Muovipintojen fysikaalinen karakterisointi, kulutus ja puhdistuvuus

Plastic surfaces are a group of materials used for many purposes. The present study was focused on methods for investigation of surface topography, wearing and cleanability of polyvinyl chloride (PVC) model surfaces and industrial plastic surfaces. Contact profilometry, scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) are powerful methods for studying the topography of plastic surfaces. Although they have their own limitations, they are together an effective tool providing useful information on surface topography, especially when studying laboratory-made PVC model surfaces with known chemical compositions and structures. All examined laboratory-made PVC plastic surfaces examined in this work could be considered as smooth according to both AFM and profilometer measurements because height differences are in the nanoscale on every surface. Industrial plastic surfaces are a complex group of materials because of their chemical and topographical heterogeneity, but they are nevertheless important reference materials when developing cleaning and wearing methods. According to the results of this study the Soiling and Wearing Drum and the Frick-Taber methods are very useful when simulating three-body wearing of plastic surfaces. Both the investigated wearing methods can be used to compare the wearing of different plastic materials using appropriate evaluation methods of wearing and industrial use. In this study, physical methods were developed and adapted from other fields of material research to cleanability studies. The thesis focuses on the methodology for investigating the cleanability of plastic surfaces under realistic conditions, where surface topography and the effect of wear cleanability were among the major topics. A colorimetric method proved to be suitable for examining the cleanability of the industrial plastic surfaces. The results were utilized to evaluate the relationship between cleanability and the surface properties of plastic surfaces. The devices and methods used in the work can be utilized both in material research and product development.Muovipintojen puhdistuvuustutkimusta on vauhdittanut teollisuuden ja yhteiskunnan tarve kehittää vähemmän likaantuvia ja helpommin puhtaana pysyviä pintamateriaaleja. Yksi yleisemmin käytetyistä muoveista on polyvinyylikloridi eli PVC. Tässä työssä menetelmäkehitystyö aloitettiin PVC:n kaupallisilla sovellutuksilla, jolloin kemialliset ja fysikaaliset menetelmät olivat käytössä, kun saatavilla oli laboratoriossa valmistettuja PVC-mallipintoja Tässä tutkimuksessa kehitettiin ja sovellettiin muilla aloilla käyttöönotettuja kemiallisia ja fysikaalisia menetelmiä. Muovipintojen kulumisen tutkimiseen sovellettiin kahta menetelmää, joita varten rakennettiin Frick-Taber-koelaitteisto sekä likaus- ja kulutusrumpu-laitteisto. Tässä tutkimuksessa oli mukana 21 erilaista kaupallista muovipintaa, joilla aloitettiin menetelmien kehittäminen ja soveltaminen ja kun PVC-mallipintoja oli saatavilla, niin tutkimusta jatkettiin näillä 22 erilaisella PVC-mallipinnalla. Uusien ja kulutettujen kaupallisten muovipintojen ja laboratoriossa valmistettujen PVC-mallipintojen pinnan topografiaa tutkittiin kontaktiprofilometrialla, pyyhkäisyelektronimikroskopialla ja atomivoimamikroskopialla. Käytetyillä pinnan topografian määritysmenetelmillä oli omat rajoituksensa, mutta yhdessä käytettyinä ne antoivat enemmän tietoa topografiasta. Kontaktiprofilometrillä tehtiin kaksi- ja kolmidimensionaalisia profilometrimittauksia ja tutkimukseen valittiin karheusparametrit: Ra (profiilin keskipoikkeama), Rq (profiilin neliöllinen keskipoikkeama), Rsk (profiilin epäsymmetrisyys) ja Rku (profiilin huipukkuus). Mallilioiksi valittiin standardeihin pohjautuvia likoja ja kemiallisia mallilikoja. Muovimateriaalien puhdistuvuuden toteamisessa käytettiin kolorimetristä menetelmää. Lisäksi käytettiin hyväksi radiokemiallista menetelmää. Tämän työn tuloksena PVC-mallipintojen verkkorakenne ja pehmitinainepitoisuus ja pehmitintyyppi vaikuttivat puhdistuvuuteen, mikä todettiin radiokemiallisessa määrityksessä. Kontaktiprofilometrillä tehdyissä kolmidimensionaalisissa mittauksissa saatiin näkyviin PVC-mallipintojen verkkorakenteen, pehmittimen määrän vaikutus mallipintojen topografiaan. Tämän lisäksi tässä työssä tutkittiin kontaktiprofilometrillä uusia ja kulutettuja PVC-mallipintoja, jotka olivat pinnoitettu timantilla ja kulutettu likaus- ja kulutus-rumpumenetelmällä. Tuloksista havaittiin, että timanttipinnoitus alentaa karheusarvoja ja kulutuksen aiheuttamat pinnan muutokset olivat havaittavissa kolmidimensionaalisista profilometrikuvista sekä karheusarvojen suurenemisena. Lisäksi standardeihin perustuvat epäorgaaninen partikkelilika ja orgaaninen öljylika irtosivat uusien kaupallisten muovipintojen pinnoilta paremmin kuin kulutettujen. Kaupallisten muovipintojen kuluttaminen aiheutti pintojen naarmuuntumista, jolloin lika pääsi kiinnittymään pinnoille eikä näin ollen irronnut niin helposti kuin vastaavasti uusilta pinnoilta. Puhdistuvuustutkimusta varten rakennetut pilot-laitteistot ja määritysmenetelmät osoittautuivat käyttökelpoisiksi ja luotettaviksi. Käyttöönotetut menetelmät ovat hyödynnettävissä niin materiaali- ja pinnoitetutkimuksissa kuin kehitettäessä uusia vähemmän likaantuvia teollisia muovipintoja. Tulevaisuudessa pintamateriaaleiden likaahylkivyys- tai puhdistettavuusominaisuuksiin tullaan kiinnittämään entistä enemmän huomiota mm. taloudellisuus- ja ympäristösyistä

