הכלכלי העולמי (WEF) בנושא האצת טרנספורמציה דיגיטלית בעולם שלאחר COVID-19, כי תעשיית 4.0 יכולה לתמוך גם ביוזמות קיימות של חברה. "קיימת הזדמנות עצומה לארגונים להניע פתרונות בני-קיימה יותר", ציינה הקבוצה בדוח שלה, Bridging Digital and Environmental Goals. "לדוגמה, ההערכה היא שהסיוע של בינה מלאכותית בתכנון פסולת מזון, שמירה על מוצרים וחומרים בשימוש וחידוש מערכות טבעיות, עשוי להגיע ל-127 מיליארד דולר בשנה ב-2030."

עוד אמרה הקבוצה, שמערכות טרנספורמציה דיגיטליות עשויות להפחית את ההשפעות הסביבתיות על ידי אופטימיזציה של שימוש במשאבים, הפחתת פסולת והגברת יעילות האנרגיה. "השימוש בפלטפורמות לשיתוף נתונים ומעקב מספק הן נראות והן אחריות, לעיתים קרובות בזמן אמת, ובכך מפחית את ההשפעות הסביבתיות לפני שהן מוגדלות", קבעה קבוצת WEF.

פול קאפר, מנהל Anabasis Technical Consulting ולשעבר ראש הנדסה של Smithfield Foods מעיר, כי ההערכה היא שהאבולוציה הטכנולוגית עולה על האבולוציה האנושית בפקטור של 1,000. עם זאת הוא מציין, בטווח הקרוב חברות מתגברות על האתגר ובוחרות אסטרטגיות שמתאימות לצרכים האסטרטגיים שלהן ונמצאות במסגרת היכולות של הצוות שלהן. הטכנולוגיות הנפוצות ביותר של Industry 4.0, שכבר נראה שחברות מזון בוחרות לשלב בפעילותן, הן אוטומציה, שילוב תהליכים ואיסוף נתונים.

"אוטומציה נחשבת כזו שמספקת מענה לשוק העבודה ההדוק ותורמת להפחתת עלויות", אומר קאפר. "הדבר הואץ על ידי המגיפה מכיוון שחברות ראו שהפחתת מספר העובדים מסייעת ומהווה מניע נוסף להשקעה."

הוא מוסיף כי האתגר ביישום טכנולוגיית Industry 4.0 במיתקנים ישנים רבים הוא שאין מספיק מקום לתיקון פתרונות אוטומטיים, ויצירת שטח נוסף מוסיפה להשקעה. "ספקי ציוד מכירים באתגר זה ופיתחו שיטות חדשניות כגון מסועים שיכולים לפעול ברדיוס קטן יותר או עם טכנולוגיה שתעזור לבצע פניות חדות יותר ולהקטין את האורך, או רובוטים שיכולים לארוז ולשטח."

איסוף נתונים ושילוב תהליכים קשורים זה לזה, מוסיף קאפר. ציוד שיכול לתקשר לאורך התהליך יכול להעביר נתונים כדי לעזור להחליק עליות מתח ולמנוע שיבושים. איסוף נתונים ושימוש בכלים אנליטיים עשוי לעזור למנהלים להעריך את הביצועים בזמן אמת ולהיות חלק מגישת התחזוקה החזויה לאופטימיזציה, שתעזור לשמור על מגמת הטרנספורמציה הדיגיטלית בראש מעיינינו בעתיד הנראה לעין.

"קשה להתמודד עם הטכנולוגיה הזו מכיוון שהיא מצריכה מערכי מיומנויות מסוימים, הכשרה חזקה והתמקדות מתמדת באופן הפעולה של הרשת", אומר קאפר. "זה שווה את המאמץ. מיתקנים שהטמיעו תכונה זו של Industry 4.0 זכו ברווחים גבוהים יותר."

טכנולוגיות בטיחות מזון

במבט ראשון, טכנולוגיות חדשניות לבטיחות מזון אולי לא נראות קשורות ישירות ליוזמות הקיימות של חברת מזון, אבל השימוש בהן עשוי להשפיע לטובה על היעדים הירוקים של המעבד תוך אופטימיזציה של מערכות הגנת מזון, אומר לארי קינר, רשות תהליכים ונשיא, מנכ"ל יועצי בטיחות מוצרים בינלאומיים. לדוגמה, ההכרח בזמן המגיפה הביא להתקדמות בפיתוח טכנולוגיות חיטוי יעילות ובטוחות מבוססות אור כגון אור אולטרה סגול ודיודות פולטות אור.

