Mæljø rapport -finalen - Unge Forskere · Ungeforskere2015! ProjektMæljø! BrenderupRealskole!! Katrine!Henriksen,!Amalie!Rosendal!og!Julie!Haugaard!!!!! 9.Klasse!! 6! denorangeerkaffeflødeosv.Viharset,at!s

Katrine Henriksen, Amalie Rosendal og Julie Haugaard

Unge forskere 2015 Projekt Mæljø Brenderup Realskole

Katrine Henriksen, Amalie Rosendal og Julie Haugaard 9. Klasse

2

Indholdsfortegnelse INTRODUKTION ......................................................................................................................................................... 3 PROBLEMFORMULERING ........................................................................................................................................ 3 HVORDAN BLIVER MÆLKEN SUR? ....................................................................................................................... 3 MÆLKESYRNINGS FORSØG ..................................................................................................................................... 3 MATERIALELISTE ............................................................................................................................................................................. 3 FREMGANGSMÅDE (MÆLK I VARME) ........................................................................................................................................... 4 FORSØGSBESKRIVELSE DE FØLGENDE DAGE ............................................................................................................................... 4 FORSØGSKONKLUSION .................................................................................................................................................................... 5

ALUMINIUM ................................................................................................................................................................. 5 DESIGN AF MÆLKEFLASKE ............................................................................................................................................................. 5 ÆNDRINGER I DESIGN ..................................................................................................................................................................... 5 LÅG TIL FLASKE ................................................................................................................................................................................ 6 FORSØG MED CITRONBATTERI ...................................................................................................................................................... 6 FORSØG MED MÆLKENS SPÆNDINGSVÆRDI ............................................................................................................................... 7 EN INVESTERING I FREMTIDEN OG MILJØET ............................................................................................................................... 7 DESIGN OG FUNKTION ..................................................................................................................................................................... 8 FORLÆNGELSE AF HOLDBARHED .................................................................................................................................................. 8

FORBRUGERUNDERSØGELSE ................................................................................................................................. 9 BESVARELSE MED BESTRÅLING AF MÆLK ................................................................................................................................... 9 UNDERSØGELSESKONKLUSION ...................................................................................................................................................... 9

KONKLUSION OVER PROJEKT MÆLJØ ................................................................................................................ 9



3

Introduktion Vi hører dagligt om miljøproblemer og mad-‐ og ressourcespild, og samtidig undrer vi os over hvorfor mælken i vore tid kommer i genanvendelige kartoner, som ikke genanvendes i Dan-‐mark, men bare udnyttes som brændværdi. Vi undrer os derfor over hvorfor man i dag bruger engangsemballage, i stedet for let genanvendelige mælkeflasker, som man gjorde før i tiden. Derfor har vi valgt at undersøge, hvordan man kan mindske CO2-‐udslippet, samtidig med at madspildet også formindskes. Vi vil forsøge, at finde en måde hvorpå mælken kommer sikrest og mest miljørigtigt fra mejeri til forbruger.

Problemformulering Formålet med dette projekt er at finde den mest optimale håndtering af mælk fra mejeri til forbruger. Samtidig vil vi også gerne finde en måde, som sikrer den længst mulige holdbarhed til opbevaring af mælk hos forbrugeren, som vil resultere i at formindske mælkespild og en øget brugervenligheden for både ældre og yngre. Dette er de spørgsmål, som vi vil prøve at finde svar på:

-‐ Kan mælken pasteuriseres flere gange? -‐ Hvad er det optimale emballage materiale? -‐ Kan man måle om mælken er sur? -‐ Hvordan minimerer man madspild? -‐ Brugervenlig emballage -‐ Hvordan sikrer man forbrugernes tilfredshed? -‐ Syrningsprocessen -‐ Priser og omkostninger for mælkeleverandørerne og forbrugeren

