Effects of the mechanical damage on the water absorption process by corn kernel

The purpose of this study was to investigate and model the water absorption process by corn kernels with different levels of mechanical damage Corn kernels of AG 1510 variety with moisture content of 14.2 (% d.b.) were used. Different mechanical damage levels were indirectly evaluated by electrical conductivity measurements. The absorption process was based on the industrial corn wet milling process, in which the product was soaked with a 0.2% sulfur dioxide (SO2) solution and 0.55% lactic acid (C3H6O3) in distilled water, under controlled temperatures of 40, 50, 60, and 70 ºC and different mechanical damage levels. The Peleg model was used for the analysis and modeling of water absorption process. The conclusion is that the structural changes caused by the mechanical damage to the corn kernels influenced the initial rates of water absorption, which were higher for the most damaged kernels, and they also changed the equilibrium moisture contents of the kernels. The Peleg model was well adjusted to the experimental data presenting satisfactory values for the analyzed statistic parameters for all temperatures regardless of the damage level of the corn kernels.

Spirulina platensis: process optimization to obtain biomass

Spirulina platensis is a photoautotrophic mesophilic cyanobacterium. Its main sources of nutrients are nitrate, urea, and ammonium salts. Spirulina cultivation requires temperature, light intensity, and nutrient content control. This microalgae has been studied and used commercially due to its therapeutic and antioxidant potential. In addition, several studies have reported its ability to use CO2, its immune activity, and use as an adjuvant nutritive factor in the treatment of obesity. The objective of this study is the production of biomass of S. platensis using different rates of stirring, nitrogen source, amount of micronutrients, and luminosity. A 2(4) experimental design with the following factors: stirring (120 and 140 RPM), amount of nitrogen (1.5 and 2.5 g/L), amount of micronutrients (0,25 and 0,75 mL/L) (11 and 15 W), and luminosity was used. Fermentation was performed in a 500 mL conical flask with 250 mL of culture medium and 10% inoculum in an incubator with controlled stirring and luminosity. Fermentation was monitored using a spectrophotometer (560 nm), and each fermentation lasted 15 days. Of the parameters studied, luminosity is the one with the highest significance, followed by the amount of nitrogen and the interaction between stirring and micronutrients. Maximum production of biomass for 15 days was 2.70 g/L under the following conditions: luminosity15W; stirring, 120 RPM; source of nitrogen, 1.5 g/L; and micronutrients, 0.75 mL/L.

Salted lamb meat blanket of Petrolina-Pernambuco, Brazil: process and quality

Salted lamb meat blanket, originated from boning, salting, and drying of whole lamb carcass, was studied aiming at obtaining information that support the search for guarantees of origin for this typical regional product from the city of Petrolina-Pernambuco-Brazil. Data from three processing units were obtained, where it was observed the use of a traditional local technology that uses salting, an ancient preservation method; however, with a peculiar boning technique, resulting in a meat product with great potential for exploitation in the form of meat blanket. Based on the values of pH (6.22 ± 0.22), water activity (0.97 ± 0.02), and moisture (69.86 ± 2.26) lamb meat blanket is considered a perishable product, and consequently it requires the use of other preservation methods combined with salt, which along with the results of the microbiological analyses (absence of Salmonella sp, score <10 MPN/g of halophilic bacteria, total coliforms between 6.7 × 10³ and 5.2 × 10(6) FUC/g, and Staphylococcus from 8.1 × 10³ CFU/g at uncountable) reinforce the need of hygienic practices to ensure product safety. These results, together with the product notoriety and the organization of the sector are important factors in achieving Geographical Indication of the Salted lamb Meat blanket of Petrolina.

Vinegar rice (Oryza sativa L.) produced by a submerged fermentation process from alcoholic fermented rice

Considering the limited availability of technology for the production of rice vinegar and also due to the potential consumer product market, this study aimed to use alcoholic fermented rice (rice wine (Oryza sativa L.)) for vinegar production. An alcoholic solution with 6.28% (w/v) ethanol was oxidized by a submerged fermentation process to produce vinegar. The process of acetic acid fermentation occurred at 30 ± 0.3°C in a FRINGS® Acetator (Germany) for the production of vinegar and was followed through 10 cycles. The vinegar had a total acidity of 6.85% (w/v), 0.17% alcohol (w/v), 1.26% (w/v) minerals and 1.78% (w/v) dry extract. The composition of organic acids present in rice vinegar was: cis-aconitic acid (6 mg/L), maleic acid (3 mg/L), trans-aconitic acid (3 mg/L), shikimic + succinic acid (4 mg/L), lactic acid (300 mg/L), formic acid (180 mg/L), oxalic acid (3 mg/L), fumaric acid (3 mg/L) and itaconic acid (1 mg/L).

