Challenges in packaging waste management: A case study in the fast food industry

The main research problem of this thesis is to find out the means of promoting the recovery of packaging waste generated in thefast food industry. The recovery of packaging waste generated in the fast food industry is demanded by the packaging waste legislation and expected by the public. The means are revealed by the general factors influencing the recovery of packaging waste, analysed by a multidisciplinary literature review and a case study focusing on the packaging waste managementof McDonald's Oy operating in Finland. The existing solid waste infrastructure does not promote the recovery ofpackaging waste generated in the fast food industry. The theoretical recovery rate of the packaging waste is high, 93 %, while the actual recovery rate is only 29 % consisting of secondary packaging manufactured from cardboard. The total recovery potential of packaging waste is 64 %, resulting in 1 230 tonnes ofrecoverable packaging waste. The achievable recovery potential of 33 %, equalling 647 tonnes of packaging waste could be recovered, but is not recovered mainly because of non-working waste management practises. The theoretical recovery potential of 31 %, equalling 583 tonnes of packaging waste can not be recovered by the existing solid waste infrastructure because of the obscure status of commecial waste, the improper operation ofproducer organisations, and the municipal autonomy. The sorting experiment indicated that it is possible to reach the achievable recovery potential inthe existing solid waste infrastructure. The achievement is promoted by waste producer -oriented waste management practises. The theoretical recovery potential can be reached by increasing the consistency of the solid waste infrastructure through governmental action.

Wooden packaging waste reuse and refining

The aim of the thesis was both to study wooden packaging waste reuse and refining generated in the forestry machine factory environment, and to find alternative wooden packaging waste utilization options in order to create a new operating model which would decrease the overall amount of waste produced. As environmental and waste legislation has become more rigid and companies' own environmental management systems’ requirements and control have increased, companies have had to consider their environmental aspects more carefully. Companies have to take into account alternative ways of reducing waste through an increase in reuse and recycling. A part of this waste is from different forms of packaging. In the metal industry the most heavily used packaging material is wooden packaging, as such material is heavy and the packaging has to be able to bear heavy stress. In the theoretical part of the thesis, the requirements of packaging and packaging waste legislation, as well as environmental management systems governing companies’ processing of their packaging waste, are studied. The theoretical part includes a process study of systems, which direct packaging waste and wooden packaging waste refining. In addition, methods related to the continuous improvement of these processes are introduced. This thesis concentrates on designing and creating a new operating model in relation to wooden packaging waste processing. The main target was to find an efficient model in order to decrease the total amount of wooden packaging waste and to increase refining. The empirical part introduces methods for approaches to wooden packaging waste re-utilization, as well as a description of a new operating model and its impact.

Physical performance of biodegradable films intended for antimicrobial food packaging

Antimicrobial films were prepared by including enterocins to alginate, polyvinyl alcohol (PVOH), and zein films. The physical performance of the films was assessed by measuring color, microstructure (SEM), water vapor permeability (WVP), and tensile properties. All studied biopolymers showed poor WVP and limited tensile properties. PVOH showed the best performance exhibiting the lowest WVP values, higher tensile properties, and flexibility among studied biopolymers. SEM of antimicrobial films showed increased presence of voids and pores as a consequence of enterocin addition. However, changes in microstructure did not disturb WVP of films. Moreover, enterocin-containing films showed slight improvement compared to control films. Addition of enterocins to PVOH films had a plasticizing effect, by reducing its tensile strength and increasing the strain at break. The presence of enterocins had an important effect on tensile properties of zein films by significantly reducing its brittleness. Addition of enterocins, thus, proved not to disturb the physical performance of studied biopolymers. Development of new antimicrobial biodegradable packaging materials may contribute to improving food safety while reducing environmental impact derived from packaging waste.

