Engenharia de embalagens: propostas de acondicionamento na indústria de autorrádios

Dissertação de mestrado em Engenharia Mecânica

Metabolic engineering of plants for the synthesis of polyhydroxyalkanoates

Synthesis of polyhydroxyalkanoates (PHAs) in crop is viewed as an attractive approach for the production of this family of biodegradable plastics in large quantities and at low costs. Synthesisof PHAs containing various monomers has so far been demonstrated in the cytosol, plastids, and peroxisomes of plants. Several biochemical pathways have been modifies to achieve this, including the isoprenois pathway, the fatty acid biosynthetic pathway, and the fatty acid

Suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelun tuotteistaminen

Aiempien tutkimusten mukaan suorituskyvyn mittauksella on selvä vaikutus henkilöstön työmotivaatioon ja toiminnan tehokkuuteen. Tämän vaikutuksen taustalla ovat tavoitteiden ymmärtäminen, viestinnän onnistuminen, vaikutusmahdollisuudet, palkitseminenja motivointi sekä koulutus ja työympäristö. Tutkimuksen tavoitteena on tutkia suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelun tuotteistamista. Tutkimuksessa perehdytään ensin asiantuntijapalvelun tuotteistamiseen kirjallisuuden perusteella,jonka jälkeen tätä teoriaa testataan käytännössä tuotteistamalla case-tapauksena oleva suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelu. Asiantuntijapalvelut ovat kaikkein abstrakteimpia palveluja, joten niiden tuotteistaminen on vaikeaa, mutta myös samalla erityisen tärkeää. Ne ovat monesti täysin asiakaskohtaisesti räätälöityjä, joka tekee muun muassa niiden hinnoittelusta ja myynnistä vaikeaa. Tuotteistamalla saadaan esimerkiksi asiantuntijapalveluiden tuottamisprosessit ja hinnat vakioitua, jolloin niiden kannattava myynti helpottuu. Tutkimuksen empiria-osassa tuotteistettiin case-tapaus ja tuotteistuksessa seurattiin erästä kirjallisuudessa esitettyä tuotteistusprosessimallia. Tutkimuksessa selvisi, että asiantuntijapalvelun tuotteistusprosessi sisältää useita eri vaiheita, joiden käsittelyyn on varattava aikaa. Lisäksi on tärkeää tutustua asiantuntijapalveluiden tuotteistamiseen jo ennen tuotteistamisen aloittamista. Suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalveluiden tuotteistamisessa voidaan hyvin käyttää yleisiä asiantuntijapalvelun tuotteistamisen teorioita. Tutkimuksesta saatuja tuloksia voidaan käyttää hyväksi suunniteltaessa ja valmisteltaessa asiantuntijapalvelun tuotteistamista ja tutkimus tarjoaa myös neuvoja tuotteistuksen toteutukseen.

Suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelun tuotteistaminen

Aiempien tutkimusten mukaan suorituskyvyn mittauksella on selvä vaikutus henkilöstön työmotivaatioon ja toiminnan tehokkuuteen. Tämän vaikutuksen taustalla ovat tavoitteiden ymmärtäminen, viestinnän onnistuminen, vaikutusmahdollisuudet, palkitseminen ja motivointi sekä koulutus ja työympäristö. Tutkimuksen tavoitteena on tutkia suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelun tuotteistamista. Tutkimuksessa perehdytään ensin asiantuntijapalvelun tuotteistamiseen kirjallisuuden perusteella, jonka jälkeen tätä teoriaa testataan käytännössä tuotteistamalla case-tapauksena oleva suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalvelu. Asiantuntijapalvelut ovat kaikkein abstrakteimpia palveluja, joten niiden tuotteistaminen on vaikeaa, mutta myös samalla erityisen tärkeää. Ne ovat monestitäysin asiakaskohtaisesti räätälöityjä, joka tekee muun muassa niiden hinnoittelusta ja myynnistä vaikeaa. Tuotteistamalla saadaan esimerkiksi asiantuntijapalveluiden tuottamisprosessit ja hinnat vakioitua, jolloin niiden kannattava myynti helpottuu. Tutkimuksen empiria-osassa tuotteistettiin case-tapaus ja tuotteistuksessa seurattiin erästä kirjallisuudessa esitettyä tuotteistusprosessimallia. Tutkimuksessa selvisi, että asiantuntijapalvelun tuotteistusprosessi sisältää useita eri vaiheita, joiden käsittelyyn on varattava aikaa. Lisäksi on tärkeää tutustua asiantuntijapalveluiden tuotteistamiseen jo ennen tuotteistamisen aloittamista. Suorituskyvyn johtamisen asiantuntijapalveluiden tuotteistamisessa voidaanhyvin käyttää yleisiä asiantuntijapalvelun tuotteistamisen teorioita. Tutkimuksesta saatuja tuloksia voidaan käyttää hyväksi suunniteltaessa ja valmisteltaessa asiantuntijapalvelun tuotteistamista ja tutkimus tarjoaa myösneuvoja tuotteistuksen toteutukseen.