Hvordan bliver mælken sur? Mælk syrner, når dets pH-‐værdien falder, hvorefter proteinerne i mælken klumper sig sam-‐men. Denne proces sker, når bakterier omdanner laktosen i mælken til mælkesyre. Sur-‐mælksprodukter består af syrnet mælk med mange af disse bakterier, og mælkesyrebakteri-‐erne er altså ikke giftige eller skadelige for mennesker. Hvis mælken ikke er behandlet kor-‐rekt og pasteuriseret, kan der være andre bakterier i mælken, som er skadelige for menne-‐sker, det er derfor vigtigt at behandle mælken rigtigt. Hvis man opbevarer mælken ved tem-‐peraturer over 5 grader, vil syrningsprocessen fremskyndes, da mælkesyrebakterierne, lige-‐som andre bakterier, lever bedre under høje temperaturer.

Mælkesyrnings forsøg

Materialeliste Forsøget indeholder følgende:

-‐ Aluminium -‐ Plastik: hård -‐ Glas -‐ Thermo -‐ Porcelæn



4

-‐ Almindelig mælkekarton Formålet med dette forsøg er, at finde ud af om der er en sammenhæng mellem pH-‐værdien og holdbarheden i mælken, altså vil vi teste om det er muligt at bestemme holdbarheden eller surhedsgraden ud fra pH-‐værdien. Dette forsøg laver vi med henblik på at udvikle en sur-‐hedsbestemmer, der er indbygget i mælkeflaske, så det vil være muligt, for forbrugeren at bestemme ud fra mælkeflasken om mælken er frisk. Udover det ønsker vi også, at finde frem til det ultimative materiale, der vil forandre pH-‐værdien mest. Vi tror, at mælken hurtigere syrnes ved højere temperaturer, da mælkesyrebakterier trives bedre under højere temperaturer og derfor hurtigere, vil få proteinerne til at samles i mælken og danne klumper. Proteiner samles, når bakterierne ”spiser” laktosen i mælken. Vi vil teste pH-‐værdien af mælken for at se hvilken emballage, som holder mælken frisk i længst tid.

Fremgangsmåde (mælk i varme) Ved forsøget blev der fordelt to deciliter letmælk i hver af de forskellige beholdere. Beholder-‐ne stilles ved stuetemperatur (22 grader), og pH-‐værdi, og temperaturen måles en gang i ti-‐men.

Emballage/ timer

Karton Thermo Porcelæn Plastik Aluminium Glas

Start pH 6,8/8 pH 6,8/8 pH 6,8/8 pH 6,8/8 pH 6,8/8 pH 6,8/8

1 6,7/16 6,8/10 6,65/14 6,7/16 6,6/17 6,6/16

2 6,6/17 6,6/11 6,6/17 6,6/18 6,6/20 6,6/18

3 6,5/19 6,6/12 6,6/18 6,6/18,5 6,6/20 6,6/20

4 6,5/20 6,6/13 6,6/19 6,5/20 6,6/21 6,6/20

5 6,5/21 6,6/14 6,6/20 6,5/21 6,6/21 6,5/21

15 6,55/22 6,6/19 6,6/21 6,6/21 6,6/21 6,6/21

24 6,5/22 6,6/20 6,6/21 6,6/21 6,6/21 6,6/21

Forsøgsbeskrivelse de følgende dage På dag tre: var der ikke sket nogen forandring i forhold til pH eller temperatur, men mælken var begyndt at skille ad, der lå altså et hvidgult lag over mælken. På dag fire: var mælken blevet sur. I alle beholdere var temperaturen den samme som på dag to, men i aluminiumsflasken lå pH-‐værdien på 6,3 hvorimod den lå på 6,1 i alle de andre be-‐holdere.



5

Forsøgskonklusion I dette forsøg viser det sig, at aluminiumsflasken klarer sig bedst udenfor køleskabet i længere tid, og derfor har vi valgt at bruge aluminium som materiale til vores mælkeflaske.