Hermetic sealing of food packaging trays

Suojakaasupakkaaminen on lisääntynyt voimakkaasti viime vuosina elintarvikkeiden pakkaamisessa sillä pakkaamalla elintarvike suojakaasuun voidaan sen hyllyikää pidentää ilman säilöntäaineita. Tällainen pakkaaminen vaatii kuitenkin täysin kaasutiiviin pakkauksen, jonka kaasunläpäisevyys on myös alhainen. Yleisimmin käytetyt pakkausmateriaalit suojakaasupakkaamisessa ovat monikerroksiset muovimateriaalit, joissa yhdistyy monen eri muovin parhaimmat ominaisuudet. Yleisimmin käytettyjä muovilaatuja näissä monikerrosrakenteissa ovat PE, PET, PA ja EVOH polymeerit. Myös muita perinteisiä polymeerejä käytetään jonkin verran näissä rakenteissa. Uudemmat muovilaadut, kuten biohajoavat muovit, eivät ole vielä yleistyneet kaupallisessa käytössä pääasiallisesti niiden korkean hinnan vuoksi. Muovisten pakkausten korvaamista esimerkiksi muovipäällystetyillä kartonkipakkauksilla on viime vuosien aikana tutkittu enenevissä määrin. Muovipakkausten korvaamista helpommin kierrätettävillä ja mahdollisesti biohajoavilla materiaaleilla edistävät EU:n direktiivit, jotka käsittelevät pakkausjätteen käsittelyä. Kartonkivuokien saumaamista kaasutiiviisti tutkittiin myös tässä työssä. Tavoitteena oli löytää pakkaus, joka soveltuisi kanasuikaleiden pakkaamiseen suojakaasuun. Kana on herkkä mikrobiologiselle hajoamiselle, minkä johdosta se tulee pakata suojakaasuun jossa happipitoisuuden tulee olla alle 1 % pakkauspäivästä viimeiseen käyttöpäivään saakka. Suorittamalla erilaisia tiiveystutkimuksia voitiin osoittaa, että kartonkivuoka on mahdollista saumata kaasutiiviisti luotettavalla tavalla. Tämä vaatii kuitenkin kartonkivuokien valmistuksen optimoimista päällystemuovikerroksen ja kartongin paksuuden mukaan sekä kannen saumaamista optimoiduilla saumausparametreilla. Tiivein vuoka saavutettiin muovifilmikannella, jonka saumaus perustui samaan muoviin kuin vuoan saumaus. Polyeteenillä saavutettiin tiivein ja kestävin saumaustulos.

Creating carbon footprint calculating tool for plastic packaging products

The environmental challenges of plastic packaging industry have increased remarkably along with climate change debate. The interest to study carbon footprints of packaging has increased in packaging industry to find out the real climate change impacts of packaging. In this thesis the greenhouse gas discharges of plastic packaging during their life cycle is examined. The carbon footprint is calculated for food packaging manufactured from plastic laminate. The structure of the laminate is low density polyethylene (PE-LD) and oriented polypropylene (OPP), which have been joined together with laminating adhesive. The purpose is to find out the possibilities to create a carbon footprint calculating tool for plastic packaging and its usability in a plastic packaging manufacturing company. As a carbon footprint calculating method PAS 2050 standard has been used. In the calculations direct and indirect greenhouse gas discharges as well as avoided discharges are considered. Avoided discharges are born for example in packaging waste utilization as energy. The results of the calculations have been used to create a simple calculating tool to be used for similar laminate structures. Although the utilization of the calculating tool is limited to one manufacturing plant because the primary activity data is dependent of geographical location and for example the discharges of used energy in the plant. The results give an approximation of the climate change potential caused by the laminate. It is although noticed that calculations do not include all environmental impacts of plastic packaging´s life cycle.

A global transport packaging guideline for selected business areas

In this Master’s Thesis a global transport packaging guideline for selected business areas was compiled for the Fiskars the company, which provides branded consumer goods for home, garden and outdoor use. The business areas included were Home and Garden business areas. The aim of the guideline was to be a comprehensive guide for the suppliers, product development, operations and external vendors of the company. The guideline consists of written instructions, tables and illustrations that provide useful information for players working with transport packages from sourcing through to shipments. As the role of corporate responsibility and sustainability has grown, a part of responsible manufacturing strategy includes using materials that are re-usable, recyclable or recoverable as energy or through composting. Hence packaging waste management implementations of different regions were also inspected. The resulting guide covers a range of topics concerning packaging and its transport. The topics include legal requirements, restricted materials and substances, preferred materials, markings, labeling of boxes, logistics and distribution center requirements, physical testing and an inspection checklist.