Hygiene of environmental surfaces in a cattle barn

Microbiological dipslides are widely used e.g. in food production facilities for HACCP (hazard analysis & critical control points) measurements and hygiene monitoring surveys, as well as for other cleanability studies.  In this study the suitability of microbiological dipslide methods to measure the hygiene level of the environmental surfaces in a cattle barn was tested.  A total of 1112 measurements were carried out during five measurement days.  When evaluating the rooms by combining the results of the individual sampling sites and different dipslide types (total microbes, enterobacteria and β-glucuronidase-positive organisms, yeasts and moulds), the corridor and personnel rooms had the highest hygiene status.  The office and personnel kitchen and the milk room were generally the next cleanest, depending on the evaluation criteria.  The poorest hygiene level was observed in the barn and the second dirtiest in the washing room.  It was demonstrated that the hygiene level of cattle barn surfaces with no excessive amounts of visible soil can be measured using microbiological dipslides.  The results provided preliminary reference values for future studies and constitute an information source for training and self-monitoring systems.   Keywords: cattle barn, bioenvironment, hygiene, microbiological dipslide

Detection methods for cleanness in cattle barns

The suitability of microbiological dipslides and tests of general hygiene for examining cleanability of steel structures for use in cattle barns was investigated in a laboratory study. Steel is a commonly used material in barn equipment such as milk tanks and sinks. The cleanness of the steel was examined after soiling with seven typical cattle barn soils (four feeds, litter, manure and milk) and after cleaning with different detection methods including various microbiological dipslide types, protein tests, a glucose and lactose test and an ATP (adenosine triphosphate) bioluminescence method. The results were collected in a database and ranked into cleanliness classes. On surfaces, microbes were detected in the case of all other soils than milk, whereas sugars were detected only on surfaces after contamination with two of the feeds. Protein tests gave a response to all other soils than litter, and ATP was observed on all the surfaces. The clearest correlation was observed between the results of the three protein tests (r values ranging from 0.62 to 0.89, p<0.001). No correlations were observed between the results of aerobic microbes, protein tests and the ATP bioluminescence (r values ranged from 0.09 up to 0.47, p<0.001). The results of the study will help to select suitable hygiene monitoring methods for cattle barn environments

Tuorevihannesten tuotantotilojen pintahygienian selvittäminen

201

Kohn-Sham decomposition in real-time time-dependent density-functional theory: An efficient tool for analyzing plasmonic excitations