Aluminium Som alternativ til mælkekartonen vil vi lave en aluminiumsflaske. Aluminium er et utroligt let materiale, og det vil derfor egne sig godt. Aluminium er det mest udbredte metal, og 8% af jordskorpen består af det, så der er på den måde stor mulighed for at få fat på det. Dog er det en større proces at få det omdannet til det blanke aluminium, som vi kender til, da man ikke kan finde aluminium rent i naturen. Derimod skal aluminiummets begyndelse findes i råstof-‐fet bauxit, som er en bjergart med et højt indhold af aluminiumoxid. Bauxit findes i jorden og udgraves af store maskiner, som allerede her udsender en forurening. Samtidig er man ofte nødt til at ødelægge en del naturområder for at få tilgængelighed til bauxitten, og dermed kan det gå ud over dyrelivet. I bauxit findes mange forskellige stoffer fx også jern (Fe), som giver den rødlige farve til bauxitten, som er stærkt bundet til hinanden. Bauxitten skal herefter transporteres til et værk, hvor stofferne skal deles, så vi får det næste stof til processen nemlig alumina, som senere kan blive til aluminium. Denne deling af bauxitten sker igennem flere kemiske processer, hvorefter alumina til sidst bundfældes og ligger sig som hvidt pulver. Denne proces er meget energikrævende og nogle af de stoffer, som er med i delingen danner giftigt mudder, der desværre ofte smides i naturen og dermed forurener. Disse værker ligger dog gerne i lande, hvor der er stor mulighed for vandenergi, som dermed bidrager til, at det bliver mindre forurenende. Stoffet alumina skal gennem en elektrolyse, hvor alminium (Al) og ilt (O) skal deles. Dette er også meget ressourcekrævende. Men når man har det færdige alu-‐minium, kan det bruges til en række af ting, da aluminium er meget let at arbejde med. Alumi-‐nium har også den egenskab, at det kan genbruges ufattelig mange gange uden, at det mister kvalitet, så på den måde er det et utrolig miljøvenligt metal. Faktisk kan helt op til 95% gen-‐bruges. Hvis det legeres med andre metaller, vil man opnå et meget stærkt stykke metal hvil-‐ket jo selvfølgelig også er en fordel, hvis man fx taber flasken. Dog er det ikke så hårdt, at det ikke kan garanteres, at det vil få buler ved et evt. fald. Aluminium er også fuldstændig lufttæt, hvilket betyder at der ikke vil komme unødvendig ilt til mælken.

Design af mælkeflaske Vores design skulle være en 25 cm høj rund flaske, så den er utrolig nem at holde om, og samtidig er der ingen skjulte hjørner, hvor det kan være svært at gøre rent. Den flaske skal kunne indeholde 1 L., men det skal dog være muligt, at man kan dosere mængderne til andet end netop en liter. Vi har på nuværende tidspunkt fået 3d-‐printet fla-‐sken, så den kan indeholde en liter, dette medvirker, at man kan få et indblik i, hvordan flasken vi komme til at se ud. Derudover arbejder vi også på, at indhente tilbud på flasken, så vi kan få en vurdering af hvad flasken cirka vi komme til at koste.

Ændringer i design Man har før oplevet, at vi danskere ikke tog godt imod ændringer af design i forhold til mæl-‐ken og andre mælkeprodukter. Så vi vil fortsætte med de vante kende-‐tegn altså så den røde farve betyder fløde, den mørkeblå er sødmælk,

Tegning af mælkeflaske



6

den orange er kaffefløde osv. Vi har set, at sodavandsdåserne er blevet accepteret i stedet for glasflaskerne, så det håber vi selvfølgelig også på med vores mælkeflaske.

