Bei der Produktion von Lebensmitteln sowie entlang der gesamten Supply Chain werden große Mengen Energie umgesetzt, Ressourcen, wie Trinkwasser, verbraucht und klimaschädliche Treibhausgase, wie Methan oder CO2, freigesetzt. Gleichzeitig wird ein beachtlicher Anteil der produzierten Lebensmittel ohne Verzehr verworfen. Dies trifft in besonderem Maße auf kühlpflichtige Lebensmittel zu, denn es sind gerade Produkte mit kurzen Haltbarkeitszeiten von weniger als 4 Wochen und somit kurzen Vermarktungsfenstern, die entlang ihrer Supply Chain verderben. Um die Menge der Ausschüsse zu reduzieren und eine nachhaltige Lebensmittelproduktion zu gewährleisten werden Forderungen nach langen Haltbarkeitszeiten lauter, da dies die Verweilzeit der Produkte in den Ketten bzw. das Vermarktungsfenster entsprechend verlängert. Für die Implementierung von Technologien oder durch Prozessänderungen, die zu einer Verlängerung der Haltbarkeit führen, werden wiederum Energie verbraucht, Ressourcen verwendet und Treibhausgase emittiert. Bisher fehlen Möglichkeiten den Einsatz verschiedener Technologien oder Veränderungen im Prozess hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit und der Bedeutung für die Umwelt zu bewerten.
Ziel des Promotionsvorhabens ist es daher, ein Modell sowie ein Softwaretool zur Bewertung der Nachhaltigkeit von kühlpflichtigen Lebensmittelketten in Abhängigkeit von produktions- und prozessspezifischen Parametern am Beispiel geflügelfleischerzeugender Ketten zu entwickeln. Im Modell werden dabei Haltbarkeitszeiten als Funktionen von produktions- und prozessspezifischen Parametern berechnet und die damit einhergehenden Auswirkungen auf die Energie- und Ressourcenbilanzen, die Ausschüsse entlang der Kette und die Freisetzung von Treibhausgasen, bestimmt.
Das Promotionsvorhaben ist in verschiedene Arbeitspakete (AP) gegliedert. Im AP1 wird eine Prozessanalyse durchgeführt, in der relevante prozess- und produktspezifische Parameter für geflügelfleischerzeugende Ketten definiert werden. Weiterhin wird ein Modell erstellt, welches die quantitativen Auswirkungen der Haltbarkeit auf die Ausschüsse entlang der Produktions- und Lieferkette beschreibt und der Einsatz von neuen Technologien zur Optimierung von Haltbarkeitszeiten wird analysiert. Im AP2 werden typische Temperaturprofile entlang verschiedener Supply Chains in Abhängigkeit der produktions- und prozessspezifischen Parameter mittels Monte-Carlo Simulation berechnet und die hieraus resultierenden Haltbarkeitszeiten durch Modelle der Prädiktiven Mikrobiologie bestimmt. Ausgehend von diesen Ergebnissen werden in AP3 die zu den simulierten Temperaturprofilen zugehörigen Energie- und Ressourcenbilanzen, sowie der Ausschuss der Supply Chains und die Emission von Treibhausgasen in Abhängigkeit der berechneten Haltbarkeitszeiten bestimmt. In AP4 wird das Softwaretool entwickelt, in dem die unterschiedlichen Modelle aus den AP1-3 integriert bzw. verknüpft werden. Die Software wird in PHP und JavaScript in Kombination mit mySQL-Datenbanken erstellt. Das am Beispiel der geflügelfleischerzeugenden Kette beschrieben Vorgehen soll durch die Entwicklung eines Konzepts in AP5 auch auf andere Produkte, Technologien und Prozesse adaptierbar sein
Das Softwaretool ermöglicht Unternehmen neue Prozesse in Hinblick auf Nachhaltigkeitsaspekten effizienter über die gesamt Supply Chain zu planen und zu bewerten. Ebenso kann es in der Industrie zur quantitativen Optimierungsanalyse von Prozessen genutzt werden. Darüber hinaus wird es auch bei der Lehre in der Ausbildung von Studenten der Logistik oder der Lebensmittelwissenschaften zur Anwendung kommen.