Characterisation of Hydrophobic Nonfibrous Material and Its Removal From Pulp Suspension

Paperin ja kartongin kierrätys lisääntyy taloudellisten intressien ja ympäristöhygieenisten tavoitteiden takia jatkuvasti. Lisääntyvän kierrätyksen myötä myös paperin ja kartongin epäpuhtauksien määrä kasvaa, mikä huonontaa kierrätysraaka-aineen laatua. Tämän työn tarkoituksena on antaa perustietoa eräästä kartongin päällystyksessä käytettävästä hydrofobisesta materiaalista, epäpuhtaan kartongin kierrätyksestä sekä ongelmista, joita epäpuhtaan kartongin kierrätyksestä syntyy. Kierrätyskuidun fraktiointi on yksinkertainen prosessi aallotuskartongin, testilainerin ja taivekartongin valmistuksessa. Kierrätysprosessin ensisijaisia tehtäviä ovat kuidutus ja epäpuhtauksien poisto sekä näiden epäpuhtauksien vaikutusten eliminointi, jotta kierrätysmassan laatuvaatimukset täyttyvät. Lisääntynyt epäpuhtauksien määrä raaka-aineessa asettaa vaatimuksia lajitteluprosessin kehittämiseksi. Nykyaikaisilla kierrätyslaitoksilla ei pystytä käsittelemään ylettömiä määriä epäpuhtauksia. Epäpuhtaudet aiheuttavat ongelmia ajettavuuteen ja heikentävät tuotteen laatua kierrätysprosessissa. Epäpuhtauksien poistoon on olemassa useita teknisiä ratkaisuja, mutta minkään niistä ei ole todettu täysin poistavan kaikkia ongelmia. Työn kokeellisessa osassa kartongin päällystykseen käytettävää hydrofobista materiaalia analysoitiin erilaisin menetelmin. Tutkittiin myös erilaisten olosuhteiden vaikutusta tämän materiaalin poistoon.

Transmission properties of high barrier coated paperboard packages

High barrier materiaaleilla pyritään pidentämään pakattujen elintarvikkeiden hyllyikää. Barrierin tärkein tehtävä on elintarvikkeen suojaaminen hapelta ja kosteudelta. Alumiinin käyttöä barriermateriaalina pyritään vähentämään korvaamalla alumiini polymeereillä, jotka täyttävät elintarvikkeiden asettamat korkeat säilyvyysvaatimukset. Etyylivinyylialkoholin (EVOH) hapenläpäisevyys on kuivissa olosuhteissa alhaisin kaupallisista muovilaaduista. EVOH tarjoaa myös erinomaisen suojan muita kaasuja, rasvoja, hajuja ja aromeja vastaan ja sitä on helppo prosessoida. Polyamideilla on erinomainen kaasutiiveys sekä hyvä lujuus ja sitkeys. Eri muovilaatuja sekoittamalla voidaan vähentää hapenläpäisyä ja parantaa prosessointia. Polyolefiineja käytetään yleisesti päällystysmateriaaleina, koska ne suojaavat tuotetta erinomaisesti kosteudelta. Hapenläpäisyllä tarkoitetaan hapen kulkeutumista materiaalin läpi joko permeaation kautta tai reikien ja vuotojen läpi. Kaasun permeoitumiseen materiaalin läpi vaikuttavat materiaalin vapaa tilavuus, kiteisyysaste, orientaatio, substituointi, suhteellinen kosteus, lämpötila, barrierkerroksen paksuus, paine-ero ja permeoituvan molekyylin ominaisuudet. Kokeellisessa osassa analysoitiin ja vertailtiin kartonkipohjaisia mehutölkkejä, joissa käytettävät high barrier materiaalit olivat EVOH ja PA. Kartonkipohjaisia alumiinitölkkejä käytettiin referenssinä. Pakkausten hapenläpäisevyysmittauksissa saatiin samasta näytteestä toistettavia tuloksia, vaikka vuotomittauksissa saadut tulokset eivät olleet vertailukelpoisia hapenläpäisytulosten kanssa. Tölkkien valmistus vaikutti oleellisesti pakkausten tiiveysominaisuuksiin. Hapenläpäisy vuotojen ja reikien läpi oli merkittävämpää kuin hapenläpäisy materiaalin läpi. Pakkausten tiiveysominaisuuksia analysoitiin mittaamalla appelsiinimehun askorbiini-happopitoisuus. Askorbiinihapon hajoaminen mitattiin koetölkkeihin pakatusta appelsiinimehusta, ja lämpötilan, valon ja hapen vaikutusta askorbiinihapon hajoamiseen tutkittiin 12 viikon ajan. Lämpötilalla oli suurin vaikutus askorbiinihapon hajoamiseen huolimatta käytetystä pakkausmateriaalista.

