An evidence-based review on the likely economic and environmental impact of genetically modified cereals and oilseeds for UK agriculture

An evidence-based review of the potential impact that the introduction of genetically-modified (GM) cereal and oilseed crops could have for the UK was carried out. The inter-disciplinary research project addressed the key research questions using scenarios for the uptake, or not, of GM technologies. This was followed by an extensive literature review, stakeholder consultation and financial modelling. The world area of canola, oilseed rape (OSR) low in both erucic acid in the oil and glucosinolates in the meal, was 34M ha in 2012 of which 27% was GM; Canada is the lead producer but it is also grown in the USA, Australia and Chile. Farm level effects of adopting GM OSR include: lower production costs; higher yields and profits; and ease of farm management. Growing GM OSR instead of conventional OSR reduces both herbicide usage and environmental impact. Some 170M ha of maize was grown in the world in 2011 of which 28% was GM; the main producers are the USA, China and Brazil. Spain is the main EU producer of GM maize although it is also grown widely in Portugal. Insect resistant (IR) and herbicide tolerant (HT) are the GM maize traits currently available commercially. Farm level benefits of adopting GM maize are lower costs of production through reduced use of pesticides and higher profits. GM maize adoption results in less pesticide usage than on conventional counterpart crops leading to less residues in food and animal feed and allowing increasing diversity of bees and other pollinators. In the EU, well-tried coexistence measures for growing GM crops in the proximity of conventional crops have avoided gene flow issues. Scientific evidence so far seems to indicate that there has been no environmental damage from growing GM crops. They may possibly even be beneficial to the environment as they result in less pesticides and herbicides being applied and improved carbon sequestration from less tillage. A review of work on GM cereals relevant for the UK found input trait work on: herbicide and pathogen tolerance; abiotic stress such as from drought or salinity; and yield traits under different field conditions. For output traits, work has mainly focussed on modifying the nutritional components of cereals and in connection with various enzymes, diagnostics and vaccines. Scrutiny of applications submitted for field trial testing of GM cereals found around 9000 applications in the USA, 15 in Australia and 10 in the EU since 1996. There have also been many patent applications and granted patents for GM cereals in the USA for both input and output traits;an indication of the scale of such work is the fact that in a 6 week period in the spring of 2013, 12 patents were granted relating to GM cereals. A dynamic financial model has enabled us to better understand and examine the likely performance of Bt maize and HT OSR for the south of the UK, if cultivation is permitted in the future. It was found that for continuous growing of Bt maize and HT OSR, unless there was pest pressure for the former and weed pressure for the latter, the seed premia and likely coexistence costs for a buffer zone between other crops would reduce the financial returns for the GM crops compared with their conventional counterparts. When modelling HT OSR in a four crop rotation, it was found that gross margins increased significantly at the higher levels of such pest or weed pressure, particularly for farm businesses with larger fields where coexistence costs would be scaled down. The impact of the supply of UK-produced GM crops on the wider supply chain was examined through an extensive literature review and widespread stakeholder consultation with the feed supply chain. The animal feed sector would benefit from cheaper supplies of raw materials if GM crops were grown and, in the future, they might also benefit from crops with enhanced nutritional profile (such as having higher protein levels) becoming available. This would also be beneficial to livestock producers enabling lower production costs and higher margins. Whilst coexistence measures would result in increased costs, it is unlikely that these would cause substantial changes in the feed chain structure. Retailers were not concerned about a future increase in the amount of animal feed coming from GM crops. To conclude, we (the project team) feel that the adoption of currently available and appropriate GM crops in the UK in the years ahead would benefit farmers, consumers and the feed chain without causing environmental damage. Furthermore, unless British farmers are allowed to grow GM crops in the future, the competitiveness of farming in the UK is likely to decline relative to that globally.

