Browsing by Title

Tämän tutkielman tavoitteena oli selvittää biomassojen kuljetusetäisyyksien vaikutus energiataseeseen maatilojen yhteiskäyttöisessä biokaasulaitoksessa. Työssä keskitytään naudan lietelannan käyttöön syötemateriaalina, koska yhtenä lähtöoletuksena oli että lietteen suuri vesipitoisuus on haaste sekä logistiikalle että koko biokaasulaitoksen energiataloudelle. Tutkimus keskittyy energia-analyysiin, eikä sisällä lainkaan talouslaskelmia. Tutkimus perustuu energiataselaskentaan ja tuloksia havainnollistetaan kuvitteellisen biokaasulaitoksen avulla. Kuvitteellista biokaasulaitosta varten kerättiin tietoja Pohjois-Pohjanmaalla sijaitsevan pienen kylän lähettyvillä olevilta karjatiloilta. Alueelle suunniteltiin maatilojen yhteinen biokaasulaitos ja sille tehtiin energia-analyysi. Lisäksi tehtiin herkkyysanalyysi, jossa testattiin energiataseen eri tekijöiden muutoksen vaikutusta taseeseen. Laskelmat tehtiin sen mukaan, että laitos käyttäisi syötemateriaalinaan pelkkää naudan lietelantaa. Tämä siksi, että voitiin tarkastella nimenomaan lietteen käyttöä energiatalouden näkökulmasta. Näin ollen paremman kaasupotentiaalin omaavat syötemateriaalit eivät päässeet vääristämään energia-analyysiä. Tulokset osoittivat, että kun maatilat, joilta syötemateriaali kerätään, sijaitsevat noin kymmenen kilometrin säteellä biokaasulaitoksesta, on kuljetuksen energiankulutus pieni tekijä laitoksen energiavirroissa. Kuljetuksen sijaan merkittäviä tekijöitä biokaasulaitoksen energiataseen kannalta olivat syötemateriaalin eli lietteen kuiva-ainepitoisuus ja lämpötila syöttöhetkellä.

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kuivamädätysperiaatteella toimivan biokaasulaitoksen kannattavuutta ja siihen vaikuttavia tekijöitä 360 lypsylehmän esimerkkitilalla. Lisäksi selvitettiin biokaasuinvestoinnin vaikutus kuvitteellisen esimerkkitilan käyttämän energian hiilijalanjälkeen. Tarkasteltavan biokaasulaitoksen prosessin raaka-aineina käytettiin tilalla syntyvää naudan lietelannan kuivajaetta ja nurmisäilörehua. Kannattavuuslaskennassa biokaasuinvestointia verrattiin vaihtoehtoisiin energiantuotantomuotoihin, joita olivat hake- ja öljylämmitys sekä ostosähkö. Vertailtavien vaihtoehtojen investointikustannusten määrittämisessä hyödynnettiin laitevalmistajilta kysyttyjä tarjouksia. Taloudellista kannattavuutta tutkittiin takaisinmaksuajan, sisäisen korkokannan ja annuiteettimenetelmän avulla. Biokaasulaitoksen vaikutus esimerkkitilan käyttämän energian kasvihuonekaasupäästöihin selvitettiin hallitustenvälisen ilmastonmuutospaneelin laskentamenetelmien avulla. Kuivamädätysmenetelmällä tapahtuva biokaasun tuotanto ei osoittautunut kannattavaksi esimerkkitilan tapauksessa. Kannattavuutta alentavia tekijöitä ovat biokaasulla korvattavan energian edullisuus, nurmisyötteen tuotantokustannukset ja biokaasulaitoksen erittäin korkea investointikustannus. Biokaasulaitoksella voidaan kuitenkin saavuttaa selviä ympäristöhyötyjä kasvihuonekaasupäästöjen vähentyessä.

