Elintarviketehtaan tuotantolinjan kunnonvalvonnan kehittäminen

Tutkimuksen tavoitteena oli kunnonvalvontajärjestelmän kehittäminen nykyaikaiselle elintarviketeollisuuden tuotantolinjalle. Työssä etsittiin olemassa olevia kunnonvalvontamenetelmiä ja -sovelluksia erityisesti jäätelötuotantolaitteiden tarpeisiin. Kirjallisuudesta löydettiin sovelluksia lähinnä yksittäisille komponenteille ja kone-elimille. Tutkimuksen kohteena oleva tuotantolinja käytiin läpi toimintojen ja komponenttien osalta. Tehtaan laitekantaa ja valmiutta kunnonvalvonnan käyttöönotolle käsiteltiin yleisellä tasolla. Kunnonvalvontajärjestelmää kehitettäessä käytettiin hyväksi kirjallisuudesta löytyneitä menetelmiä, joista soveltuvimpia käytettiin kunnonvalvontametodien kartoittamiseen. Kunnonvalvontametodit muodostettiin toiminnanohjausjärjestelmästä ja linjan käyttöönotosta saatujen tietojen avulla. Tietoja käytettiin vika-vaikutusanalyysissä, joka oli pohjana komponentti- ja menetelmäkohtaisessa analyysissa. Kriittisiä ja tuotannon tehokkuuteen vaikuttavia koneenosia ja kokonaisuuksia tarkasteltiin kunnonvalvontamenetelmien soveltuvuuden avulla. Tutkimuksen edetessä kehitettiin kokonaisvaltaiset toiminnanohjausjärjestelmän avulla toimivat eritasoiset kunnonvalvontahypoteesit, joiden avulla linjan yksittäisten komponenttien kuntoa voidaan valvoa. Lisäksi tutkimuksessa kehitettiin uusia kunnonvalvontasovelluksia, joita on mahdollista käyttää myös tehtaan muilla linjoilla. Kunnonvalvontahypoteeseja käytettiin kokonaisen kunnonvalvontajärjestelmän luomiseen. Tehtaalla on mahdollisuus valita käyttöönotettavan kunnonvalvonnan taso hypoteesien sekä kunnossapitostrategian avulla.

Käyttövarmuusanalyysin tuottama tärkeysjärjestys elintarviketeollisuuden prosessilaitteille – Suuntaviivat kustannustietoisen kunnossapitostrategian luomiselle

Hallitsematon ja reaktiivinen kunnossapito on eräs tuotannon suurimpia kustannustekijöistä. Suunnitelmallisesti ja systemaattisesti johdettuna kunnossapito on tuotantotehokkuuden suurin vaikuttaja. Merkittävä osa tuotannon tehokkuuden ylläpidosta saavutetaan laitteiden käyttövarmuudella. Käyttövarmuuden saaminen hallintaan perustuu ennakoivan kunnossapidon määrän kasvattamiseen. Samalla korjaavan kunnossapidon kustannusriski laskee ja siihen käytetty panos vähenee. Huonolla kunnossapidon suunnitelmallisuudella on päinvastaiset vaikutukset. Tavoitteena on määritellä prosessilaitteiden käyttövarmuuksiin perustuva laitekriittisyys. Tutkimuksessa yhdistetään riskien arviointimenetelmiä, joilla keskimääräiset vikavälit ja seuraukset valmistukseen mallinnetaan. Kriittisyystekijöitä ovat käytettävyys, luotettavuus, kustannustekijät, turvallisuus ja ympäristövaikutukset. Tekijöiden arvottamiseen kehitettiin riksianalyysitaulukko. Kriittisyysluokat jaettiin kolmeen kategoriaan, joista A on kriittisin, B keskinkertainen ja C on matalin luokka. Lähtötietojen keräys toteutettiin triangulaatiomenetelmää soveltaen. Empiirisessä osassa HKScan Oy:n lihanjalostustehtaan jauheliha- ja kestomakkaraosastojen laitteet jaettiin A-, B- ja C-luokkiin. Kriittisimpiä laitteita oli 20 prosenttia analysoidusta laitemäärästä. Nämä A-luokkaan sijoitetut laitteet aiheuttavat 80 prosenttia kustannusriskeistä. B-luokkaan kuuluu 50 prosenttia ja C-luokkaan 30 prosenttia laitteista. Luokittelusta erotettiin havaitut turvallisuusriskit riskienhallinnan toimenpiteitä varten. Kustannustietoinen kriittisyysluokittelu on pohja kunnossapitostrategian rakentamiselle. Tämän avuksi esitettiin taulukot huolto-ohjelman luomiseen ja luokituksien hyödyntämiseen päivittäisessä toiminnassa.