Formulation of fermentation media from flour-rich waste streams for microbial lipid production by Lipomyces starkeyi

Flour-rich waste (FRW) and by-product streams generated by bakery, confectionery and wheat milling plants could be employed as the sole raw materials for generic fermentation media production, suitable for microbial oil synthesis. Wheat milling by-products were used in solid state fermentations (SSF) of Aspergillus awamori for the production of crude enzymes, mainly glucoamylase and protease. Enzyme-rich SSF solids were subsequently employed for hydrolysis of FRW streams into nutrient-rich fermentation media. Batch hydrolytic experiments using FRW concentrations up to 205 g/L resulted in higher than 90%(w/w) starch to glucose conversion yields and 40% (w/w) total Kjeldahl nitrogen to free amino nitro-gen conversion yields. Starch to glucose conversion yields of 98.2, 86.1 and 73.4% (w/w) were achieved when initial FRW concentrations of 235, 300 and 350 g/L were employed in fed-batch hydrolytic experiments, respectively. Crude hydrolysates were used as fermentation media in shake flask cultures with the oleaginous yeast Lipomyces starkeyi DSM 70296 reaching a total dry weight of 30.5 g/L with a microbial oil content of 40.4% (w/w), higher than that achieved in synthetic media. Fed-batch bioreactor cultures led to a total dry weight of 109.8 g/L with a microbial oil content of 57.8% (w/w) and productivity of 0.4 g/L/h.

Amaranth bars enriched with fructans: acceptability and nutritional value

Amaranth bars enriched with fructans: acceptability and nutritional value. There is an increasing appeal for convenience foods with potential health benefits to the consumer. Raw materials with high nutritional value and functional properties must be used on the development of these food products. Amaranth is a gluten-free grain with high nutrition value. Inulin and oligofructose are prebiotic ingredients presenting effects as the enhancement of calcium absorption. Amaranth bars enriched with inulin and oligofructose were developed in the flavors: banana, Brazilian nuts and dried grape, coconut, peach, strawberry and wall nut. The proximate composition were determined and compared to commercial cereal bars, available in traditional (n=59), light (n=60), diet (n=8), with soy (n=10) and quinoa (n=1) categories. Amaranth bars present mean global acceptance values from 6.3 to 7.6 on a 9-point hedonic scale, nutritional advantages as compared to commercial cereal bars (caloric reduction and higher levels of dietary fiber). Although amaranth is an unknown raw material in Brazil, it shows good potential to be used in the manufacturing of ready-to-eat products. As they are gluten free, these amaranth bars are also an alternative product for celiacs, also contributing to the enhancement of calcium absorption, a problem frequently observed in these patients.

Brazilian sugar cane bagasse ashes from the cogeneration industry as active pozzolans for cement manufacture

For proper management of wastes and their possible recycling as raw materials, complete characterization of the materials is necessary to evaluate the main scientific aspects and potential applications. The current paper presents a detailed scientific study of different Brazilian sugar cane bagasse ashes from the cogeneration industry as alternative cementing materials (active addition) for cement manufacture. The results show that the ashes from the industrial process (filter and bottom ones) present different chemical and mineralogical compositions and pozzolanic properties as well. As a consequence of its nature, the kinetic rate constant (K) states that the pozzolanic activity is null for the bottom ash and very low for the filter ash with respect to a sugar cane bagasse ash obtained in the laboratory under controlled burning conditions (reference). The scarce pozzolanic activity showed by ashes could be related to a possible contamination of bagasse wastes (with soils) before their use as alternative combustibles. For this reason, an optimization process for these wastes is advisable, if the ashes are to be used as pozzolans. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A linear optimization approach to the combined production planning model

Two fundamental processes usually arise in the production planning of many industries. The first one consists of deciding how many final products of each type have to be produced in each period of a planning horizon, the well-known lot sizing problem. The other process consists of cutting raw materials in stock in order to produce smaller parts used in the assembly of final products, the well-studied cutting stock problem. In this paper the decision variables of these two problems are dependent of each other in order to obtain a global optimum solution. Setups that are typically present in lot sizing problems are relaxed together with integer frequencies of cutting patterns in the cutting problem. Therefore, a large scale linear optimizations problem arises, which is exactly solved by a column generated technique. It is worth noting that this new combined problem still takes the trade-off between storage costs (for final products and the parts) and trim losses (in the cutting process). We present some sets of computational tests, analyzed over three different scenarios. These results show that, by combining the problems and using an exact method, it is possible to obtain significant gains when compared to the usual industrial practice, which solve them in sequence. (C) 2010 The Franklin Institute. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Amazonian Vegetable Oils and Fats: Fast Typification and Quality Control via Triacylglycerol (TAG) Profiles from Dry Matrix-Assisted Laser Desorption/Ionization Time-of-Flight (MALDI-TOF) Mass Spectrometry Fingerprinting

Amazonian oils and fats display unique triacylglycerol (TAG) profiles and, because of their economic importance as renewable raw materials and use by the cosmetic and food industries, are often subject to adulteration and forgery. Representative samples of these oils (andiroba, Brazil nut, buriti, and passion fruit) and fats (cupuacu, murumuru, and ucuba) were characterized without pre-separation or derivatization via dry (solvent-free) matrix-assisted laser desorption/ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). Characteristic profiles of TAG were obtained for each oil and tat. Dry MALDI-TOF MS provides typification and direct and detailed information, via TAG profiles, of their variable combinations of fatty acids. A database from spectra could be developed and may be used for their fast and reliable typification, application screening, and quality control.

