Importance of considering food waste in the development of sustainable food packaging systems

Meeting the needs of both present and future generations forms the foundation of sustainable development. Concern about food demand is increasing alongside the continuously growing population. In the pursuit of food security preventing food waste is one solution avoiding the negative environmental impacts that result from producing food unnecessarily. Packages offer one answer to preventing food waste, as they 1) preserve and protect food, 2) introduce the user to the correct way to handle and use the food and package and 3) allow the user to consume the food in its entirety. This thesis aims to enhance the sustainability of food packages by giving special emphasis to preventing food waste. The focus of this thesis is to assist the packaging designer in being able to take into account the requirements for the sustainability of food packages and to be able to integrate these requirements into the product development process. In addition, life cycle methods that can be used as a tool in the packaging design process or in assessing the sustainability of finished food-packaging combinations are evaluated. The methods of life cycle costing (LCC) and life cycle working environment (LCWE) are briefly discussed. The method of life cycle assessment (LCA) is examined more thoroughly through the lens of the literature review of food-package LCA case studies published in the 21st century in three relevant journals. Based on this review and on experiences learned from conducting LCAs, recommendations are given as to how the LCA practitioner should conduct a food packaging study to make most of the results. Two case studies are presented in this thesis. The first case study relates the results of a life cycle assessment conducted for three food items (cold cut (ham), sliced dark bread (rye) and Soygurt drink) and the alternative packaging options of each. Results of this study show that the packaging constitutes only 1–12 % of the total environmental impacts of the food-packaging combination. The greatest effect is derived from the food itself and the wasted food. Even just a small percentage of wasted food causes more environmental impacts than does the packaging. The second case study presents the results of LCC and LCWE analysis done for fruit and vegetable transport packages. In this thesis, the specific results of the study itself are not the focus, but rather the study methods and scope are analysed based on how these complement the sustainability assessment of food packages. This thesis presents reasons why prevention of food waste should be more thoroughly taken into account in food packaging design. In addition, the task of the packaging designer is facilitated by the requirements of sustainable food packaging, by the methods and step-by-step guidance on how to integrate sustainability issues into the design process, and by the recommendations on how to assess the sustainability of food packages. The intention of this thesis is to express the issues that are important in the field of the food packaging industry. Having recognised and implemented these issues, businesses can better manage the risks that could follow from neglecting these sustainability aspects.

Lujasta teräksestä valmistetun palkin poikkileikkauksen optimointi

Parin viime vuosikymmenen aikana on kehitetty huomattavasti entistä lujempia teräslaatuja, joiden käyttö ei kuitenkaan ole yleistynyt läheskään samaan tahtiin. Korkeamman hinnan lisäksi yksi merkittävä syy tähän on, että suunnittelijoilla ei usein ole riittäviä tietoja siitä, millaisissa tilanteissa lujemman teräslaadun käytöstä on merkittävää hyötyä. Tilannetta ei myöskään helpota se, että käytössä olevat standardit eivät tarjoa lainkaan ohjeistusta kaikkein lujimpien, myötörajaltaan yli 700MPa terästen käyttöön ja mitoitukseen. Tässä työssä pyritään tarjoamaan suunnittelijalle ohjeita ja nyrkkisääntöjä sopivan lujuusluokan ja profiilin valintaan sekä yleisesti lujempien teräslaatujen käyttöön. Lujemman teräslaadun käytöllä voidaan keventää suunniteltavaa rakennetta ja saada aikaan huomattavia painonsäästöjä. Usein ongelmaksi nousevat kuitenkin stabiiliuskriteerit, sillä teräksen lommahduskestävyys määräytyy suuresti sen lujuusluokasta siten, että mitä lujempaa teräs on, sitä helpommin se lommahtaa. Kun tämä yhdistetään siihen, että lujempaa terästä käytettäessä rakenteesta tulee optimoituna muutenkin pienempi ja kevyempi, kasvaa näiden kahden asian yhteisvaikutuksena kantokyvyn mukaan mitoitetun rakenteen taipuma korkeampiin lujuusluokkiin edetessä hyvin nopeasti sallittujen rajojen yli. Työssä etsitään siksi keinoja sopivan kompromissin löytämiseksi lujuuden ja jäykkyyden välille. Koska muotoilulla ja poikkileikkauksella on suuri merkitys sekä taipuman että stabiliteetin kannalta, tutkitaan erilaisia poikkileikkausvaihtoehtoja ja etsitään optimaalista poikkileikkausta taivutuspalkille matemaattisen optimointimallin avulla. Kun eri poikkileikkausvaihtoehdot on käsitelty ja optimoitu taivutuksen suhteen, tutkitaan poikkileikkauksia myös muissa kuormitustapauksissa. Huomattavan raskaan laskentatyön takia apuna käytetään Matlab-ohjelmistoa itse optimointiin ja Femap-ohjelmaa muiden kuormitustapausten tutkimiseen ja tulosten verifioitiin.