Tuotannon mittaristo- ja raportointitoimintatapojen kehittäminen elintarviketeollisuusyrityksessä

Mittaamista on tutkittu paljon ja kasvavissa määrin. Silti yrityksissä ei usein osata tehokkaasti hyödyntää mittaristosta saatavaa informaatiota johtamisen tukena. Tämän työn tavoitteena on selvittää, millainen on hyvä, informatiivinen ja käytännöllinen mittaristo, jota voidaan käyttää tuotantotoiminnan johtamiseen ja ohjaamiseen elintarviketeollisuusyrityksessä. Työn empiirinen osuus on suoritettu laadullisena case-tutkimuksena. Aineisto on kerätty henkilökohtaisilla haastatteluilla, jotka sisälsivät 16 tuotannon toimihenkilön sekä ylemmän toimihenkilön haastattelua. Johtopäätöksenä tutkimuksesta sekä kirjallisuuskatsauksesta esitetään mittaristo tuotantotoiminnan johtamisen apuvälineeksi. Mittaamisen tärkeimmät roolit ovat strategian jalkauttaminen, henkilöstöön vaikuttaminen, ulkoinen raportointi sekä kehityksen seuraaminen. Mittariston eri mittareiden tulee olla keskenään linjassa ja tavoitteiltaan yhdenmukaisia. Mittareiden tavoitteiden on tultava ylhäältä alas, eli ylimmästä johdosta portaittain työntekijätasolle. Mittaustulokset taas tulevat alhaalta ylös, eli työntekijätasosta ylös ylimpään johtoon. Mittauksen on aina oltava kustannustehokasta, eli siitä saatava hyöty on oltava panoksia suurempi. Mittaristo ei ole yrityksessä pysyvä työkalu vaan sitä on jatkuvasti päivitettävä Case-yrityksessä koettiin, ettei mittaristo ohjaa tekemistä eikä jalkauta strategiaa. Mittaamisesta ajateltiin, että mitataan, kun on aina mitattu. Johtamisjärjestelmä sekä mittaristo eri tasoilla koettiin sekavaksi ja epäyhtenäiseksi. Uusi mittaristo luotiin päivä-, viikko- ja kuukausitasolle. Johtamisjärjestelmää selkeytettiin ja johtamista ohjaava mittaristo tehtiin eri organisaatiotasojen välillä linjakkaaksi ja yhtenäiseksi. Mittariston viestimiseen työntekijätasolle luotiin suositukset.

Energiantuotannossa talteenotetun hiilidioksidin hyötykäyttö

Hiilidioksidilla on merkittävä vaikutus ilmastoon ja suurin osa ihmisten käyttämästä energiasta perustuu hiilipohjaisiin polttoaineisiin. Energiantuotannossa talteenotetun hiilidioksidin hyötykäyttö tarjoaa erinomaisen mahdollisuuden ilmastonmuutoksen vai-kutusten vähentämiseen vaikuttamatta kuitenkaan merkittävästi käytettyihin energialäh-teisiin. CO2:n talteenottotekniikat voidaan jakaa neljään periaatteeltaan erilaiseen tyyppiin: pol-ton jälkeiseen talteenottoon, ennen polttoa tapahtuvaan talteenottoon, happipolttoon ja kemialliseen kiertoon perustuvaan palamiseen. Polton jälkeinen ja ennen polttoa tapah-tuva talteenotto edustavat eniten tutkittua ja käytettyä tekniikkaa. Hyötykäyttökohteita CO2:lla on useita, joista nykyiset merkittävimmät ovat öljyn tuo-tannon tehostus ja elintarviketeollisuus. Tulevaisuudessa merkittäviä käyttökohteita tulee todennäköisesti olemaan uusiutuvan energian varastointi synteettiseen metaa-niin/metanoliin, kemian-, paperi- ja selluteollisuuden prosessit ja vedenkäsittely.

