Snacks are often associated with chips and expanded snack products that generally known for their characteristic texture. These products are normally high in calories with a low content of nutrients and are therefore perceived as unhealthy by many consumers.In addition to their low nutrient content, they might be a source of acrylamide,which has been classified as human carcinogen by the European Food Safety Authority. The growing demand for healthier snack foods has led manufactures to begin experimenting with new processing techniques.  The aim of the study is to evaluate product qualities as affected by two different processing techniques of snack pellets. The more conventional expansion method of deep frying in oilis compared to roasting, using salt as a heat conductor. In order to evaluate the effect of salt-roasting, analyses of salt, fat, water and acrylamide content has been carried out. A sensory triangle test was conducted to determine if there is a difference in texture between snacks expanded using the two processing techniques.  Results indicate that salt-roastingmay have a positive effect by reducing the level of acrylamide in the product. Furthermore, salt-roasting provides a snack pellet with a lower fat content. However, the salt-roasting technique results in a higher salt content in the snack as compared to deep frying. The results from the triangle test shows that there was a significant (p=<0.005) difference between the texture of deep fried and roasted snack pellets. Based on the qualitative commentary of the panelists,  the salt-roasted snack pellets are smaller in size and have a harder and more compact texture compared to the deep fried ones.It is important to point out that results of the study are limited and should only be considered as indications.

The spray drying process is widely established in the industry worldwide. However, due to its complexity in predicting variables, the technology is often regarded as a "Black box" process. In this study, a model based on energy and mass balances is designed and validated using Matlab/Simulink software and real data from a medium-sized machinery, specifically the Production Minor manufactured by GEA NIRO S/A. Additionally, the simulation incorporates a heat recovery system based on a heat pump, and its economic feasibility is examined.The simulation is validated for a narrow range of variables and demonstrates an accuracy of approximately 95% in most cases.The heat recovery system achieves an average natural gas savings of 0.43 kg/h. However, this saving is accompanied by an additional electrical consumption of 2.1 kW resulting from the operation of the heat pump.The economic feasibility study of the heat recovery system reveals an extra production cost of 0.1€/h in exchange for a 36% average reduction in natural gas dependency.

Sverige är en av Europas ledande producenter av vilda bär, bland annat tack vare allemansrätten, som möjliggör kommersiell bärplockning i landets privatägda skogar. Ändå förblir vilda bär en underutnyttjad resurs, trots sina hälsofördelar och minimala klimatpåverkan. En begränsande faktor för utnyttjandet av vilda bär i Sverige är bristen på arbetskraft. För närvarande är majoriteten av bärplockare thailändska risbönder som reser till Sverige och arbetar under tveksamma förhållanden under skördesäsongen. Följaktligen undersöker denna studie potentialen för automatisering inom branschen. Detta självständiga arbete syftar till att undersöka och analysera utmaningar och konsekvenser förknippade med automatisering av vildbärsindustrin i Sverige, ett område som hittills lämnats oberört av forskare. Genomförandet av studien involverar en kvalitativ metod i form av semistrukturerade intervjuer. Resultaten presenterade i rapporten ger insikt och bidrar till vår förståelse av hur vildbärsplockningens intressenter skulle påverkas av en teknisk omställning. Analyserna utfördes med hjälp av ramverk som Technology Assessment. Arbetet kom fram till att (1) banbrytande teknologi som används i närliggande branscher har lagt en grund för automatisering av vildbärsindustrin men att det finns unika förutsättningar som måste uppfyllas vilket kräver en kombination av redan existerande tekniker, (2) en automatisering skulle innebära ett skifte i arbetskraft som kan medföra positiva konsekvenser som att bidra till ett mer jämnställt samhälle men även negativa konsekvenser som att människor blir av med jobben, (3) Vid en omställning kommer naturen påverkas. Med en noggran övervakning av bäruttaget kan ekosystemen bevaras samtidigt som det bidrar till en positiv påverkan på miljön, och (4) Det finns juridiska utmaningar som involverar allemansrätten, markägare och äganderätt som kan göra en omställning problematisk och som kommer att innebära ett närmare samarbete mellan bärföretag och markägare.

