Verpakkingen die de houdbaarheid in de gaten houden met een sensor zouden verspilling flink kunnen verminderen. Toch worden ze nog weinig gebruikt. Een sensor die een aantal Britse onderzoekers ontwikkelen zou dat kunnen veranderen.
Smart packaging is een van de trends als het om voedselverpakkingen gaat. Een ‘slimme verpakking’ draagt niet alleen bij aan de houdbaarheid van een product, maar houdt er ook een oogje op. Met behulp van geïntegreerde sensors zou een verpakking data kunnen verzamelen over de staat van het product. Die data kan weer worden gebruikt door producenten, leveranciers en retailers om ketens te verbeteren. Ook de consument zou een seintje kunnen krijgen wanneer iets niet meer eetbaar is.
Dat is de theorie. Toch zijn de slimme verpakkingen nog geen gemeengoed, want de industrie heeft bestaande smart packaging-technologieën zijn nog niet omarmd. De meeste opties zijn te duur of complex om commercieel haalbaar te zijn, kunnen niet communiceren met digitale systemen of hebben ongewenste gevolgen in de praktijk.
Elektrische geleiding
Britse onderzoekers hebben nu een sensor ontwikkeld die niet alleen erg goedkoop en simpel te maken is, maar ook met een digitaal systeem zou kunnen communiceren. Hun PEGS (paperbased electrical gas sensor) bestaat uit cellulosepapier waarop koolstofelektroden geprint worden. Papier is van nature een beetje nat; om de papiervezels zit een dun laagje water. De sensor meet de elektrische weerstand van dat water, die verandert onder invloed van oplosbare gassen. Hoe meer van deze gassen er in de verpakking aanwezig zijn, hoe beter de elektrische geleiding van het papier wordt. De sensor blijkt vooral gevoelig te zijn voor de concentratie van ammoniak en trimethylamine, gassen die vrijkomen bij bederf van dierlijk voedsel. Ze vormen dus een goede indicatie van de eetbaarheid.
Voor- en nadelen
Het produceren van zo’n papieren sensor is goedkoop en een verpakking wordt er dus niet veel duurder door. De technologie heeft wel enkele nadelen. Zo is de sensor gevoelig voor relatieve luchtvochtigheid: een constante waarde van tenminste 50 procent is nodig voor een goede werking. In verpakkingen van vis en vlees is dat meestal hoger, dus zorgt dat niet voor problemen. Ook temperatuur is belangrijk. De papieren sensor werkt zowel op kamertemperatuur als op koelkasttemperatuur, maar omdat hij van organisch materiaal is, kan hij niet tegen hoge temperaturen. Daarnaast is de sensor alleen getest op dierlijke producten. Omdat de sensor niet erg specifiek is, kan het moeilijk zijn om andere gassen dan ammoniak goed te detecteren.
NFC
Om de sensor afleesbaar te maken hebben de onderzoekers hem geïntegreerd in een near field communication-sticker, die kan communiceren met een smartphone. Is er geen ammoniak aanwezig in de verpakking, dan krijgt de NFC-sticker genoeg stroom om een bericht te laten zien op de smartphone. Is er te veel ammoniak aanwezig, dan wordt de stroom onderbroken en krijgt de telefoon geen bericht.
De onderzoekers willen de sensor via hun start-up Blakbear op de markt brengen.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.9b00555.