Kattilan ja kanaviston eristykset 3D-laitossuunnitteluohjelmassa

Työn tavoitteena oli kehittää kanavistojen ja kattilan eristyksien mallintamista 3D-laitossuunitteluohjelmassa sekä siitä saatavia materiaalilistoja. Kanavistojen eristeitä kuvastavaa geometriaa muokattiin vastaamaan eristyksen todellista tilanvarausta. Kattilan eristyksen mallintaminen on aikaisemmin jouduttu tekemään manuaalisesti, työssä kehitettiin työkalu, jonka avulla eristysten materiaalitiedot ja oikeat tilanvaraukset saadaan lisättyä 3D-malliin. Kaikkia eristyksen mallintamista ei kuitenkaan pystytä mielekkäästi toteuttamaan automaattisesti työkalujen avulla, näitä kohteita ovat tukikehikkorakenteet kuten kattilan vinttikehikko. Lisäksi täytyi selvittää, mitä tietoja eristyksien materiaalimäärälistoille vaaditaan, ja kuinka nämä tiedot saataisiin listoihin mukaan. Jotta kaikki eristettävät kohteet saadaan tuotettaviin materiaalilistoihin, on ohjelmaan lisättävä käytettäväksi uusia komponentteja. Näitä ovat uudet kanavistojen osat sekä muun muassa venturit ja huoltoluukut kanavistoille. Kattilaan asennettavat laitteet kuten näkölasit ja polttimet vaativat tukirakenteen, joka samalla toimii kotelona putkistojen taivutuksille. Näitä kohteita on aikaisemmin tuotu vanhoista projekteista tai ne on tehty suunnittelijan toimesta uusiksi. Työssä esitettiin uusi tapa mallintaa kattilan pinnat, jolloin niihin voidaan liittää koteloita erillisestä komponenttikirjastosta. Kanavistojen eristyksien materiaalimäärälistojen tuottaminen suoraan ohjelmasta auto-matisoitiin. Kattilan ja siihen liittyvien eristyskehysrakenteiden listojen tuotanto kuitenkin vaatii yhteisten toimintamallien kehittämistä. Tämän työn uudet menetelmät mahdollistavat yhä uusien työkalujen kehittämisen, esimerkiksi automaattisen eristysten teknisten piirustusten kuvatuotannon tulevaisuudessa.

Growth of red and green strains of the tropical agarophyte Gracilaria cornea J. Agardh (Gracilariales, Rhodophyta) in laboratory

Gracilaria cornea J. Agardh is an important agarophyte occurring in the western Atlantic Ocean. Green colour individuals of G. cornea were found in a natural population, growing next to red individuals, which were more common. Due to the importance of colour strains in genetic and intraspecific variability studies, this work aimed to characterize the red and green strains evaluating different nutritional and light conditions. Red and green gametophytes were cultivated at 14:10 light: dark cycle, with alternating aeration periods of 30 min. Two different enriched solutions were tested: von Stosch (VSS) at concentrations reduced to 12.5% and 25%; and Provasoli (PES) at concentrations reduced to 25% and 50%, and 100%. Red and green gametophytes were cultivated at the irradiance of 45 mumol photons m-2 s-1. In another experiment utilizing PES 100%, two sources of light (Osram 40 W daylight fluorescent tubes and Sylvania Designer 3,500 tubes) were tested at irradiances of 90 and 180 mumol photons m-2 s-1. Growth rates (GR) were evaluated for five weeks. Gametophytes developed few branches and reproductive structures were not induced. Differences were not observed between GR of red and green strains in the conditions tested. GR were higher in VSS 12.5% (8.4% day-1) than in 25% (7.1% day-1), suggesting an adaptation of the species to low nutrient concentrations. GR were higher at 180 (9.0% day-1) than at 90 mumol photons m-2 s-1 (6.3% day-1). These results suggest that G. cornea should be cultivated in laboratory at high irradiances and low nutrient concentrations. These data will be useful in future genetic and physiological studies of the species.