Machine Learning Algorithms in Heavy Process Manufacturing

In a global economy, manufacturers mainly compete with cost efficiency of production, as the price of raw materials are similar worldwide. Heavy industry has two big issues to deal with. On the one hand there is lots of data which needs to be analyzed in an effective manner, and on the other hand making big improvements via investments in cooperate structure or new machinery is neither economically nor physically viable. Machine learning offers a promising way for manufacturers to address both these problems as they are in an excellent position to employ learning techniques with their massive resource of historical production data. However, choosing modelling a strategy in this setting is far from trivial and this is the objective of this article. The article investigates characteristics of the most popular classifiers used in industry today. Support Vector Machines, Multilayer Perceptron, Decision Trees, Random Forests, and the meta-algorithms Bagging and Boosting are mainly investigated in this work. Lessons from real-world implementations of these learners are also provided together with future directions when different learners are expected to perform well. The importance of feature selection and relevant selection methods in an industrial setting are further investigated. Performance metrics have also been discussed for the sake of completion.

Viabilidade tecnica da producao de blocos silico-calcarios na regiao de Santa Maria, no Rio Grande do Sul

Este trabalho é camposto por dois estudos basicamente: um estudo teórico sobre os blocos sílico-calcários de areia-cal e um estudo prático sobre a viabilidade técnica de produção destes blocos em uma região determinada. A pesquisa teórica procurou elucidar o que vem a ser um bloco síilico-calcário, buscando a viabilidade da pesquisa prática e os pontos principais a serem abordados. Foram estudados, nesta parte, as matérias-primas e o processo produtivo empregado na confecção destes elementos, mostrando a importância de cada item para as características do produto final. Foi dada atenção ainda às características técnicas, aos fatores que determinam a produção e emprego e aos aspectos positivos e negativos dos elementos deste tipo produzido em outros locais. A pesquisa prática buscou a disponibilidade de matéria-prima conveniente para a produção de blocos sílicos-calcários, e o efeito das variações do processo produtivo sobre os produtos confeccionados com os materiais estudados. A matéria-prima empregada foi uma areia quartzosa da região de Santa Maria-RS, cal calcítica virgem de São Sepé-RS, e cinza volante da termoelétrica Presidente Médici, em Bagé-RS, fazendo-se variações nas percentagens destes componentes. As variações do processo produtivo foram efetuadas no tipo de moldagem dos corpos de prova, em que foi usada pressão, vibração e vibro-compressão, e na pressão de autoclavagem. Para todas as variações efetuadas foram obtidas as seguintes características: variações por autoclavagem, massa específica aparente, absorção d´água, resistência à compressão, resistência à tração e módulo de elasticidade à compressão, as quais foram relacionadas através de quadros e figuras às diversas variações.

Sistema de produção sincronizado : uma aplicação em processos produtivos de propriedade contínuos segundo a teoria das restrições

Este trabalho de conclusão investiga o efeito da geração de estoques intermediários nos indicadores principais empregados na Teoria das Restrições (Ganho, Despesa Operacional e Inventário) em uma unidade industrial de processo produtivo de Propriedade contínuo, que emprega embalagens, matérias-primas obtidas em larga escala e cadeias logísticas de longo curso. Este tipo de indústria produz bens de consumo imediato, com pouca variabilidade, de modo “empurrado”. A principal conseqüência é a perda do sincronismo na cadeia logística, resultando em uma grande quantidade de estoques intermediários e custos crescentes, relacionados principalmente ao custo de manutenção destes estoques. Através dos cinco passos de focalização e das ferramentas lógicas da Teoria das Restrições, propõe-se uma alternativa gerencial, que inclui o algoritmo Tambor-Pulmão-Corda e insere a organização em um processo de melhoria contínua, cujos impactos são avaliados por simulação computacional. Através de técnicas estatísticas e software apropriados, constrói-se um modelo de simulação computacional baseado em dados reais de uma planta produtora de cimento. A partir deste modelo, diferentes cenários são testados, descobrindo-se a condição ótima. Chega-se a uma conclusão, considerando a mudança na política de geração de estoques intermediários e seus impactos na redução de custos e riscos.