Production, isolation and characterization of bioactive peptides with antihypertensive properties from rapeseed and potato protein

Consumers’ increasing awareness of healthiness and sustainability of food presents a great challenge to food industry to develop healthier, biologically active and sustainable food products. Bioactive peptides derived from food proteins are known to possess various biological activities. Among the activities, the most widely studied are antioxidant activities and angiotensin I converting enzyme (ACE) inhibitory activity related to blood pressure regulation and antihypertensive effects. Meanwhile, vast amounts of byproducts with high protein content are produced in food industry, for example potato and rapeseed industries. The utilization of these by-products could be enhanced by using them as a raw material for bioactive peptides. The objective of the present study was to investigate the production of bioactive peptides with ACE inhibitory and antioxidant properties from rapeseed and potato proteins. Enzymatic hydrolysis and fermentation were utilized for peptide production, ultrafiltration and solid-phase extraction were used to concentrate the active peptides, the peptides were fractionated with liquid chromatographic processes, and the peptides with the highest ACE inhibitory capacities were putified and analyzed with Maldi-Tof/Tof to identify the active peptide sequences. The bioavailability of the ACE inhibitory peptides was elucidated with an in vitro digestion model and the antihypertensive effects in vivo of rapeseed peptide concentrates were investigated with a preventive premise in 2K1C rats. The results showed that rapeseed and potato proteins are rich sources of ACE inhibitory and antioxidant peptides. Enzymatic hydrolysis released the peptides effectively whereas fermentation produced lower activities.The native enzymes of potato were also able to release ACE inhibitory peptides from potato proteins without the addition of exogenous enzymes. The rapeseed peptide concentrate was capable of preventing the development of hypertension in vivo in 2K1C rats, but the quality of rapeseed meal used as raw material was found to affect considerably the antihypertensive effects and the composition of the peptide fraction.

Phenomena and mechanisms in purification of animal fat

Työn tarkoitus oli tutkia eläinrasvan puhdistusta biodieselin valmistusta varten. Eläinrasvaa syntyy elintarviketeollisuuden sivutuotteena ja sitä saadaan myös myymättä jääneistä elintarvikkeista. Rasva sisältää epäpuhtauksia, jotka on poistettava ennen biodieselprosessia. Tässä työssä tutkittavat epäpuhtaudet ovat typpi, fosfori, rauta, natrium, kalsium ja magnesium. Puhdistusmenetelminä käytettiin saostamista sitruunahapolla sekä adsorbointia kahdella eri adsorbentilla. Tavoitteena oli selvittää riittävä määrä happoa ja adsorbenttia sekä tutkia puhdistuksen mekanismia. Lisäksi tarkasteltiin lämpötilan vaikutusta adsorption aikana.

Sisäisten tuotevirtojen hallinta elintarviketeollisuudessa

Elintarvikealan yritysten tulee kehittää laadukkaita, kustannustehokkaita ja monipuolisen sisällön omaavia tuotteita elintarvikealan standardeja noudattaen nopeammin kuin koskaan. Uusien lopputuotteiden kehittämisen myötä myös puolivalmisteiden kokonaismäärä kasvaa, mikä vaikeuttaa erityisesti sisäisten tuotevirtojen hallittavuutta tehtaalla. Toimintaympäristön muutoksien seurauksena yritysten on automatisoitava toimintoja tehostaakseen tuotantoaan ja saavuttaakseen kilpailuetua. Tutkimuksen tekemiseen käytettiin kvalitatiivista eli laadullista lähestymistapaa, jonka tarkoituksena on tutkia kohdetta mahdollisimman monipuolisesti. Kvalitatiivisen tiedon hankkimiseen käytettiin haastatteluja sekä osallistuvaa ja passiivista tarkkailua. Toimintatutkimuksen tavoin tarkoituksena oli kehittää ratkaisu kohdeyrityksen ongelmaan soveltamalla olemassa olevaa teoreettista tietämystä ja kentällä tehtyjä havaintoja. Tutkimuksen tuloksena löydettiin parhaiten kohdeyrityksen tehdasympäristöön sisäisten tuotevirtojen hallintaan soveltuva seuranta- ja tunnistustekniikka. Lisäksi haastatteluiden pohjalta saatiin määritettyä liikkeellepanevat ja vastustavat voimat, jotka ohjaavat mahdollisen investointisuunnitelman etenemistä ja päätöksentekoa.