Hisseissä käytettävän kulmakorin tuotekehitys ja tuotteistaminen

Diplomityö käsittelee hisseissä erikoistapauksessa käytettävän kulmakorin suunnittelua ja tuotteistamista. Työ suoritetaan KONE Oyj:lle. Diplomityössä luotiin kulmakorille modulaarinen tuotearkkitehtuuri ja määritettiin korin toimitusprosessi. Työn tavoitteena oli saavuttaa 48,12% asiakkaiden mahdollisista vaatimuksista ja vähentää suunnitteluun kuluvaa aikaa aikaisemmasta 24 tunnista neljään tuntiin. Työn tavoite saavutettiin kokeneen tapauskohtaisten kulmakorien suunnittelijan kommenttien perusteella. 48,12% asiakasvaatimuksista sisällytettiin tuotemalliin konfigurointimahdollisuuksina. Työn alussa on esitelty tuotesuunnittelua, laadun hallintaa, parametrista mallinnusta, massakustomointia ja tuotetiedon hallintaa. Sen jälkeen on käsitelty kulmakorin tuotteistamisen kannalta kaikki tärkeimmät muuttujat. Tämän jälkeen kulmakorin tuotemalli suunnitellaan ja mallinnetaan systemaattisesti ylhäältä-alas –mallinnustapaa käyttäen ja luodaan osille ja kokoonpanoille valmistuskuvat. Päätyökaluna työssä käytettiin Pro/ENGINEER-ohjelmistoa. Tällä mallinnettiin parametrinen tuotemalli ja rakenteiden lujuustarkastelussa käytettiin ohjelmistoa Ansys. Työn tavoite saavutettiin analysoimalla massakustomoinnin perusteiden olennaisimmat osat ja seuraamalla analyyttistä ja systemaattista tuotekehitysprosessia. Laatua painottaen tuotearkkitehtuuri validoitiin suorittamalla rajoitettu tuotanto, joka sisälsi kolme tuotemallilla konfiguroitua kulmakoria. Yksi koreista testikasattiin Hyvinkään tehtaalla.

On Distributed Storage Codes

Distributed storage systems are studied. The interest in such system has become relatively wide due to the increasing amount of information needed to be stored in data centers or different kinds of cloud systems. There are many kinds of solutions for storing the information into distributed devices regarding the needs of the system designer. This thesis studies the questions of designing such storage systems and also fundamental limits of such systems. Namely, the subjects of interest of this thesis include heterogeneous distributed storage systems, distributed storage systems with the exact repair property, and locally repairable codes. For distributed storage systems with either functional or exact repair, capacity results are proved. In the case of locally repairable codes, the minimum distance is studied. Constructions for exact-repairing codes between minimum bandwidth regeneration (MBR) and minimum storage regeneration (MSR) points are given. These codes exceed the time-sharing line of the extremal points in many cases. Other properties of exact-regenerating codes are also studied. For the heterogeneous setup, the main result is that the capacity of such systems is always smaller than or equal to the capacity of a homogeneous system with symmetric repair with average node size and average repair bandwidth. A randomized construction for a locally repairable code with good minimum distance is given. It is shown that a random linear code of certain natural type has a good minimum distance with high probability. Other properties of locally repairable codes are also studied.

Effect of treadmill gait on bone markers and bone mineral density of quadriplegic subjects

Quadriplegic subjects present extensive muscle mass paralysis which is responsible for the dramatic decrease in bone mass, increasing the risk of bone fractures. There has been much effort to find an efficient treatment to prevent or reverse this significant bone loss. We used 21 male subjects, mean age 31.95 ± 8.01 years, with chronic quadriplegia, between C4 and C8, to evaluate the effect of treadmill gait training using neuromuscular electrical stimulation, with 30-50% weight relief, on bone mass, comparing individual dual-energy X-ray absorptiometry responses and biochemical markers of bone metabolism. Subjects were divided into gait (N = 11) and control (N = 10) groups. The gait group underwent gait training for 6 months, twice a week, for 20 min, while the control group did not perform gait. Bone mineral density (BMD) of lumbar spine, femoral neck, trochanteric area, and total femur, and biochemical markers (osteocalcin, bone alkaline phosphatase, pyridinoline, and deoxypyridinoline) were measured at the beginning of the study and 6 months later. In the gait group, 81.8% of the subjects presented a significant increase in bone formation and 66.7% also presented a significant decrease of bone resorption markers, whereas 30% of the controls did not present any change in markers and 20% presented an increase in bone formation. Marker results did not always agree with BMD data. Indeed, many individuals with increased bone formation presented a decrease in BMD. Most individuals in the gait group presented an increase in bone formation markers and a decrease in bone resorption markers, suggesting that gait training, even with 30-50% body weight support, was efficient in improving the bone mass of chronic quadriplegics.