A produção mais limpa como geradora de inovação e competitividade : o caso da fazenda Cerro do Tigre

Entende-se que no modo de produção atual - tanto primária como industrial - existem pelo menos duas características comuns a ambos. Elas são o desperdício de matérias-primas e de energia. O desejo de minimizar ou eliminar as causas e os efeitos desta situação são os principais objetivos da Produção Mais Limpa (PML). Com a adoção da Produção Mais Limpa ainda podem ocorrer impactos ao meio ambiente. Contudo, estes impactos começam a ser revistos, de forma a serem minimizados ou eliminados. O tema desta pesquisa refere-se à Produção Mais Limpa como geradora de inovação e competitividade, sob a ótica da gestão da tecnologia e tendo em vista as questões ambientais. O problema de pesquisa foi dado pelo seguinte questionamento: Como a adoção da Produção Mais Limpa (PML) pode gerar inovação e competitividade para a empresa que a adota? O objetivo geral da pesquisa foi identificar como a adoção da Produção Mais Limpa (PML) pode gerar inovação e competitividade para a empresa que a adota. Os objetivos específicos buscaram (1) identificar por que a Produção Mais Limpa está sendo adotada; (2) descrever como a Produção Mais Limpa está sendo implementada; (3) identificar os resultados, tangíveis e intangíveis, obtidos com a implementação da Produção Mais Limpa. A parte teórica do estudo permitiu identificar e entender a relação existente entre a adoção da Produção Mais Limpa (PML) e a geração da inovação e da competitividade. Estudou-se, também, a Metodologia Ecoprofit, da UNIDO/UNEP, sendo que parte desta metodologia foi utilizada na pesquisa. Tendo em vista que a empresa pesquisada - Fazenda Cerro do Tigre (FCT) - pertence ao setor do agribusiness, também buscou-se compreender a cadeia produtiva do arroz. Como método de pesquisa, optou-se pelo estudo de caso. O resultado deste estudo indica que a adoção da Produção Mais Limpa (PML) está gerando inovação e competitividade para a empresa. Isto está ocorrendo porque a Fazenda Cerro do Tigre (FCT) consegue realizar a ligação entre as variáveis “Produção Mais Limpa” e “Competitividade” através da variável “Inovação”. A adoção da Produção Mais Limpa (PML) requer, por parte da empresa, a constante realização de melhorias contínuas. Estas melhorias facilitam a geração das inovações. As inovações, por sua vez, facilitam o alcance da competitividade.

Supply chain management: uma abordagem estratégica para a logística empresarial

Nos últimos anos, a economia mundial e a economia brasileira têm sofrido mudanças importantes. Fusões, aquisições e alianças estratégicas têm se multiplicado. Parte considerável destas mudanças relaciona-se com profundas alterações nos sistemas de valores de todos os segmentos industriais. A busca da competitividade relaciona-se cada vez mais com a busca do ótimo sistêmico, além das fronteiras da empresa. Neste contexto, a administração logística ganha nova dimensão, envolvendo a integração de todas as atividades ao longo da cadeia de valores e do sistema de valores, das matérias-primas ao cliente final. O objetivo desta pesquisa é (re)situar a administração logística no contexto de mudanças, enfatizando a metodologia da gestão da cadeia de suprimentos (supply chain management).