Isolation and Characterization of Ovomucin - a Bioactive Agent of Egg White

The hen’s egg is a source of new life. Therefore, it contains many biologically active compounds. In addition to being a very nutritious food and also commonly used in the food industry due to its many techno-functional properties, the egg can serve as a source of compounds used as nutra-, pharmaand cosmeceuticals. One such interesting compound is ovomucin, an egg white protein responsible for the gel-like properties of thick egg white. Previous studies have indicated that ovomucin and ovomucin-derived peptides have several different bioactive properties. The objectives of the present study were to develop isolation methods for ovomucin, to characterize the structure of ovomucin, to compare various egg fractions as sources of ovomucin, to study the effects of various dissolving methods for ovomucin, and to investigate the bioactive properties of ovomucin and ovomucin-derived peptides. A simple and rapid method for crude ovomucin separation was developed. By using this method crude ovomucin was isolated within hours, compared to the 1-2 days (including a dialysis step) needed when using several other methods. Structural characterization revealed that ovomucin is composed of two subunits, α- and β-ovomucin, as egg white protein formerly called α1-ovomucin seemed to be ovostatin. However, it might be possible that ovostatin is associated within β- and α-ovomucin. This interaction could even have some effect on the physical nature of various egg white layers. Although filtration by-product fraction was a very prominent source of both crude and β-ovomucin, process development has reduced its amount so significantly that it has no practical meaning anymore. Thus, the commercial liquid egg white is probably the best option, especially if it generally contains amounts of β-ovomucin as high as were found in these studies. Crude ovomucin was dissolved both by using physical and enzymic methods. Although sonication was the most effective physical method for ovomucin solubilisation, colloid milling seemed to be a very promising alternative. A milk-like, smooth and opaque crude ovomucin suspension was attained by using a colloid mill. The dissolved ovomucin fractions were further tested for bioactive properties, and it was found that three dissolving methods tested produced moderate antiviral activity against Newcastle disease virus, namely colloid milling, enzymatic hydrolysis and a combination of sonicaton and enzymatic hydrolysis. Moreover, trypsin-digested crude ovomucin was found to have moderate antiviral activity against avian influenza virus: both subtype H5 and H7.

ENZYMATIC DETERMINATION OF STARCH IN DOCE DE LEITE USING DIALYSIS

The importance of starch for the food industry makes it necessary to develop new, fast, economic and accurate methodologies for its quantification. In the present paper starch hydrolysis using commercial enzymes of industrial grade are studied aiming to develop an easy and cheap analysis, available to a greater number of industries and technicians. The proposed method is simple, divided in a first step where soluble sugars are eliminated from the samples by using dialysis, followed by starch hydrolysis of the retained fraction with a thermoresistent bacterial alfa-amylase (Termamyl 120L®) and an amyloglucosidase (AMG 300L®). The hydrolysis conditions were those suggested by the enzyme producer. After the hydrolysis step the material was dialysed again for the extraction of glucose that was quantified by the glucose-oxidase colorimetric reactant. The results allowed the construction of calibration equations for starch determination on the analyzed samples. These samples were produced on a laboratory scale and native and acid-modified corn starches were added in known concentrations. By considering the final dilutions employed for glucose determination on the samples, it was possible to confirm that they were identical to that of the glucose-oxidase reactant calibration.