This study was done with the aim of deepening the understanding of the Maya Chay aquaponic systems. To meet the aim, a literature study on aquaponics, with an emphasis on the nitrogen metabolism in such systems, was conducted. Furthermore, a deep investigation of the specific Maya Chay systems was made to understand how these systems might be different from the general aquaponic designs. Finally, two nitrogen balances were developed with the purpose of examining the dynamics of the nitrogen transformations in two Maya Chay aquaponic systems. The measurements for the nitrogen balances was made between Mars 2017 to July 2017, and the model for the nitrogen balances evaluated the amount of nitrogen as: i) nitrogen input to the system through the feed, ii) nitrogen assimilated by the fish and the plants, iii) nitrogen accumulated in the sludge, and iv) nitrogen lost to the atmosphere through denitrification and similar processes such as anammox. The resulting nitrogen balances showed some interesting differences in the dynamics of nitrogen distribution. In the smaller Maya Chay XS system in Antigua, only 36 % of the nitrogen input was assimilated by the fish (30 %) and the plants (6 %) and 64 % of the nitrogen input could be regarded as lost, either to the atmosphere (46 %) or in the sludge (18 %). The other nitrogen balance showed that the distribution of nitrogen in the Maya Chay S system in Chinautla is much more efficient in taking care of the nitrogen input. In this system 70 % was assimilated by the fish (33 %) and the vegetables (37 %) and the remaining 30 % was lost, either to the atmosphere (14 %) or in the sludge (16 %). The nitrogen balances also showed that both systems are almost equally efficient in terms of nitrogen assimilation by the fish, and that the big differences lie in the rate of nitrogen assimilation by the plants (6 % vs. 30 %) and in the nitrogen loss to the atmosphere (46 % vs. 14 %). A likely explanation for these differences is the difference in design of the vegetable beds, where the less efficient system in Antigua has a large surface area for the vegetable bed, but only a small portion of this could be utilized for vegetable growth. Furthermore, a consequence of the larger surface is a larger anoxic zone in the bottom of the vegetable bed, which promotes the growth of denitrifying and anammox bacteria. These kinds of bacteria convert the dissolved ammonia, nitrite and nitrate to gas forms of nitrogen, such as nitrogen gas and nitrous oxide and thus nitrogen is lost from the system to the atmosphere. Finally, this study also showed a great difference in the ratio of vegetable to fish production between the systems, where the ratio was 0.43 in Antigua and 2.7 in Chinautla. This ratio further indicates the difference in design between the systems, especially regarding the vegetable beds, has an impact on how well they perform, both in terms in economic and productivity terms, but also in terms of the release of greenhouse gases (nitrous oxide). It can therefore be concluded that the original design of the Maya Chay system (i.e. the Chinautla system) is the preferable one. Even though the accuracy of the measurements in the experiments could be improved for future studies, this study has demonstrated the value of making nitrogen balances for aquaponic systems. Nitrogen balances increase the knowledge of the performance of the system and they increase the understanding of the dynamics of nitrogen transformations that takes place in the system. This knowledge can then be utilized to adjust the design and/or verify if either the aquaculture or hydroponic system is properly designed. / Den här studien gjordes med syftet att fördjupa förståelsen kring Maya Chay akvaponiska system. För att uppnå syftet, utfördes en litteraturstudie som fokuserade på metabolismen av kväve i sådana system. Vidare undersöktes specifika Maya Chay system för att förstå hur dessa system skulle kunna skilja sig från den generella akvaponiska designen. Slutligen utvecklades två kvävebalanser i syfte att utforska dynamiken i de kväveomvandlingar som sker i två Maya Chay akvaponiska system. Mätningarna för kvävebalanserna gjordes i perioden mars 2017 till juli 2017, och modellen för kvävebalanserna utvärderade mängden kväve som: i) kväve som tillförts till systemet genom fodret, ii) kväve som assimilerats av fiskarna och växterna, iii) kväve som ackumulerats i slammet, och iv) kväve som gått förlorat till atmosfären genom denitrifikation och liknande processer så som anammox. Resultaten från kvävebalanserna visade intressanta skillnader kring dynamiken av kvävefördelningen. I det mindre Maya Chay XS systemet i Antigua, assimilerades endast 36 % av kvävet av fiskarna (30 %) och växterna (6 %) och 64 % av kvävet ansågs som förluster, antingen till atmosfären (46 %) eller genom slammet (18 %). Den andra kvävebalansen visade att fördelningen av kväve i Maya Chay S systemet i Chinautla är mycket mer effektivt gällande tillvaratagandet av tillfört kväve. I detta system assimilerades 70 % av fiskarna (33 %) och av växterna (37 %) och de resterande 30 % gick förlorat, antingen till atmosfären (14 %) eller i slammet (16 %). Kvävebalanserna visade även att bägge systemen är mer eller mindre likvärdiga gällande assimilering av kväve från fiskarna, och att den stora skillnaden mellan systemen ligger i hur mycket kväve som assimilerats av växterna (6 % vs. 37 %) samt hur mycket kväve som gått förlorat till atmosfären (46 % vs. 14 %). En sannolik förklaring till dessa skillnader är skillnaden i designen av växtbäddarna för två systemen, där det mindre effektiva systemet i Antigua har större area för växtbädden, men endast en mindre del av denna kunde nyttjas för odling av grönsaker. Som konsekvens av den större arean av växtbädden är en större volym syrefattigt vatten i botten av växtbädden, vilket verkar för tillväxt av denitrifierande och anammoxa bakterier. Dessa typer av bakterier omvandlar den upplösta ammoniaken, nitriten samt nitratet till kväveföreningar i gasform, till exempel kvävgas och lustgas och därav går kvävet förlorat till atmosfären. Slutligen visade den här studien stora skillnader i förhållandet mellan växt- och fisk-produktion mellan de två systemen, där förhållandet var 0.43 i Antigua och 2.7 i Chinautla. Skillnaden mellan de två olika förhållandena är ytterligare en indikation till att skillnaden i designen mellan systemen, speciellt med avseende på växtbäddarna, har en effekt på hur väl systemen presterar, både i termer som ekonomi och produktivitet, men också i termer som utsläpp av växthusgaser (lustgas). Därför kan slutsatsen dras att den ursprungliga designen av Maya Chay systemen (det vill säga systemet i Chinautla) är att föredra. Även om noggrannheten i mätningarna i detta experiment skulle kunna förbättras i framtida experiment, så visar denna studie värdet av att utföra kvävebalanser för akvaponiska system. Kvävebalanserna ökar kunskapen om hur väl systemen fungerar och dom ökar kunskapen kring dynamiken i kväveomvandlingarna som sker i systemen. Denna kunskap kan sedan utnyttjas för att justera designen av systemen och/eller verifiera om antingen vattenbruksdelen eller hydroponidelen i systemet är feldimensionerad.