Waste Management in Commercial Activity: State-of-the-Art and the Potential Innovation in the Urban Areas of Hanoi, Vietnam

As the rapid development of the society as well as the lifestyle, the generation of commercial waste is getting more complicated to control. The situation of packaging waste and food waste – the main fractions of commercial waste in different countries in Europe and Asia is analyzed in order to evaluate and suggest necessary improvements for the existing waste management system in the city of Hanoi, Vietnam. From all waste generation sources of the city, a total amount of approximately 4000 tons of mixed waste is transported to the composting facility and the disposal site, which emits a huge amount of 1,6Mt of GHG emission to the environment. Recycling activity is taking place spontaneously by the informal pickers, leads to the difficulty in managing the whole system and uncertainty of the overall data. With a relative calculation, resulting in only approximately 0,17Mt CO2 equivalent emission, incinerator is suggested to be the solution of the problem with overloaded landfill and raising energy demand within the inhabitants.

Effect of the Maillard reaction on properties of casein and casein films

The use of biodegradable natural polymers has increased due to the over-solid packaging waste. In this study, a chemical modification of the casein molecule was performed by Maillard reaction, and the modified polymer was evaluated by polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE), thermogravimetry/derivative thermogravimetry (TG/DTG), FT-IR, and (1)H-NMR spectroscopy. Subsequently, films based on the modified casein were obtained and characterized by mechanical analysis, water vapor transmission, and erosion behavior. The PAGE results suggested an increase of molecular mass of the modified polymer, and FT-IR spectroscopy data indicated inclusion of C-OH groups into this molecule. The TG/DTG curves of modified casein presented a different thermal decomposition profile compared to the individual compounds. Mechanical tests showed that the chemical modification of the casein molecules provided higher elongation rates (45.5%) to the films, suggesting higher plasticity, than the original molecules (13.4%). The modified casein films presented higher permeability (0.505 +/- A 0.006 mu g/h mm(3)) than the original polymer (0.387 +/- A 0.006 mu g/h mm(3)) films at 90% relative humidity (RH). In pH 1.2, modified casein films presented higher erosion rates (32.690 +/- A 0.692%) than casein films (19.910 +/- A 2.083%) after 8 h, suggesting an increased sensibility for erosion of the modified casein films in acid environment. In water (pH 7.0), the films erosion profiles were similar. Those findings indicate that the modification of molecule by Maillard reaction provided films more plastic, hydrophilic, and sensitive to erosion in acid environment, suggesting that a new polymer with changed properties was founded.

A importância da comunicação estratégica na alteração de comportamentos na sociedade : o caso Sociedade Ponto Verde

A comunicação estratégica poderá ser entendida como a comunicação alinhada com a estratégia global de uma organização para alcançar o seu posicionamento estratégico. Ou seja, para alcançar o sucesso, uma organização precisa de ter uma comunicação consistente com a sua identidade e, ao mesmo tempo, adequada ao seu público-alvo e ao tipo de sector onde se insere. Só desta forma consegue conquistar a confiança e fidelidade dos consumidores, essenciais para o alcance dos objectivos. Em relação à alteração comportamentos, é essencial que as empresas costruam uma estratégia de comunicação coerente e consistente, adaptando as mensagens e os públicos-alvo escolhidos. Neste âmbito da alteração de comportamentos, estudou-se neste trabalho a Sociedade Ponto Verde (SPV), uma associação portuguesa sem fins lucrativos, que actua no âmbito da gestão e reciclagem de resíduos de embalagens. Procurou estudar-se a evolução da sua comunicação ao longo dos anos e a forma como adaptou as suas mensagens, de forma a conseguir incutir na sociedade portuguesa a importância do comportamento de reciclagem de resíduos. Neste estudo, procedeu-se a uma análise individualizada de cada uma das campanhas de comunicação da SPV e, posteriormente, aplicou-se um inquérito por questionário, para verificar a eficácia das mesmas campanhas perante o público-alvo. A metodologia utilizada neste trabalho consistiu na distribuição de um inquérito por questionário online, que permitiu recolher uma amostra probabilística por conveniência. Em seguida, recolhidos e tratados os dados referentes às 482 respostas recebidas, utilizou-se o programa SPSS (Stastitical Package for the Social Sciences) para analisar, tratar e discutir os resultados obtidos. Estes resultados demonstraram que, de facto, não houve uma grande percentagem de inquiridos que se lembram das campanhas da SPV. Os resultados são positivos e não desmentem a qualidade e coerência das mensagens, mas a verdade é que a percentagem de indivíduos que não se lembra de algumas campanhas chega a ser elevada (em especial nas campanhas iniciais da organização, quando existia falta de uma estratégia coerente). Justifica-se este facto, em parte, pelo excesso de informação e estímulos a que as pessoas estão sujeitas, pelo que a informação que retêm não fica para sempre, acabando por dar lugar a outras informações. Os indivíduos são inconscientemente selectivos com a informação que processam e guardam, pois não seria possível guardar toda a informação que lhes é transmitida. No que diz respeito à comunicação estratégica que visa alterar uma atitude e, posteriormente, um comportamento, conclui-se que, no geral, o comportamento das pessoas inquiridas aparenta ter sido influenciado pela comunicação da SPV, caso contrário, as respostas afirmativas quanto à reciclagem e de concordância com algumas das afirmações teriam sido inferiores. Ou seja, mesmo reconhecendo o carácter um pouco enviesado da amostra (não deverá ser considerada representativa da população portuguesa), é possível dizer que a estratégia de comunicação da SPV (em especial a partir de 2005) foi eficiente. Palavras-

