VTT Research System
Not a member yet
161399 research outputs found
Sort by
Acid-induced gelation of bacterial single cell protein as compared to soy and milk proteins: the effect of protein concentration and temperature.
No full textSingle cell proteins offer a sustainable protein source for future populations, however their potential as main ingredients in food structuring is still unexplored. The aim of this study was to investigate how incubation temperature (20 or 40 °C) and concentration affect the acid-induced gelation of bacterial single cell protein (SCP), using glucono-δ-lactone as the acidulant. Furthermore, the influence of acidification rate on the structural development of SCP was evaluated in relation to conventional protein-rich ingredients (skimmed milk powder (Milk) and soy protein isolate (SPI)).Despite significant variation in the compositions of the different proteins, all protein suspensions were prepared at 3.5% protein content. In both milk and SPI, the acidification rate was a key factor influencing the reorganization of protein networks during structure formation and the resulting gel characteristics. Conversely, this effect was not pronounced in SCP. The rheological measurements showed that temperature influenced the time required to reach the gelling point (tg) across all protein samples. In contrast to Milk and SPI, temperature had less impact on the pH at tg and on the structure velocity (dG*/dt/tg) of SCP. SCP gels maintained a moderate water-holding capacity and exhibited low gel strength, regardless of the temperature at which acidification occurred. Microstructure analysis revealed that SCP gels showed higher porosity compared to other samples. By increasing the SCP content (≥ 6.2% protein), the impact of temperature on gel strength and WHC was more pronounced. While SCP has potential as a structuring protein for non-dairy yoghurt, further studies are required to fully grasp its intricate structure, composition, and function
Pienydinvoiman luvitus ja turvallisuuden varmistaminen.:Pieni opas kuntien päätöksenteon ja hankkeiden valmistelun tueksi.
No full textPienydinvoima on uusi vaihtoehto kunnille hiilineutraalin energian tuotantoon. Pienydinvoimaa voidaan reaktorityypistä ja kapasiteetista riippuen käyttää joko kaukolämmön, sähkön tai molempien tuotantoon. Tämä asettaa kunnat ja kuntien energiayhtiöt usein uuteen tilanteeseen, jossa hankkeen kehityksessä on huomioitava tavallisia rakennushankkeita ohjaavien vaatimusten lisäksi ydinenergialaista tulevat vaatimukset laitoksen paikanvalinnalle ja luvitukselle. Tämän pikkuoppaan tarkoitus on auttaa kuntia, kuntien päätöksentekijöitä ja tulevia hankekehittäjiä ymmärtämään paremmin pienydinvoimalaitoshankkeisiin liittyviä ominaispiirteitä ja mitä asioita kannattaa ottaa huomioon hankkeen edetessä. Tätä opasta kirjoittaessa sekä ydinenergialakia ja alueidenkäyttölakia on uudistettu ja oppaassa esitetyt kaavoitukseen ja ydinenergialain mukaiseen luvitukseen liittyvät tiedot perustuvat näiden lakien luonnoksiin. Tästä syystä ajantasaiset tiedot ja viranomaisohjeet tulee aina varmistaa lisäksi suoraan vastuussa olevilta viranomaisilta. Tätä opasta voidaan kuitenkin käyttää esitietona hankkeiden valmistelun ja päätöksenteon tueksi. Hankkeiden ydinenergialain mukainen luvitus etenee vaiheittain sisältäen ydinlaitoksen periaatepäätöksen, rakentamisluvan ja käyttöluvan. Lisäksi pienydinvoimalaitoshanke vaatii ympäristövaikutusten arvioinnin (YVA on vaatimus rakentamisluvalle ja SOVA on osa periaatepäätöstä) sekä muita lupia. Paikanvalinnassa ja kaavoituksessa on huomioitava kullekin ydinvoimalaitokselle erikseen määritelty riittävän suuri suojavyöhyke, varautumisalue, paikkaan liittyvät riskit ja muut etukäteen määritellyt pakanvalintakriteerit, kuten esimerkiksi etäisyys sähkö- tai kaukolämpöverkkoon. Soveltuvien sijaintipaikkojen kartoitus, vertailu ja lopullinen paikanvalinta suositellaan tekemään vaiheittain. Luvanhakijan vastuu korostuu hankkeeseen liittyvien tarpeellisten selvitysten teettämisessä. Säteilyturvakeskus (STUK) arvioi tehtyjen selvitysten perusteella täyttääkö sijaintipaikka sille asetetut ydinenergialain mukaiset vaatimukset.Pienydinvoimalaitoshankkeilla on useita mahdollisia organisoitumismalleja. Merkittävää hankkeen kannalta on hankekehittäjän ja erityisesti luvanhakijan ydinenergiaan liittyvä osaaminen, hyvä turvallisuuskulttuuri, pitkäaikainen sitoutuminen ja riittävän hyvät taloudelliset resurssit. Luvanhakijana voi olla esimerkiksi