Optimization of the extraction process of polyphenols from cashew apple agro-industrial residues

The goal of this study was to determine the chemical composition of cashew apples agro-industrial residue and optimize the process of polyphenols extraction in this residue. The extraction process conditions were defined using a 24-1 fractional factorial experimental design using acetone and methanol as solvents. The independent variables were: time (30 to 90 min), temperature (30 to 50 °C), solvent concentrations (50% to 90%), agitation speed (100 to 300 rpm); the dependent variables were: total phenolic content and DPPH scavenging capacity. The optimized process was carried out by applying the Central Composite Rotational Design (CCRD) considering the results obtained with the 24-1 fractional factorial experimental design. The residue presented bioactive compounds in its composition, with emphasis on the content of total phenolic compounds (1975.64 mg/ 100 g). The extraction process was not affected by methanol; however, acetone affected the amounts of extracted phytochemicals. Extracts with high levels of polyphenols and strong DPPH scavenging capacity (> 80%) were obtained using 55% acetone, 30 minutes, 30 °C, and 150 rpm. The results showed that cashew apple residue is a potential natural source of bioactive compounds with strong antioxidant capacity. These compounds could be used partially or totally to replace synthetic antioxidants.

Influence of the moisture at harvest and drying process of the grains on the level of carotenoids in maize (Zea mays)

AbstractMaize is considered a source of carotenoids; however, these compounds are highly unstable, degraded by high temperatures, exposure to light and presence of oxygen. The objective of this work was to evaluate the influence of the moisture and type of drying applied to grains on the level of carotenoids in yellow maize. The experiment was conducted in a completely randomized design (2 × 4 factorial), two levels of initial moisture at the harvest (22 and 19%) and three types of drying (in the sun; in the shade and in a dryer) and control (no drying). The samples of grains after drying with 12% of final moisture were analyzed by concentration of total carotenoids, carotenes (α-carotene + β-carotene), monohydroxilated carotenoids (β-cryptoxanthin), and xanthophylls (lutein + zeaxanthin). Initial moisture, type of drying and the interaction between moisture versus drying influence (p≤0.05) the levels of carotenoids in grains. This is the first report about the drying conditions and harvest’s initial moisture as influence on the profile and content of carotenoids in maize grains. Based on the results, this work suggested that the harvest be carried out preferably when the grains present 22% humidity, with drying in a dryer or in shade for further use or storage.

Effects of gutting process on the shelf life of cultured meagre (Argyrosomus regius ASSO, 1801) stored at 4 ± 1 °C

Abstract The aim of this study was to determine chemical, nutritional and microbiological evaluation of whole or gutted meagre stored at 4 ± 1 oC. Whole ungutted (Group A), eviscerated (Group B), beheaded-eviscerated fish (Group C) and fillets (Group D) groups were created for this study. According to fatty acid analysis, it was determined that meagre is rich in PUFA content and the n3/n6 ratio is within the ideal limits. In all 4 groups, obtained from fillets values were the highest in general, quality parameters were found within acceptable limits. Psychrophilic and mesophilic aerobic bacteria counts exceeded the standards for fillet groups on 7th days of storage. According to microbiological analysis, ungutted, beheaded, eviscerated samples were not exceeded limit values on 9th day. In conclusion, whole or gutted (headed and eviscerated) storage of meagre is found to be more advantageous compared to fillets for storage at 4 ± 1 oC.