<p dir="ltr">Online learning has become a staple in contemporary education, requiring new ways to display and promote experiences. Virtual labs can be used to give learners a way to enter a lab environment without the need for expensive equipment or materials. Examples of possible virtual labs include common drying and sterilization operations, more specifically a fluidized bed dryer and heat exchanger system. These processes incorporate numerous material properties and engineering design to describe and simulate them. The models being developed include various material characteristics and their corresponding effects for fluid flow, heat transfer, mass transfer, and reaction kinetics. Computer simulations of the systems were developed using data from numerous sources regarding product physical and chemical properties and the engineering relationships of fluid flow, reaction kinetics, and heat transfer for fluidized beds, plate heat-exchangers, and cylindrical pipes. This data was integrated into standard and accepted engineering and kinetic models to predict the system response with extra data gathered to estimate Maillard reactions for crystal malt using a fluidized bed with two temperature treatments. The heat exchanger system has models in place to evaluate an orange juice concentrate, a milk concentrate, and a carboxymethyl cellulose solution. The developed simulations show that the outputted data can be used to evaluate trends and fit models that match up to the literature expectations, with some tolerances to account for simplifications and assumptions. Roasted crystal malt color analysis shows rates of 0.33 to 0.34 EBC per minute and total EBC units after two hours of 72 and 96 EBC for temperature treatments of 125C and 142C, respectively. The non-reliance of temperature for the rates follows available data in literature with only the overall EBC color changing between temperatures. Further work to expand the scope of the models can help enhance their results and usability by including dynamics, accessory systems, or corrections to data and assumptions.</p>