Optimização do processo de recolha de resíduos: desenvolvimento de ferramentas de investigação operacional para o problema de orientação de equipas com multi-restrições

Tese de Doutoramento em Engenharia Industrial e de Sistemas.

La ramaderia ecològica de boví a les Valls d'Àneu i viabilitat del producte ecològic: de la producció al consum

A les Valls d’Àneu la producció ramadera de boví ecològic és molt important, ja que, actualment, el 22% de les explotacions són ecològiques i es preveu que aquest percentatge augmenti fins al 50% en els propers dos anys. Malgrat això, la motivació principal per a convertir les explotacions convencionals en ecològiques és el factor econòmic, no la consciència ambiental. En l’anàlisi del cicle productiu carni del boví ecològic procedent de les Valls d’Àneu s’ha observat que no hi ha diferències substancials entre la producció ecològica i la convencional. Tot i així, el producte carni de boví ecològic no té gran sortida al mercat, ja que aquest és incipient i, a més, el preu del producte ecològic és molt més elevat que el del convencional. Un aspecte crític de la producció ramadera ecològica és que la seva normativa no considera els impactes ambientals que genera, com són els derivats del transport, la generació de residus d’envasos, etc. En aquest estudi es presenta una aproximació quantitativa dels impactes generats en el cicle productiu carni de boví ecològic de les Valls d’Àneu.

Suomalaisten jäte- ja jätevesialan yritysten yhteistyömahdollisuudet sekä uudet tuotekonseptit koti- ja ulkomaisen liiketoiminnan kehittämisessä