The real-time-propagation formulation of time-dependent density-functional theory (RT-TDDFT) is an efficient method for modeling the optical response of molecules and nanoparticles. Compared to the widely adopted linear-response TDDFT approaches based on, e.g., the Casida equations, RT-TDDFT appears, however, lacking efficient analysis methods. This applies in particular to a decomposition of the response in the basis of the underlying single-electron states. In this work, we overcome this limitation by developing an analysis method for obtaining the Kohn-Sham electron-hole decomposition in RT-TDDFT. We demonstrate the equivalence between the developed method and the Casida approach by a benchmark on small benzene derivatives. Then, we use the method for analyzing the plasmonic response of icosahedral silver nanoparticles up to Ag$_{561}$. Based on the analysis, we conclude that in small nanoparticles individual single-electron transitions can split the plasmon into multiple resonances due to strong single-electron-plasmon coupling whereas in larger nanoparticles a distinct plasmon resonance is formed.Comment: 11 pages, 3 figure

Hyvän käytännön ohje tuorekasviksia pilkkoville yrityksille

Hyvän käytännön ohje on tarkoitettu sellaisenaan syötäviä tuorekasviksia (tuoreet juurekset, vihannekset, hedelmät) jalostaville yrityksille apuvälineeksi ehkäistäessä ja ratkaistaessa ongelmia, joita toimija voi kohdata noudattaessaan lainsäädännön vaatimuksia. Ohjeen on tarkoitus auttaa yrityksiä hallitsemaan toimintansa riskejä ja osoittamaan asetettujen vaatimusten täyttymisen. Ohjeen tarkoitus on erityisesti opastaa yrityksiä lainsäädännön soveltamisessa. Ohjeen käyttö on yrityksille vapaaehtoista201

Eri detektiomenetelmien soveltuvuus navetan pintojen puhtauden seurantaan

Navetoille ovat tyypillistä eri hygieniatasojen huonetilat, joiden välinen ristikontaminaatio voi tuoda hygieniaongelmia. Kotieläinrakennusten hygieniaa on tutkittu aiemmin lukuisilla mikrobiologisilla, biokemiallisilla, kemiallisilla, fysikaalisilla ja visuaalisilla menetelmillä, mutta kattavaa detektiomenetelmien vertailua ei ollut löydettävissä. Tuotantotilojen pintahygienian seuranta on olennainen omavalvonnan osa elintarviketuotannossa. Aiemmin tehdyssä hygieniakartoituksessa kartoitettiin navetan huonetilojen hygieniaa. Tässä laboratoriotutkimuksessa haluttiin selvittää, miten eri mikrobiologiset ja yleiset hygieniatestit soveltuvat navetan likojen mittaamiseen. Tutkittaviksi valittiin teräspinnat, joita on navetoissa esimerkiksi altaissa ja maitosäiliöissä. Pinnat liattiin seitsemällä erilaisella navettaympäristön mallilialla, joita olivat neljä eri rehua, kuivike, lanta ja maito. Pinnan puhtaus mitattiin pinnan likauksen ja puhdistuksen jälkeen erilaisilla mikrobiologisilla kontaktilevyillä, proteiinitesteillä, glukoosi- ja laktoositestillä sekä ATP-bioluminesenssimenetelmällä (ATP = adenosiinitrifosfaatti). Tulokset kerättiin tiedostoon ja luokiteltiin puhtausluokkiin. Mikrobeja todettiin kaikilla muilla lioilla paitsi maidolla liatulta pinnalta. Sokereita todettiin vain kahdella rehulla liatulta pinnalta. Proteiinitesti reagoi kaikkiin muihin likoihin paitsi kuivikkeeseen, ja ATP:tä todettiin kaikilta pinnoilta. Selvin korrelaatio havaittiin kolmen proteiinitestin tulosten välillä (r-arvot vaihtelivat 0.62 ja 0.89 välillä, p<0,001). Korrelaatiota ei todettu aerobisten mikrobien sekä proteiinitestin ja ATP-bioluminesenssimittauksen tulosten välillä (r-arvot vaihtelivat 0.09 ja 0.47 välillä, p<0,001). Hyvin likaiset pinnat eivät sovellu mikrobiologisille kontaktilevyille, joiden tuloksen saamiseen kuluu myös enemmän aikaa kuin muilla tutkituilla menetel-millä. Rinnakkaismittaukset ovat suuren hajonnan vuoksi tarpeen. ATP-bioluminesenssi on hyvin herkkä menetelmä. Navettaliat reagoivat rajoitetusti sokeritestiin. Lian värillisyys tulee ottaa huomioon esimerkiksi proteiinitestien käytössä. Näytteenottokohteet tulee suunnitella huolella. Tulosten arviointi ja luokittelu ovat olennainen osa tulosten tulkintaa. Navettaympäristön hygieniaan ei ole olemassa ylei-siä raja-arvoja. Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää valittaessa sopivia hygienian mittausmenetel-miä navettaympäristöön

