Skip to main content

Dynamo 56

Page 1


Er der mad nok til alle, når Jordens befolkning tæller ti mia. i 2050? Nu leder forskerne efter alternative kilder til proteiner.

BÆREDYGTIG VANDFORSYNING TIL

DYNAMO SPØRGER: HVORNÅR FÅR VI

Kan teknisk videnskab

stoppe sult?

Teknisk videnskab, forskere i hvide kitler og laboratorier fyldt med kolber er måske ikke det første, man tænker på, når talen falder på FN’s verdensmål nummer to, ’Stop sult’. Dog er det med dette mål ligesom med stort set alle de øvrige 16 verdensmål: Det kræver teknologi at nå dem.

På DTU besluttede vi derfor i 2018 at tage verdensmålene til os og bruge dem som platform for vores fremtidige arbejde. Vi ser det som helt naturligt for et universitet, der udvikler teknisk viden, at gå ind i dette arbejde. DTU’s udgangs punkt er, at situationen er yderst alvorlig, og at det skal gå hurtigt med at finde løsninger.

Vil man stoppe sult, er opgaven ganske enkelt at sikre, at alle har mad på bordet. Næsten uanset hvilken fødevare man kan komme i tanke om på et middagsbord, så kræver det effektive produk tionssystemer, hvis der skal være nok til alle. Og ikke nok med det: Hele produktionen skal ske på en sikker og bæredygtig måde, samtidig med at vi får udnyttet råvarerne til det yderste og undgår spild. Slutproduktet – vores mad – skal desuden være sundt og sikkert at indtage. Velsmagende og indbydende må det også gerne være.

Alt dette kræver i høj grad ingeniørfagligheder som bl.a. kemi, bioteknologi, mekanik, elektronik og kendskab til store, komplicerede produktions systemer.

INNOVATION

Vindmøller skal ud på det dybe vand

Et nyt projekt skal gøre det billigere og nemmere at producerer flydende fundamenter til havmøller.

NY ANALYSE

Brænd kun dansk affald

Importeret affald til afbrænding i danske kraftvarmeværker bliver en dårlig klimaløsning.

Både sult og underernæring er et problem for millioner af mennesker i dag. Hvis vi skal undgå, at problemerne vokser, i takt med at Jordens befolkning vokser, skal vi til at tænke i nye baner. På DTU leder forskere bl.a. efter alternative kilder til proteiner, som kan bruges enten til fødevarer eller foder. Insekter og sidestrømme fra eksisterende industriproduktioner er nogle af de kilder, der arbejdes med. Biomasse som græs, tang og mikroalger bliver også udforsket. Alt dette handler temaet om i dette nummer.

I 2050 vil der være næsten ti mia. mennesker på jorden. Derfor leder forskerne efter alternative proteinkilder.

12 Insekter er en god kilde til protein. Mød en opdagelsesrejsende i spiselige insekter

14 I Ghana fodres fiskene med planterester fra industrien

17 Nyt pilotanlæg klar til at udvinde proteiner fra tang

20 Strategisk samarbejde om sunde fødevarer til udviklingslande

22 Flere nye proteinkilder

KRÆFTBEHANDLING

Personlig medicin

Kræftramte børns arveegenskaber kan kortlægges og på sigt give mere præcis behandling.

LASERTEKNOLOGI

UDGIVER Danmarks Tekniske Universitet

Anker Engelunds Vej 1

2800 Kgs. Lyngby

tlf. 45 25 25 25, dtu.dk

ANSV. CHEFREDAKTØR Tine Kjær Hassager

REDAKTION Lotte Krull, lkru@dtu.dk

og L ouise Simonsen, lois@adm.dtu.dk

ABONNEMENT dynamo@dtu.dk

Magasinet udkommer fire gange om året

DESIGN & PRODUKTION OTW A/S ISSN 1604 ­ 7877

FORSIDEFOTO Panthermedia

DYNAMO SPØRGER ... Hvornår får vi personlig medicin?

Teknologien er på plads, men både patienter og læger skal involveres, mener DTUlektor.

Lastbilen måler vejens tilstand, mens den kører

Nu er det blevet meget nemmere at checke vejenes tilstand uden at skabe trafikkaos. 32

44

BAGSIDEN

Vi zoomer ind på ... tjah, hvad er det?

41

Slam fra spildevand indholder værdifulde stoffer som f.eks. fosfor. Forskere har udviklet en metode til at genvinde råstofferne, så de kan bruges i industrien. 36

PATENTERET METODE:

Værdifulde stoffer kan genvindes

BEREGNINGSVÆRKTØJ

Bæredygtig vandforsyning til flygtninge

Hvordan forsyner man verdens flygtningelejre med rent drikkevand?

Flydende havvindmøller vinder mere og mere terræn. Nyt dansk projekt skal gøre det billigere og nemmere at producere flydende fundamenter til dybt vand.

Vindmøller skal ud på dybt hav

til at fastmontere møllerne i havbunden, ligesom man gør i Nordsøen, hvor der ofte er mindre end 60 meter dybt. Ved større dybder er flydende vindmøller derfor løsningen.

Der findes kun 11 flydende havvindmøller

i verden. Og nu er det første danskudviklede flydende vindmøllefundament på vej. Det skal bane vej for fremtidens møller på havet.

I øjeblikket samarbejder DTUforskere med førende virksomheder på området om at optimere designet af de flydende møllefundamenter, som gør det muligt at placere havvindmøller på rigtig dybt vand. Innovationsfonden har investeret 15,8 mio. kr. i projektet FloatStep.

Målet er at gøre det billigere og nemmere at producere flydende platforme og imødekomme markedet for flydende vindmøller på dybt hav, der bevæger sig fra ’proof of concept’ til et spirende kommercielt marked.

Vindmøller til havs vinder nemlig mere og mere terræn. Men ved kysterne ud for f.eks. USA, Asien, Frankrig og Portugal er havet for dybt

”Indtil videre har demonstrationsprojekter vist, at flydende havvindmøller er en farbar teknologi. Samtidig ser vi en politisk vilje fra USA og Asien til at få offshore vindenergi. Det marked skal Danmark springe med på,” siger Henrik Bredmose, der er professor på DTU Vindenergi og faglig leder af projektet.

”Danmark har været pioner på offshore vindenergi. Nu skal vi tage førertrøjen på inden for flydende vindmøller og udnytte den erfaring, vi har opbygget med bundfaste møller i Nordsøen og som mølleleverandør til de flydende demonstrationsprojekter.”

Bedre beregningsmodeller

Til at løse opgaven trækker DTU og forskningskonsortiet på en lang erfaring inden for flydende vindmøller – både fra industriprojekter, EU-projekter og gennem modelforsøg på DHI. Over de næste fire år vil forskerne bruge deres viden til at forbedre de værktøjer og metoder, som bruges til at designe og udskibe flyderne, som havvindmøllerne er monteret på. Det betyder, at parterne i projektet skal udvikle og teste nye

Seks partnere i FloatStep

DTU leder projektet

FloatStep, udvikler beregningsmodeller og deltager i model forsøg.

DHI udvikler bereg ningsmodeller og udfører modelfor søg med bølger og vind.

Siemens Games

Renewable Energy udvikler beregningsmodeller og deltager i fuld skala­demoprojekt i Norge.

Stiesdal Offshore Technologies udvikler TetraSpar fundamentet og leder fuldskalademoprojektet i Norge.

Stromning udvikler computational fluid dynamics­metoder (CFD) til detaljerede computerberegninger af strømninger omkring flyderen.

University of Western Australia leverer dataanalyse og knowhow inden for offshore hydrodynamik.

Christina Tækker
DTU, Gert K. Nielsen

og bedre beregningsmodeller, der vil kunne bruges på alle slags flydere.

Beregningsmodellerne valideres mod analyser af fuldskalamålinger fra Norge, avancerede beregninger og modelforsøg i DHI’s bølgetank, hvor et flydende fundament er blevet udsat for stærk vind og ekstreme bølger, der minder om de forhold, man kender fra Atlanterhavet.

Nytænkning på havet I dag tester og udvikler man allerede flydende vindmøller flere steder i verden. I det norske Hywind-koncept placeres vindmøllerne på en meget stor flydende bøje, som er ballasteret i 80 meters dybde og fortøjret til havbunden. I det franske Ideol-projekt er flyderen udformet som en stor pram i overfladen.

I det danske FloatStepprojekt tester forskerne et flydende TetraSpar-fundament, der er forankret til havbunden med anker-

kæder, der skal forhindre havvindmøllen i at flyde væk. Fundamentet er udviklet af virksomheden Stiesdal

Offshore Technologies og bliver i løbet af 2020 testet i havet ud for Stavanger i Norge med en fuldskalamølle på 3,6 MW. TetraSpar-konceptet tager udgangspunkt i et mindset, der er radikalt anderledes end det, man kender fra andre flydende møllefundamenter.

”Normalt designer man først den overordnede struktur på en havvindmølle – derefter ser man på, hvordan man fremstiller den,” siger Henrik Stiesdal, der er direktør i Stiesdal Offshore Technologies.

”Vi tager udgangspunkt i at bruge fabriksfremstillede komponenter til mølle og fundament, hvilket er langt billigere. Med disse komponenter kan vi udføre en enkel og robust struktur. Resultatet er en kraftig reduktion af omkostningerne, i forhold til hvad vi hidtil har set.”

Nacelle og rotor på DTU’s 10-MWmølle under test i DHI’s dybvandsbassin i skala 1:60. Polystyrenkuglerne er til optisk måling af møllens bevægelser.

Fundamentet fra TetraSpar-flyderen kan placeres på mere end 100 meters dybde. Men jo længere man kommer ud på havet, jo flere faktorer spiller ind, fortæller Henrik Bredmose:

”Alting bliver mere ekstremt på havet. Jo længere man kommer ud, jo kraftigere bliver vinden, og jo mere ekstreme bliver bølgerne. Derfor udvikler vi bl.a. modeller til at beregne, hvordan kraftige bølger påvirker flyderen og den fortøjning, der holder den på plads.”

Henrik Bredmose, professor, DTU Vindenergi, hbre@dtu.dk

TetraSpar-fundamentet, som er udviklet af virksomheden Stiesdal Off shore Techno logies, blev testet i DHI’s bølgetank i 2017.

Flydende vindmøllers

fire store udfordringer

Bølger udfordrer flydende vindmøller på store havdybder. I projektet FloatStep optimeres design og installation af møllerne.

Vingerne er af glasfiber

Tårnet kan hælde op til fem grader under normal drift

TetraSpar­fundamentet forankres til havbunden med tre ankerliner og kobles til elnettet.

Kølen leverer ballast.

Vibrationer i mølletårnet

Stærk vind og høje bølger udsætter den flydende havvindmølle for vibrationer på åbent hav. Derfor skal vindmølletårn og flyder være afstemt med hinanden, så der ikke opstår kraftige svingninger. Når møllen når sin maksimale effekt, justerer den vingernes vinkel til vinden og mindsker derved presset på flyderen –præcis som når man slækker sejlene på en båd. Der kræves en speciel styring for at undgå kraftig rulning af flyderen. Derfor udvikles der hurtigere metoder til præ­design, der tager højde for både tårnsvingninger og vingestyring.

Udmattelse i fortøjningssystemet

Lange bølger, der kommer i grupper, skaber svingninger i fortøjningssystemet. Det kan føre til udmattelse i ankerkablerne. Derfor bliver der udført detaljerede beregninger på de såkaldte lavfrekvente bølger. Beregningsmodellerne bliver efterprøvet med skalaforsøg på DHI og fuldskalamålinger fra Norge.

Nacelle
Christina Tækker
Gert K. Nielsen

Årsproduktionen er 15 mio. kWh på den 3,6 MW flydende vindmølle.

Tårn 1 2 3 4

Installation på åbent hav

En flydende havvindmølle er mere sårbar at installere end en fastfunderet havvindmølle. For at minimere udgifterne bliver TetraSpar­flyderen fabriksfremstillet og samlet på havnen. Herfra bliver den sejlet ud på havet, hvor man sætter den på et fortøjningssystem og sænker kølen. Men hvor store kan bølgerne være, når møllen installeres på åbent hav? Det er et af spørgsmålene, som undersøges med modelforsøg og beregninger.

Det flydende fundament består af stål.

Ekstrembølger rammer flyder

Den flydende havvindmølle kan blive ramt af ekstreme bølger. Det kan skabe store tryk, når vandet slår ind på stålkonstruktionen og skaber svingninger i fundament og mølle. Detaljerede computerberegninger (computational fluid dynamics) af strømningen omkring flyderen skal vise, hvordan de ekstreme bølger rammer det flydende fundament og forudsige påvirkningerne. Beregningerne bygger på en kombination af simuleringer og ingeniørmodeller.