<p dir="ltr">Extrusion is a complex process that is difficult to model due to the complex geometry. In addition, modeling the flow of a shear and thermal sensitive material such as waxy corn starch further complicates the problem. Starch undergoes three main transformations during processing: 1. Gelatinization, 2. Melting, and 3. Fragmentation. The first two can be combined into starch conversion and have been studied in detail, along with their effect on viscosity.</p><p dir="ltr">This work extruded waxy corn starch using the “NASA” autogenous single screw extruder with and without steam locks at moisture contents of 30% w.b. and 35% w.b. as well as screw speeds of 300 rpm and 600 rpm. A Brabender single screw was used at 100 rpm, 35% w.b., and 140°C to obtain starch at another molecular weight. Molecular weight was measured using HPSEC-MALLS-RI, and viscosity was measured using a capillary rheometer. Starch conversion was checked by scanning electron microscopy (SEM) and differential scanning calorimetry (DSC).</p><p dir="ltr">The work extended upon previous rheological models by separating the lumped SME (specific mechanical energy) parameter into degree of starch conversion and molecular weight reduction. The new viscosity model can be combined with kinetics to predict rheology in computational fluid dynamics models that model the extrusion process. The approach can aid in designing the extrusion process and other unit operations by predicting extrusion characteristics without having to build the new design using a trial-and-error approach.</p><p dir="ltr">Additionally, a method was investigated to decouple SME into an average shear rate and mean residence time by setting SME equal to SEC (specific energy consumption). Shear history was found from the decoupled average shear rate and mean residence time. Shear history was a worse predictor for molecular weight reduction than SME alone because it was derived from SME with approximated average values from the extrusion trials.</p><p dir="ltr">Finally, the effect of steam locks in the “NASA” extruder was investigated and found to marginally reduce molecular weight, reduce the mass flow rate and increase the mean residence time for every condition except at a screw speed of 600 rpm and moisture content of 30% w.b. The work as a whole demonstrates the importance of understanding how materials change during processing.</p>

Le recyclage des condensats d'évaporation dans l'étape de fermentation permettrait aux distilleries de diminuer leur consommation d'eau de forage et leur production d'effluents. Actuellement, les condensats sont traités par lagunage avant épandage et pourraient être recyclés comme eau de dilution pour la fermentation si les composés inhibiteurs qu'ils contiennent étaient éliminés : il s'agit de composés phénoliques, acides carboxyliques et dérivés du furane. L'étude du traitement a porté sur les procédés physico-chimiques présentant les meilleures capacités de rétention des composés inhibiteurs cibles : l'osmose inverse, l'échange d'ions et l'adsorption. L'étude des paramètres opératoires de ces procédés et de leurs combinaisons a permis d'optimiser leurs conditions d'application pour améliorer leur efficacité de rétention et de proposer leur mise en œuvre industrielle. L'impact des condensats diversement traités sur l'activité fermentaire des levures a été étudié lors de fermentations en continu. Le caractère fermentescible des condensats traités a été corrélé à l'efficacité de rétention du procédé. L'osmose inverse combinée à l'échange d'ions, permettant l'élimination de 99% des composés inhibiteurs cibles, est le seul procédé qui ne perturbe ni la croissance des levures ni leur production d'éthanol. A partir de cette combinaison on a dimensionné une unité traitant 100 m³.h⁻¹ de condensats. Selon les paramètres opératoires appliqués, on présente le bilan d'effluents produits et de réactifs consommés, ainsi que les installations correspondantes.

Le premier objectif de cette thèse était de qualifier et quantifier les différences de caractérisation sensorielle de l'apparence visuelle et de la texture de gels entre des sujets appartenant à deux cultures très différentes (française et vietnamienne). Trois méthodologies sensorielles présentant différents niveaux de verbalisation ont été appliquées dans les deux cultures (tri libre, profil flash et profil conventionnel) et ont permis d'identifier certaines particularités dans le comportement de réponse dans les deux cultures. Globalement, les trois méthodes ont également montré qu'il existait une forte similarité entre les configurations des produits dans les deux cultures. Le deuxième objectif était de savoir s'il était possible de traduire puis de transférer les descripteurs sensoriels issus des panels de profil conventionnel français et vietnamien vers respectivement un nouveau panel vietnamien et un nouveau panel français. Un protocole de transfert de descripteurs d'une culture à une autre a été défini. L'application de ce protocole dans le sens FRANCE-->VIETNAM et dans le sens VIETNAM-->FRANCE a permis d'assurer un transfert de descripteurs très satisfaisant entre les deux cultures. Le troisième objectif était de prédire les profils sensoriels issus des panels ayant généré leurs propres descripteurs, en France et au Vietnam, par des mesures instrumentales variées. Globalement, il a été possible de prédire les descripteurs des deux panels de manière assez satisfaisante en utilisant une variable de synérèse, deux variables de spectrocolorimétrie, quatre variables de pénétration et quatre variables de back extrusion.