"טכנולוגיית חיטוי מבוססת אור היא דוגמה טובה לאופן שבו טכנולוגיה יכולה לספק את בטיחות המזון ובו בזמן להפחית את ההשפעה הסביבתית הנובעת מייצור מזון", מסביר קינר. "טיפולי חיטוי UV ו-LED מצריכים פחות שימוש בכימיקלים ביישומי עיבוד מזון ותברואה סביבתית, והוכחו כמפחיתים את השימוש במים. לגבי איכות האוויר הירודה במפעלי עיבוד מזון, חלק מהטכנולוגיות מבוססות האור האלו ששולבו עם מערכות HVAC, הוכחו כמבטלות ביעילות עובש ווירוסים. אני חושב שלטכנולוגיות האור האלו יש עתיד גדול בקידום בטיחות המזון."

טכנולוגיית אלומת אלקטרונים באנרגיה נמוכה (LEEB) היא התערבות נוספת בבטיחות מזון, שלדעת קינר תעמוד במרכז הבמה בעתיד המיידי. LEEB איננה תרמית, נקייה מכימיקלים וממים ואינה כרוכה בשימוש בחומרים רדיואקטיביים, אומר קינר, לפיכך יש לה יתרון חיובי של השבתת פתוגנים ונגיפים מזיקים בלי לפגוע בסביבה.

חברה אחת קיבלה לאחרונה את הסכמת ה-FDA לשיטת טביעת הרגל הקטנה של רצפת הייצור שלה, להפקת אלומות אלקטרונים בעלות אנרגיה נמוכה לטיפול בתבלינים, שלדעת קינר תקל את האימוץ של הטכנולוגיה והטמעתה בקווי עיבוד.

במונחים של בטיחות מזון, חברות מחפשות וימשיכו לחפש טכנולוגיות המאפשרות להן לנטר בקרה מונעת ונקודות איכות בתהליכי ייצור מזון באופן מהיר יותר, מדויק יותר ומתמשך, מציין ריצ'רד שטייר, מדען מזון, יועץ, מסונומה שבקליפורניה. שטייר מציין שמעבדי מזון, משקאות ורכיבים צריכים להבטיח שהמזונות שהם מייצרים בטוחים, בריאים ועמידים במפרט האיכות הקבוע של החברה, והוא צופה שטכנולוגיית המזון תתקדם בעיבוד בטווח הקרוב.

"דוגמה טובה לכך היא טכנולוגיית רנטגן לזיהוי חומרים זרים, שנהפכה למהירה וזולה יותר לשימוש", מסביר שטייר. "יש עניין רב במציאת פוטנציאל גדול יותר מכל החומרים - זכוכית, אבנים, פלסטיק קשיח או עצם. למרות שהטכנולוגיה הזו עדיין מאותגרת על ידי גודלם של החפצים, קמעונאית רב-לאומית אחת דוחפת את הספקים שלה לאמץ טכנולוגיית רנטגן. לפיכך סביר להניח שנראה שיפור של המערכות האלו."

שטייר גם מצפה שבטווח הקרוב חברות מזון יאמצו יותר ויותר רובוטיקה או מערכות אוטומטיות אחרות שמאיצות את פעולות העיבוד והאריזה ומאפשרות להן לפעול באופן יעיל יותר ועם פחות עובדים. "אני מאמין שגם טכנולוגיית הסריקה תיכנס ליותר פעולות", אומר שטייר, ומציין ש-Campbell Soup עושה זאת כבר כמה שנים במחסנים שלה. "החברה אימצה טכנולוגיית סריקה כפולה, אשר לא רק סורקת ברקודים אלא גם קודי יום המציינים מוצר ויום אריזה כדי למנוע תיוג שגוי של שימורים. אם הם לא מתיישרים, הם עוצרים את הקו ומעריכים מחדש."

הילוך מהיר לעתיד

מינוף מוצלח של המגמות בטרנספורמציה דיגיטלית, חלבון חלופי וטכנולוגיות בטיחות מזון, יחייבו חברות מזון לזהות הזדמנויות לאופטימיזציה בתוך התהליכים והעסקים האישיים שלהן, מסכם קינר. "הכי טוב להחליט אילו טכנולוגיות מתפתחות מתאימות ביותר לעסק בשלב מוקדם. המפתח הוא להכיר את התהליכים על בוריים."

הכתבה תורגמה מהאתר FOOD TECHNOLOGY MAGAZINE, מאת Julie Bricher.

לפרטים נוספים