Koncept for den flydende havvindmølle: Stiesdal Offshore Technologies.

’GIV DINE TING VIDERE’-APP

INDTAGER HOLLAND

Startuppen Freemi tilbyder nu den gratis app af samme navn i de tre hollandske byer Amsterdam, Rotterdam og Haag. Med appen kan brugere forære brugte ting bort og således recirkulere dem i stedet for at smide dem ud. I Danmark har Freemi 125.000 brugere, og noget tyder på, at hollænderne er med på idéen: Efter kun otte uger i Holland er 10.000 brugere allerede er i gang med at recirkulere alt fra høretelefoner til sofaer. Freemi blev etableret i 2016 af tre DTU­studerende, Mikkel Mørch, Jamie Neubert Petersen og Rasmus Thude. Samme år optrådte de i Løvens Hule og landede en investering på 200.000 kr., og siden er der blevet investeret yderligere en mio. kr. i platformen. Appen kan downloades gratis til både Android og iPhone.

Europæisk alliance skal udvikle byer

DTU er en af hovedarkitekterne bag en ny, stor europæisk innovationsalliance, EIT Urban Mobility. Alliancens opgave bliver at sætte turbo på indsatsen for at skabe bysamfund, der både kan opfylde det voksende behov for kollektiv og individuel transport af menne­

sker og varer. Og som samtidig opfylder befolkningernes krav om moderne byer, hvor man kan leve et godt liv. EIT Urban Mobility består af et konsortium med i alt 48 kernepartnere, der ud over DTU også tæller bl.a. Københavns Kommune og det danske energiselskab

E.ON. Alliancen vil få et samlet økonomisk volumen på 12 mia. kr., hvoraf EU­organet European Institute of Innovation & Technology (EIT) forventes at finansiere 3,5 mia. kr. over de næste 15 år.

Alliancen får hovedsæde i Barcelona. Herfra styres også den ene af alliancens i alt fem, regionale ’Innovation Hubs’. De øvrige styres fra henholdsvis Tyskland, Holland og Tjekkiet og København, hvor direktøren Henrik Morgen er hentet fra DTU.

107

Antal patentidéer der er indberettet på DTU fra 1. januar til 20. november 2018.

De to opfindere af Milkymeter.

HVOR VARM

ER MADEN I MIKROOVNEN?

Sidste år gik startuppen Senserna på markedet med Milkymeter, der måler temperaturen i sutteflasker, som opvarmes i mikrobølgeovnen. Nu vil Senserna udnytte den patenterede teknologi, Microweter Technology, til at udvikle en intelligent mikrobølgeovn, der måler temperaturen i fødevarer, mens de opvarmes. Teknologien er opfundet af Sensernas to stiftere, Henrik Schneider og Kristian Lindberg­Poulsen, der begge er uddannet elektroingeniører og har været ph.d.studerende ved DTU Elektro.

Henrik Larsen, Lotte Krull, Anne Kirsten Frederiksen Colourbox, Jasper Simonsen, Shutterstock

IMPORT AF AFFALD BLIVER DÅRLIGT FOR KLIMAET

Ny analyse peger på, at de danske kraft varmeværker på længere sigt udelukkende bør dimensioneres til de danske affaldsmængder.

Selvom importeret affald til forbrænding er blevet en god forretning for de danske kraftvarmeværker, er det dog ikke noget, som Danmark skal satse på i fremtiden, lyder det fra professor Marie Münster på DTU Management Engineering.

Sammen med ph.d.-studerende

Amalia Pizarro Alonso har hun netop afsluttet en omfattende analyse i tæt samarbejde med postdoc Ciprian Cimpan fra SDU, hvor de har set på, om det fortsat vil kunne betale sig økonomisk og klimamæssigt at importere affald.

”Vi har undersøgt flere tusind scenarier og livscyklusanalyser med flere variable som f.eks. alternativ affaldsbehandling, transport, affaldskvalitet og forskellige energisystemer. Og konklusionen er, at man på længere sigt af hensyn til klimaet ikke bør importere affald til afbrænding i Danmark, selvom det fortsat vil være økonomisk rentabelt,” fastslår Marie Münster.

Klimafordel i dag

Hun forklarer, at det lige nu giver god mening at importere. Affald fra udlandet giver nemlig billigere fjern-

Affaldskapacitet i Danmark

En analyse fra Energistyrelsen i 2018 viser, at der i en årrække er overkapacitet til affaldsforbrænding i fire ud af fem regioner, bl.a. på grund af øget sortering til genanvendelse, mens der er underkapacitet i Region Midtjylland.

varme, fordi de store kraftvarmeværkers kapacitet så bliver udnyttet fuldt ud. Som det er i dag, har man flere steder i landet ligefrem problemer med at skaffe affald nok fra danskerne til at få udnyttet kapaciteten.

”I øjeblikket er det også en fordel for klimaet, da mange store værker ellers ville fyre med fossile brændsler for at dække energibehovet. Desuden behandler de lande, som vi importerer fra, overvejende affaldet på en måde, som er mindre klimavenlig,” forklarer Marie Münster.

Mindre værker i fremtiden

Ifølge forskernes analyse kommer der dog et tidspunkt om ca. ti år, hvor det ikke længere er fordelagtigt for klimaet at importere affald til energikonvertering, fordi vores energikilder bliver bedre og mere rene.

Analysens resultater kommer ikke bag på direktøren for Amager Ressourcecenter, Jacob H. Simonsen. Han har tidligere været direktør for Dansk Affaldsforening og har længe fulgt med i branchens udvikling.

”Jeg er meget enig i analysens konklusioner. Det er den mest omfattende analyse, jeg har set på området. Og

det er vigtigt, at vi i Danmark tilpasser vores import af affald fremadrettet, så det både er klimamæssigt og økonomisk forsvarligt,” siger Jacob H. Simonsen og uddyber:

”Mange af de nuværende anlæg er gamle, og når der skal bygges nye, skal vi selvfølgelig forholde os til de nationale affaldsmængder og ikke bygge til stor overkapacitet. Samtidig skal vi også finde ud af at fordele affaldet, så alle kommuner nemt kan komme af med det på rimelige vilkår.”

Marie Münster, professor, DTU Management Engineering, maem@dtu.dk

350.000

tons affald fra udlandet. Heraf kom den største mængde fra Storbritannien og Irland, mens importen fra Tyskland, Sverige, Holland og Norge tilsammen udgjorde ca. ti pct.

I 2015 importerede Danmark ca.

FOKUS PÅ PROTEINER

12 KAN INSEKTER MÆTTE VERDEN?

14 FISK KAN FODRES MED PLANTERESTER

17 FRA TANG TIL PROTEINER

20 SUNDE OG BILLIGE FØDEVARER TIL DEN 3. VERDEN

22 DTU-CASES OM PROTEINFORSKNING TIL FODER OG FØDEVARER

STOP SULT:

JAGTEN PÅ PROTEINER

I 2050 vil Jordens befolkning tælle næsten ti mia. mennesker, vurderer FN. Det er 2,3 mia. flere munde, som skal mættes. Verden har i forvejen mange munde at mætte med 821 mio. mennesker, der hver aften går sultne i seng, ifølge World Food Programme. Der skal produceres mere mad, og det totale globale forbrug af animalsk protein vurderes at stige med ca. 70 pct. fra 2007 til 2030, fremgår det af rapporten ’Proteiner for fremtiden’ fra Det Nationale Bioøkonomipanel. Samtidig efterspørger flere forbrugere plantebaserede proteiner, bl.a. fordi animalske proteiner er ressourcekrævende at producere og kobles til negativ klimapåvirkning. Der er mange grunde til, at verden fokuserer på proteiner og leder efter nye kilder til det vigtige næringsstof.

Læs om nogle af DTU’s projekter, som kan hjælpe med at dække det globale behov for proteiner på en bæredygtig måde.

Insekter på menuen kræver mere end en pæn anretning, lyder det fra den berømte kok og opdagelsesrejsende i spiselige insekter Roberto Flore.

KAN INSEKTER MÆTTE VERDEN?

Han har smagt termitter i Kenya og myreæg i Mexico og knaset kæmpegedehams i Japan. Den verdenskendte kok og forsker Roberto Flore fra Sardinien er nu at finde i Kongens Lyngby i spidsen for DTU’s nye satsning inden for fødevareinnovation FoodLab ved DTU Skylab. I fire år var han leder af Nordic Food Lab, der blev etableret i 2008 af bl.a. Nomas køkkenchef, René Redzepi. I dette regi var Roberto Flore blandt frontløberne i den globale trend New Nordic Cuisine. En af Nordic Food Labs projekter var at undersøge spiselige insekter. Roberto Flore og kolleger fløj verden rundt og udforskede forskellige landes traditioner med insekter på menuen. Det medførte – foruden en dokumentarfilm og to kogebøger –nogle vigtige indsigter, fortæller Flore: ”Det er estimeret, at mere end to mia. mennesker i verden spiser insekter som en del af deres traditionelle kost. De gør det ikke af nød. De gør det, fordi insekter er en delikatesse. Det var også overraskende, at det ikke kun er i den vestlige kultur, at der findes barrierer mod insektspisning. De findes også blandt insektspiserne. F.eks.

kunne afrikanerne ikke drømme om at sætte tænderne i de insekter, der bliver spist i Japan,” siger Roberto Flore.

Mere end ernæring

Insekter på menuen – eller rettere idéen derom – tog for alvor fart i den vestlige verden i starten af dette årti, hvor bl.a. FN’s Fødevare- og Landbrugsorganisation (FAO) i 2013 udgav en publikation om spiselige insekter. Her bliver insekter italesat som løsningen, der skal mætte en global befolkning på næsten ti mia. i 2050. Roberto Flore mener, at det er forenklet at tro, at hvis folk begynder at knase græshopper og bage med melorme, så når vi FN’s verdensmål ’Stop sult’. For mennesket har brug for mere end at blive mæt, lyder det fra gastronomen.

”Mad skal også være indbydende, og det skal smage godt. Mad handler om meget mere end at indtage næringsstoffer. Hvis vi opfandt en pille, der sikrer os alt det, vores organismer har brug for, så ville vi stadig foretrække et måltid,” siger Roberto Flore.

Alternative proteinkilder Kokken mener, at der overordnet er et behov for at finde bedre måder at pro-

Om FoodLab FoodLab ligger på DTU Lyngby Campus i tilknytning til studenterinnovationsmiljøet i DTU Skylab.

Laboratoriet skal fremme iværksætteri, virksomhedssamarbejder og ny forskning inden for fødevarer og teknologi.

skylab.dtu.dk

I Japan er æg fra kæmpegedehams en delikatesse.

ducere proteiner på eller at finde alternative proteinkilder, og han ser også, at en folkelig bevidsthed om dette er vækket. Insekter er dog blot én måde at tilføje proteiner på, siger italieneren. Men skal insektspisning rodfæste sig, er der flere ting, som man skal tage højde for, mener Roberto Flore: ”Det er ikke nok at finde på alle mulige måder at tilberede og anrette

Roberto Flore har været med til at indsamle spiselige insekter fra hele verden.
Af Lotte Krull
Roberto Flore, Chris Tonnesen

insekter på. Vi bliver nødt til også at kigge på de kulturer, som forskellige kosttraditioner udspringer fra, og den natur, der omgiver de forskellige befolkninger. Det er vigtigt, at introduktionen – og nogle steder genintroduktionen – af insekter får et lokalt og naturligt udspring, hvis vi skal gøre os håb om at få dem på menuen,” forklarer Roberto Flore, hvis vinkel på insektspisning – ud over det ernæringsmæssige – på den måde også inkluderer en humanistisk tilgang til insektspisning.

En yderligere meget vigtig vinkel er miljøvinklen, mener Flore:

”Vi skal sikre os, at vi ikke skaber nye miljøproblemer i vores iver efter at erstatte proteiner fra kvæg, grise og kyllinger med insekter. Lige nu er der flere storskala-insektproduktioner i verden, som imiterer den konventionelle, animalske fødevareproduktion. Vi må undersøge, om det er en god idé at have den samme tilgang, eller om der findes en mere bæredygtig måde at producere insekter på. Det giver ikke mening, at vi har fundet et fødeemne,

der kun kræver lidt plads og mindre vand, og som er rig på proteiner og mineraler, og som vi så producerer på en miljøbelastende måde,” siger Roberto Flore.