Avaliação de desempenho de cadeias de suprimento: um estudo exploratório em uma cadeia de carne de frango no Brasil

Dentro dos diversos setores e atividades econômicas, o agribusiness vem se desenvolvendo com grande força no mundo, impulsionado, sobretudo, pelo aumento da população e a crescente demanda por alimentos. A idéia e o estudo de cadeias já é há algum tempo difundido na literatura sobre Agribusiness, mas com origens, conotações, referenciais teóricos e metodologias específicas ao setor e diferentes das que vem marcando e definindo as pesquisas sobre Supply Chain Management (SCM). Enquanto os estudos sobre cadeias ou sistemas agroindustriais são marcados pela influência da economia e por preocupações com políticas públicas, estruturas de governança e competitividade da indústria e do setor, as pesquisas sobre SCM, como o próprio nome indica, possuem um cunho mais gerencial, seja este direcionado por uma preocupação maior com questões de eficiência e eficácia operacionais ou de atendimento às necessidades dos clientes. Entretanto, embora diferentes quanto à origem, um fundamento é comum ao SCM e aos estudos de sistemas e cadeias agro-industriais, a base sistêmica, ou seja, a visão sistêmica de todo o processo produtivo, desde a produção de insumos até a entrega do produto final ao consumidor. O propósito deste projeto é o de avançar nos estudos sobre cadeias, utilizando os conceitos e abordagens gerenciais desenvolvidos na literatura sobre SCM, mas tendo como unidade de análise uma cadeia agroindustriais, mais especificamente uma cadeia agroalimentar de carne de frango no Brasil. O enfoque principal serão as questões sobre avaliação e medição do desempenho de cadeias.

China na América Latina: uma análise da perspectiva dos investimentos diretos estrangeiros

Este trabalho discute a dinâmica dos investimentos diretos da China para as economias mundiais e, particularmente, para a América do Sul. Após mais de três décadas de intenso crescimento econômico e de forte aumento de sua participação no comércio mundial, a economia chinesa vem realizando crescentes investimentos no exterior. No caso das economias da América do Sul, a influência comercial chinesa tem alterado substancialmente a importância de tradicionais parceiros comerciais e mesmo a importância do Brasil na região. Os fluxos de investimentos diretos, mesmo que ainda em pequena escala, indicam o mesmo caminho de aumento de sua influência sobre as diversas economias da região, especialmente na exploração de fontes de materiais primais e de alimentos. Com isso, a China reforça não somente pela via comercial, mas também pelos influxos de investimentos, a característica agrícolaprimária das economias da região.

Globalization and the Industrial Revolution

This paper argues that trade specialization played an indispensable role in supporting the Industrial Revolution, allowing the economy to shift resources to the manufacture without facing food and raw materials shortage. In our arti cial economy, there are two sectors agriculture and manufacture and the economy is initially closed and under a Malthusian trap. In this economy the industrial revolution entails a transition towards a dynamic Heckscher-Ohlin economy. The model reproduces the main stylized facts of the transition to modern growth and globalization. We show that two-sectors closed-economy models cannot explain the fall in the value of land relative to wages observed in the 19th century and that the transition in this case is much longer than that observed allowing for trade.

Competitividade dos biocombustíveis no Brasil: uma comparação entre os principais biocombustíveis etanol e biodisel

As preocupações mundiais com o aquecimento global e os efeitos nocivos da utilização de combustíveis fósseis têm fomentado a busca por novos modelos energéticos, baseados em fontes limpas e renováveis, com destaque para os biocombustíveis. Sem menos importância, o esgotamento das reservas mundiais de matérias-primas fósseis, somado às instabilidades geopolíticas nas principais regiões produtoras, impulsionam, cada vez mais, o desenvolvimento destes novos modelos. Neste cenário, o Brasil tem papel de destaque. Líder mundial na produção e consumo de etanol à base de cana-de-açúcar, o país iniciou, em 2005, a inclusão de mais uma fonte de energia renovável em sua matriz energética: a mistura do biodiesel no diesel mineral. O presente trabalho tem como objetivo analisar a competitividade dos principais biocombustíveis brasileiros: o etanol e o biodiesel. Em primeiro lugar, estes produtos foram analisados quanto às suas principais características; em segundo, avaliou-se a competitividade econômica destes combustíveis frente a seus produtos substitutos diretos derivados do petróleo. Finalmente, foram analisados os benefícios (tangíveis e intangíveis) inerentes à utilização dos biocombustíveis, e como estes intangíveis deveriam ser precificados, como forma de atribuir um prêmio aos benefícios que trazem ao meio-ambiente e à sociedade. Esta dissertação pretende servir de base para uma avaliação mais profunda da real competitividade econômica dos biocombustíveis frente aos combustíveis derivados do petróleo, além de colocar em cheque as principais análises atuais e críticas sobre a utilização destes produtos. Além disso, o presente trabalho visa avaliar o potencial e as limitações da produção dos biocombustíveis no Brasil.