Produção biotecnológica de poli-hidroxialcanoatos para a geração de polímeros biodegradáveis no Brasil

In recent years, several studies have been developed in Brazil to produce biodegradable materials. A particular family of bacterial polymers, the polyhydroxyalkanoates (PHA), has received special attention. PHAs are thermoplastic, biodegradable, biocompatible, are synthesised from renewable resources and can substitute petrochemical plastics in some applications. Different aspects have been focused to increase productivity and to reduce the cost of PHA production: bacterial improvement, use of industrial by-products as raw material, bioreactor design, process operation strategies, downstream process, mathematical modelling, polymer characterisation, application and biodegradability of blends. A production process was transferred to industry and studies to produce new PHA by controlling monomer composition are in progress. All these aspects are presented in this review.

Alteração do caráter hidrofílico de filmes de quitosana por tratamento de plasma de HMDS

Alteration in hydrophilicity feature of chitosan films by hexamethyldisilazane (HMDS) cold-plasma treatment is evaluated. All treated films were colorless and transparent with no apparent textural changes. The effect on surfaces was characterized through contact angle measurements, degree of swelling and water vapor permeation. A significant reduction in all of the hydrophilicity parameters was observed. It is assumed that the HMDS treatment forms nonpolar silicone type structures. The goal is to investigate the formation of a stable hydrophobic barrier in order to increase the chitosan films usefulness in packaging applications.

Nanocompósito de polpa de mamão e nanopartículas de quitosana para aplicação em embalagens

Nanocomposite materials have been incorporated into biopolymers, (e.g. hydroxypropyl methylcellulose), to improve their physical and chemical properties and enable them to be applied in food packaging, especially for their biodegradable and renewable properties. With this addition, fruit puree has been incorporated into the films to confer nutritional properties besides color and flavor. Chitosan is of interest in the packaging field since it is a biodegradable, bioabsorbable, antimicrobial agent. Furthermore, chitosan nanoparticles have been widely explored for their interesting properties and potential applications in food packaging. This work was divided into two stages: (1) chitosan nanoparticle synthesis; (2) addition of nanoparticles into HPMC and papaya puree films. Addition of chitosan nanoparticles to HPMC and papaya puree films improved film properties: mechanical, thermal and water vapor barrier. We have developed a novel nanomaterial with great potential for application in packaging to prolong the shelf life of food.

Atomikerroskasvatuksen soveltaminen kemiantekniikassa

Tässä kirjallisuustyössä tutkittiin atomikerroskasvatuksen (ALD) soveltamista kemiantekniikassa. Työn alussa kerrottiin atomikerroskasvatuksesta, sen toimintaperiaatteista ja prosessitekniikasta. Tämän jälkeen tutkittiin viittä eri kemiantekniikan sovellusta, jotka olivat polymeerien pinnoittaminen, heterogeenisten katalyyttien syntetisointi, membraanien modifiointi, korroosionesto ja kaasunilmaisimet. ALD on ohutkalvotekniikka, jolla voidaan valmistaa nanometrin tai jopa Ångströmin (1 Å = 0.1 nm) tarkkuudella epäorgaanisia materiaalikerroksia, jotka yleensä ovat metallioksideja, kuten alumiinioksidi. ALD perustuu kaasu-kiintoainereaktioihin, joissa kaasumaiset kemialliset prekursorit reagoivat vuorotellen kasvualustan kanssa. Tyypilliset prekursorit ovat metalliligandi ja vesi, joka on yleisin hapen lähde ALD-reaktioissa. ALD−reaktiot suoritetaan yleensä matalassa paineessa (100−200 Pa) ja korkeassa lämpötilassa (200–400 °C) suljetussa reaktorikammiossa. ALD-prosesseissa voidaan hyödyntää myös plasmaa alentamaan reaktiolämpötiloja. Plasman avulla prekursoreista luodaan hyvin reaktiivisia radikaaleja, jotka voivat reagoida jopa huoneenlämmössä. Lämpöherkkiä polymeerejä voidaan pinnoittaa ohutkalvoilla, joilla voidaan lisätä esimerkiksi pakkausmateriaalien suojaa happea ja vesihöyryä vastaan. ALD:llä voidaan syntetisoida tarkasti nanomittakaavan heterogeenisiä katalyyttejä, joilla on korkea dispersio tukimateriaalin pinnalla. ALD:n avulla voidaan säästää katalyyttimateriaalia menettämättä katalyytin aktiivisuutta, mikä on tärkeää monien katalyyttisovellusten taloudellisuuden kannalta, esimerkiksi polttokennot. ALD soveltuu hyvin membraanien modifiointiin, koska kaasumaiset prekursorit leviävät tasaisesti membraanin huokosiin. Membraanien pinnoittamisella pyritään vaikuttamaan, selektiivisyyteen, hydrofiilisyyteen, liuotinkestävyyteen, huokoskokoon ja sen jakaumaan. Lisäksi membraaneja voidaan pinnoittaa katalyyttisillä ohutkalvoilla, mikä on tärkeää nanoreaktoreiden kehityksen kannalta. ALD:llä voidaan pinnoittaa esimerkiksi terästä, ja vähentää täten teräksen korroosiota. Puolijohtavia metallioksideja voidaan käyttää kaasunilmaisimina, joiden valmistuksessa ALD:n tarkkuudesta on suurta hyötyä.