La cuisson de produits céréaliers provoque des transformations physicochimiques dans la pâte pour lui conférer une structure, une texture, une forme, une couleur et un goût désirés. Un four pilote électrique avec circulation d'air chaud a été instrumenté pour suivre en continu la cuisson d'un produit type génoise (700g) placé dans un moule : perte de poids, profil de température interne et température de surface, pression interne. A travers une fenêtre dans la paroi isolée du moule des images ont été enregistrées pour suivre le gonflement. L'évolution de masse volumique a été déduite. Des mesures de flux de chaleur radiatif et convectif reçus par la surface du produit ont contribué à expliquer la coloration de la surface et la forme du produit cuit. Des cuissons à 160, 180, 220°C ont été réalisées avec une perte de masse constante (eau) de 6% durant la période de chauffage, avec des temps de chauffage respectivement de 81, 71, 52 min. Durant cette période la pâte se transforme en croûte colorée sèche en surface, et mie humide. La période de refroidissement contrôlé avec ventilation d'air (90min) conduit à une perte additionnelle de poids de 6% et représente une phase importante pour stabiliser la structure.

Nous avons exploré dans la présente étude l'incidence des cinétiques de chauffage traditionnel (bain-marie) et micro-ondes sur la thermorésistance d'une souche de Salmonella enterica arizonae traitée dans un produit à faible activité d'eau (aw = 0,51), la crème de sésame achetée sur le marché libanais. Une solution de chlorure de sodium ayant une activité d'eau plus élevée (aw = 0,99), a été également contaminée artificiellement par la même souche bactérienne et traitée selon les 2 modes de traitement. En plus de ces traitements au bain-marie et aux micro-ondes, des expériences, pour une même rampe thermique, ont été effectuées dans le but de comparer l'incidence de la cinétique et du mode de chauffage sur la thermorésistance de la souche étudiée traitée dans la crème de sésame. L'influence du traitement micro-ondes sur la qualité de la crème a elle aussi été examinée en vue d'une optimisation du traitement micro-ondes. Pour cela, trois critères ont été étudiés : la viscosité, la couleur et l'indice de peroxydes. Pour les deux traitements, bain-marie et micro-ondes, l'activité de l'eau semble avoir une influence sur la thermorésistance de la bactérie : le temps de réduction décimale (D₅₉) de S. enterica, dans la solution de chlorure de sodium, est deux fois plus élevé que celui obtenu dans la crème de sésame. D'autre part, la Salmonelle traitée dans la crème de sésame (aw = 0,49), riche en lipides, présente une thermorésistance plus forte que celle traitée dans la solution de NaCl (aw = 0,99). Cet effet protecteur des lipides est connu et a été mis en évidence par plusieurs auteurs qui concluent que celui-ci a pour conséquence d'augmenter la thermorésistance des bactéries. Nous notons aussi que la thermorésistance de cette souche diminue avec le pH. En effet, la crème de sésame a un pH de 5,80 à 20°C, alors que la solution de NaCl a un pH de 6,50 à 20°C : pH et aw contribuent donc conjointement à augmenter la thermorésistance de la souche bactérienne dans la crème de sésame par rapport à la solution de NaCl. Par ailleurs, d'après nos travaux, il semblerait qu'une même rampe thermique réalisée avec deux modes de traitement thermique : bain-marie ou micro-ondes, ne donne pas de résultats équivalents en termes de destruction de S. enterica. En effet, à niveau de température atteinte égal, le traitement micro-onde donne systématiquement un nombre de réduction décimale supérieure à celle du traitement au bain-marie.