Plads til fejl

I spidsen for FoodLab ser Roberto Flore det som sin mission at forbinde alle de fagligheder – såvel på DTU som uden for campus – som kan løfte fødevareinnovationen til et nyt niveau. Og insekter er blot en del af paletten.

”Jo, vi kommer da til at arbejde med insektprojekter i FoodLab, men også meget mere. Vores fødevareinnovation kommer til at handle om andet end ingredienser og smag, for fødevarer handler også om emballering, sikkerhed, miljøbelastning i produktionen, distribution og transport samt udvikling af den teknologi og de metoder, som fødevarevirksomheder får brug for fremover,” siger Roberto Flore. Italieneren har store ambitioner på vegne af FoodLab:

”Jeg forventer, at vi opbygger et tillidsfuldt innovationsmiljø med fart

På DTU står Roberto Flore i spidsen for fødevareinnovation i FoodLab.

over feltet. Her skal vi turde at lave fejl. Sådan er innovation. Du starter med en idé og ender med at lave noget helt andet. FoodLab skal være et sted, hvor studerende møder virksomheder og forskere fra alle mulige faglige baggrunde og sammen bliver inspireret til at opfinde helt nye løsninger.”

Roberto Flore, manager, DTU Skylab’s FoodLab, roflo@dtu.dk

Fiskene i ghanesiske akvakulturer kan fodres med rester fra den lokale produktion af vegetabilske olier.

Danske og ghanesiske forskere arbejder sammen om at udvikle alternativt foder til fiskeopdræt.

var at finde alternative foderløsninger baseret på lokale råvarer.

”Næsten halvdelen af Ghanas behov for spisefisk bliver dækket af akvakulturer, og der er udsigt til, at efterspørgslen på fisk stiger. Så der er en gevinst at hente, hvis Ghana får mere ud af deres akvakulturproduktion. Der er også potentiale for en øget fortjeneste ved at bruge lokale råvarer til foder, fordi de dermed mindsker udgifterne til importeret foder,” siger Peter Vilhelm Skov, der har været vejleder for flere ghanesiske ph.d.-studerende, der er rejst til DTU Aquas faciliteter i Hirtshals for at forske i projektet.

Forskerne tog udgangspunkt i sidestrømme fra Ghanas produktion af vegetabilske olier, hvor lokale råvarer som kokos, jordnødder, oliepalme, sheanødder og bomuldsfrø indgår. Spørgsmålet var, om resterne fra denne

olieproduktion kunne genanvendes som fiskefoder.

”Idéen er ikke ny. Men ghaneserne har ikke haft mulighed for at undersøge foderets kvalitet ordentligt. Det har vi kunnet hjælpe med i Hirtshals,” siger Peter Vilhelm Skov.

Planterester erstatter fiskemel

Inden forskerne kunne kaste sig over foderforsøg, måtte de først skabe sig et overblik over sidestrømmenes mængder i Ghanas vegetabilske olieproduktion. Desuden måtte de tage højde for, at nogle af restprodukterne i forvejen bliver brugt til f.eks. kyllingefoder, for at undgå at ende med en fiskefoderløsning, der blot ville skabe et nyt problem i en anden sektor. Først derefter kunne de begynde forsøg med at fodre fisk med de alternative, vegetabilske råvarer og undersøge kvaliteten

af de disse foderløsninger. Forskningsforsøgene indebar en række undersøgelser, bl.a. målinger af næringsstoffer og ilt i vandet, næringsstoffer i fiskeafføringen samt fiskenes indhold af fedtsyrer, som giver et praj om, om fisken bliver til et nærende måltid for mennesker.

”Foderets kvalitet kan måles på flere måder. Først og fremmest fiskenes vækst. Hvis foderets protein har den rigtige aminosyresammensætning, så vokser fiskene optimalt. Men vi undersøger også, hvor meget af foderet fiskene udnytter, og hvordan det påvirker vandmiljøet, hvis ikke alt foderet bliver udnyttet,” siger Peter Vilhelm Skov, der også forsker i, hvordan miljømæssige påvirkninger fra akvakulturer kan reduceres.

Forskerne har fundet ud af, hvilke restprodukter der er de bedste vegeta-

Opdræt af fisk kan være med til at lette presset på de vilde fiskebestande i en sulten verden.

bilske alternativer til fiskefoder i Ghana:

”Vi har vist, at sidestrømme fra oliepalme og jordnødder fint kan erstatte fiskemel i foderet, og det er en løsning, som de nu er begyndt at bruge i Ghana,” siger Peter Vilhelm Skov, der uddyber, at resultaterne er interessante for flere lande end Ghana:

”Der er mange lande i det ækvatoriale bælte, der kan udnytte disse vegetabilske alternativer til fiskefoder, fordi de ligesom Ghana har en produktion af planteolier baseret på lignende råvarer.”

Fisk til en sulten verden

Ifølge FAO er akvakultur den sektor i fødevarebranchen, der vækster mest. Væksten er højest i Afrika og Asien, hvor særligt Kina skiller sig ud. Kinas forbrug af fisk er hovedsageligt baseret på akvakultur, da ca. 75 pct. af den samlede kinesiske fiskeproduktion i 2016 stammede fra opdræt. Akvakulturer er kommet for at blive – også i Danmark. Brian Thomsen er direktør i Dansk Akvakultur, der bl.a. arbejder for at fremme en bæredygtig produktion og synliggøre akvakulturerhvervets værdi for samfundet. Han mener, at akvakulturer kan sikre et

væsentligt bidrag af fødevarer til en sulten verden:

”Akvakulturer er med til at lette presset på de vilde fiskebestande. Opdræt af fisk er en miljøvenlig og ressourceeffektiv animalsk produktion med en høj foderudnyttelse og et lavt klimaaftryk. Det skyldes ikke mindst, at fisk bruger mindre energi til ’vedligehold’, fordi de er vekselvarme dyr og lever i vand,” siger Brian Thomsen. Brian Thomsen pointerer endvidere, at lande som Danmark kan være en rollemodel for den øvrige verden:

”I Danmark arbejder vi meget med, at akvakulturer ikke belaster det omgivende miljø, og miljøforholdene omkring vores anlæg bliver løbende overvåget. Danmark kan ikke forsyne hele verden med fisk fra akvakulturer, men vi kan vise vejen til bæredygtig produktion af sunde akvakulturprodukter.”

Peter Vilhelm Skov, DTU Aqua, lektor, pvsk@aqua.dtu.dk

Fakta:

Den globale produktion af fisk fra akvakulturer udgjorde i 2016 80 mio. tons.

KILDE: FAO, ’THE STATE OF WORLD FISHERIES AND AQUACULTURE’, SIDE 17 ØVERST.

Omtrent 580 arter bliver opdrættet i akvakulturer verden over.

KILDE: FAO.

Fisk har en fremragende ernæringsmæssig profil. De er en god kilde til protein, fedtsyrer, vitaminer, mineraler og essentielle mikronæringsstoffer.

KILDE: FAO.

Tang udgør en stigende del af den globale produktion i akvakulturer.

KILDE: FAO, ’THE STATE OF WORLD FISHERIES AND AQUACULTURE’.

Skildpadder, frøer, spiselige gopler, søpølser og søpindsvin er blandt de arter, der opdrættes i akvakulturer. I Danmark er ørreden den mest benyttede art i akvakulturer.

KILDE: FAO OG ’STRATEGI FOR BÆREDYGTIG UDVIKLING AF AKVAKULTURSEKTOREN DANMARK 2014­2020’.

FRA TANG

Enzymer ’åbner’ tangen, så det er muligt at udvinde protienerne. Processen efterlader tangen geleagtig og farveløs.

TIL PROTEINER

Fødevareforskere har opfundet metoder til at udvinde proteiner fra tang. En af dem afprøves nu i et pilotanlæg i ingrediensvirksomheden CP Kelco.

Ide seneste tre-fire år har der jævnligt stået kolber fyldt med tang i laboratorierne på DTU Fødevareinstituttet. I den periode har en forskergruppe med professor Charlotte Jacobsen i spidsen afprøvet metoder til at udvinde proteiner fra tangen. Tre tangsorter er blevet afprøvet, og i dag har forskerne fundet ud af, hvordan de forskellige sorter ’åbnes’, så proteinerne kan udvindes.

”Ved to af sorterne kan vi ekstrahere proteinerne ved hjælp af enzymer. I den tredje sort virkede enzymer slet ikke, så der fandt vi frem til, at det var muligt at udvinde proteinerne ved at ændre på pH-værdien, så den bliver mere basisk,” siger professor Charlotte Jacobsen om det første trin i udvindingsprocessen. En af tangsorterne i laboratoriet er rødtangen Spinosum (Eucheuma denticulatum), som virksomheden CP Kelco ved Køge importerer tonsvis af for at udvinde carrageenan. Det er et stof, der anvendes som stabilisator og fortykningsmiddel i alt fra kakaomælk og kødprodukter til tandpasta og ansigtscremer. CP Kelco gik med i samarbejdet med DTU-forskerne for at undersøge, om de kunne få flere

Lotte Krull
Ditte Valente

Proteinudvinding – sådan!

Udvinding af proteiner fra rødtangen Spinosum (Eucheuma denticulatum) trin for trin:

1. Tangen lægges i blød.

2. Enzymer og nogle kemikalier tilsættes, så proteinerne slipper tangen og siver ud i væsken.

3. Tangen (nu uden proteiner) skilles fra væsken vha. centrifugering, så udvinding af carrageenan kan begynde.

4. Proteinvæsken udtørres, så kun proteinerne er tilbage.

5. Metoden udvinder 50­60 pct. af proteinerne i rødtangen.

Forskningen er finansieret af Karl Pedersens og Hustrus Industrifond samt af Grønt Udviklings- og Demonstrationsprogram (GUDP).

ressourcer ud af tangen end carrageenan, fortæller Karin Meyer Hansen, senior manager inden for Product & Analytical Method Development hos CP Kelco: ”Når vi har udvundet carrageenan af tangen, er den i dag et restprodukt, som vi sender til et biogasanlæg i Solrød. Det er interessant for os, hvis tangen kan bruges til noget mere. Hvis vi også kan udvinde

proteiner, får vi skabt en større værdi af tangresterne. Derved får vi mere ud af vores produktion og udnytter ressourcerne bedre,” siger Karin Meyer Hansen.

En uventet gevinst

DTU-forskerne prøvede først at udvinde proteiner af resttangen fra CP Kelco, men fandt ud af, at proteinudbyttet blev alt for lavt som følge af carrageenan-udvindingen. Derfor måtte man vende rækkefølgen om. ”Vi måtte finde en anden metode, så vi kunne udvinde proteinerne først.

Nu står vi med lovende resultater fra laboratoriet, der viser, at en proteinudvinding i starten ikke medfører en dårligere kvalitet af den carrageenan, som udvindes efterfølgende,” forklarer professor Charlotte Jacobsen.

Faktisk viser det sig, at proteinudvindingen forbedrer carrageenanen som slutprodukt, fortæller Karin Meyer Hansen:

”Under udvindingen af proteinerne fjernes tangens naturlige farve også. Det er en fordel for os, da mange efterspørger en farveløs carrageenan, fordi den ikke skal tilføre andet end tekstur

Tre tangsorter er afprøvet som proteinkilder på DTU Fødevarinstituttet.

til produkterne. Så jo mere farveløs og smagløs den er, jo bedre.”

Der skal dog mere til, end at proteiner kan udvindes, og at carrageenanen har en god kvalitet. Siden sommeren 2018 har CP Kelco testet proteinudvindingen i et pilotanlæg i virksomheden for at afprøve selve processen.

”Udvindingen af proteiner skal helst kunne indpasses i vores eksisterende produktionslinje, så vi ikke skal lægge hele produktionen af carrageenan om. Selvom den kan indpasses, skal vi stadig ud og lave en større investering, hvis proteinudvindingen skal op i stor skala,” siger Karin Meyer Hansen.

Vegetabilske proteiner efterspørges

Om CP Kelco vil begynde at udvinde proteiner af rødtangen, afhænger desuden af, om proteinerne har en værdi. Kan de sælges og bruges i fødevarebranchen? Virksomheden Third Wave Nutrition deltager i projektet for at afprøve, om tangproteinerne kan bruges i de kosttilskud og øvrige proteinprodukter, som virksomheden producerer til bl.a. sportsudøvere og veganere.

”Det ville være revolutionerende, hvis vi får en ny kilde til vegetabilske proteiner af høj kvalitet. For os har proteiner høj kvalitet, når de har den rigtige sammensætning af aminosyrer, er fri for forurening af tungmetaller og pesticider og desuden ikke tilfører en dårlig smag i vores produkter,” siger Henrik Schimmel, CEO, Third Wave Nutrition.