kunnan energiayhtiö, suurempi konsortio tai valtakunnallinen energiayhtiö/palveluntuottaja. Ydinvoimalaitoksen operaattori voisi olla myös erillinen toimija, joka vastaa reaktorin turvallisesta käytöstä. Omistajina voi olla esimerkiksi kunta, kuntayhtymä tai energiayhtiö. Reaktorin toimittaja vastaa myymästään reaktoritekniikasta. Luvanhakija on vastuussa myös ydinjätehuollon järjestämisestä ja siihen liittyvistä kustannuksista. Ydinjätehuolto voidaan järjestää joko luvanhakijan toimesta tai jätehuoltovelvollisuus voidaan tietyin ehdoin ja kaupallisin sopimuksin siirtää toiselle osapuolelle. Erityisesti käytetyn ydinpolttoaineen ja korkea-aktiivisen jätteen osalta keskitetty ydinjätehuolto on suositeltavaa riittävän asiantuntemuksen ja osaamisen varmistamiseksi. Ydinvoiman käyttö edellyttää, että ydinvoimalaitos on suunniteltu turvalliseksi, sen käyttö on turvallista ja että laitoksella on toimivat suunnitelmat valmiustilanteita varten. Ydinvoiman käyttö kunnissa tulee olla myös sosiaalisesti hyväksyttävää. Tämä tarkoittaa, että luvanhaltija ja kunta sekä tiedottavat hankkeen valmistelusta ja etenemisestä mahdollisimman avoimesti ja kattavasti että mahdollistavat kuntalaisten osallistumisen, vuoropuhelun ja vaikutusmahdollisuudet läpi hankevalmistelun ja laitoksen koko elinkaaren. Pienydinvoiman kannatus Suomessa on tällä hetkellä pääsääntöisesti hyvällä tasolla ja myös asukaskyselyn perusteella kaupunkilaisten enemmistö suhtautuu myönteisesti pienydinvoimaan. Hyväksyntä kuitenkin heikkenee sijoitettaessa voimaloita omaan kuntaan ja erityisesti lähiympäristöön. Turvallisuuskäsitykset ja ydinjätehuollon ratkaisut jakavat mielipiteitä, ja päätöksenteolta toivotaan avointa viestintää ja osallistavia toimintatapoja. Ydinjätehuollon osalta tarvitaan lisää tiedotusta ja keskustelua jätehuollon järjestämisen eri vaihtoehdoista. <br/
Strategic niobium integration and thermomechanical processing in the advancement of novel CMnSiAlPMo TRIP-aided bainitic steel
No full textThis study examines the effects of niobium (Nb) addition and different thermomechanical controlled processing (TMCP) regimes on the flow stress behaviour and microstructure evolution of a newly developed CMnSiAlPMo TRIP-aided bainitic steel. TMCP tests were conducted with various hot deformation passes, followed by austempering at 400 °C for 10 min using a Gleeble 3800 thermomechanical simulator. Microstructures were analysed using scanning electron microscopy with electron backscattering diffraction and X-ray diffraction. Results showed that increasing the number of passes and reducing the final deformation temperature (FDT) enhanced the flow behaviour for both 0Nb and 0.05Nb alloys, with strain hardening being the dominant mechanism across all regimes. The four-pass regime with an FDT of 850 °C for the 0Nb alloy achieved the highest hardness (457 HV), attributed to grain refinement, which was more influential than the retained austenite fraction. For the 0.05Nb alloy, the two-pass regime at 1050 °C showed the highest hardness (428 HV), resulting from a lower retained austenite fraction. Additionally, Nb addition significantly refined the microstructure and increased the peak flow stress from 385 MPa to 421 MPa for the four-pass regime. The prior austenite grain size decreased from 23 to 12 μm in the single-pass regime, and the largest grain size in the cumulative grain size distribution (D90%) decreased from 8.45 to 7.49 μm.</p
Mineral carbonation:Thermal activation of serpentine as flexible component in energy systems
No full textIn this article, the thermal activation of serpentine for mineral carbonation using an electrically heated fluidised bed was studied. This process step is combined into a novel process configuration with rapid thermal activation and a thermal energy storage. For the studied serpentinite mine tailings, the thermal activation durations corresponding with desired mineralogical changes were ' 2 min at 700 °C, 4–8 min at 650 °C, 16–75 min at 600 °C and ' 75 min at 550°C, improving reaction kinetics compared to chamber furnace processing at 650°C for 30 min or 750 °C for 15 min. In all fluidised bed experiments, the preferred mineralogical changes corresponded to a dehydroxylation degree of 52–72 % determined with simultaneous thermal analysis. Fourier-transform infrared analyser was used for online determination of the dehydroxylation degree and could be used for process control if the measurement delay was considered better. The mass and energy balances for an industrial-scale thermal activation plant matching 100,000 tCO2/a storage were calculated. The average electrical power demand was 17.4 MW, of which 22.9 % was recovered from steam and 61.7 % was stored in the thermal energy storage silos. Twelve-hour and 7-day buffering times resulted in silo volumes of 452.5 m3 and 3167 m3 and thermal energy storage capacities of 129.0 MWh and 903.2 MWh, respectively. Further studies should include process parameter optimisation as well as techno-economic and life cycle assessments to holistically improve the concept.</p