Utilizing analytic modelling process in industrial retail context

Nykypäivän monimutkaisessa ja epävakaassa liiketoimintaympäristössä yritykset, jotka kykenevät muuttamaan tuottamansa operatiivisen datan tietovarastoiksi, voivat saavuttaa merkittävää kilpailuetua. Ennustavan analytiikan hyödyntäminen tulevien trendien ennakointiin mahdollistaa yritysten tunnistavan avaintekijöitä, joiden avulla he pystyvät erottumaan kilpailijoistaan. Ennustavan analytiikan hyödyntäminen osana päätöksentekoprosessia mahdollistaa ketterämmän, reaaliaikaisen päätöksenteon. Tämän diplomityön tarkoituksena on koota teoreettinen viitekehys analytiikan mallintamisesta liike-elämän loppukäyttäjän näkökulmasta ja hyödyntää tätä mallinnusprosessia diplomityön tapaustutkimuksen yritykseen. Teoreettista mallia hyödynnettiin asiakkuuksien mallintamisessa sekä tunnistamalla ennakoivia tekijöitä myynnin ennustamiseen. Työ suoritettiin suomalaiseen teollisten suodattimien tukkukauppaan, jolla on liiketoimintaa Suomessa, Venäjällä ja Balteissa. Tämä tutkimus on määrällinen tapaustutkimus, jossa tärkeimpänä tiedonkeruumenetelmänä käytettiin tapausyrityksen transaktiodataa. Data työhön saatiin yrityksen toiminnanohjausjärjestelmästä.

Toisen jäte on toisen raaka-aine – Kierrätys ja uudelleenvalmistus taloudellisesti ja ekologisesti kestävänä liiketoimintamahdollisuutena