Uso de peróxido de hidrogênio e ácido cítrico na conservação de cogumelos Pleurotus sajor-caju in natura

Os cogumelos comestíveis Pleurotus sajor-caju apresentam uma delicada consistência, alto teor de umidade e aroma característico, sendo comercializados no varejo, preferencialmente in natura. Sua vida útil pode variar entre 2 a 7 dias, em função da umidade relativa e tmperatura de armazenamento. Neste trabalho, os cogumelos frescos foram imersos durante 2 minutos nas soluções de peróxido de hidrogênio, ácido cítrico e água destilada, drenados, acondicionados em bandejas de poliestireno e embalados em filme plástico. As bandejas foram mantidas sob refrigeração a 4°C e avaliou-se a cor, firmeza e variação de massa dos cogumelos no primeiro, quinto e décimo dia de armazenamento, após os tratamentos. Ocorreram perdas de firmeza e massa, bem como o escurecimento dos cogumelos em todos os tratamentos nas avaliações do quinto e décimo dia. Portanto, os tratamentos utilizados não apresentaram resultados satisfatórios na manutenção da firmeza, cor e massa dos cogumelos Pleurotus sajor-caju in natura nas concentrações utilizadas.

Perfil da contaminação com aflatoxina entre embalagens de produtos de amendoim

Este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o perfil da distribuição da contaminação com aflatoxinas entre embalagens constituintes de lotes de confeitos de amendoim, expostos à venda no comércio. Os dados da distribuição da ocorrência e dos níveis de contaminação, aqui obtidos, sugerem que os procedimentos de amostragem, visando à detecção de aflatoxinas em produtos processados, sempre estarão associando um grau de incerteza muito elevado quanto à presença ou não e quanto ao nível médio de contaminação de um lote de produto processado. Entretanto, para melhorá-los, devem-se considerar as diferenças existentes entre os produtos com relação ao processamento ou não dos grãos que constituem sua matéria-prima, pois, em lotes de produtos em que a matéria-prima foi triturada ou moída, como por exemplo, o doce de amendoim do tipo paçoca, a distribuição da ocorrência e dos níveis mostrou um grau bem mais elevado de homogeneidade, quando comparado ao amendoim japonês que mantém a integridade da matéria-prima durante o seu processo de fabricação.

Extração e fracionamento simultâneo do óleo da castanha-do-Brasil com etanol

O objetivo deste trabalho foi utilizar o etanol comercial para extração e fracionamento simultâneos das frações lipídicas presentes na castanha-do-Brasil (Bertholletia excelsea H.B.K.). O óleo foi obtido a partir da castanha desidratada e moída. O processo foi conduzido na proporção 4:1 solvente/substrato (v.p-1) em banho termostatizado a 65 °C, sob agitação de 30 rpm. A mistura foi filtrada, resfriada a 10 °C e, a seguir, centrifugada para separação das fases: uma fase com consistência de gel (micela rica), contendo 75% de óleo e 25% de etanol, e a outra líquida, contendo 2,4% de óleo e 97,6% de etanol (micela pobre). Pelas características apresentadas, a micela rica tem potencial para ser utilizada no preparo de cremes vegetais como substituto parcial de gorduras hidrogenadas, cujos efeitos biológicos na saúde dos consumidores vêm provocando muitas polêmicas. Além de ser uma alternativa na obtenção de gorduras para a formulação de alimentos mais seguros, a tecnologia proposta poderá ser estendida a diferentes oleaginosas de interesse comercial, eliminando o uso de n-hexano no processamento de óleos e gorduras vegetais.

Käyttäjäkokemuksen määrittelyn erot eri käyttäjäryhmien ja kehittäjien välillä sekä niiden merkitys

Usein käyttäjäkokemuksella (user experience, UX) kuvataan tuotteen tai palvelun synnyttämiä tunteita ja kokemuksia. Vaikka UX on yleisesti tunnettu termi ja tärkeä tekijä menestyvän tuotteen luomisessa, ei yhtenäistä määritelmää sille ole muodostunut. Kun suunnittelija, ohjelmistotuottaja ja loppukäyttäjä käsittävät sen eri tavoin, ei tuote vastaa loppukäyttäjän vaatimuksia. Ongelman ratkaisemiseksi laaditaan kysely lukiolaisille ja tuloksia verrataan aikaisempiin tuloksiin, jossa vastaajina olivat yliopisto-opiskelijat ja UX-ammattilaiset. Tulosten perusteella lukiolaiset määrittelevät UX:n hyvin laaja-alaisesti ja sisällyttävät siihen lähes kaikki käyttöön liittyvät asiat. Heille tärkeintä ovat tuotteen konkreettiset ominaisuudet, kuten toimivuus ja luotettavuus. Koska UX merkitsee niin monia asioita loppukäyttäjille, suunnittelijoiden tulisi keskittyä käyttäjäkokemuksen luomiseen sen määrittelemisen sijaan. Oikea käyttäjäkokemus oikealle käyttäjälle.