Europe-wide maps of biomass density based on satellite remote sensing data for 2017, 2020, 2021 and 2023
No full textSpatially explicit information on forest structure and biomass is needed to meet the monitoring and reporting requirements of several European policies. Satellite images enable mapping and monitoring of the Europe’s forest resources through operational observations from the Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar (SAR) and the Advanced Land Observing Satellite 2 (ALOS-2) Phased Array l -band SAR 2 (PALSAR-2) instruments. Data acquired in 2017, 2020, 2021 and 2023 were used to generate annual maps of forest biomass variables, namely Growing Stock Volume (GSV), Aboveground Biomass (AGB) and Belowground Biomass (BGB), with a pixel size of 20 m × 20 m. All products are in the geometry of the Sentinel-2 tiling system. A spatially averaged map with a pixel size of 100 m × 100 m (1 hectare) in geographic projection is also supplied, for users who do not require the highest spatial resolution. The maps were generated with a fully documented processing chain that includes (i) pre-processing of the SAR data to create stacks of co-registered terrain geocoded images of the backscattered intensity and (ii) inversion of a physically-based model to estimate GSV. AGB and BGB were subsequently estimated using allometric relationships. Per-pixel standard deviations were computed for each biomass variable by propagating uncertainties from both the SAR observations and the model parameters. The maps clearly reproduce the expected spatial patterns of forest biomass across Europe and provide sufficient spatial detail to identify biomass dynamics related to, e.g., logging and regrowth. Validation against measurements collected by National Forest Inventories (NFIs) indicates poor agreement with map values at the pixel scale, with errors larger than 50% of the reference biomass. The correspondence substantially improved for spatial aggregates, such as administrative units, for which the bias was mostly negligible and the mean square error was below 30% of the reference value. The number of ALOS-2 PALSAR-2 images affected the inter-annual consistency of the maps, which was lower in regions with only one or two observations per year.</p
Penalty force stabilization method for elasto-plastic correspondence models in peridynamics
No full textZero-energy modes are a challenge in non-ordinary state-based peridynamics. This work extends a penalty force approach to stabilize such models in both elastic and elasto-plastic simulations. The method penalizes nonuniform deformation directly through a tangent-modulus-based correction that adapts to the evolving material state. To evaluate its performance, we introduce two novel zero-energy mode measures — nodal and global nonuniform strain. We compare the method with first- and second-order bond-associated formulations in small and finite strain regimes and assess the influence of power-law, Gaussian, and uniform weight functions. In small strain tests, the penalty force method matches analytical solutions with displacement errors below 10 −9 with negligible zero-energy mode measures. In finite strain plasticity, the method converges reliably, reproduces finite element and experimental stress–strain responses, and maintains global displacement errors below 10 −4. It shows low sensitivity to the choice of a peridynamic weight function. The penalty force method requires only one deformation gradient evaluation per node, avoids tuning parameters, and suppresses zero-energy artifacts to negligible levels. The results show that it provides a stable and efficient alternative for correspondence-based peridynamic simulations across a wide range of deformation regimes.</p
Acid-induced gelation of bacterial single cell protein as compared to soy and milk proteins: the effect of protein concentration and temperature.