Toisen jäte on toisen raaka-aine – Kierrätys ja uudelleenvalmistus taloudellisesti ja ekologisesti kestävänä liiketoimintamahdollisuutena Väitöskirjatutkimus tarkastelee kierrätystä ja uudelleenvalmistusta sekä siihen perustuvaa kierrätysliiketoimintaa taloudellisesti ja ekologisesti kestävänä liiketoimintamahdollisuutena. Tässä kestävyys tarkoittaa jätekysymysten ratkaisemista tavalla, joka mahdollistaa kestävän kehityksen periaatteiden mukaisen yhteiskunnan kehittymisen. Jätteisiin liittyvät taloudelliset ja ekolo- giset kysymykset ovat merkittävä yhteiskunnallinen haaste. Tämä luo tarpeen tutkimukselle, jonka lähtökohtana on jätekysymysten moniulotteinen tarkas- telu ja yksittäisen yrityksen toiminnan suhteuttaminen osaksi laajempaa kokonaisuutta. Tässä tutkimuksessa jätteen hyödyntämistä materiaalina lähestytään sekä empiirisesti yrityksen näkökulmasta että teoreettisesti systeemiajattelun tarjoamasta laajemmasta perspektiivistä. Tutkimuksen tavoitteena on ymmär- tää kierrätystä ja uudelleenvalmistusta liiketoimintamahdollisuutena, niiden merkitystä yrityksessä, alueella ja kierrätystaloudessa sekä näiden vuorovai- kutteista suhdetta taloudelliseen ja ekologiseen kestävyyteen nähden. Tutki- muskysymys on tärkeä, koska siihen vastaamalla syvennetään ymmärrystä yrityksissä tapahtuvan kierrätyksen ja uudelleenvalmistuksen merkityksestä kestävämmän yhteiskunnan rakentumisessa. Tutkimuksen teoriaperusta pohjautuu teollisen ekologian kirjallisuuteen ja ekoteollisen kehityksen tutkimukseen. Kierrätysliiketoiminnan kestävyyden tarkastelu rakentuu tutkimuksessa teollisen ekologian ja ekoteollisen kehityk- sen lähtökohtana olevaan win-win-ajatteluun, jonka mukaan hyvä ympäristö- suorituskyky ja hyvä taloudellinen suorituskyky voivat vahvistaa toisiaan. Kierrätysliiketoiminnan teoreettisessa tarkastelussa keskeisiä elementtejä ovat kierrätystalouden malli, teollisen ekologian alueelliset systeemit, ekoteolliset verkostot ja yrityksen rooli teollista ekologiaa soveltavana toimijana. Tutki- muksen keskeisenä kontribuutiona on yritysnäkökulman integroiminen aiem- paa vahvemmin osaksi teollisen ekologian diskursseja. Kierrätysliiketoiminnan taloudelliseen ja ekologiseen kannattavuuteen ja sen myötä kestävyyteen liittyviä kysymyksiä on lähestytty tekemällä yritys- haastatteluja ja hyödyntämällä valmista haastatteluaineistoa. Tutkimusta varten haastattelin 10 kierrätysliiketoimintaa harjoittavaa yritystä vuosina 2007 ja 2008. Tämän lisäksi tutkimuksessa on hyödynnetty Turun ammatti- korkeakoulun ja Turku Science Parkin toteuttamassa RESU-hankkeessa (Kierrätysliiketoiminta ja resurssitehokkuus Varsinais-Suomen vahvuudeksi – RESU) vuosina 2013 ja 2014 kerättyä aineistoa. Hankkeessa haastateltiin yhteensä 25 jätemateriaalia hyödyntävää ja/tai tuottavaa yritystä. Aineistojen analysointimenetelmänä on sisällönanalyysi. Analyysin tulok- sena muodostettiin yhteensä viisi pääteemaa ja 12 alateemaa. Teemat kuvaavat kierrätysliiketoimintaa aiempaa moniulotteisemmin ja näin syventävät ymmär- rystä ilmiön merkityksestä kestävämmän yhteiskunnan rakentumisessa. Teolli- sen ekologian alaan kuuluvat kvalitatiiviset tutkimukset ovat melko harvinai- sia, joten tämän väitöstutkimuksen ilmeisenä vahvuutena on laadullisen tutkimusmenetelmän hyödyntäminen. Tutkimuksen tuloksena voidaan todeta, että kierrätystalouden kehittymistä edistävä kierrätysliiketoiminta on monimuotoista ja sisältää erilaisia liiketoi- mintamahdollisuuksia sekä arvoketjuja. Paikallistuntemus ja keskeinen sijainti jätemateriaalien tuottajien suhteen on tärkeä kriteeri kierrätysliiketoiminnassa, mutta jätemateriaaleja myös kuljetetaan pitkiä matkoja. Paikallisia tai alueelli- sia jätevirtoja hyödyntävä kierrätysliiketoiminta voi tukea alueellista kestä- vyyttä, mutta toisinaan myös keskitetty hyödyntäminen voi olla kestävä vaih- toehto. Yhteistyöverkostot ovat tärkeitä jätemateriaalin laadun ja saatavuuden näkökulmasta. Tutkimus osoittaa, että kierrätysliiketoimintaa harjoittavat yritykset ovat samalla sekä kierrätystalouden käytännön toimeenpanijoita että uuden toimintakulttuurin luojia. Tutkimuksen tulosten perusteella voidaan esittää johtopäätös, että kierrä- tysliiketoiminta on taloudellisesti ja ekologisesti kannattava liiketoimintamah- dollisuus. Win-win-ratkaisut eivät kuitenkaan takaa kierrätysliiketoiminnan kestävyyttä. Kierrätysliiketoiminnan kestävyyden arvioiminen edellyttää laajaa perspektiiviä ja toiminnan vaikutusten suhteuttamista mittakaavaan, ajalliseen ulottuvuuteen, interventioon ja sosiaalisiin kysymyksiin. Teolliseen ekologiaan perustuva kierrätysliiketoiminta luo mahdollisuuksia edistää kestävyyttä, joten tällä perusteella kierrätystä ja uudelleenvalmistusta voidaan pitää kestävänä liiketoimintamahdollisuutena. Avainsanat: kierrätysliiketoiminta, kierrätys, uudelleenvalmistus, systeemiajattelu, teollinen ekologia, ekoteollinen kehitys, kierrätystalous, win-win-ajattelu, kestävyys One company's waste is another's raw material –Recycling and remanufacturing as an economically and environmentally sustainable business opportunity The thesis investigates whether product recycling and remanufacturing can serve as a business opportunity that is economically and ecologically sustaina- ble. In this effort, my idea is to contribute to solving the waste issue in a manner that makes it possible to strive toward sustainable societal develop- ment. The economic and ecological questions associated with waste flows are a significant challenge. The complexity of the issue requires a multidimen- sional approach in which the operation of an individual company is viewed in the context of the larger societal system. In this thesis waste utilization as a resource with value is considered both from an empirical perspective on the firm as well as from a more general viewpoint offered by systems analysis. The objective of the thesis is to under- stand recycling and remanufacturing as a business opportunity. The thesis considers the meaning of recycling and remanufacturing for a single company, for the region the company is located and for the recycling economy. The objective of this study is important for it enhances the understanding of the product recycling and remanufacturing processes that take place within busi- ness organizations and how these processes affect societal sustainable development. The theoretical basis arises from industrial ecology and from the literature on eco-industrial development. The business-economic win-win situation and this vision serve as the basic position from which recycling business is inves- tigated in the thesis. In the theoretical discussion, key elements are recycling economy model, regional and local industrial ecosystems, eco-industrial networks and the role of a company as an actor that applies industrial ecology in practice. The main contribution of this study lies in integrating the company perspective more strongly into the industrial ecology discourses. The recycling business has been studied by conducting interviews in companies and by secondary analysis of an existing interview material. During 2007 and 2008 I made 10 interviews in companies that are active in recycling business. In addition, I used interview material gathered for the project “Recycling business and resource efficiency as the strength of Southwest Finland” (RESU) by Turku University of Applied Sciences and Turku Science Park during the period 2013–2014. This data covers altogether 25 businesses that either utilize and/or produce waste materials. The data has been analyzed using the content analysis method. This process led to the development of 5 main themes and 12 sub-themes. These themes describe the recycling business multi-dimensionally and thus understanding of the phenomenon and its role in building a sustainable society are substantially deepened in this research. In the field of industrial ecology qualitative studies are relatively rare and therefore the qualitative research approach is an evident strength of the thesis. The results show that the recycling business activity supporting recycling economy has diverse dimensions including various business opportunities and diverse value chains. The results show that for waste producers it is important to know the local situational factors and to have a central geographical location. Waste materials are, however, transported over long distances as well. The study indicates that local waste flow utilization can support regional sustainability, while occasionally a more centralized utilization can be sustain- able. Collaboration networks are important to secure the quality and availabil- ity of utilizable waste materials. The thesis demonstrates that the companies practicing recycling business serve simultaneously as actors that implement recycling economy and enhance a new operation culture within the business community. The overall conclusion of the thesis argues that recycling business is a business opportunity that can support both an economically and environmen- tally viable business operation. However, win-win solutions do not secure the sustainability of recycling business. The sustainability evaluation of recycling business requires a holistic systems perspective. The actions undertaken need to be considered with changing spatial and temporal system boundaries, societal intervention and placed in the context of relevant societal issues. Industrial ecology -based recycling business creates opportunities for sustain- ability and thus recycling and remanufacturing present an opportunity for sustainable business. Keywords: Recycling business; Recycling; Remanufacturing, Systems thinking; Industrial ecology; Eco-industrial development; Recycling Economy; Win-Win thinking; Sustainability