Tangproteinerne lever endnu ikke op til alle disse krav, lyder det fra Third Wave Nutrition, men virksomheden er klar til at lave flere tests, efterhånden som CP Kelco får produceret proteiner i pilotanlægget. DTU-professoren er enig i, at det kræver mere arbejde at få proteinerne i en kvalitet, så de kan anvendes i fødevarer.

”Vi har stadig nogle udfordringer med proteinerne, og der er stadig et stykke vej, før vi ser tangproteinerne i forbrugerprodukter. Men vi har bevist den helt overordnede pointe, nemlig at det kan lade sig gøre at hive prote-

”Vi er nødt til at finde nye kilder til proteiner, og jeg tror, at vi får behov for alle de alternativer, som vi kan finde på.”
PROFESSOR CHARLOTTE JACOBSEN, DTU FØDEVAREINSTITUTTET

iner ud af tang. I en enkelt sort kunne vi hive helt op til 90 pct. af tangens proteinindhold ud,” siger Charlotte Jacobsen, der tilføjer, at verden er ved at få øjnene op for tangens potentialer:

”I lyset af den globale befolkningstilvækst må vi indse, at ikke alle kan få dækket deres proteinbehov gennem animalske proteiner. Vi er nødt til

at finde nye kilder til proteiner, og jeg tror, at vi får behov for alle de alternativer, som vi kan finde på. Vi har demonstreret, at tang helt klart indeholder nogle muligheder,” siger Charlotte Jacobsen.

Charlotte Jacobsen, professor, DTU Fødevareinstituttet, chja@food.dtu.dk

Professor Charlotte Jacobsen (th.) har opnået gode resultater med at udvinde proteiner fra tang.

Mælkeproteiner i pulverform blev

tilsat ghanesiske

børns mad, og effekten på bl.a. deres vækst blev studeret.

SUNDE OG BILLIGE FØDEVARER TIL DEN

Forskning spiller en central rolle, når mejerigiganten Arla Foods udvikler produkter til udviklingslande. Nu har virksomheden indgået et strategisk partnerskab om forskning, uddannelse og innovation med DTU.

3. VERDEN

Nøgleordet er tilgængelighed, når senior nutrition scientist Anja Serena skal forklare Arla Foods’ bidrag til at opfylde FN’s målsætning om sund og rigelig mad til verdens befolkning.

”Tilgængelighed handler ikke kun om mængden af produkterne, men også om prisen. Det nytter ikke, at vi kommer med ernæringsrigtige produkter, hvis de er for dyre til, at folk kan købe dem,” forklarer Anja Serena.

Interviewet finder sted i Arla Innovation Centre. Smukt anbragt på en bakketop i Aarhus-forstaden Skejby er der vid udsigt, men trods alt ikke helt ud til horisonten for Anja Serenas arbejde: Bangladesh, Nigeria og Ghana er blandt de lande, hvor Arla Foods er aktiv med at udvikle sunde og tilgængelige fødevarer.

I en række lande i den tredje verden er der en høj forekomst af underernærede børn, samtidig med at andelen af overvægtige er stigende blandt voksne.

”Der bliver spist en meget kulhydratrig kost i mange af disse lande, og forbrugerne har ofte præference for

søde produkter. Derfor er vi udfordret på at udvikle sunde produkter, som indeholder proteiner fra mælk og samtidig opfylder forbrugernes smag samt bidrager til en mere varieret kost. Vi har et mål om, at produkterne skal være ernæringsmæssigt i orden. Samtidig skal vi sikre, at prisen er overkommelig for befolkningen, samt at smagen målrettes forbrugerne,” forklarer Anja Serena.

Proteiner er ikke bare proteiner

Proteiner spiller en væsentlig rolle, når man skal udvikle ernæringsmæssigt forsvarlige produkter. Derfor er begrebet proteinkvalitet centralt. Proteinkvalitet handler om fordelingen af de aminosyrer, som proteiner består af, og som er nødvendige for, at vi kan opretholde vores muskel- og knoglemasse. Især er det vigtigt, at der er en god fordeling af de såkaldte

Morten Andersen
Arla Foods, Shutterstock

essentielle aminosyrer, som mennesket skal have fra kosten. Siden 2013 har FN’s Landbrugs- og Fødevareorganisation, FAO, anbefalet, at man scorer proteiners ernæringsværdi med metoden DIAAS (Digestible Indispensable Amino Acid Score). Metoden forventes at erstatte en anden tidligere anbefalet metode. I den nye metode betragtes de enkelte aminosyrer som selvstændige næringsstoffer. Med den nye metode bliver forskellen i kvaliteten mellem vegetabilske og animalske proteiner gjort mere synlig. I modsætning til i den tidligere anbefalede metode kan proteiner nu godt opnå en score, der er højere end 100 pct. Et DIAAS over 100 angiver, at det pågældende protein har så høj ernæringsmæssig kvalitet, at det har potentiale til at kunne berige andre produkter. Et protein, der har den egenskab, er netop mælkeprotein, hvis score typisk ligger på 120.

Lokale råvarer styrker bæredygtigheden

”I Arla Innovation Centre arbejder vi med tilgængelighed på forskellige

måder. En af dem er at undersøge, om vi kan bruge lokale ingredienser, så vi kan sænke prisen, men stadig opretholde en god ernæringsprofil i produkterne,” fortæller Anja Serena.

Arla benytter allerede lokale råvarer i dag. Det gælder f.eks. smagsingredienser som kakao til kakaomælk og lignende. Mens det mælkepulver, der indgår i virksomhedens produkter, produceres i Danmark.

Oversætter videnskab til produktudvikling

Arla er desuden involveret i et forskningsprojekt, som undersøger børns vækst og kognitive performance. En del af projektet er et studie med skolebørn i Ghana, hvor effekten af både mælkeprotein og en blanding af mælke- og planteprotein på børnenes vækst er undersøgt. Børnene fik det daglige proteinsupplement drysset ud over deres majseller risgrød.

”Resultaterne viste, at de skolebørn, som fik et tilskud af protein – uanset om det var mælkeprotein

Strategisk samarbejde

I sommeren 2018 indgik DTU og Arla Foods et strategisk partnerskab. Det er baseret på en række aktiviteter, der tager udgangspunkt i, hvad virksomheden har brug for i forhold til forskning, uddannelse og innovation. Da aftalen blev indgået, udtalte DTU’s rektor, Anders Bjarklev: ”Arla og DTU har stærke forskningsmiljøer, der kan lære meget af hinanden. Arla er en virksomhed, som opererer på et meget højt videnskabeligt niveau. DTU ser frem til at bringe vores viden om bl.a. fødevarer, produktionsteknologi og digitalisering i spil, så vi kan være med til at skabe værdi og måske endda bæredygtig udvikling og arbejdspladser i det danske samfund.”

Arla Innovation Centre udvikler nye produkter bl.a. baseret på mælkeproteiner.

eller en blanding af mælke- og planteprotein – havde en forbedret kropssammensætning sammenlignet med de børn, der ikke fik proteintilskud,” siger Anja Serena.

I projektet blev der også gennemført flere kognitive tests. Og resultatet viste, at de børn, der fik et dagligt proteinsupplement svarende til mængden af protein i et stort glas mælk, havde signifikant bedre resultater på nogle kognitive tests.

”Det er et stort privilegium ved mit job, at jeg oversætter videnskab til produktudvikling. Jeg er slet ikke i tvivl om, at vi kommer til at se nye løsninger, hvor vi kan levere produkter, der er både sunde og billige, og her skal forskning spille en afgørende rolle. Både for at dokumentere ernæringsværdien, men også for at kunne fremstille de nye produkter,” siger Anja Serena.

STUDERENDE OPFINDER VEGANSK OST

Det proteinrige vand fra kikærter, som man normalt hælder ud, kan udnyttes til at fremstille en plantebaseret ost.

Ideen kommer fra fire internationale DTU­studerende på kandidatuddannelsen Food Technology. Teamet eksperimenterede i DTU Skylabs FoodLab med at finde den optimale sammensætning af ingredienser til planteosten og endte med en løsning, som de kalder for ’Cheese it Yourself’. Med løsningen kan forbrugeren købe osteingredienserne i en pose, som man hjemme blander med kikærtevand. Efter kogning og afkøling er resultatet en fast, skærbar ost. Produktet vandt en førstepræmie ved DTU’s studenterkonference Grøn Dyst i 2018 og senere en sølvplakette ved den internationale fødevarekonkurrence Ecotrophelia. De studerende vil i 2019 arbejde på at få deres produkt på markedet.

NYE PROTEINKILDER

Cases om DTU’s forskning og innovation inden for proteiner til foder og fødevarer.

Larven fra den sorte soldaterflue omsætter organisk materiale effektivt og egner sig godt til at konvertere organiske spild- og biprodukter fra fødevareindustrien til bl.a. protein.

FLUELARVER BLIVER TIL FISKEFODER

DTU Aqua skal undersøge, om larver er et proteinrigt alternativ til sojabønner og fiskemel i fiskefoder.

Virksomheden Enorm BioFactory står bag en af Danmarks største produktioner af insekter på en tidligere kyllingefarm ved Horsens. Her skal sorte soldaterfluer lægge æg, der klækker som larver. Larverne tørres og kan bruges som proteinrigt fiskefoder. Insektfarmen er en af parterne i et projekt, som netop er gået i gang i 2019 og vil vare de næste fire år med støtte fra Miljøstyrelsen. Virksomheden Aller Aqua, der producerer fiskefoder, vil forsøge at erstatte foderets konventionelle proteinkilder som f.eks. sojabønner med larverne fra Enorm BioFactory. Foderets kvalitet vil DTU Aqua undersøge. Undersøgelserne omfatter bl.a. fiskenes vækst, og hvor godt fiskene udnytter foderet.

Den plantebaserede ost har en holdbarhed på et par dage.

GRÆS PÅ MENUEN

Protein fra græs har en sammensætning af aminosyrer, man normalt finder i animalske produkter.

Græssets indhold af proteiner kan udvindes og udnyttes i fødevarer. Det har forskningsgruppen for Mikrobiel Bioteknologi og Bioraffinering fra DTU Fødevareinstituttet vist i samarbejde med AU Foulum. Græssets aminosyresammensætning ligner den, der findes i proteinkilder som soja, æg og valle. Miljø­ og klimabelastningen ved fremstilling af græsprotein er dog betydelig mindre. For at udvinde proteindelen bliver græsset først kørt igennem en skruepresse, der fungerer som en stor juicer. Den deler råmaterialet i en fiberrig tørstofdel, som kan bruges til kvægfoder, og en proteinholdig væskedel. En efterfølgende behandling af væskedelen fraskiller proteinerne, som derefter bliver tørret til pulver.

Forskerne fortsætter deres arbejde i det nye projekt Innograss, der er støttet af Grønt Udviklings­ og Demonstrationsprogram (GUDP). Her skal DTU­forskerne sammen med Aalborg Universitet, Seges, Lihme Protein Solutions, Naturli’ Foods m.fl. finde anvendelser af græsproteinerne i fødevarer som bl.a. plantefars.

Peter Ruhdal Jensen, professor, DTU Fødevareinstituttet, perj@food.dtu.dk

Daniel Stender Nørgaard, videnskabelig assistent, DTU Fødevareinstituttet, danstn@food.dtu.dk

Produktionen af proteingranulatet sker ved at bakterier omsætter metangas i en bioreaktor.

”Vi udvinder protein fra græs, der kan anvendes til fødevarer til mennesker,” siger videnskabelig assistent Daniel Stender Nørgaard fra DTU Fødevareinstituttet.

TIL PROTEINER

Bakterier lever af gas og kan høstes som proteingranulat.

Den danske virksomhed Unibio har i tæt samarbejde med DTU udviklet en teknologi, hvor bakterier omdanner metangas til protein. Det sker i en såkaldt fermentor (en bioreaktor, hvor man kan dyrke bakterier), hvor man får særlige bakterier til at omdanne metanmolekyler. Bakterierne vokser og kan siden omdannes til et proteingranulat. Produktet kan erstatte brugen af soja­ og fiskemel i dyrefoder. På sigt kan proteingranulatet også bruges i almindelige fødevarer. Virksomheden Protelux har købt licens til teknologien og har opført et fabriksanlæg i Rusland. Anlægget har kapacitet til at producere 6.000 tons proteingranulat om året.