No full textSingle cell proteins offer a sustainable protein source for future populations, however their potential as main ingredients in food structuring is still unexplored. The aim of this study was to investigate how incubation temperature (20 or 40 °C) and concentration affect the acid-induced gelation of bacterial single cell protein (SCP), using glucono-δ-lactone as the acidulant. Furthermore, the influence of acidification rate on the structural development of SCP was evaluated in relation to conventional protein-rich ingredients (skimmed milk powder (Milk) and soy protein isolate (SPI)).Despite significant variation in the compositions of the different proteins, all protein suspensions were prepared at 3.5% protein content. In both milk and SPI, the acidification rate was a key factor influencing the reorganization of protein networks during structure formation and the resulting gel characteristics. Conversely, this effect was not pronounced in SCP. The rheological measurements showed that temperature influenced the time required to reach the gelling point (tg) across all protein samples. In contrast to Milk and SPI, temperature had less impact on the pH at tg and on the structure velocity (dG*/dt/tg) of SCP. SCP gels maintained a moderate water-holding capacity and exhibited low gel strength, regardless of the temperature at which acidification occurred. Microstructure analysis revealed that SCP gels showed higher porosity compared to other samples. By increasing the SCP content (≥ 6.2% protein), the impact of temperature on gel strength and WHC was more pronounced. While SCP has potential as a structuring protein for non-dairy yoghurt, further studies are required to fully grasp its intricate structure, composition, and function
Pienydinvoiman luvitus ja turvallisuuden varmistaminen.:Pieni opas kuntien päätöksenteon ja hankkeiden valmistelun tueksi.
No full textPienydinvoima on uusi vaihtoehto kunnille hiilineutraalin energian tuotantoon. Pienydinvoimaa voidaan reaktorityypistä ja kapasiteetista riippuen käyttää joko kaukolämmön, sähkön tai molempien tuotantoon. Tämä asettaa kunnat ja kuntien energiayhtiöt usein uuteen tilanteeseen, jossa hankkeen kehityksessä on huomioitava tavallisia rakennushankkeita ohjaavien vaatimusten lisäksi ydinenergialaista tulevat vaatimukset laitoksen paikanvalinnalle ja luvitukselle. Tämän pikkuoppaan tarkoitus on auttaa kuntia, kuntien päätöksentekijöitä ja tulevia hankekehittäjiä ymmärtämään paremmin pienydinvoimalaitoshankkeisiin liittyviä ominaispiirteitä ja mitä asioita kannattaa ottaa huomioon hankkeen edetessä. Tätä opasta kirjoittaessa sekä ydinenergialakia ja alueidenkäyttölakia on uudistettu ja oppaassa esitetyt kaavoitukseen ja ydinenergialain mukaiseen luvitukseen liittyvät tiedot perustuvat näiden lakien luonnoksiin. Tästä syystä ajantasaiset tiedot ja viranomaisohjeet tulee aina varmistaa lisäksi suoraan vastuussa olevilta viranomaisilta. Tätä opasta voidaan kuitenkin käyttää esitietona hankkeiden valmistelun ja päätöksenteon tueksi. Hankkeiden ydinenergialain mukainen luvitus etenee vaiheittain sisältäen ydinlaitoksen periaatepäätöksen, rakentamisluvan ja käyttöluvan. Lisäksi pienydinvoimalaitoshanke vaatii ympäristövaikutusten arvioinnin (YVA on vaatimus rakentamisluvalle ja SOVA on osa periaatepäätöstä) sekä muita lupia. Paikanvalinnassa ja kaavoituksessa on huomioitava kullekin ydinvoimalaitokselle erikseen määritelty riittävän suuri suojavyöhyke, varautumisalue, paikkaan liittyvät riskit ja muut etukäteen määritellyt pakanvalintakriteerit, kuten esimerkiksi etäisyys sähkö- tai kaukolämpöverkkoon. Soveltuvien sijaintipaikkojen kartoitus, vertailu ja lopullinen paikanvalinta suositellaan tekemään vaiheittain. Luvanhakijan vastuu korostuu hankkeeseen liittyvien tarpeellisten selvitysten teettämisessä. Säteilyturvakeskus (STUK) arvioi tehtyjen selvitysten perusteella täyttääkö sijaintipaikka sille asetetut ydinenergialain mukaiset vaatimukset.Pienydinvoimalaitoshankkeilla on useita mahdollisia organisoitumismalleja. Merkittävää hankkeen kannalta on hankekehittäjän ja erityisesti luvanhakijan ydinenergiaan liittyvä osaaminen, hyvä