Separation of lignin in Pulp Mill process and its effect on sodium sulphur balance

The aim of this thesis is to define effects of lignin separation process on Pulp mill chemical balance especially on sodium/sulphur-balance. The objective is to develop a simulation model with WinGEMS Process Simulator and use that model to simulate the chemical balances and process changes. The literature part explains what lignin is and how kraft pulp is produced. It also introduces to the methods that can be used to extract lignin from black liquor stream and how those methods affect the pulping process. In experimental part seven different cases are simulated with the created simulation model. The simulations are based on selected reference mill that produces 500 000 tons of bleached air-dried (90 %) pulp per year. The simulations include the chemical balance calculation and the estimated production increase. Based on the simulations the heat load of the recovery boiler can be reduced and the pulp production increased when lignin is extracted. The simulations showed that decreasing the waste acid stream intake from the chlorine dioxide plant is an effective method to control the sulphidity level when about 10 % of lignin is extracted. With higher lignin removal rates the in-mill sulphuric acid production has been discovered to be a better alternative to the sulphidity control.

Reengineering and modelling of a product certification process

Työn teoriaosuudessa tutkittiin prosessien uudelleen suunnittelua, prosessien mallintamista sekä prosessimittariston rakentamista. Työn tavoitteena oli uudelleen suunnitella organisaation sertifiointiprosessi. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi piti mallintaa nykyinen ja uusi prosessi sekä rakentaa mittaristo, joka antaisi organisaatiolle arvokasta tietoa siitä, kuinka tehokkaasti uusi prosessi toimii. Työ suoritettiin osallistuvana toimintatutkimuksena. Diplomityön tekijä oli toiminut kohdeorganisaatiossa työntekijänä jo useita vuosia ja pystyi näinollen hyödyntämään omaa tietämystään sekä nykyisen prosessin mallintamisessa, että uuden prosessin suunnittelussa. Työn tuloksena syntyi uusi sertifiointiprosessi, joka on karsitumpi ja tehokkaampi kuin edeltäjänsä. Uusi mittaristojärjestelmä rakennettiin, jota organisaation johto kykenisi seuraamaan prosessin sidosryhmien tehokkuutta sekä tuotteiden laadun kehitystä. Sivutuotteena organisaatio sai käyttöönsä yksityiskohtaiset prosessikuvaukset, joita voidaan hyödyntää koulutusmateriaalina uutta henkilöstöä rekrytoitaessa sekä informatiivisena työkaluna esiteltäessä prosessia virallisille sertifiointitahoille.