Sekajätteen koostumustutkimusten luokitteluohjeen päivittäminen ja testaaminen

Tässä diplomityössä päivitettiin ja testattiin sekajätteen koostumustutkimuksiin tarkoitettua jätejakeiden luokitteluohjetta. Työn tavoitteena oli selvittää, miten luokitteluohje vastaa jätelainsäädännön muutoksiin ja tavoitteisiin, miten ohje toimii käytännössä sekä miten luokitteluohjetta tulee päivittää, jotta se sekä vastaa jätelainsäädännön ja jätealan toimijoiden tietotarpeisiin sekajätteen koostumuksesta että toimii myös käytännössä. Työssä toteutettiin kyselytutkimus ja kaksi sekajätteen koostumustutkimusta. Jätealan toimijoille lähetetyn kyselyn avulla kartoitettiin luokitteluohjeen kehityskohtia. Kyselytutkimuksen vastaajat kokivat, että luokitteluohjeessa on eniten kehitettävää muovien luokittelussa. Muovien luokittelun lisäksi biojätteen sekä kierrätettävien ja vaarallisten jätteiden luokitteluun liittyvät mahdolliset kehityskohdat muodostettiin kyselyn vastausten perusteella. Sekajätteen koostumustutkimusten avulla testattiin luokitteluohjeen toimivuutta. Koostumustutkimukset toteutettiin ohjeen tarkimman tason mukaisesti. Jätteiden lajittelu osoittautui huomattavasti hitaammaksi kuin etukäteen oli arvioitu. Lisäksi monia materiaaleja sisältävien jätteiden lajittelu oli haasteellista molemmissa tutkimuksissa. Luokitteluohjetta päivitettiin kyselytutkimuksen ja koostumustutkimusten perusteella. Jätteet on luokiteltu päivitetyssä ohjeessa alkuperäisen ohjeen tavoin jätemateriaalien perusteella. Luokitteluohjetta päivitettiin jäteluokkien termistön sekä keittiöjätteen ja kierrätettävien jätteiden luokittelun osalta. Päivitetyn ohjeen avulla koostumustutkimuksen toteuttaja saa enemmän tietoa sekajätteestä biojätteen sekä kierrätettävien jätteiden osalta, mikä on tärkeää jätelainsäädännöllisten tavoitteiden kannalta.