Krist V. Gernaey, professor, DTU

Kemiteknik, kvg@kt.dtu.dk
Redigeret af Lotte Krull Lisbeth Holten, Shutterstock, Unibio, Mikal Schlosser

Forskere ved DTU

Fødevareinstituttet

lavede forsøg med flere slags mikroalger i laboratoriet.

MIKROALGER FYLDT MED PROTEINER

Forskere har optimeret dyrkning af mikroalger, så de indeholder 60 pct. proteiner.

Mikroalger er encellede organismer og en del af havets planteplankton. Algerne kan dyrkes med bl.a. proteinhøst for øje. Det har en forskningsgruppe ved DTU Fødevareinstituttet vist. Forskerne har lavet forsøg med en række forskellige mikroalger, hvor den bedst ydende art kom op på et proteinindhold på 60 pct. Forsøgene har også omfattet, hvordan man kan høste, opkoncentrere og tørre algerne. Forskningsgruppen fortsætter forsøg med mikroalger for at undersøge, om de også kan være alternative kilder til andre ingredienser som omega­3­fedtsyrer, pigmenter og D­vitamin.

RESTER FRA ØLBRYGNING KAN UDNYTTES

Proteiner er en af de ingredienser, som kan udvindes af restproduktet efter ølproduktion ved hjælp af ny filterteknologi.

Charlotte Jacobsen, professor, DTU Fødevareinstituttet, chja@food. dtu.dk

Mask er et restprodukt efter ølbrygning, som kan udnyttes til at udvinde bl.a. proteiner. Dette er blevet muligt med et kompaktfilter, som er udviklet på DTU Bryghus og nu videreudvikles i spinout­virksomheden Dacofi. Idéen med at udnytte mask i fødevareproduktion er ikke ny, men det har ikke været økonomisk rentabelt at tørre mask. Med filterteknologien fra DTU er det muligt på skånsom og billig vis at adskille masken via filtrering med samtidig presning i en væske­ og en tørstofdel. Bundfald i væsken, som indeholder proteiner, sukker og antioxidanter, kan udskilles i en centrifuge, hvorefter det kan bruges til at berige f.eks. mælkeprodukter og proteindrikke.

Preben Bøje Hansen, levnedsmiddeltekniker, DTU Fødevareinstituttet, pbha@food.dtu.dk

Levnedsmiddeltekniker Preben Bøje Hansen stiftede DTU Bryghus i 2013. I 2014 oprettede han firmaet Dacofi på grundlag af en filterteknologi, der blev udviklet i bryghuset.
Joachim Rode, Anita Ljubic
Mask fra ølbrygning er rig på bl.a. proteiner.

PLASTIKPROJEKT VINDER KONKURRENCE

De to DTU­studerende, Maria Ellyton og Sofie Bejder, løb med sejren i Plastindustriens talentkonkurrence

Project Plastic. Maria og Sofie har arbejdet med at optimere processerne på en nystartet plastgenanvendelsesfabrik i Kenya. Projektet udførte de som en del af deres bacheloruddannelse, og de måtte også en tur forbi fabrikken i Kenya for at løse opgaven. Her kunne de dele ud af deres ingeniørfaglige viden i forhold til f.eks. sortering, kvalitetssikring og arbejdsrutiner.

Administrerende direktør i Plastindustrien, Thomas Drustrup, udtalte om projektet:

”Vinderprojektet er et klokkeklart eksempel på, hvordan den værdifulde ingeniørfaglige viden gør en stor forskel i praksis, og det har vi også kunne se i de mange andre projekter, der har deltaget i Project Plastic.”

Førstepræmien lød på 25.000 kr.

ÅRETS UNGE FORSKER

STUDERER PÅ DTU

Førsteårsstuderende på Teknisk Biomedicin, Frederik Gade, har vundet titlen som ’Årets Unge Forsker’ i kategorien Life Science. Han fik førstepladsen for sin fordybelse i proteinernes ageren i kroppens celler. Prisen uddeles af Astra, Center for Læring i Natur, Teknik og Sundhed, og udløste en præmie på 25.000 kr. samt adgang til flere internationale konkurrencer og seminarer i bl.a. Dublin og Stockholm. Næste stop er VM for unge forskere i Phoenix i Arizona, USA, til maj.

”Ingen af os havde arbejdet specielt meget med plast før. Vi har lært virkelig meget om plast, branchen og udviklingsarbejde i det hele taget,” udtalte Maria Ellyton (tv.) i forbindelse med prisoverrækkelsen.

”Tatoveringerne er især en påmindelse til mig selv om, hvor vigtigt det er, og at det er derfor, jeg står tidligt op hver morgen og tager til DTU.”

João Antonio Basso om tatoveringerne af de 17 verdensmål. Han studerer Arktisk Miljøteknologi og er en af DTU’s verdensmålsambassadører.

Lotte Krull, Tore Vind Jensen, Søren Ravnsborg Plastindustrien, Mikal Schlosser

I et samarbejde mellem

Rigshospitalet og DTU får forældrene til samtlige danske børn med kræft tilbud om at få børnenes arveegenskaber kortlagt. Dermed kan årsagen til kræftsygdommen muligvis afdækkes, og på sigt kan børnene få mere præcis behandling og slippe for unødige bivirkninger.

Årligt får ca. 170 børn under 15 år i Danmark en kræftdiagnose.

Personlig medicin er nu en realitet for danske børn med kræft. Kan man undgå, at børn dør af sygdommen, få bedre behandlingseffekt og slippe for alvorlige bivirkninger af behandlingen, er det både leveår og livskvalitet, der vindes. Men det er faktisk kun en del af forklaringen på, at netop denne gruppe af patienter er valgt ud.

”Når ældre får kræft, er der typisk mange forskellige gendefekter og miljøfaktorer på spil samtidig, og genskaderne har hobet sig op over mange år. Men når børn får kræft, er der større chance for at finde en specifik genfejl, der er den dominerende

årsag. Derfor har det særlig stor værdi at gennemføre en komplet genomkortlægning for børn med kræft,” forklarer professor Kjeld Schmiegelow, overlæge på Rigshospitalet. Ifølge Kræftens Bekæmpelse diagnosticeres hvert år ca. 170 børn under 15 år med kræft i Danmark, og kræft er årsag til 20 pct. af alle dødsfald blandt børn over et år. I projektet får samtlige familier tilbud om at få barnets komplette genom kortlagt. Ca. 85 pct. siger ja tak. Kortlægningen sker i et samarbejde mellem BørneUngeKlinikken og Klinisk Genetisk Afdeling på Rigshospitalet samt DTU Sundhedsteknologi. DTU-forskerne står for selve

”Mit bedste bud er, at vi med tiden vil kunne påvise en arvelig sammenhæng for ca. hvert tredje barn.”

KJELD SCHMIEGELOW, PROFESSOR OG OVERLÆGE PÅ RIGSHOSPITALET

Morten Andersen
Benny Box
”Det er godt for familien at få kortlagt, at de øvrige børn og forældrene selv ikke har forhøjet risiko.”

der gav børn kræft, er ikke blevet ført videre, simpelthen fordi børnene bukkede under, inden de blev gamle nok til selv at få børn. For mange af de børn, der bærer en disposition for kræft i deres arvemateriale, drejer det sig derfor om nye mutationer. I dag, hvor vi heldigvis er i stand til at redde langt de fleste børn, bliver en af sideeffekterne så, at de kan give deres gendefekt videre,” siger Kjeld Schmiegelow.

Vendte problemet på hovedet

sekventeringen af børnenes genomer. Databehandlingen sker på DTU’s supercomputer Computerome.

Siden projektet startede for to år siden, har man koblet sygdommen til en genetisk disposition hos ca. hvert syvende undersøgte barn.

Fem ud af seks overlever

De børn og deres nærmeste slægtninge, som får konstateret en genetisk disposition for kræft, bliver tilbudt regelmæssig kontrol. Det kan f.eks. være en årlig MR-skanning. På den måde kan man opdage nye udbrud af sygdommen tidligt og dermed forbedre chancerne for helbredelse.

”Især tre spørgsmål trænger sig på hos forældre, der får besked om, at deres barn har kræft: Kommer jeg til at miste mit barn? Hvorfor har mit barn fået kræft? Kan det samme ske for barnets søskende?,” siger Kjeld Schmiegelow.

Han tilføjer, at også for de børn, hvor man kan afkræfte, at der er en arvelig disposition for kræft, har svaret stor værdi:

”Det er godt for familien at få kortlagt, at de øvrige børn og forældrene selv ikke har forhøjet risiko. Desuden har det betydning for barnet senere i livet, når det bliver voksent og overvejer selv at sætte børn i verden. Her er det jo trygt at vide, at man ikke bærer på en arvelig kræftrisiko.”

Forbedret overlevelse

Gennem de seneste årtier er der sket en markant forbedring i overlevelsen for danske børn, der får kræft. I dag overlever fem ud af seks patienter. Men paradoksalt nok gør denne solstrålehistorie netop behovet for genomkortlægningen endnu større.

”Gennem hele menneskets evolution er der sket en hård selektion. Genfejl,

Når lægemidlet er giftigt

Projektet handler om mere end at finde gendefekter, der direkte forårsager kræft. Også arveanlæg, der har betydning for, hvordan kroppen omsætter de lægemidler, som benyttes i behandlingen, er i fokus.

”Vi har f.eks. ganske stor viden om, hvilke enzymer der indgår i omsætningen af de 13-15 lægemidler, der indgår i behandlingen af leukæmi. Patienter, som er arveligt disponerede for at producere enzymer med en lavere eller højere aktivitet, vil have forskellige dosisbehov for at få effekt af behandlingen eller for at undgå bivirkninger,” forklarer Kjeld Schmiegelow.

”Normalt starter en forsker med at finde en genfejl, som han mener kan kædes sammen med en bestemt kræftsygdom eller en bestemt bivirkning. Derefter kan man bruge de næste 10-20 år på at klarlægge den underliggende mekanisme. Hvis det lykkes, kan man derefter forsøge at udvikle et lægemiddel, der adresserer denne mekanisme. Ramneek Gupta og jeg fik den tanke at vende problemstillingen på hovedet,” siger Kjeld Schmiegelow og uddyber:

”I stedet for at lede efter nye mekanismer ville vi starte med den enorme viden, vi allerede har om mange af cellegiftene, vi anvender i leukæmibehandlingen. Vi kortlagde derfor mere end 30.000 kendte varianter i arvematerialet, som vi vidste spillede en rolle for omsætningen af cellegiftene. I et studie med knap 1.000 børn med leukæmi fra Danmark og Tyskland, kunne vi identificere kombinationer af forandringer i arvematerialet, der med meget stor sikkerhed kunne forudsige, hvilke patienter der får tilbagefald, og hvilke der bliver helbredt. Nu er vi så gået videre til at kortlægge hele patientens arvemateriale.”

Fakta

I lægejargon taler man om ’det terapeutiske vindue’. Det vil sige der, hvor dosis af et lægemiddel er stor nok til at give effekt, men alligevel lille nok til, at lægemidlet ikke medfører alvorlige skader på det normale væv. Penicillin er et eksempel på et lægemiddel med et meget stort terapeutisk vindue. Her kan man godt tillade sig at ordinere en så stor dosis, at man er sikker på, at den vil være effektiv for alle patienter. De, der egentlig får en unødvendig stor dosis, vil ikke tage skade af det. Men for kræftmedicin er situationen helt anderledes.

Kræft hos børn opstår kun meget sjældent, og kræft er ikke bare én, men mange forskellige sygdomme. Derfor er man hurtigt nede på, at kun trefem børn om året får den samme diagnose.

Efterhånden som projektet udvikler sig, forventer forskerne, at de vil blive i stand til at finde sammenhænge mellem kræft og gendefekter for mere end hvert syvende barn, som er situationen i dag.

KILDE: KRÆFTENS BEKÆMPELSE

”De fleste typer kræftmedicin har et meget lille terapeutisk vindue. Ja nogle produkter har slet ikke noget vindue –de er giftige selv i den laveste effektive dosis. Så her har det enormt stor værdi at kunne fastslå, hvor lille dosis den enkelte patient kan nøjes med.” Projektet udsprang af en dialog mellem Kjeld Schmiegelow og Ramneek Gupta, lektor ved DTU Sundhedsteknologi.

”Der er en del børn, hvor vi har en fornemmelse af, at der er en arvelig kobling, men hvor vi endnu ikke har kunnet fastslå hvilken. Mit bedste bud er, at vi med tiden vil kunne påvise en arvelig sammenhæng for ca. hvert tredje barn,” siger Kjeld Schmiegelow.