Materiaalisuunnittelun mittaaminen elintarviketeollisuudessa

Työssä tutkitaan materiaalisuunnittelun mittausta elintarvikealan yrityksessä. Tut-kimuksella on kolme tavoitetta, jotka ovat miten materiaalisuunnittelua mitataan yrityksessä, toimivatko mittarit oikein ja mittaavatko mittarit haluttuja asioita. Työ on tapaustutkimus, joka koostuu teoreettisesta kirjallisuusselvityksestä ja empiirisestä tapaustutkimuksesta. Empiirinen aineisto on hankittu sekä kvalitatii-visin että kvantitatiivisin menetelmin. Työn tutkimustavoitteiden saavuttaminen edellytti materiaalisuunnittelijoille ky-selyn tekemistä. Kyselyn ja tavoitteiden avulla määriteltiin mittarit, joita halutaan seurata. Käytössä olevalle mittaristolle etsittiin vaihtoehtoa toiminnanohjausjär-jestelmästä. Vertailemalla mittaristoja päädyttiin käyttämään vanhaan mittaristoa. Materiaalisuunnittelun mittaaminen on tärkeätä, koska hankinnat vaikuttavat yri-tyksen tulokseen ja ilman mittausta materiaalisuunnittelu ei voi kehittyä. Valittu mittaristo täyttää kaikki sen vaatimukset ja siitä löytyvät mittarit, joita halutaan seurata. Mittariston avulla yritys pystyy seuraamaan materiaalisuunnittelun tavoit-teiden saavuttamista eli varastoihin sitoutuneen pääoman kehitystä. Mittariston tulee olla yhteydessä yrityksen hankintastrategiaan ja –tavoitteisiin. Mittariston oikeellisuutta tulee tarkastella säännöllisin väliajoin, jotta varmistutaan siitä, että mitataan seurattavia asioita.

Virtaustehokkuuden parantaminen tuotannossa visuaalisen ohjauksen avulla

Yrityksen kilpailukyvyn turvaaminen muuttuvassa toimintaympäristössä on välttämätöntä. Lean-ajattelun avulla tuotantoyritysten on mahdollista toimia tehokkaammin parantamalla virtausta. Tämän työn tarkoituksena on parantaa kotimaisen elintarviketeollisuusyrityksen tuotannon sisäisten materiaalivirtojen tehokkuutta. Tavoitteena tutkimuksella on löytää nykyisistä materiaalivirroista kehittämiskohteita sekä rakentaa niihin ratkaisuja. Tätä kautta kohdeyritystä autetaan saavuttamaan tehokkaampi ja turvallisempi työympäristö. Tutkimuksessa käytettiin kvalitatiivista tutkimusmenetelmää. Teoriaosiossa tehtiin kirjallisuuskatsaus lean-ajatteluun sekä visuaaliseen ohjaukseen. Teoriasta saatiin menetelmät materiaalivirtojen analysointiin sekä toiminnan kehittämiseen. Empiirisessä osiossa tietoa kerättiin tuotannon henkilöstön haastatteluilla sekä havainnoimalla työntekoa tuotannossa materiaalivirtojen kuvaamiseksi. Kuvausten perusteella paikallistettiin materiaalivirroista hukkia, joiden vähentämiseksi luotiin virtaustehokkuutta parantavia kehitysehdotuksia. Virtaustehokkuuden parantamisessa käytettiin hyödyksi materiaalitarpeesta ilmoittavaa andon-järjestelmää, joka kuuluu visuaalisen ohjauksen menetelmiin. Tämän lisäksi käytettiin kohdeyrityksellä jo käytössä olevaa 5S-menetelmää. Näiden menetelmien tehokas hyödyntäminen edellyttää kuitenkin lean-ajattelun periaatteiden mukaisia muutoksia työskentelytapoihin, materiaalien varastopaikkoihin sekä tuotannossa toimiviin osastoihin.

Processing of Brazil-nut flour: characterization, thermal and morphological analysis

The Brazil nut (Bertholletia excelsea H. B. K.) is noteworthy for its high content of lipids and proteins of elevated biological value and these factors justify the need for further research and incentives for the manufacturing of new trade products. In the present study we sought new forms of technological use of these nuts by the food industry, through their processing as flour, with no alteration in its energy content. The results after its elaboration showed a product with high energy value (431.48 kcal.100 g-1), protein content of 45.92 g.100 g-1, and fiber of 17.14%. The thermal analyses indicate that the introduction of another protein component, such as soy protein isolate, does not alter the reactions or thermal behavior. On the other hand, morphological analyses revealed granular structures similar to the structure of globular proteins. It was observed that after processing to obtain the flour, the product maintains its protein-energy content, as well as its characteristics when subjected to high temperatures.