Låg til flaske Flaskens låg skal i stedet for at være en skruelåg af plastik være en silikonelåg, som skal vri-‐des af hver gang. Det vil komme personer med problemer med hænderne til gode. Vi kender det fra Tupperware bøtterne, og ved derfra at det er lufttæt og derfor kan det sagtens bruges til låg af mælk, så der ikke kommer uvelkomne bakterier i mælken. Dette låg skal ikke smides ud efter brug, for vi har tanker om, at der skal sidde en slags indikator, som skal kunne fortæl-‐le, om mælken er sur. Det vil kunne hindre yderligere madspild, for selvom mælken har over-‐skredet sidste salgsdato, og forbrugerens intension var at smide mælken ud, da den har over-‐skredet datoen, kan mælken sagtens stadig være frisk, og det vil en sådan indikator kunne fortælle. Denne indikator skal sidde i låget, og ved at vende flasken, skal det kunne sætte kan i en pro-‐ces i gang, som vil få en lille lampe til at lyse, hvor man hermed kan se, om mælken er sur. Vi har tænkt på at bruge samme metode som ved et citronbatteri, hvor vi på denne måde udnyt-‐ter spændingsrækken. Ved at have to forskellige metaller i låget, fx magnesium og kobber, vil magnesium (Mg) ofre sig for kobber (Cu), og dermed vil der opstå en spænding, som vil kunne tænde en lille lampe. Magnesium (Mg) ligger til venstre for hydrogen (H) og vil derfor nemt ofre sig for kobber (Cu). Dog skal denne magnesiumstreng skulle skiftes en gang imellem, for den vil langsomt forsvinde, når den ofrer sig for kobber (Cu). I forbindelse med magnesiums opløsning er vi dog opmærksom på, at magnesium vil gå i opløsning sammen med mælken, denne problematik arbejder vi videre på, ved enten at finde en løsning, så det ikke vil være skadeligt eller denne proces vil blive et lukket system i låget. Kobber er et ædelmetal, da det ligger til højre for hydrogen (H) på spændingsrækken og har derfor sværere ved at gå i opløs-‐ning. Vi har lavet et forsøg med netop dette citronbatteri, hvor vi fik en lille diodelampe til at lyse. Se nedenfor:

Forsøg med citronbatteri Formålet med dette forsøg er at påvise spændingsrækkens funktion, i forhold til påvisning af elektronernes spændingsværdi. Altså vi vil gerne påvise at spændingsrækken kan bruges strømkilde. Materialeliste:

-‐ 4 halve citroner -‐ 1 diodelampe -‐ 4 magnesium stykker -‐ 4 kobberpinde -‐ 8 krokodillenæb -‐ 5 ledninger

Konklusion: Dette forsøg påviser at det er muligt at lede strøm via spændingsrækken, da der efter vi havde tilkoblet ledninger, kom lys i dioden. Så der kommer til, at løbe en strøm fra kob-‐berpinden gennem citronens ioner over til magnesium stykket.

Forsøgsopstilling med citronbatteri



7

Forsøg med mælkens spændingsværdi Formålet med dette forsøg er at påvise, at mælk kan lede en spænding via dens H+-‐ioner. Dis-‐se H+-‐ioner frigives når bakterier omdanner laktosen i mælk til mælkesyre. Netop disse H+-‐ioner er indikatoren når vi snakker måling af pH-‐værdi. Derfor tror vi det vil være muligt at måle mælkens surhedsgrad ved pH-‐værdi, da vi netop med vores tidligere forsøg har påvist, at der er en sammenhæng mellem mælkens surhedsgrad og dens pH-‐værdi. Materialeliste:

-‐ 1 glas frisk minimælk med en pH-‐værdi på 6,7. -‐ 1 glas vand med en pH-‐værdi på 7 -‐ 1 glas frisk citronsaft med på pH-‐værdi på 1 -‐ 1 magnesium stykke -‐ 1 kobbertråd -‐ 2 ledninger -‐ 1 voltmeter

Resultater Med dette forsøg har vi påvist, at man kan måle en væskes pH-‐værdi ved at udnytte spændingsrækken. Konklusion Så med dette forsøg har vi påvist, at der er en sammenhæng mellem hvor stor en spænding væsken kan lede og hvor høj pH-‐værdien er. Altså jo lavere pH-‐værdien er jo større er millivolten. Denne konklusion kan vi bruge ved vores holdbarhedsmåler, da det nu er bevidst at når pH-‐værdien falder, så stiger millivolten, så derfor vil det være muligt, at få en diode til at lyse, når pH-‐værdien er for lav (altså når mælken er sur).