turvallisuuskulttuuri, pitkäaikainen sitoutuminen ja riittävän hyvät taloudelliset resurssit. Luvanhakijana voi olla esimerkiksi kunnan energiayhtiö, suurempi konsortio tai valtakunnallinen energiayhtiö/palveluntuottaja. Ydinvoimalaitoksen operaattori voisi olla myös erillinen toimija, joka vastaa reaktorin turvallisesta käytöstä. Omistajina voi olla esimerkiksi kunta, kuntayhtymä tai energiayhtiö. Reaktorin toimittaja vastaa myymästään reaktoritekniikasta. Luvanhakija on vastuussa myös ydinjätehuollon järjestämisestä ja siihen liittyvistä kustannuksista. Ydinjätehuolto voidaan järjestää joko luvanhakijan toimesta tai jätehuoltovelvollisuus voidaan tietyin ehdoin ja kaupallisin sopimuksin siirtää toiselle osapuolelle. Erityisesti käytetyn ydinpolttoaineen ja korkea-aktiivisen jätteen osalta keskitetty ydinjätehuolto on suositeltavaa riittävän asiantuntemuksen ja osaamisen varmistamiseksi. Ydinvoiman käyttö edellyttää, että ydinvoimalaitos on suunniteltu turvalliseksi, sen käyttö on turvallista ja että laitoksella on toimivat suunnitelmat valmiustilanteita varten. Ydinvoiman käyttö kunnissa tulee olla myös sosiaalisesti hyväksyttävää. Tämä tarkoittaa, että luvanhaltija ja kunta sekä tiedottavat hankkeen valmistelusta ja etenemisestä mahdollisimman avoimesti ja kattavasti että mahdollistavat kuntalaisten osallistumisen, vuoropuhelun ja vaikutusmahdollisuudet läpi hankevalmistelun ja laitoksen koko elinkaaren. Pienydinvoiman kannatus Suomessa on tällä hetkellä pääsääntöisesti hyvällä tasolla ja myös asukaskyselyn perusteella kaupunkilaisten enemmistö suhtautuu myönteisesti pienydinvoimaan. Hyväksyntä kuitenkin heikkenee sijoitettaessa voimaloita omaan kuntaan ja erityisesti lähiympäristöön. Turvallisuuskäsitykset ja ydinjätehuollon ratkaisut jakavat mielipiteitä, ja päätöksenteolta toivotaan avointa viestintää ja osallistavia toimintatapoja. Ydinjätehuollon osalta tarvitaan lisää tiedotusta ja keskustelua jätehuollon järjestämisen eri vaihtoehdoista. <br/
Microfluidic electro-viscoelastic manipulation of extracellular vesicles
No full textMicrofluidic technology has created new opportunities for developing innovative tools for biological applications. Given the significance of extracellular vesicles (EVs), extensive research has focused on developing microfluidic techniques for EV isolation. This research protocol presents electro-viscoelastic microfluidics as a novel approach for manipulating EVs. The system leverages the viscoelasticity of the suspending medium along with an externally applied electric field to alter EV motion within a microchannel. These findings suggest that our electro-viscoelastic microfluidic system has the potential for further development to be used for EV isolation.</p
Incorporation of a pyrethroid-based insecticide system into regenerated cellulose:interfacial interactions and effect on fiber formation
No full textInsecticide treated nets (ITNs) are a key tool for controlling vector-borne diseases, such as malaria. However, they are traditionally made of non-renewable polymeric materials, which lack sustainability and longevity. The goal of this research is to address this issue by developing renewable, bio-based fibers that can carry insecticides while remaining suitable for netting fabric, using readily available and abundant cellulose as a raw material. To achieve this, understanding the underlying interactions between insecticides and cellulose is necessary, especially under the dissolution and regeneration conditions. Permethrin, a type of pyrethroid insecticide used in ITNs to kill malaria mosquitoes, is often mixed with piperonyl butoxide (PBO) to combat insecticide resistance. In this study, the adsorption of permethrin and PBO onto cellulose model surfaces treated with two potential direct dissolution solvents (deep eutectic solvent and ionic liquid), which yielded different allomorphs of cellulose, and was examined using surface-sensitive methods. The insecticides were then incorporated into the ionic liquid containing dissolved cellulose, processed into fiber via dry-jet wet spinning, and evaluated for mechanical performance and insecticide retention