Diplomityö on tehty osana InnoEnvi-hanketta, joka on Etelä-Suomen ympäristöalan verkostoitumiseen ja tietoyhteiskunnan kehittymiseen tähtäävä toimintakokonaisuus. InnoEnvi on osa Etelä-Suomen maakuntien valmistelemaa InnoElli-ohjelmaa. InnoEnvi-hankkeen päätavoitteena on kehittyvän ympäristöklusterin luominen Etelä-Suomeen. Monet suomalaiset ympäristöalalle erikoistuneet yritykset ovat vielä tänä päivänä pieniä, nuoria ja pirstaleisia, minkä vuoksi ne tarvitsevat tukea ja yhteistyötä varsinkin vientimarkkinoille pyrkiessään. Tämän työn oleellisimpana tavoitteena oli kartoittaa Etelä-Suomen jäte- ja jätehuoltoalan yritysten yhteistyön mahdollisuuksia ja etuja, sekä yhteistyön tuomaa vaikutusta koti- ja ulkomaiseen liiketoimintaan. Tutkimusongelmaa lähestyttiin kartoittamalla Suomen tämänhetkistä jäte- ja jätevesihuollon tilaa ja käytössä olevaa teknologiaa sekä ympäristöliiketoimintaan vaikuttavia ohjauskeinoja. Ympäristöalan liiketoimintakenttään syvennyttiin tutkimalla alan verkostoitumista ja uusia verkostoitumisen mahdollisuuksia. Verkostoituneita yrityksiä ja yhteistyön lisätarvetta selvitettiin InnoEnvissä tehtyjen aiempien tutkimustulosten sekä tässä tutkimuksessa tehtyjen yrityshaastattelujen avulla. Uudet EU-maat panostavat tiukentuvien ympäristösäädösten takia ympäristönsuojeluun, mikä tekee niistä houkuttelevan ympäristöteknologian vientikohteen. Tässä työssä valittiin tutkimuksen kohteiksi Latvia ja Puola, joiden ympäristöteknologian tasoa ja kehitystarpeita selvitettiin vientipotentiaalin hahmottamiseksi. Molempien maiden jätevesi- ja varsinkin jätehuollossa on paljon kehitettävää, ja maissa panostetaankin kehitystoimiin monin erilaisin valtiollisin ohjelmin. Kotimaisen ympäristöliiketoiminnan kehittämiseksi työssä käsiteltiin neljää tuote- ja palvelukonseptia, jotka valittiin InnoEnvi-hankkeessa tehdystä ajankohtaisesta ympäristöalan investointihankekartoituksesta. Valitut konseptit ovat: REF-valmistuslaitos, jätevesilietteen käsittelylaitteisto, pilaantuneiden maiden käsittelytoimet sekä kaatopaikan lopettaminen. Tuotekonseptit jaettiin osatuotteisiin ja –palveluihin, joita verkostoituneet yritykset voisivat yhdessä tuottaa. Työkaluiksi yritysten kontakteihin nähtiin InnoEnvi-hankkeessa muodostetut miniklusterit ja niiden sisällä kehittyvä toiminta sekä hankkeessa rakennettu www-pohjainen Matching-palvelu. Tutkimuksessa löydettiin uusia mahdollisuuksia yhteistyötoiminnalle. Verkostoitumisessa nähdään haastattelujen mukaan monia etuja: tiedonsaanti, taloudelliset edut, toiminnan luotettavuus sekä uudet virikkeet markkinointiin ja tuotekehitykseen. Lisäyhteistyökumppaneille on haastattelujen mukaan tarvetta. Verkostoituminen tuo vientitoimintaa aloitteleville pk-sektorin yrityksille mahdollisuuden saavuttaa kansainvälistymiseen tarvittavia resursseja. Niin koti- kuin ulkomaisessakin liiketoiminnassa verkoston tärkeimmäksi tekijäksi osoittautui veturiyritys, joka voi vastata verkostossa muun muassa markkinoinnista ja tuotekehityksestä Vientitoiminnassa kohdemaan lainsäädännön ja yleisien toimintatapojen tunteminen on tärkeää. Paikalliset kohdemaan suunnittelu- ja urakointiyritykset ovat tärkeitä yhteistyökumppaneita vientihankkeessa. Latviassa jätehuoltoteknologian kehittämisen tarve on niin yhdyskunta-, ongelma- kuin teollisuusjätteidenkin osalta merkittävä. Puolassa jätesektorin ajankohtaisia aiheita ovat muun muassa kaatopaikkojen vähentäminen ja pakkausjätteen käsittely. Molempien esimerkkimaiden kohdalla jätevesihuollossa tullaan keskittymään lietteiden käsittelyn vaatimiin teknologian tarpeisiin. Vientiosiossa tehtiin vientiyhteistyöesimerkki, jossa tutkittiin kuvitteellista rakennusjätteen käsittelylaitoksen toimittamisprojektia Puolaan. Esimerkkiin saatiin tietoja InnoEnvissä tehdystä Puolan markkinatutkimuksesta. Tulokseksi saatiin viitteitä mahdollisista suomalaisista laitetoimittajista, viisi potentiaalista puolalaista suunnitteluyritystä sekä viisi puolalaista urakoitsijaa. On tärkeää, että kotimaisella yritysryppäällä on kokemusta sujuvasta yhteistyöstä ennen vientiprojektin toteuttamista. Tuotekonseptiesimerkkeihin kartoitettiin pääosa eteläsuomalaisista tuotteiden ja palvelujen tarjoajista. Tarkasteluun otettiin mukaan myös yrityksiä, joiden tuotteet tai palvelut olivat lähellä käsiteltyä konseptia. Tehtyjen yrityslistojen avulla on tarkoitus antaa virikkeitä uusien yritysryppäiden muodostamisesta sekä uusista tuote- ja palveluideoista, joille on nähtävissä markkinapotentiaalia. InnoEnvi-hankkeessa valmisteltujen työkalujen avulla eteläsuomalaiset yhteistyöstä kiinnostuneet yritykset voivat luoda kontakteja ja kokoontua miettimään tulevien investointihankkeiden toteuttamista kotimaassa ja myöhemmin jopa ulkomailla. Työn tuloksia esitellään InnoEnvi-hankkeen toimijoiden kautta jäteminiklusterissa toimiville eteläsuomalaisille yrityksille.