En investering i fremtiden og miljøet Denne aluminiumsflaske kommer til at koste omkring 40 kr., så det kommer til fungere som en slags investering. Første gang hvor forbrugerne skal bruge en flaske, skal de betale denne pris og efterfølgende skal de selv opbevare og genbruge flasken. Hvis man skal bruge mere end en, skal man betale 80 kr. osv. Det er dermed også op til forbrugeren selv at rengøre fla-‐skerne og sørge for at opretholde hygiejnen. Denne investering betyder, at mælken gerne skulle blive et par kroner billigere og på længere sigt give besparelser, da flasken kan genbru-‐ges, og ikke som i dag, bliver smidt ud over endt brug. Skulle der ske noget med flasken, kan man smide den i en beholder i supermarkedet, som kan transportere de ødelagte flasker til omsmeltning. På den måde kan aluminiummet genbruges igen og igen. Mælkemaskine



8

Når mælk sendes ud til forhandlerne på kartoner, går der rigtig meget til spilde. Meget mælk sælges ikke før sidste salgsdato, og inden da er den ofte taget af hylderne og smidt ud. Vi vil udvikle en maskine, som kan forlænge mælkens holdbarhed, og der kan sikre forbrugeren så frisk mælk som muligt. Mælkemaskinens system skal umiddelbart tage udgangs-‐punkt i en kaffeautomat. Hvor der i en kaffeautomat frit kan vælges mellem sort kaffe, Cappuccino og Caffe Latte. Her skal der så bare kunne vælges mælketyper, som fx sød, let og minimælk. Igen skal påfyldningssystemet fun-‐gere på samme måde som ved en kaffeautomat, så mæl-‐keautomaten skal stå i butikken, hvor man så kommer med sine tomme mælkeflasker og fylder dem igen. Denne mælkemaskine vil umiddelbart have en standard pris på mellem 20-‐25.000 kr., derudover kommer pasteurise-‐rings og elektronstråle udstyr oveni.

Design og funktion Det skal være muligt for forbrugeren at vælge de samme mælkevarianter, som man kender. Der vil derfor være en form for touchskærm på mælkema-‐skinen, som gør det muligt at vælge om mælken skal være økologisk, ikke-‐økologisk, letmælk, skummetmælk m.fl. Samtidig påsættes et etiket, som skal indikere hvilken slags mælk det er i. Så man du den måde stadig kan se at den mørkeblå er sødmælk, lyseblå letmælk osv. Det skal også være muligt at vælge mængden af mælk, som man køber. Således vil man kunne købe en halv liter mælk, og minimere madspild, da mælken ikke vil ende ubrugt hjemme hos forbruge-‐ren.

Forlængelse af holdbarhed Som alt andet mælk skal råmælken selvfølgelig hentes hos bondemanden. Dernæst skal det til mejerierne og behandles. Så det både bliver pasteurisering, og de ønskede varianter af mæl-‐ken bliver produceret. Normalt skal mælken så fyldes på kartonen, men her byttes kartonen så ud med en stor mælkedunk, som skal sættes på køl. Denne store mælkedunk skal transpor-‐teres ud til butikkerne, hvor den skal kobles til mælkemaskinen. Dunkene vil blive sendt retur til mejerierne efter brug for at blive genopfyldt, der er derfor ikke nogle produkter i processen, som ikke kan blive genanvendt, og man har dermed et bed-‐re økonomisk og miljøvenligt system end det er tilfældet i dag, hvor vi blot smider mælkekar-‐tonen ud efter brug. Når mælken er i dunkene i maskinen skal det være muligt at sætte maskinen til at pasteuri-‐sere mælken i løbet af natten. På den måde vil mælkens holdbarhed forlænges. Når mælken derefter skal på flasker vil den løbe igennem et rør, hvor den bestråles med elektronstråler, som ødelægger DNA’et i de bakterier, som fordærver mælken. Dette gør, at mælken vil kunne holde sig længere. Elektronstrålerne gør ikke mælken radioaktiv, og vitaminerne i mælken bevares, men denne bestrålingsproces skal være frivilligt og derfor forbrugerens eget valg.