Neutral electrolyzed water (NEW), chlorine dioxide, organic acid based product and ultraviolet–C for inactivation of microbes in fresh-cut vegetable washing waters

The effect of decontamination methods on fresh-cut vegetable washing waters was evaluated. NEW, ClO2, organic acid-based product FPW, and UV-C were tested with and without an interfering carrot juice of 1% (IS), on Yersinia enterocolitica and Yersinia pseudotuberculosis, Escherichia coli, and yeast Candida lambica. The use of ClO2 (50 ppm active chlorine) resulted in >4 log reduction of Y. enterocolitica, Y. pseudotuberculosis, E. coli and >3 log reduction of C. lambica. The antibacterial effect of NEW was less effective in the presence of IS when compared with ClO2. The inactivation of C. lambica by FPW reached a maximum of 2.8 log cfu/mL (concentration 0.125%), but the antimicrobial effect was delayed by the IS. The effect of FPW on E. coli was significantly reduced by 1% IS. The inactivation of E. coli and C. lambica with UV-C IS decreased the inactivation and lengthened its time. Filtration improved the effect of UV-C inactivation. Practical applicationsWhen chemical decontamination methods were used in fresh-cut vegetable processing, the presence of organic matter in process water increased the reaction times and the need for higher concentrations of the chemical decontamination and the time of physical decontamination. Yersinia required longer inactivation times than E. coli. When UV-C is used for decontamination of process waters, waters should be filtered to enhance the disinfection efficacy.Peer reviewe

Navetoiden ja sikaloiden pintojen puhtauden mittaaminen eläinten hyvinvointia käsittelevissä tutkimuksissa

Karjasuojien pintojen puhtaus on merkittävä elintarvikkeiden laatuun, tuotantoeläinten hyvinvointiin jatyöntekijöiden hyvinvointiin vaikuttava tekijä. Kirjallisuustutkimuksen tarkoituksena oli selvittää navetoidenja sikaloiden puhtaustutkimuksessa käytettyjä menetelmiä, joita tässä kirjoituksessa tarkastellaan erityisestieläinten hyvinvointitutkimusten näkökulmasta.Visuaaliset puhtauden arviointimenetelmät painottuivat kenttätutkimuksissa. Myös lupaaviksiosoittautuneita optisten menetelmien sovelluksia sisältyi joihinkin kenttätutkimuksiin. Tarkasteltaessakarjasuojien pintojen puhtaustutkimuksia kokonaisuutena, tuotantoeläinten hyvinvointi oli tärkein motiivikenttätutkimuksissa, joissa käytettiin visuaalista pintojen puhtauden arviointia. Laboratoriotukimuksiinsisältyi laajempi valikoima instrumentaalisia, mikrobiologisia ja visuaalisia menetelmiä sekä niidenyhdistelmiä. Mikrobiologisia pintojen puhtauden arviointimenetelmiä oli käytetty sekä laboratorio- ettäkenttätutkimuksissa. Tuotantoeläinten hyvinvointi liittyi näiden tutkimusten aiheista noin puoleen.Instrumentaaliset menetelmät, mm. kolorimetria, optiset menetelmät ja kvantitatiiviset radiokemiallisetmenetelmät, olivat tyypillisiä muissa kuin eläinten hyvinvointiin liittyvissä tutkimuksissa.Useissa tutkimuksissa pintojen tai tuotantotilojen rakenteiden puhtautta arvioitiin epäsuorasti.Tyypillinen epäsuora menetelmä oli kotieläinrakennusten puhtauden arviointi eläimen kehon puhtaudenvisuaalisen tarkastelun avulla. Sikojen käyttäytymisen todettiin eräässä tutkimuksessa olleen yhteydessäruokintalaitteen puhtauteen. Myös elintarvikkeiden, kuten maidon puhtauden mittaamisella voidaan selvittäävälillisesti tuotantolaitteiden ja –tilojen pintojen puhtautta.Pinnan puhtaus vaikuttaa mm. tautien leviämiseen, lattian liukkauteen ja sisäilman laatuun,jotka ovat yhteydessä tuotantoeläimen hyvinvointiin. Selvityksen tuloksia voidaan hyödyntää mm.kokeellisten tutkimusten menetelmävalinnoissa