For de øvrige børn vil man ikke kunne påvise en arvelig sammenhæng, simpelthen fordi der ikke er nogen. Et stort antal tilfælde af kræft skyldes mutationer, der opstår på grund af miljøfaktorer eller spontant, uden sammenhæng med genetikken.

Ud over de lægelige aspekter af projektet interesserer forskerholdet sig også for etiske og psykologiske forhold.

”I sig selv er det måske nok kontroversielt, at beslutningen om kortlægningen er overladt til forældrene. I princippet kan man jo forestille sig, at barnet som voksen ville ønske, at det ikke havde fået sit genom kortlagt. Der findes bestemt mennesker, som ikke ønsker at vide, om de har en forhøjet risiko for eksempelvis kræft, men hellere vil leve uden denne viden. I sagens natur kan vi ikke gøre kortlægningen ugjort – familien vil jo allerede have fået resultaterne. Det er vores vurdering, at de store fordele i form af bedre overlevelse, færre bivirkninger og højere livskvalitet mere end opvejer, at barnet reelt fratages muligheden for at slippe for at få viden om sin risiko. Men det er noget, vi følger nøje. Derfor er der også antropologer knyttet til projektet,” siger overlægen.

Af samme årsag er tilbuddet om kortlægning netop kun et tilbud. Ca. 15 pct. af forældrene siger i første omgang nej tak.

”Nogle af dem vil senere komme tilbage, når de er kommet på afstand af diagnosetidspunktet, og vil alligevel gerne have barnet med i undersø

samtidig med at projektet ikke kun har forskningsmæssig værdi, men faktisk sigter på forbedret behandling.

Til gavn ved andre sygdomme

”Vores projekt er det første af sin art, men mange andre vil følge efter. Der er flere andre kræftsygdomme, hvor arvelige faktorer også spiller en betydelig rolle,” siger Kjeld Schmiegelow og fortsætter:

Fakta om kræft

De mest almindelige kræftformer hos børn (0­14 år) er:

• Kræft i blodet eller lymfeknuder

• Hjernetumorer

• Svulster i bløddele­ og knogler (sarkomer)

• Kræft i nyren

KILDE: KRÆFTENS BEKÆMPELSE

”Generelt kan man sige, at kortlægningen vil være særligt værdifuld for sygdomme, hvor behandlingens dosis løbende bliver justeret. Desværre ser vi i dag, at man ofte må sætte dosis lavt af hensyn til måske fem-ti pct. af patienterne, som er i risiko for uacceptable bivirkninger. Det er uhensigtsmæssigt for alle de øvrige, som derved får en unødvendig lav dosis. For nogle af dem vil man kunne sætte dosis i vejret og derved øge deres chancer for helbredelse. For andre patienter kan lavere dosis mindske risikoen for alvorlige bivirkninger.”

Ramneek Gupta, lektor, DTU Sundhedsteknologi, ramg@dtu.dk

Mere end 30.000 kendte varianter i arvematerialet er blevet kortlagt.
KILDE: KJELD SCHMIEGELOW

Kortlægning af patienternes arvemateriale kan føre til bedre behandling for en lang række sygdomme. Lektor Ramneek Gupta fra DTU Sundhedsteknologi vurderer, at personlig medicin allerede er teknologisk muligt. Men der er behov for bedre involvering af patienter, læger, forskere og industri.

Hvor tæt er vi på

PERSONLIG MEDICIN?

q: Vi har talt om personlig medicin længe. Hvornår bliver det udbredt?

a: Meget snart kommer vi til at se genom-profiler (et genom omfatter en organismes genetiske information, red.) blive knyttet til patienters elektroniske journaler. Tidligere var teknologi en flaskehals, men ikke længere. I dag er det f.eks. muligt at kortlægge arvematerialet for den enkelte patient, hvilket genererer store datamængder, men nu er computerkraften stor nok til at håndtere disse data. Den teknologiske udvikling har også medført, at vi med

hjælp fra kunstig intelligens kan analysere de store datamængder. Desuden ser vi også en større villighed blandt patienter og sundhedsprofessionelle til at tage datavidenskab i anvendelse inden for sundhedsområdet.

q: Hvordan kan udfordringen omkring etik og datasikkerhed løses?

a: Efter min mening er løsningen at involvere patienterne mere og forklare fordelene ved personlig medicin. For at tage kræft som eksempel er det velkendt, at en given dosis af et givent lægemiddel kan være effektiv for den ene

patient, men uvirksom eller måske lige frem giftig for en anden. Sandsynligvis kan man koble mange af den slags forskelle til arvelige faktorer. Med andre ord vil personlig medicin gøre det muligt for lægen at øjeblikkeligt udskrive den rigtige medicin i den rigtige dosis til den enkelte patient. Jeg er overbevist om, at udsigten til så store fordele vil skabe villighed til at give forskningen adgang til data. Det vil også være muligt at løse problemerne omkring datasikkerhed. Eksempelvis er der virksomheder, som udvikler løsninger baseret på blockchain for at sikre

patienternes kontrol over, hvad deres data kan blive brugt til.

q: Individuel behandling lyder dyrt. Vil sundhedsbudgetterne skride?

a: På længere sigt vil personlig medicin mindske omkostningerne. Det kan næppe være samfundsøkonomisk fornuftigt at behandle store grupper af patienter med medicin, som kun har en effekt for bestemte undergrupper. Desuden er det at finde den rigtige medicin og den rigtige dosis kun en af anvendelserne af personlig medicin. Det handler også om at nedbringe omfanget af bivirkninger hos patienterne. Man kan også bruge personlig medicin til at forebygge sygdom. Det er almindeligt kendt, at oplysningskampagner kun påvirker en lille del af befolkningen. Men hvad nu, hvis vi kan målrette informationen til den enkelte? Altså, i stedet for at give dig generelle råd om at leve sundere, kan vi fortælle dig, at lige nu er du nødt til at ændre din kost eller din fysiske træning på en bestemt måde, hvis du ikke vil udsætte dig selv for stor risiko for en konkret sygdom.

q: Hvad er medicinalindustriens rolle?

a: Stadig flere medicinalvirksomheder er begyndt at

Mere målrettet sygdomsforebyggelse, bedre behandling og dermed færre omkostninger i sundhedssektoren; det er nogle af fordelene ved at kortlægge patienternes arvemasse og dermed give personlig medicin, siger lektor Ramneek Gupta.

inddrage data fra patientbehandlinger – altså efter de kliniske forsøg er afsluttede. Årsagen er, at særligt i USA og EU stiller myndighederne i stigende grad krav om, at en ny behandling skal give ’signifikant større effekt’, hvis den skal opnå tilskud. Chancerne for at påvise en effekt er væsentligt bedre for en virksomhed, hvis den kan identificere en relevant undergruppe af patienter i stedet for at give produktet til en stor gruppe, hvor mange ikke vil opleve nogen effekt. Der er behov for flere pilotstudier, hvor også den akademiske forskning kan være med. Egentlige samarbejdsprojekter mellem

industri og den akademiske verden er sjældne. Det sker, at virksomheder donerer penge til akademiske forskningsprojekter. Det er naturligvis fint, men hvis vi virkelig skal flytte tingene, skal der være et reelt samarbejde mellem industri, læger og universitetsforskere.

Q: Vil kunstig intelligens erstatte lægen?

a: Slet ikke. I virkeligheden har læger jo altid praktiseret personlig medicin i den forstand, at de beslutter behandlingen ud fra en individuel vurdering. Men kunstig intelligens tilbyder en mulighed for, at det ikke i så høj grad er den enkelte læges erfaring

og dygtighed, der er afgørende. Overordnet set må vi erkende, at biologien er ekstremt kompleks. Vi er nødt til at trække på både eksperter og computerkraft over en lang række discipliner. Hvis vi lykkes, vil udbyttet være meget stort. Forestil dig en fremtid, hvor en dråbe spyt fra en patient sammen med data for livsstil indsamlet fra patientens smartphone og lignende kan hjælpe med at fastslå den rigtige behandling eller forebyggelse på det rigtige tidspunkt!

Ramneek Gupta, lektor, DTU Sundhedsteknologi, ramg@dtu.dk

Forskningen på DTU

• DTU er en af bidragsyderne til Det Danske Referencegenom, hvor danskernes arvemasse blev kortlagt i det store, flerårige forskningssamarbejde GenomeDenmark.

• DTU’s forskning i genomiske data sker på DTU Sundhedsteknologi, der er et nyt institut. Det blev oprettet 1. januar 2019 som en del af DTU’s strategiske satsning på sundhedsområdet.

• DTU har arbejdet med analyser af biologiske datasæt gennem 20 år og har bidraget med flere værktøjer, som benyttes i den internationale forskningsverden.

www.healthtech.dtu.dk

Virksomheden Dynatest har i samarbejde med DTU udviklet en lastbil, som analyserer vejenes tilstand med laserteknologi.

Jeppe Mølgaard

Dynatest

Man kan ikke altid se, om en vej er nedslidt, ved at kigge på overfladen. Veje består nemlig af mange lag, som alle skal være i god stand, for at bæreevnen er stærk nok. Man undersøger typisk bæreevnen med et faldlod, som er en tung stolpe, man slår mod asfalten, mens nogle sensorer registrerer, hvor mange millimeter nedslaget får vejen til at synke. Jo dybere vejen synker, jo mere nedslidt er strækningen.

Problemet med denne metode er, at man kun kan undersøge få kvadratmeter vejstrækning ad gangen, og man er nødt til at stoppe al trafik ved hver måling. Det forårsager så store trafikale og økonomiske omkostninger, at det ofte fravælges at få undersøgt vejenes tilstand i tide.

Nu er det blevet meget nemmere at undersøge vejenes bæreevne takket være et samarbejde mellem virksom-

En lastbil udrustet med lasersensorer og andet måleudstyr kan måle vejens tilstand, mens den kører. Her er lastbilen, der har fået navnet Raptor, på besøg i Italien.

LASERLASTBILER VEDLIGEHOLDER VEJE

heden Dynatest og DTU, der efter syv år har færdigudviklet ’Raptor’: en lastbil med lasere i bunden, der kan foretage næsten de samme målinger af vejes bæreevne som et faldlod – blot med 80 kilometer i timen.

”Raptor skal gøre bæreevnemålinger mere udbredte blandt vejadministrationer, end de er i dag. Der er mange steder, hvor man kun laver en visuel inspektion af vejens tilstand, fordi det er for besværligt at bruge et faldlod. Men det er meget dyrere at reparere en vej, hvor alle lagene er blevet helt nedslidt, end hvis man bruger kræfter på

at undersøge i tide, hvilke strækninger der har brug for vedligeholdelse. Det er nu meget nemmere at foretage denne undersøgelse med vores lastbil,” siger Jack Larsen, som er projektleder hos Dynatest.

Interesse fra Italien

Siden den vejinspicerende lastbil blev lanceret i april 2018, har Dynatest lavet demonstrationsmålinger rundtom i Europa for at vise Raptor-teknologien frem for europæiske vejdirektorater. Særligt det italienske vejdirektorat fandt teknologien relevant og bestilte

til vedligeholdelse af europæiske veje koster op mod

med det samme en opmåling af mere end 1.200 kilometer motorvej.

”I Italien har de længe kæmpet med nedslidte veje, og det har præget den offentlige debat, fordi det går ud over trafiksikkerheden. Det italienske vejdirektorat var derfor meget interesseret i vores teknologi, fordi Raptor giver dem et hurtigt overblik over, hvilke vejstrækninger der har behov for at blive renoveret,” siger Jack Larsen.

Europa-Kommissionen anslår, at udgifterne til vedligeholdelse af europæiske veje koster op mod 750 mia. kr. årligt. En udgift, som Jack Larsen

750 mia. kr. årligt.

mener, kan blive mindre, hvis flere vejdirektorater løbende analyserer bæreevnen på deres vejnet.

En rullende analysemaskine

Ligesom faldloddet måler Raptor-køretøjet også vejens nedsynkning. Men i stedet for at sensorer registrerer, hvor

mange millimeter et slag med en tung stolpe får vejen til at synke, registrerer man med afstandsmålende lasere, hvor meget lastbilens egen vægt får vejen til at synke.

”Vi har placeret 12 lasere på en stiv bjælke, som strækker sig både foran og bag ved Raptor-køretøjets ene baghjul, og hver laser måler deres individuelle afstand til asfalten. Deres målinger giver os et meget nøjagtigt indtryk af vejens bæreevne på præcis det område, vi kører over. Hvis vægten på baghjulet får asfalten til at synke i mere end ca. to millimeter, er der sandsynligvis noget

”Det

er meget dyrere

at reparere en vej, hvor alle lagene er blevet helt nedslidt, end at bruge kræfter på at undersøge i tide, hvilke strækninger der har brug for vedligeholdelse.

galt med nogle af vejens nedre lag på den strækning,” siger Jack Larsen.