Lihan kulutuksen ja tuotannon odotetaan kasvavan tulevaisuudessa ja se tulee aiheuttamaan muutoksia globaaleihin ruokajärjestelmiin. Viljeltyä lihaa eli solumaatalouden menetelmillä valmistettua lihaa on ehdotettu yhtenä ratkaisuna lihantuotantoon liittyvien ongelmien, kuten haitallisten ympäristövaikutusten ja eläinkärsimyksen vähentämiseen. Viljelty liha on uusi teknologia, eikä vielä laajasti saatavilla. Viljeltyä lihaa on tutkittu kvantitatiivisesti kuluttajatutkimuksen näkökulmasta, jolloin kohteena on usein ollut tuotannon lopputuote, viljelty liha ja siihen suhtautuminen. Jos viljelty liha kehittyy tulevaisuudessa samanlaiseksi kuin tavanomaisesti tuotettu liha, ne eroavat silloin lähinnä tuotantomenetelmältään. Tämä työ tarkastelee millaisia käsityksiä kasvispainotteista ruokavaliota tai kasvisruokavaliota noudattavat helsinkiläiset nuoret aikuiset liittävät tavanomaisesti tuotetun lihan ja viljellyn lihan tuotantoympäristöihin ja tuotantomenetelmiin, sekä millaisia merkityksiä tuotantotavalle annetaan. Tutkimus toteutettiin laadullisena aineistolähtöisenä tutkimuksena ja aineisto kerättiin käyttämällä puolistrukturoitua teemahaastattelua. Haastatteluihin osallistui 10 kohderyhmän kriteerit täyttänyttä henkilöä. Aineisto analysoitiin systemaattisesti käyttäen temaattista analyysiä. Aineiston koodauksessa ja temaattisen käsitekartan luomisessa käytettiin apuna Atlas.ti -ohjelmaa. Lihan tuotantoympäristöt ja -menetelmät käsitettiin kolmen pääteeman kautta: (1) yhteiskunta ja kulttuuri, (2) teknologia sekä (3) ympäristö ja luontosuhde. Pääteemat kuvataan työssä erillisinä ja lisäksi niiden välisten kytkösten kautta, joita käsityksissä ilmeni. Tavanomaisen lihantuotannon ja viljellyn lihan tuotannon keskeisimmäksi eroksi käsitettiin eläinkärsimyksen ja syntyvien ympäristöhaittojen määrä. Tieto tuotantotavasta koettiin tärkeäksi, eikä viljeltyä lihaa ja tavanomaisesti tuotettua lihaa nähty identtisinä ruokina, koska niiden tuotantoympäristöt ja -menetelmät poikkesivat toisistaan. Eri tavoilla tuotettua lihaa arvostettiin eri syistä. Tämän tutkielman yksi tärkeimmistä havainnoista on, että käsityksistä muodostetut teemat ja lihantuotannon osatekijät ovat vahvasti kytkeytyneitä toisiinsa. Teemojen kytkeytyneisyys käsityksissä ilmentää lihantuotannon integroitumista yhteiskuntaan. Mikäli viljelty liha korvaa tulevaisuudessa tavanomaista lihantuotantoa, tulisi viljellyn lihan tuotannon vastata tavanomaisen tuotannon ongelmiin ja kehittyä kestäväksi osaksi ruokajärjestelmää. Tulevaisuudessa tulisi tutkia ja syventää tietoa ihmisen suhteesta ruokajärjestelmiin ja tutkia niiden kestävyyttä taloudellisten ja ympäristöllisten näkökulmien lisäksi yhteiskunnallisista, sekä ruoka- ja luontosuhteen näkökulmista.

The literature review dealed with the extrusion processing, producing protein-rich extrudates, the attributes of extrudates and the future of snack-foods produced by extrusion cooking. The aim of the experimental study was to examine the influences of broiler meat and extrusion parameters to the structure of extrudates. The following variables were used: meat content of processed flour mixture, water content of processed dough and temperature of the sixth section and the die. Response variables were hardness of extrudates, expansion index (SEI) of extrudates, water content of extrudates, torque of the extruder’s screws and pressure of the extrusion dough at the die. The CCF modified Box-Behnken’s experimental design was used with total of 21 experiments. The meat content of the processed flour mixture was 10, 20 or 30%, the water content of the processed dough was 16, 18 or 20% and the processing temperature of the sixth section and the die was 110, 130 or 150 °C. Screw speed was 400 rpm and the feed rate was 68 g/min. The results were analyzed by Partial least squares regression (PLSR) and by Multiple linear regression (MLR) analysis with Matlab R2017b software. The sensory attributes of the extrudates were also observed. Regression analysis showed that torque of the screws was statistically significantly lower when the meat content of the processed flour mixture increased. Pressure at the die was statistically significantly lower when the water content of the dough, the temperature of the sixth section and the die or the meat content of the processed flour mixture increased. The water content of the extrudates was statistically significantly higher when the temperature of the sixth section and the die or the water content of the processed dough increased. The hardness of the extrudates was statistically significantly higher and the expansion index of the extrudates was statistically significantly smaller when the meat content of the processed flour mixture increased. Extrudates containing broiler meat were successfully prepared using extrusion cooking and differences of changing process parameters on structure of extrudates were detected.