Aproveitamento de vísceras não comestíveis de aves para elaboração de farinha de carne

No presente trabalho, estudou-se o processamento das vísceras de frango (Gallus domesticus) e das ratitas avestruz (Struthio camellus) e ema (Rhea americana), processadas da mesma forma, com o objetivo de elaborar farinhas. A qualidade e controle de produção dessas farinhas foram avaliados por meio de parâmetros tecnológicos exigidos pela legislação vigente. Basicamente, a matéria-prima foi cozida e esterilizada, filtrada em peneira (para a separação do óleo), moída, seca em estufa e analisada. Foram obtidos dados de rendimentos de produção, de composição de nutrientes, de digestibilidade em pepsina, do valor calórico, determinados os teores de cálcio e fósforo, e realizados estudos da estabilidade da farinha durante o armazenamento (Salmonella, pH, índice de acidez e TBA). Os resultados mostraram que a produção de farinha pelo processamento das vísceras de avestruz e ema é viável, seus parâmetros de qualidade atendem, em grande parte, às exigências, mas, para um emprego imediato (uso regular) na elaboração de rações, necessita de alguns ajustes (correções) de parâmetros físico-químicos (nutrientes).

O óleo de abacate (Persea americana Mill) como matéria-prima para a indústria alimentícia

Hábitos de vida saudáveis e uma dieta balanceada aliados ao alto consumo de frutas e vegetais estão associados à redução do risco de doenças e à manutenção da saúde. O óleo de abacate possui em sua composição substâncias bioativas capazes de prevenir e controlar as dislipidemias. Como existem poucas pesquisas científicas avaliando o potencial deste óleo para o consumo humano, o presente trabalho estudou os processos de extração e refino do óleo de abacate. Para tanto, procedeu-se à separação da polpa das outras partes da fruta. A polpa fresca foi seca em estufa, e posteriormente moída para a obtenção de um farelo. O óleo obtido do farelo foi extraído e caracterizado. Os resultados mostraram que os processos de extração e refino do óleo a partir da variedade Margarida são tecnicamente viáveis, o que o torna excelente matéria-prima para a indústria alimentícia. Além disso, possui um perfil de ácidos graxos e esteróis muito semelhante ao perfil do azeite de oliva, podendo desta forma, substituir o óleo de soja e ser utilizado juntamente com o azeite de oliva nos óleos mistos, oferecendo ao consumidor brasileiro um produto de qualidade superior e com menor custo.

Qualidade físico-química de mortadelas e carnes moídas e conhecimento dos consumidores na conservação destes produtos

Produtos cárneos apresentam uma composição que facilita sua deterioração, e cuidados desde a produção ao consumo garantem sua qualidade. Avaliaram-se pH, temperatura, cálcio, umidade, gás sulfídrico e sulfito de carnes moídas e mortadelas, e o conhecimento do consumidor na conservação destes produtos. Quanto ao pH, todas as amostras de carnes moídas e duas de mortadelas estavam fora do padrão estabelecido por LANARA. A temperatura de 60% das amostras estava superior ao preconizado. Todas as amostras estavam dentro dos padrões quanto ao teor de cálcio e umidade. Todas as carnes moídas e 92% das mortadelas apresentaram gás sulfídrico. A presença de sulfito foi observada em 47% das carnes moídas. Analisando-se os rótulos observou-se que 20% das mortadelas não condiziam quanto ao teor de cálcio e 57% das mortadelas e 40% das carnes moídas não condiziam com o valor estabelecido para a umidade. Apenas 60% dos consumidores observam a temperatura de conservação dos produtos cárneos nos postos de vendas, mas isto é feito utilizando o "tato", o que obviamente não condiz com o valor real da temperatura, e é comum o congelamento destes na própria embalagem. Acredita-se que a indústria e o estabelecimento comercializador devam ser fiscalizados com maior rigor e que ações educativas do consumidor devam ser estimuladas visando a garantia da qualidade no setor de alimentos.

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