Udvikling af software

De 12 linjelasere genererer gigantiske mængder af data, som skal behandles af en software, før man kan bruge dem til at sige noget om vejens tilstand. En software, som forskere fra DTU har hjulpet Dynatest med at udvikle.

”Vores software indsætter de målte

på en bjælke, der måler hvor meget vognens egen vægt får vejen til at synke.

Det er nu meget nemmere at foretage denne undersøgelse med vores lastbil.”

Stine Skov Madsen, postdoc ved DTU Mekanik. Hun har hjulpet med at skabe og implementere modellen til Raptor.

En af udfordringerne ved lasermålingerne er, at asfalt er et groft materiale med mange små sten og gruselementer. Det skaber støj i resultaterne, fordi man ikke kan undgå at måle de små forhøjninger og fordybninger i asfaltens overflade, som ikke har noget med vejens bæreevne at gøre. Dette problem har Dynatest som den første virksomhed af sin slags løst på en helt særlig måde.

”I stedet for punktlasere bruger vi linjelasere, som hele tiden måler et stort antal afstande langs en bred linje på tværs af køreretningen. Således kan man

tage højde for vejens tekstur og udligne variationerne under udregningen af nedbøjningen,” siger Jack Larsen.

Hjælp til algoritme

Det er umuligt at foretage målinger med 100 procents nøjagtighed, selvom linjelaserne har minimeret de måleusikkerheder, som kommer fra vejens grove overflade. Derfor har Dynatest hentet yderligere hjælp ved DTU, hvor Asmus Skar, postdoc ved DTU Byg, har udviklet en algoritme, som kan fortælle, hvad måleusikkerheder betyder for måden, Dynatest kan fortolke sine data på.

”Det er vigtigt at tage højde for måleusikkerheder, fordi ændringer i vejens grove overfladestruktur kan variere mere end den nedbøjning, Raptors vægt forårsager. Ligeledes kan den bjælke, laserne sidder på, rykke sig ganske få millimeter. Disse usikkerheder er store, i forhold til at det, vi måler, er utrolig småt; derfor er nøjagtigheden af målingerne kritisk for at opnå realistiske resultater,” siger Asmus Skar.

JACK LARSEN, PROJEKTLEDER HOS DYNATEST

KLIMAFORSKERE ’FALDT’ OVER METEORKRATER

Et gigantisk meteorkrater på 31 km i diameter dybt under indlandsisen i Grønland er det uventede resultat af en gruppe internationale klimaforskeres arbejde. DTU Space bidrager til klimaforskningen ved at overflyve isen for at kortlægge dens topografi, og det var sådan, forskerne fandt krateret. Krateret menes at være opstået inden for de seneste tre mio. år, da en jernmeteor på op til halvanden km i diameter slog ned.

Ny direktør for DTU Miljø

Claus Hélix­Nielsen er fra 1. februar ny direktør for DTU Miljø. Han kommer fra en stilling som leder af Water Technology­sektionen samme sted. Claus Hélix­Nielsen er uddannet civilingeniør fra DTU i 1990, hvorfra han også tog sin ph.d.­grad i 1993. Siden har han bl.a. stået i spidsen for forskningen, der førte til startup’en Aquaporin, der producerer vandrensningsfiltre.

”Jeg forventer, at vi vil se vores nuværende forskning i samarbejdende robotter implementeret i industrien allerede om et par år.”

Professor Ole Ravn om hvordan forskningsresultater kommer stadig hurtigere i anvendelse. Ole Ravn er leder af forskningsgruppen Automation and Control ved DTU Elektro.

49.120

Antal CPU-kerner i den nye supercomputer Computerome 2.0, som bl.a. DTU og Københavns Universitet skal bruge til life science-forskning. CPU står for central processing unit og udgør den centrale regnekraft i en computer. Den første version af Computerome rummede 16.048 CPU-kerner.

”De færreste tænker på, at hver gang man henter data ned fra skyen, sender man et eller flere af verdens datacentre på arbejde, hvilket koster energi og dermed udslip af CO2,” siger professor Leif Katsuo Oxenløwe til Politiken.

PÅ VEJ MED ET GRØNNERE INTERNET

Trafikken på internettet er tusinddoblet siden 2000 og står i dag for ca. ti pct. af verdens strømforbrug. Det ses også på CO2­udledningen, hvor den globale kommunikation sluger så meget energi, at den udleder over to pct. af al menneskeskabt CO2. Innovationsfoden støtter nu forskningen i et grønnere internet med 60 mio. kr. i et nyt treårigt Grand Solutions­projekt med navnet INCOM. Idémanden og forskeren bag projektet er professor Leif Katsuo Oxenløwe fra DTU Fotonik, der sammen med 15 partnere, bl.a. Aarhus Universitet og en række virksomheder vil udvikle den teknologi, der skal sænke internettets energiforbrug.

Lotte Krull, Tore Vind Jensen, Anne Kirsten Frederiksen DTU, Colourbox, Joachim Rode

Med en patenteret metode er det muligt at udvinde stoffer fra aske, der ellers bliver deponeret som affald.

Når man brænder slam fra et rensningsanlæg og rører asken op i vand, kommer resultatet til at ligne lys kakaomælk. Lige nu ser det ud til, at der skvulper en halv liter af denne drik lystigt rundt under omrøring i den gennemsigtige beholder, hvor der er sat en elektrode på i hver ende. Displayet på det tilsluttede voltmeter fortæller, at spændingen er 11 volt, mens strømstyrken er 50 milliampere. Værsgo: Her er et anlæg, der kan omdanne et affaldsproblem til en række nyttige råstoffer.

siger Lisbeth M. Ottosen, professor på DTU Byg og opfinder af metoden, som kaldes elektrodialytisk genvinding.

En vigtig del af metoden er ionbytter-membraner i den beholder, hvor aske- og vandblandingen skvulper rundt.

”Selve det at sætte strøm til en opløsning kunne vi naturligvis ikke patentere, men vi har to patenter, som dækker den måde, vi konkret gør det på, bl.a. med membranerne. Desuden har vi mange års erfaring med at bruge metoden, så vi er en attraktiv partner for virksomheder, bl.a. i byggebranchen.”

Fosfor er en knap ressource

”Med et engelsk udtryk har vi ’an urban mine’. Ved at sætte strøm til den opløste aske er vi i stand til at separere den, så vi får fat i en række værdifulde stoffer. Samtidig får vi også fat i problematiske stoffer, så vi får dem taget fra,”

Forskerholdet arbejder med at genvinde stoffer fra flere forskellige typer af aske. Længst fremme er man med aske fra afbrænding af spildevandsslam.

Slam fra spildevandsrensning er rigt på fosfor. Fosfor er afgørende for planters vækst og derfor et nødvendigt gødningsstof i landbruget. Samtidig er verdens fosforminer, der traditionelt har leveret råvarer til fremstilling af kunstgødning, ved at løbe tør. Ved elektrodialytisk genvinding af aske fra spildevandsslam får man fosfor skilt fra. Ca. ti pct. af asken er fosfor. Efter inddampning har man krystallinsk fosfor med en renhed, der er endnu højere end den, der benyttes til at fremstille handelsgødning.

”Vi står altså med et særdeles attraktivt produkt. Vel at mærke fremstillet ud fra en råvare, man ellers skulle have betalt for at komme af med. Samtidig er det en meget stor fordel at mindske behovet for fosfor fra minedrift. Der sker betydelige ødelæggelser af værdifuld natur i de lande, hvor minerne ligger,” siger Lisbeth M. Ottosen.

Hun tilføjer, at eksemplet med fosforminerne illustrerer det større perspektiv i metoden:

”I dag vil man jo foretage en kalkule, hvor man vejer markedsprisen på nye råvarer op imod omkostningen ved genvinding. Men om 50 år har vi næppe noget valg. Til den tid vil indvinding af nye ressourcer i det omfang, vi kender i dag, formentlig slet ikke være muligt,” siger Lisbeth M. Ottosen. Behandlingen af aske fra spildevandsslam giver flere interessante fraktioner ud over fosfor. En af dem består

af jernoxider og andre fine partikler. Når man tilsætter partiklerne til beton, forbedrer man materialets egenskaber. Det mindsker behovet for at tilsætte cement til betonen. I betragtning af at fremstilling af cement tegner sig for fem til otte pct. af verdens samlede CO2-udslip, er det en stor gevinst for klimaet at mindske behovet for cement. Især når man samtidig nyttiggør aske, der ellers havde været et affaldsproblem.

Godt nyt for de røde teglsten

Det er også attraktivt at tilsætte de indvundne partikler til tegl, fortæller Lisbeth M. Ottosen:

”I Danmark er vi ved at løbe tør for ler, der giver røde mursten, som mange jo sætter pris på. Man kan få den samme røde farve ved at tilsætte jernoxid-partikler genvundet fra slamaske til sin tegl.”

Netop brugen af partikler fra asken til at forbedre egenskaberne af beton og

Disse stoffer genvindes

Med DTU’s patenterede metode er det muligt at genvinde stoffer fra asken efter afbrænding af spildevandsslam:

• Fosfor

• Jernoxider

• Kobber

• Zink

• Bly

• Kviksølv

• Arsen

• Cadmium

tegl er genstand for flere afledte projekter på DTU Byg.

”Vi adskiller os fra mange andre forskningsgrupper i verden, der arbejder med genvinding af ressourcer, ved at vi befinder os i et byggeforskningsmiljø. Det giver os nogle ekstra muligheder for at arbejde med denne del af processen. Vi har jo direkte adgang til et betonstøberi og andre faciliteter, hvor vi bl.a. kan teste byggematerialers holdbarhed og øvrige egenskaber.”

Vigtigt at fange tungmetaller En tredje interessant fraktion består af tungmetaller.

”Visse tungmetaller som kobber, zink og bly er værdifulde som råstoffer i industrien. Andre tungmetaller som kviksølv, arsen og cadmium er så giftige, at man ikke kan videreudnytte dem. Alligevel er det godt at få fat på dem, så de ikke slipper med ud i de øvrige produkter,” siger Lisbeth M.

Lisbeth M. Ottosen ved sin ’urban mine’, et anlæg, hvor aske separeres og bl.a. bliver til værdifulde råstoffer.

Ottosen og tilføjer, at med metoden vil volumen af giftige tungmetaller, som skal sendes til deponi, kun være ca. fem pct. i forhold til at deponere tungmetalholdig aske. Dermed kan man spare en meget stor del af udgifterne ved at transportere og deponere aske, som i dag sendes til Norge. Metoden er relevant i alle lande, hvor man brænder slam fra spildevandsanlæg.

”I Danmark er det fortsat tilladt at sprede slam på landbrugsjord, men som bekendt er der en del debat om den praksis. Ud over lugtgener kan der være problemer med, at sygdomsfremkaldende organismer og forskellige forureninger spredes i miljøet. Derfor går stadig flere lande over til at brænde slammet. F.eks. har Schweiz og Holland vedtaget, at alt spildevandsslam skal brændes,” siger Lisbeth Ottosen.

”Lige nu bliver slamasken bare opbevaret midlertidigt. Forhåbningen er åbenbart, at nogen vil udvikle en metode, der kan udnytte asken. Det er så det, vi er i gang med,” konstaterer Lisbeth M. Ottosen.

Forskerholdet har valgt at optimere elektrodialytisk genvinding af aske fra spildevandsslam først, men metoden kan bruges til genvinding af alle former for aske.

Træpiller, flis og affaldstræ

Næste type aske, som ligger for, er fra afbrænding af træpiller, flis og affaldstræ, fortæller Lisbeth M. Ottosen:

”I Danmark er vi jo i gang med en omstilling, hvor kraftværkerne holder op med at fyre med kul og i stedet går over til bioenergi. Denne udvikling er i fuld gang, selvom man faktisk ikke rigtigt ved, hvad man skal stille op med al den aske, der opstår!”

Ny kilde til fosfor

Ved elektrodialytisk genvinding af aske fra spildevandsslam får man fosfor skilt fra. Ca. ti pct. af asken er fosfor.

”Der havner alle mulige ting i affaldet, så populært sagt er det nærmest hele det periodiske system, du kan finde i asken.”
PROFESSOR

Forskerholdet arbejder også med genindvinding fra asker fra affaldsforbrænding, men disse askers kompleksitet gør, at horisonten mod udnyttelse er længere end f.eks. for slamaske.