Finland's latest government program outlines Finland's role as an ecologically sustainable leader in mitigating climate change and safeguarding biodiversity. In addition, the aim is to support investments promoting nutrient recycling and to improve Finland's protein self-sufficiency, which is currently only about 15%. The aim of this study is to explore the suitability of meat-and-bone-meal (MBM) for organic rapeseed farming. Rape and rapeseed are the most important protein crops grown in Finland, excluding cereals and grass. In addition, this study explores the effects of three different undergrowth plants on the quantity and quality of rapeseeds harvest. Undergrowth plants play an important role in organic farming, since they may improve soil nutrient management, combat weeds, and promote biological nitrogen fixation if pulses are used. The undergrowth plant is sown on the parcel at the same time as the main crop and is often left to grow after the harvest of the main crop. In addition, this study aims to explore which undergrowth plant would be best suited for use with MBM fertilizers. Rapeseed (Brassica rapa, oleifera group) is a cruciferous oil plant and a subspecies of turnip. Rapeseed is used as a raw material for edible oil and for animal protein feed. Like oil plants in general, rapeseed is a nutrient-demanding plant. Organic rapeseed is sown in early June, when the soil temperature is 15-20 degrees celsius. At that time the seedlings start to grow so strongly that the fleas do not have time to destroy them. Organic rapeseed can be fertilized using livestock manure or other organic fertilizers such as MBM. MBM is a highly nutrient-containing by-product of the slaughtering industry. It contains nitrogen and phosphorus and is rich in trace elements and therefore has a good fertilizing effect. The experimental part of the study explored the fertilizer properties of MBM and MBM product in terms of yield and quality of spring rapeseed. Slurry and non-fertilized screens were used as reference data. In addition, the experiment explored the effects of different undergrowth plants. The undergrowths used in this study were Italian ryegrass, white clover and Persian clover. The experimental part consisted of two randomized quadratic tests, conducted in 2006 and 2007 at MTT's Research Center in Karila, Mikkeli. I have received the research data ready for analysis. I have analyzed both years crop yield amount (in 9% humidity), the amount of oil, the amount of nitrogen and protein production, as well as in concentrations as in total amounts (kg/ha), so that the explanatory variables are fertilizers and undergrowth plants. Particularly the MBM product obtained the highest qualitative yields in both the year 2006 and 2007 tests for all criteria, excluding the oil content. However, in 2006 the oil content exceeded the criteria for edible oil. There were no statistically significant differences found in total yields between different fertilizers in 2006. In the 2007 trial, MBM fertilizers proved to be at least better than the non-fertilized screen, but the difference compared to slurry was not statistically significant. Based on these results, it can be said that MBM and MBM product are good fertilization alternatives for organic rapeseed, at least if the rapeseed is used for feed. No interactions with the undergrowth plants were found for MBM and MBM product. From the 2007 trial it can be concluded that Italian ryegrass is not suitable for undergrowth of rapeseed as it reduces both the quantity and the quality of the crop. No other statistically significant observations were made for other undergrowth plants.