Prototype af mælkemaskine



9

Forbrugerundersøgelse For at skabe et klarere overblik over hvordan for-‐brugerne vil tage imod ”Projekt Mæljø”, har vi la-‐vet en forbrugerundersøgelse, hvori vi indtil vide-‐re spurgt 180 primært voksne, men også unge, hvad deres holdning er til nogle af projektets dele. Et af undersøgelsens mest væsentlige spørgsmål lød, hvorvidt folk helst ville købe mælk på karton eller flaske. Kun 25% svarede, at kartonnen ville være deres foretrukne mælkeemballage, mens 75% mente, at den genanvendelige mælkeflaske enten var et bedre eller et lige så godt alternativ til mælkekartonen.

Besvarelse med bestråling af mælk I undersøgelsen spurgte vi bl.a. også hvorvidt folk ville have deres mælk behandlet med elektronstrå-‐ler, hvis det kunne forlænge mælkens holdbarhed. Her var kun 23% for bestråling af mælk, mens 77% var imod. Det var dog kun 32%, som var imod bestråling såfremt pasteurisering af fødevarer på denne måde blev undersøgt nærmere. Dette viser, at mælkemaskinens pasteuriseringsmetode med elektronstråler sagtens kan have en fremtid, men at det skal være forbrugerens eget valg, hvorvidt metoden skal bruges på deres mælk.

Undersøgelseskonklusion Undersøgelsens besvarelser har været utroligt positiv i forhold til ”Projekt Mæljø”. Vi havde været meget sikre på, at den største udfordring ved projektet ville være at få systemet indført med succes blandt forbrugerne. Det har dog vist sig, at forbrugerne især er entusiastiske om-‐kring den miljøvenlige gevinst ved projektet, hvilket også gør, at de vil være mere positive over for at tage systemet i brug.

Konklusion over projekt Mæljø Overordnet er vi kommet frem til, at vores mælkeløsning vil komme til både at gavne miljøet og forbrugeren på sigt. Når mælken opbevares i større beholdere supermarkeder kan den pasteuriseres en ekstra gang, hvilket vil forøge holdbarheden, og man er dermed allerede længere fremme mod målet om at formindske madspild. Forbrugeren vil have mulighed for at vælge forskellige mængder mælk, således, at man kun får den mælk, man har mulighed for at bruge inden mælken bliver for gammel. En flaske af aluminium vil, på sigt, både være en god investering for mennesker og miljø. Aluminiummen er let og flasken er dermed nem at håndtere, samtidig med dets mange gen-‐



10

brugsmuligheder vil det hjælpe miljø ved at spare på CO2-‐udslippet. Selv efter en omfattende udvindingsproces. Ved at måle mælkens pH-‐værdi kan man måle, hvornår mælken begynder at blive dårligere. Der vil derfor være en form for pH-‐indikator på flasken, som skal kunne vise forbrugeren, hvornår mælken nærmer sig det punkt, hvor den er sur, og man vil ikke længere smide mælk ud, blot fordi mindst holdbar til datoen er overskredet. En grund til at nogle måske ikke ville gøre brug af maskine og flaske ville være, at de selv var ansvarlige for rengøring og hygiejne, men vi mener at dette er en ændring, der ligesom alle andre nye opfindelser blot kræver en smule tid før forbrugeren har vænnet sig til det.

Documents

Mæljø rapport -finalen - Unge Forskere · Ungeforskere2015! ProjektMæljø! BrenderupRealskole!! Katrine!Henriksen,!Amalie!Rosendal!og!Julie!Haugaard!!!!! 9.Klasse!! 6! denorangeerkaffeflødeosv.Viharset,at!s