”Asken fra affaldsforbrænding er virkelig kompleks. Der havner alle mulige ting i affaldet, så populært sagt er det nærmest hele det periodiske system, du kan finde i asken. Det er jo en stor udfordring. Men samtidig er der dermed også mange værdifulde fraktioner i asken. Det gælder f.eks. kobber, der har en høj markedsværdi,” siger Lisbeth M. Ottosen.

Et godt match til vindmøllestrøm Som om det ikke var rigeligt, at den patenterede metode kan omdanne problematisk affald til værdifulde råstoffer, passer den tilmed også perfekt til et samfund, der baserer sig på vedvarende energi.

”Vi benytter jævnstrøm til separationen. En vindmølle producerer også jævnstrøm, som derefter omformes med et vist tab til vekselstrøm, der kan sendes ud i elnettet. I stedet kunne man koble vores proces direkte op på vindmøllen, så man slipper for tabet ved konvertering. Samtidig behøver man ikke nødvendigvis at køre separationen kontinuerligt. Det vil være fint nok, at processen forløber langsommere, hvis der kommer nogle dage med vindstille.”

Den mælkelignende væske i beholderen er slamaske udrørt i vand.

Kort sagt er der mange gode grunde til at formode, at forskerholdet på DTU Byg får rigeligt at se til med at udvikle elektrodialytisk genvinding yderligere i de kommende år.

”Der er kommet langt større opmærksomhed omkring cirkulær økonomi. Efter min mening skyldes det for disse asker, at det tidligere altid har været billigere at deponere end at genvinde. Den situation er ved at ændre sig. Erkendelsen af, at affaldet indeholder ressourcer, som det kan betale sig at få fat på, er blevet langt større,” siger Lisbeth M. Ottosen.

Lisbeth M. Ottosen, professor, DTU Byg, lo@byg.dtu.dk

Den norske virksomhed NOAH oplever stigende interesse for cirkulær økonomi, og det lover godt for patenteret DTU­metode.

Norsk partner står klar

En af Norges førende virksomheder inden for behandling af farligt affald er parat til at samarbejde med forskerne på DTU Byg om elektrodialytisk genvinding.

”Vores kunder ønsker i stigende grad, at vi ikke kun foretager en forsvarlig slutdeponering af deres affald, men også sørger for at bringe værdifulde komponenter tilbage i anvendelse. I den forbindelse er metoden, som Lisbeth M. Ottosen har opfundet, bestemt interessant. Vi forestiller os en rolle, hvor vi kan bringe metoden op i større skala og samtidig gøre den yderligere robust,” siger Pelle Funder Michelsen, country manager for Danmark i den norske virksomhed NOAH, som naturligvis ikke må forveksles med den danske miljøorganisation af samme navn.

Cirkulær økonomi i fremgang NOAH har ca. 80 medarbejdere. På øen Langøya modtager virksomheden farligt affald fra primært Norge, Danmark og Sverige. Den danske del af affaldet er bl.a. flyveaske fra affaldsforbrænding. Flyveasken neutraliseres med jernholdig affaldssyre. Med andre ord behandles affald med affald, hvilket anses som nyttiggørelse af Miljøstyrelsen i Danmark. Resultatet bliver flydende gips, som pumpes til slutdeponering i nedlagte kalkbrud på Langøya.

”Vi råder over en velfungerende BAT-teknologi (bedste tilgængelige teknologi, red.), men ønsker også at se fremad. Vi kan tydeligt

Den norske virksomhed NOAH modtager bl.a. flyveaske fra Danmark, der behandles på øen Langøya.

mærke, at der er større samfundsmæssig interesse for cirkulær økonomi. Tendensen udspringer i høj grad fra EU og spreder sig nu fra land til land,” siger Pelle Funder Michelsen og indrømmer, at han en overgang tænkte, at der var tale om et modelune:

”Vi har før set, at der har været talt meget om genanvendelse, og så er det gået over igen. Men denne gang er det anderledes. Mange af vores kunder er offentlige, og det er tydeligt, at de er pålagt en klar dagsorden om, at der skal genanvendes mere. Samtidig følger stadig flere regeringer op med puljer, hvor man kan søge midler til konkrete projekter. Den cirkulære tankegang har bidt sig fast.”

Morten Andersen NOAH

NYT CENTER FOR RUMIVÆRKSÆTTERE

Den europæiske rumorganisation etablerer et ESA Business Incubation Centre Denmark, som bliver forankret på DTU. Centret skal hjælpe iværksættere og virksomheder med at udnytte og udvikle rumteknologi og satellitdata. I centret kan de få rådgivning fra ESA’s eksperter og hjælp til forretningsudvikling, finansiering og til at finde samarbejdspartnere.

DANSK VIDEN OM ANTIBIOTIKA TIL ASIEN

Klimaindsats:

Vi er langt fra målene

Afstanden er øget mellem den klimaindsats, som verdens lande har lovet at gennemføre inden 2030, og den indsats, der er brug for, hvis Parisaftalens mål om at begrænse den globale opvarmning til et godt stykke under to grader celsius – og om muligt nå ned i nærheden af halvanden grad ved udgangen af dette århundrede – skal nås.

Når asiatiske myndigheder skal bekæmpe antibiotikaresistens, henter de inspiration og erfaringer fra danske eksperter. I 2018 besøgte forskere fra DTU Fødevareinstituttet Kina, Hongkong og Thailand, hvor de bl.a. fortalte om overvågningsprogrammet DANMAP, som DTU og Statens Serum Institut står bag.

Det fremgår af den årlige Emissions Gap Report, der blev offentliggjort i slutningen af 2018. Den udgives af FN’s Miljøprogram i samarbejde med UNEP DTU Partnership, en del af DTU Management Engineering.

Det er niende gang, at Emissions Gap­rapporten bliver udgivet, og tidligere rapporter har allerede vist, at der var langt til målet, og at verden var på vej mod en stigning i den globale temperatur på over tre grader i 2100.

Dette års rapport viser, bl.a. på baggrund af nye tal fra IPCC­klimarapporten, at vi er længere fra målet, end vi troede.

Rapporten beskriver, som den engelske titel antyder, den kløft, der er mellem landenes målsætninger og løfter om, hvor meget de vil nedbringe udledningen af drivhusgasser, og den reduktion, der rent faktisk er brug for, hvis vi skal begrænse den globale temperaturstigning.

Rapporten kan hentes her: kortlink.dk/wnv3

Flygtningelejre skal have bæredygtig vandforsyning

Et samarbejde mellem Dansk Flygtningehjælp og DTU har skabt et værktøj, der fremover kan bruges til at finde den bedste bæredygtige vandforsyning til flygtningelejre.

Forskere på DTU har afsluttet en gennemgang af i alt 16 forskellige vandforsyningssystemer til flygtningelejre. De forskellige systemers bæredygtighed er blevet vurderet og sammenlignet, både miljømæssigt og økonomisk.

Opbygningen af nye flygtningelejre er en problemstilling, der optager NGO’er og regeringer verden over. DTU’s undersøgelse har konkret taget

udgangspunkt i flygtningelejren Bidi Bidi i det nordlige Uganda, der huser 250.000 flygtninge fra Sydsudan. Her har de forskellige systemer til vandforsyning været opstillet som grundlag for sammenligningen. Det har været systemer lige fra water trucks til håndpumper og motoriserede pumper, drevet af henholdsvis solenergi og diesel.

”Oftest starter vandforsyningen i flygtningelejre med store trucks, der fragter vandtanke ind i lejren. Men vores analyse viser, at det er langt mere bæredygtigt allerede ved etableringen

Anne Kirsten Frederiksen
Iskandar Tange
Et nyt vandforsyningsværktøj blev testet i en flygtningelejr i Uganda.
”Vi har været glade for at kunne anvende vores ekspertise og med den bidrage til at tage ansvar for den globale udvikling på vandområdet.”

at få drikkevand til flygtningelejre.

af lejren at anlægge mere permanente vandforsyningssystemer, også selvom de kræver røranlæg. Et vandpumpesystem drevet af en motor har således tjent sig ind rent økonomisk allerede efter et år i forhold til at anvende water trucks,” fortæller Susanna Andreasi Bassi, ph.d.-studerende ved DTU Miljø, der står bag undersøgelsen.

Om motoren til vandpumpesystemet skal drives af solenergi, diesel eller være en hybrid, afhænger af de lokale forhold og den sammenhæng, pumpesystemerne indgår i. Ligeledes har analysen inddraget de mange andre forhold, der skal overvejes i forbindelse med vandforsyningen til flygtnin-

gelejre, eksempelvis adgangen til og mængden af vand i området, afstanden til vandkilden, vandkvaliteten m.m.

Vigtig dokumentation

Undersøgelsen hjælper Dansk Flygtningehjælp med at få en vigtig dokumentation på plads.

”Vi har med analysen et solidt datagrundlag med beregninger af omkostningerne ved forskellige løsninger til vandforsyning i flygtningelejre. Det er væsentligt at kunne fremvise den type dokumentation, når vi argumenterer for mere bæredygtige løsninger ved møder med de parter, der finansierer vandforsyningen. Ambitionen er at

kombinere menneskelig værdighed med økonomisk og miljømæssig bæredygtighed,” siger Anders Bech Tharsgaard, Head of Business Engagement i Dansk Flygtningehjælp.

DTU Miljø har stor viden om og erfaring med at arbejde systematisk med løsninger til vandforsyning og kvantificere deres bæredygtighed, både miljømæssigt og økonomisk. Det er den viden, der for første gang er anvendt til sammenligningen af vandforsyningsmulighederne til flygtningelejre, og som nu er udviklet til et lille værktøj, hvor bæredygtigheden kan beregnes på grundlag af lokale forhold for kommende lejre.

Verdens tre største flygtningelejre

Kutupalong, Bangladesh Population: 886.778

Lejren huser Rohingya­flygtninge, som var en muslimsk minoritet i Myanmar.

Bidi Bidi, Uganda Population: 285.000

Flygtningene kommer fra Sydsudan, som har været hærget af borgerkrig siden 2013.

Dadaab, Kenya Population: 235.269

De fleste flygtninge ankom, da Somalia blev ramt af borgerkrig i starten af 1990’erne. En senere bølge af flygtninge ankom, da Somalia i 2011 blev ramt af tørke og hungersnød.

Et nyt værktøj kan nedbringe omkostningerne ved
LEKTOR MARTIN RYGAARD, DTU MILJØ

Bidi Bidi flygtningelejren i Uganda er landets største med næsten 300.000 indbyggere.

Et gratis værktøj

”Vi har været glade for at kunne anvende vores ekspertise og med den bidrage til at tage ansvar for den globale udvikling på vandområdet. Et af FN’s bæredygtighedsmål er at sikre vand til alle, også i flygtningelejre. Vi håber, at vores værktøj kan blive til nytte, og at vi fremover kan bidrage til at løse andre lignende opgaver,” siger lektor Martin Rygaard, DTU Miljø, der har haft det overordnede faglige ansvar for analysen.

Det nye værktøj bliver stillet gratis til rådighed for verdens NGO’er og regeringer. Der har allerede været en del interesse for det, ligesom Dansk

Flygtningehjælp regner med selv at kunne anvende det i andre af verdens brændpunkter.

”Vores mål er i høj grad at bidrage til at reducere omkostningerne i forbindelse med etablering og drift af flygtningelejre. For at kunne gøre det er vi nødt til at forstå udfordringerne, så vi kan bidrage til løsninger på dem. Det er samarbejdet med DTU et godt eksempel på”, siger Anders Bech Tharsgaard.

Susanna Andreasi Bassi, ph.d. ­ studerende, DTU Miljø, suan@env.dtu.dk

Martin Rygaard, lektor, DTU Miljø, mryg@ env.dtu.dk

FÅ DYNAMO TIL DØREN – HELT GRATIS

Hvis du ikke allerede er abonnent på Dynamo, eller hvis du kender nogen, der kunne tænke sig at få magasinet tilsendt, så husk, at det er ganske gratis.

Send en mail med navn og arbejdseller privatadresse til dynamo@dtu.dk. Så lander magasinet i din postkasse eller på dit skrivebord fire gange om året.

Skriv til dynamo@dtu.dk – og få Dynamo tilsendt.

Værdifulde stoffer genvindes

Denne klump af 97­98 pct. ren kobber er fremstillet på DTU Byg ved hjælp af elektrodialytisk rensning af forurenet jord. Kobberets renhed er opnået ved en efterfølgende kontrolleret udfældning på en katode.

Læs mere om forskningen på side 36.

Turn static files into dynamic content formats.

Create a flipbook
Dynamo 56 by DTUdk - Issuu