As the world's population keeps growing, it is vital to focus on efficiency of agriculture. At this moment, food production is happening at the cost of natural resources. Significant amounts of nitrogen and phosphorus flow in nature as waste and enhance climate change and eutrophication of waters. Nutrient recycling is an essential part of sustainable and responsible agriculture. By combining animal and crop production it is possible to recycle some of the nutrients in an agroecosystem, since manure and other animal waste include nutrients that were given to the feed plants. Meat bone meal (MBM) includes 50 % protein, 35 % ash and 8–12 % fat (NPK 8–5–1). Previous fertilization experiments with MBM have already given promising results. The aim of this study is to find out, if there are significant differences between the fertilization potentials of mineral and MBM fertilizers, and if the dosage of these fertilizers affects the mean yields of malt barley (Hordeum vulgare var. distichon). The fertilization effects of two MBM fertilizers, “Viljo” and “Kana-Viljo”, were compared to mineral fertilizer and chicken manure on malt barley in a field experiment in 2015. Each fertilizer was applied on two nitrogen levels (80 and 160 kg N/ha). The mean yields per hectare and hectolitre weights were compared to the ones given by an unfertilized control member. Although none of the organic fertilizers gave as much improvement in the yield as the mineral fertilizer, all the fertilized yields were significantly bigger than the control member’s. Between the hectolitre weights there was no significant difference and doubling the supply of N did not give significant difference to yields. There was also no interaction between the N supply and the fertilizer type. Applying a lot of N on malt barley increases the quantity of protein in a grain, so the higher N supply may even affect the quality of the yield. The challenge of MBM is its slowly releasing P, so the results on the same field could have been different if the test had been repeated the following year. The used barley Streif is known to be an early cultivar and the field was fertilized just before sowing, so all the N in MBM may not have had enough time to release for the crop to use in this study. It is to be noted that significant results of MBM fertilization were gotten with this little data, it is recommended to keep on researching the potential of MBM as an organic fertilizer.

Besides farms’ main plant and animal products, meat and bone meal (MBM) represents agroecosystems’ biggest outward flow of nutriuents. MBM contains plenty of the main plant nutrients nitrogen, phosphorus and calcium (N ~8%, P ~5%, Ca usually ~10-15%, depending of the amount of bone matter), plus a little potassium (~1% or less). MBM has been proven efficient fertilizer on many plants, and it is also allowed for use in organic farming in EU. The most notable risk of MBM use relates to TSE-diseases (BSE for cattle, scrapie for sheeps and goats, and vCJD for humans). Its feed usage has been restricted in many countries since the BSE-crisis emerged in 1980’s. The rise of BSE was attributed to feeding cattle with MBM of cattle origin. Also feeding MBM to fur animals might pose a TSE-risk. However, assessing on the base of the studies included in this thesis, the TSE-risk from fertilizer use of MBM appears to be rather small. Still, a prerequisite of this is that all appropriate precautions are followed in the production and handling of MBM as well as when using it. By increasing the fertilizer use of MBM we would be able to considerably improve the nutrient cycle of phosphorus and other nutrients in our food systems. MBM is a renewable resource. The fertilizer use of MBM would also diminish the dependency on non-renewable phosphorus-rich rocks, that are commonly used in fertilizers today. MBM-fertlization was compared with mineral fertilizers in sugar beet field trials located in Southwestern Finland in the years 2008 and 2009. The cultivars used were ‘Jesper’ in 2008 and ‘Lincoln’ in 2009. The MBM source was Honkajoki Oy’s Viljo Yleislannoite 8-4-3, of which 10% was a combination of potassium sulphate fertilizer (42% K, 18% S) and plant-based side products. Viljotrials of 2009 also included added potassium sulphate to cover the nutrient requirements of sugar beet (60 kg K/ha). The plain Viljo-fertilizer produced yields that were significantly lower than control, but still above the Finnish average yields. When used in combination with mineral fertilizer (10-25% of the N content) the Viljo-trials produced yields close to the level of mineral fertilizers. The MBM-fertilization had a positive effect on beet quality in 2008 (measured in amino-N, K, and Na-concentrations), but in 2009 this effect was not present. Also, in 2008 one of the combinations (Viljo77%+NK1) produced a significantly higher sugar concentrations than the control. The sugar concentrations in 2009 didn’t differ significantly between fertilizers used but were excellent in all trials. These field trials indicate that MBM supplemented with potassium suphate has good potential for use as a fertilizer for sugar beet in Finnish conditions.