Production of isomaltulose obtained by Erwinia sp. cells submitted to different treatments and immobilized in calcium alginate

In recent decades, there has been an increase in the studies of isomaltulose obtainment, due to its physicochemical properties and physiological health benefits. These properties, which include low cariogenicity, low glycemic index and greater stability, allow the use of this sweetener as a substitute for sucrose in foods; besides the fact that it can be converted to isomalt, a dietary non-cariogenic sugar alcohol used in pharmaceuticals as well as in the food industry. Isomaltulose (6-O-α-D-glucopyronosyl-1-6-D-fructofuranose) is a disaccharide reducer obtained by the enzymatic conversion of sucrose - the α-glucosyltransferase enzyme. Different treatments were performed for the preparation of whole cells; lysed cells; and crude enzyme extract of Erwinia sp. D12 strain immobilized in calcium alginate. The packed bed column of granules, containing Erwinia sp. cells sonicated and immobilized in calcium alginate (CSI), reached a maximum conversion of 53-59% sucrose into isomaltulose and it presented activity for 480 hours. The converted syrup was purified and the isomaltulose crystallization was performed through the lowering of temperature. The isomaltulose crystals presented purity of 96.5%.

Ascorbic acid and pectin in different sizes and parts of citric fruits

Citric fruits - in natura, as frozen pulp or even as juice - are one of the most important Brazilian exportation products. They are a source of ascorbic acid - a potent antioxidant, and pectin, which is used in the food industry and is an important dietary fiber. This project aims to quantify ascorbic acid and pectin contents in citric fruits, commercial oranges and tangerines, comparing them in sizes and varieties. Ascorbic acid amount was measured in juice comparing sizes, varieties and storage conditions, using a tritimetric method with 2.6-dichlorobenzenoindophenol indicator. Total and soluble pectin in each part of the fruits (peel, albedo, pulp and juice) were quantified using the polygalacturonic acid as a standard. Differences were found between the sizes. The highest content of vitamin C was found in the oranges (Bahia variety). Comparing the storage temperatures, the biggest loss was at room temperature. Albedo presented the highest content of pectin in all fruits. In juice, the total and soluble pectin contents increased as fruits size decreased. Oranges and tangerines differed in the amount of pectin

Evaluation of antioxidants stability by thermal analysis and its protective effect in heated edible vegetable oil

In this work, through the use of thermal analysis techniques, the thermal stabilities of some antioxidants were investigated, in order to evaluate their resistance to thermal oxidation in oils, by heating canola vegetable oil, and to suggest that antioxidants would be more appropriate to increase the resistance of vegetable oils in the thermal degradation process in frying. The techniques used were: Thermal Gravimetric (TG) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) analyses, as well as an allusion to a possible protective action of the vegetable oils, based on the thermal oxidation of canola vegetable oil in the laboratory under constant heating at 180 ºC/8 hours for 10 days. The studied antioxidants were: ascorbic acid, sorbic acid, citric acid, sodium erythorbate, BHT (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxytoluene), BHA (2, 3-tert-butyl-4-methoxyphenol), TBHQ (tertiary butyl hydroquinone), PG (propyl gallate) - described as antioxidants by ANVISA and the FDA; and also the phytic acid antioxidant and the SAIB (sucrose acetate isobutyrate) additive, which is used in the food industry, in order to test its behavior as an antioxidant in vegetable oil. The following antioxidants: citric acid, sodium erythorbate, BHA, BHT, TBHQ and sorbic acid decompose at temperatures below 180 ºC, and therefore, have little protective action in vegetable oils undergoing frying processes. The antioxidants below: phytic acid, ascorbic acid and PG, are the most resistant and begin their decomposition processes at temperatures between 180 and 200 ºC. The thermal analytical techniques have also shown that the SAIB antioxidant is the most resistant to oxidative action, and it can be a useful choice in the thermal decomposition prevention of edible oils, improving stability regarding oxidative processes.