Sensing a solution to the packed problem - Can smart packaging help reduce the environmental impact of food waste?

Abstract

Globally, about a third of the food produced is wasted. To address this issue, the United Nations has set a sustainability goal of reducing food waste in retail and household by 50\% to 2030. One factor that can be connected to the generation of food waste is packaging. When applied correctly, packaging prevents waste by providing protection and shelf life, but when packaging does not meet consumer needs, it can lead to waste. Designing better packaging is therefore a potential solution to reduce food waste. Recently, so-called \say{Smart packaging} innovation has been developed to meet that goal, which adds functions beyond protection, such as detecting spoilage.

This thesis investigates the potential of smart packaging innovation to decrease food waste, focused on a gas sensor that can detect bacterial growth in a packaging for fresh chicken. The sensor, placed on the inside of the package, changes color when spoilage reaches a critical level. The aim was to explore what potential smart packaging has in reducing food waste, and the total environmental impact. The study used two research approaches: A Life Cycle Analysis (LCA), which assesses the environmental impact of the smart packaging under different waste scenarios. The second approach investigated barriers and potentials for real-world implementation, through interviews with experts in the Swedish retailing sector.

The results indicate that, with a 50\% reduction in waste, there is potentially a 5\% decrease in environmental impact for 11 of 15 impact categories, including climate change. The barriers for introduction include regulatory issues, such as prohibition against selling chicken products after the use-by date, and concerns about the recyclability of the packaging. The research suggests that beef, which can be sold after its best-before date, may be a better candidate for the introduction of smart packaging, as it also has a higher environmental impact. Lastly, further studies are needed to explore consumer trust in the technology, which is crucial for the success of smart packaging innovations.

Abstract (Swedish)

En tredjedel av maten vi produceras slängs, mat som har tagit resurser och landyta i anspråk för att bli till. För att få bukt med det globala matsvinnet har FN satt ett hållbarhetsmål att halvera matsvinnet inom mathandel och hushåll till 2030. En faktor som kan kopplas till matsvinn är förpackningar. När de används korrekt förhindrar förpackningar matsvinn genom att ge skydd och ökad hållbarhet, men när förpackningen inte möter konsumentens behov kan det leda till onödigt matsvinn. Att designa bättre förpackningar, specifikt \say{smarta förpackningar}, är därför en möjlig lösning på matsvinnsproblematiken. En smart förpackningsinnovation innehåller fler funktioner än bara traditionellt skydd, såsom att förmågan att signalera när maten har blivit dålig.

I det här examensarbetet undersöktes vilken potential smart förpackningsinnvation har för att minska matsvinn, och den totala miljöpåverkan från den förpackade maten. En fallstudie fokuserad på en innovativ gassensor designad för förpackning av färsk kyckling genomfördes. Sensorn placeras på insidan av förpackningen och ändrar färg när bakterietillväxten nått en kritisk nivå. Fallstudien använde två forskningsmetoder: dels en livscykelanalys (LCA), som utvärderade miljöpåverkan av den förpackade maten under olika svinnscenarier. Den andra metoden undersökte hinder och potential för innovationens möte med dagligvaruhandeln, genom intervjuer med experter från tre svenska matkedjor.

Resultaten indikerar att vid en halvering av matsvinnet skulle en minskning av miljöpåverkan på cirka 5\% kunna vara möjlig för 11 av 15 miljöpåverkanskategorierna som undersöktes. De hindren som identifierades genom expertintervjuerna pekade på att det kan vara svårt att introducera sensorn för just kycklingprodukter, eftersom det finns ett lagkrav på att märka färska kycklingprodukter med sista-förbrukningsdatum, efter vilket det inte är tillåtet att sälja produkten. Dessutom kan sensorn eventuellt göra förpackningen mindre återvinningsbar. Ett bättre alternativ skulle kunna vara att introducera sensorn på en köttprodukt, då dessa kan säljas med bäst-före datum som tillåter försäljning efter utgångsdatumet är passerat. Kött har dessutom en högre miljöpåverkan, och utgör ett större ekonomiskt svinn för handlarna. Slutligen underströks vikten av att etablera tillit hos konsumenterna som en centralt fråga för att innovationen ska lyckas uppfylla sitt syfte. Att göra studier som undersöker konsumenternas upplevelse är därför ett viktigt nästa steg för vidare studier.

Popular Abstract (Swedish)

Det är för lätt att slänga mat – en skvätt mjölk, en brödskalk eller det som stått lite för länge i kylen. Och luktade den där kycklingen okej? Globalt går en tredjedel av all producerad mat till spillo, och i Sverige står hushållen för den största delen av svinnet. Även handeln slänger stora mängder fullt ätbar mat. Matproduktion påverkar miljön genom markanvändning och utsläpp. För att vända trenden har FN antagit ett mål att halvera matsvinnet till 2030.

Något som kan kopplas till matsvinn är förpackningen. Å ena sidan skyddar den maten mot bakterier och fysisk påverkan, men om den inte är anpassad till konsumentens behov kan den bidra till svinn. Ett konsumentbehov är att veta om maten fortfarande är bra, ett problem som kan mötas med så kallade smarta förpackningar. I detta examensarbete undersöks potentialen hos en smart förpackning för färsk kyckling, som innehåller en gassensor som kan indikera om kycklingen blivit dålig. Målet var att ta reda på om minskat matsvinn kan kompensera för den miljöpåverkan som sensorn orsakar, vilket undersöktes genom en livscykelanalys. För att komplettera denna teoretiska beräkning genomfördes dessutom en intervjustudie med experter i den svenska handelsbranschen, med målet att ta reda på vilka hinder och potentialer de såg för den smarta förpackningens möte med verkligheten i butik och hushåll.

Resultaten från LCA:n visar att om det nuvarande svinnet i butik och hushåll halveras skulle en minskning på ca 5% av klimatpåverkan, vattenanvändning och övergödning kunna nås. Det motsvarar en besparing på 0,065 kg CO₂ per kilo kyckling. Minskningen är relativt liten, vilket väcker frågan om innovationen bör användas för mer klimatbelastande livsmedel.

Från intervjuerna föreslog experterna rött kött som en bättre kandidat till förpackningen, eftersom det har 15 gånger högre klimatpåverkan än kyckling och dessutom är dyrare, vilket gör att svinnet blir mer ekonomiskt kännbart för handeln. En annan fördel med kött är att det får märkas med "bäst-före" och kan säljas efter det datumet, medan kyckling enligt lag måste ha "sista förbrukningsdag" och inte får säljas efter det datumet. En nyckelfaktor är också konsumentens förtroende för produkten. Därför är vidare studier om konsumenternas inställning till centralt för att bedöma smarta förpackningars verkliga potential.

• author: Carling, Lydia
• supervisor: Alexandra Nikoleris
• organization: Environmental and Energy Systems Studies
• course: FMIM01 20251
• year: 2025
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Food waste, Food waste reduction, Smart packaging, Packaging, LCA, Food retail
• report number: ISRN LUTFD2/TFEM—25/5224--SE + (1-57)
• ISSN: 1102-3651
• language: English
• id: 9186320
• date added to LUP: 2025-03-12 06:40:03
• date last changed: 2025-03-12 06:40:03