Tutkielman aiheina ovat lihan ja kasviproteiinien kulutuksen muutos sekä niiden kulutus ja tärkeys syömisen ja ruoanlaiton käytännöissä. Tutkielmassa tarkastellaan lihan ja kasviproteiinien kulutuksen muutosta ruokatapojen ja ruokatottumuksen muutoksen käsitteellisiin vastinpareihin perustuen. Lisäksi tarkastellaan lihan ja kasvisproteiinien kulutusta käytäntöjen teorian pohjalta. Tutkimus on määrällinen, ja sen aineisto on kerätty Taloustutkimuksen toteuttamana kyselynä tammikuussa 2018. Tutkielman aineistosta on etsitty taustamuuttujia ja yleisiä ruokaan liittyviä arvostuksia, jotka selittävät lihan tärkeyttä ruoka-aineena syömisen ja ruoanlaiton käytännöissä. Samoin on tarkasteltu papujen arvostusta ruoka-aineena selittäviä muuttujia. Tämän lisäksi aineistosta on muodostettu kolme kuluttajaryhmää vastaajien ilmoittaman lähimenneisyyden lihan, kasvisten ja kasviproteiinien kulutuksen muutoksen perusteella. Näitä kolmea ryhmää eli keventäviä kuluttajia, kasviproteiineja lisänneitä kuluttajia ja muuttumattomia kuluttajia on verrattu keskenään lihan ja papujen tärkeyden, yleisten ruokaan liittyvien arvostusten ja kasviproteiineihin liittyvien mielikuvien suhteen. Tämän lisäksi on tarkasteltu ryhmien eroja sen suhteen, kuinka usein lihaa ja kasviproteiineja kulutetaan, korvataanko lihaa kasviproteiinituotteilla ja miten vastaajat aikovat muuttaa kulutustaan lähitulevaisuudessa. Tutkielman mukaan kaksi ryhmää on vähentänyt lihan kulutustaan. Keventävät kuluttajat ovat jossain määrin siirtyneet punaisesta lihasta broileriin, kalaan ja kasviksiin, kun taas kasviproteiineja lisänneet kuluttajat ovat vähentäneet kaikkea lihan kulutusta ja siirtyneet kuluttamaan kasviproteiineja. Näitä kahta ryhmää yhdistää ruoan terveellisyyden ja luonnollisuuden arvostus, mutta erottelevana muuttujina ovat uutuudenpelko sekä lihantuotantoon ja kulutukseen liittyvien eettisten ongelmien tärkeys. Keventävät kuluttajat ovat kasviproteiineja lisänneitä kuluttajia uutuudenpelkoisempia, kun taas kasviproteiineja lisänneet kuluttajat kiinnittävät enemmän huomiota eettisiin ongelmiin. Tarkasteltaessa lihan tärkeyttä syömiseen ja ruoanlaittoon liittyvissä käytännöissä, liha on tärkeä ruoka-aine keventäville kuluttajille ja muuttumattomille kuluttajille. Kasviproteiineja lisänneille kuluttajille liha on selvästi vähemmän tärkeä ruoka-aine kuin muille ryhmille, ja kasviproteiineja lisänneet kuluttajat myös käyttävät kasviproteiineja säännöllisesti. Tällä ryhmällä on myös myönteisimmät mielikuvat kasviproteiineista verrattuna muihin ryhmiin.