Lääketehtaan valmistusosaston toimitusketjun arvovirtamallintaminen

Tässä diplomityössä laadittiin prosessikuvaus lääketehtaan valmistusosaston toimitusketjusta. Työn tavoitteena oli kuvata toimitusketjun eri prosessit nykytilassaan ja luoda samalla työkalu arvovirtakarttojen luomiseen lean-tuotantomallin mukaisesti. Prosessikaaviot toteutettiin soveltaen IDEF0-prosessienmallinnusmenetelmää. Kaavioissa kuvattiin järjestelmällisesti eri organisaatioiden prosessit sekä niihin liittyvät informaatio- ja materiaalivirrat. Esimerkki arvovirran tunnistamisesta ja arvovirtakarttojen luomisesta tehtiin yhdestä prosessivaiheesta, pakkausprosessista, josta myös määritettiin lean-tuotantomallin mukaisesti sen arvoa tuottavat, arvoa tuottamattomat, mutta välttämättömät ja arvoa tuottamattomat työvaiheet eli hukka. Arvovirran tunnistus suoritettiin työntutkimuksen avulla. Pakkausprosessin arvovirran määrittämisessä havaittiin, että tuotevaihdon aikana työntekijöiden käyttämästä työajasta arvoa tuottavia työvaiheita oli 3 %, arvoa lisäämättömiä työvaiheita, mutta välttämättömiä oli 53 % ja arvoa lisäämätöntä eli hukkaa oli 44,0 %. Pakkaustyön aikana työntekijöiden työajasta arvoa lisääviksi työvaiheiksi saatiin 4 %. Arvoa lisäämättömiä työvaiheita, mutta välttämättömiä oli 38 % ja arvoa lisäämätöntä eli hukkaa oli 58 %. Koneajasta tuotteen arvoa lisäävää oli koneesta riippuen 50–76 % ja arvoa lisäämätöntä 24–50 %. Työn lopuksi esitettiin jatkotoimenpiteitä hukan eliminoimiseksi.

Highly Stable, Edible Cellulose Films Incorporating Chitosan Nanoparticles

The need for biodegradable polymers for packaging has fostered the development of novel, biodegradable polymeric materials from natural sources, as an alternative to reduce amount of waste and environmental impacts. The present investigation involves the synthesis of chitosan nanoparticles-carboxymethylcellulose films, in view of their increasing areas of application in packaging industry. The entire process consists of 2-steps including chitosan nanoparticles preparation and their incorporation in carboxymethylcellulose films. Uniform and stable particles were obtained with 3 different chitosan concentrations. The morphology of chitosan nanoparticles was tested by transmission electron microscopy, revealing the nanoparticles size in the range of 80 to 110 nm. The developed film chitosan nanoparticles-carboxymethylcellulose films were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), thermogravimetric analysis, solubility tests, and mechanical analysis. Improvement of thermal and mechanical properties were observed in films containing nanoparticles, with the best results occurring upon addition of nanoparticles with 110 nm size in carboxymethylcellulose films. Practical Application Carboxymethylcellulose films containing chitosan nanoparticles synthesized and characterized in this article could be a potential material for food and beverage packaging applications products due to the increase mechanical properties and high stability. The potential application of the nanocomposites prepared would be in packaging industry to extend the shelf life of products.

Effects of the biodegradation on biodegradable polymer blends and polypropylene

The large use of plastics in the world generates a large amount of waste which persists around 200 years in the environment. To minimize this effect is important to search some new polymer materials: the blends of biodegradable polymers with synthetic polymers. It is a large area that needs an Intensive research to investigate the blends properties and its behavior face to the different treatments to aim at the blodegradation. The blends used In this work are: some blodegradable polymers such as: poly(hydroxybutyrate) (PHB) and poly(s-polycaprolactone) (PCL) with a synthetic polymer, polypropylene (PP), in lower concentration. These blends were prepared using an internal mixer (Torque Rheometer), and pressed. These films were submitted to fungus biotreatment. The films analyses will be carried out by Fourier Transform Infrared (FTIR), UV-Vis absorption (UV-Vis), Scanning Electronic Microscopy (SEM), DSC and TGA. © 2008 American Institute of Physics.

Ampolas de Vidro: Riscos e Benefícios

Background and objectives: Glass ampoules have been widely used in packaging injection drugs. Glass has important characteristics that allow it to be widely used in fabrication of recipients for drugs and other sterile substances. However, contamination of solutions with glass microparticles on breaking open glass ampoules, the presence of metals, percutaneous injury, and biological contamination justify the need of educational materials to orient the manipulation of ampoules. Contents: Glass microparticles generated in the snap-opening of ampoules, as well as metals that contaminate their contents can be aspirated and injected through several routes. Exogenous contaminations by glass and metals can reach several sites in the organism. They trigger organic reactions that may give rise to injuries. Opening ampoules can expose professionals to the risk of percutaneous injuries. These lesions increase the biological risk as they are the gateway for viruses and bacteria. Ampoules opening systems (VIBRAC and OPC) have been developed to reduce the incidence of such accidents. Alternative materials to glass may represent an interesting strategy to increase safety. The use of prefilled syringes may represent an evolution regarding safety. Conclusions: Team training and information provided by the pharmaceutical industry on the use of ampoules are fundamental in the prophylaxis of accidents and contaminations. The search for safer materials to replace glass is also important. © 2011 Elsevier Editora Ltda.