Kotieläintalouden eettisyys ja eläinten hyvinvointi on ollut vahvasti esillä yhteiskunnallisessa kes-kustelussa. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin lihasikojen hyvinvoinnin ja tuotannon taloudellisen tuloksen välistä yhteyttä. Tutkimus koostuu kahdesta aineistosta: Welfare Quality-menetelmällä saadusta hyvinvointiaineistosta ja katetuottomenetelmällä hankitusta talousaineistosta. Tutkimus-aineiston tilat ovat jossain määrin valikoituneita, koska mm. hyvinvointimittauksien kohteena ol-leita tiloja ei ole valittu satunnaisesti. Tutkimuksen tilat edustavat hyvinvoinniltaan hyvää tai erit-täin hyvää tasoa. Aineistoa analysoitiin korrelaatiota, ristiintaulukointia ja regressioanalyysia hyväksi käyttäen. Tutkimuksessa tarkasteltiin vain hyvinvoinnin ja taloudellisen tuloksen välistä yhteyttä. Syy-seuraussuhteita ei tässä tutkimuksessa tarkasteltu. Tutkimuksessa havaittiin viitteitä positiivisesta yhteydestä paremman hyvinvoinnin ja taloudelli-sen tuloksen välillä. Tilastollinen merkitsevyys on heikko hyvinvoinnin kokonaisarvosanan ja taloudellisen tuloksen välillä. Myös hyvinvoinnin osa-alueiden ja taloudellisen tuloksen välisen yhteyden tilastollinen merkitsevyys on heikko. Tilastollisesti merkitseviä tuloksia saadaan jonkin verran, kun tarkastellaan WQ:n kriteerien eli yksittäisten hyvinvointitekijöiden ja taloudellisen tuloksen välistä yhteyttä. Tulokset antavat viitteitä siitä, että taloudellista tulosta voidaan parantaa panostamalla ruokintaan, riittävään nippojen määrään, sikojen vaurioiden ja sairauksien ehkäisyyn sekä hyvään hoitaja-eläinsuhteeseen, vaikka tilan hyvinvoinnin tason olisi arvioitu olevan hyvä. Työkustannuksen havaittiin olevan erityisen mielenkiintoinen kustannuserä. Se on yhteydessä sekä tuotannon taloudelliseen tulokseen että hyvinvointiin. Tämän tutkimuksen tulokset tukevat aikaisempia samantyyppisiä tutkimuksia. Taloudellisen tu-loksen ja lihasikojen hyvinvoinnin välinen positiivinen yhteys ei kuitenkaan ole kovin vahva, mut-ta aineiston pienuus (32) ja mahdollinen valikoituminen rajoittavat johtopäätösten tekemistä.

Erilaiset mausteseokset ovat lihavalmisteiden erityinen sekä tärkeä osa. Mausteseokset sisältävät myös erilaisia allergeeneja ja yliherkkyysreaktioita aiheuttavia ainesosia. Allergeenien hallintaongelmat elintarvikkeen valmistuksessa voidaan useimmiten välttää noudattamalla hyviä tuotantotapoja tuotannossa. Tästä syystä mausteseoksia käyttävät asiakkaat ovat tulleet vaativiksi käytettävien valmistusaineiden suhteen, ja niihin onkin kohdistuneet kovat odotukset ja vaatimukset. Elintarvikkeen valmistusaineina käytettäviä allergeenisiä komponentteja varten on myös olemassa velvoittavia säädöksiä ja viranomaisohjeita. Tahattomasti kontaminaation kautta tuotteeseen joutuvista allergeeneista ei ole selkeitä ilmoitusohjeita pakkausmerkintöjä varten. Ruoka-allergiat ovat ympäri maailman kasvava kansanterveysrasite, jonka esiintyvyydestä on vaihtelevia tietoja. Kasvun taustalla katsotaan olevan sietokyvyn heikentyminen allergeeneja vastaan, mikä johtuu heikentyneestä luontaisesta immuniteetista. Tähän on vaikuttanut mahdollisesti kaupungistuminen ja parantunut elinympäristön hygieniataso. Aikuisväestössä ruoka-allergiaa esiintyy 1–6 prosentilla ja varhaislapsuudessa 4–8 prosentilla lapsista. Yli 90 prosenttia ruoka-allergioista johtuu lehmänmaidosta, vehnästä, kananmunasta, soijasta, pähkinöistä sekä kalasta ja äyriäisistä. Allergeenit aiheuttavat elimistössä immunologisen reaktion, ja oireet voivat olla nopeita IgE-välitteisiä oireita, mikä voi johtaa jopa hengenvaaralliseen anafylaksiaan. Oireet voivat olla myös lievempiä, kuten herkistymistä tietystä ainesosasta eli intoleranssia aiheuttavia, ei IgE-välitteisiä reaktioita. Työssä tarkoituksena oli löytää mausteseoksia valmistavalle toimeksiantajayritykselle tuotantoa ohjaavat maksimaaliset raja-arvot allergeeneille. Raja-arvojen taustalla olivat eurooppalaisen asiantuntijaraadin laatimat VITAL-arvot sekä altistumisen määrä tuotteen annostuksen kautta. Materiaalina työssä oli yrityksen näytteidenotosta kertynyt aineisto. Toisena tavoitteena oli selvittää allergeenien hallinnan kannalta kriittiset pisteet mausteseosten valmistuksessa.