Integrated life cycle design of food and packaging for constructing sustainable food system

• Project/Area Number: 17H01918
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Design and evaluation of sustainable and environmental conscious system
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Hirao Masahiko 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80282573)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2019: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2018: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2017: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 持続可能システム / 容器包装 / 食品ロス / ライフサイクル設計 / 消費者行動 / シナリオ分析 / 環境影響 / 統合化 / 食品

Outline of Final Research Achievements

Food containers and packaging has diverse functions that affect the entire product life cycle. We　constructed an integrated evaluation method to evaluate the functionality and environmental impacts of food products throughout their life cycle. A framework for a packaging designer to derive a design alternative with high functionality and low environmental impacts by using the method was proposed. In particular, we developed a new index to understand the relationship between container packaging and food loss due to food processing and consumer behavior. We applied it to concrete cases and found that the priority function differs for each product.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

食品容器包装は、内容物の消費後に廃棄物となるため廃棄物の視点から社会問題となっているが、流通や保管時の食品保護や持ち運びへの利便性、消費者への情報提供など多様な機能を持っている。本研究では、製造、消費、廃棄までのライフサイクル全体への影響を容器包装設計者が理解し、設計時に機能や環境影響をバランス良く考慮することができる手法を開発した。特に、消費者行動と食品ロスとの関係を定量的に評価できる指標を提示し、食品ロスの削減に寄与する容器包装設計を可能にした。

Research Products

• [Journal Article] Environmental analysis of packaging-derived changes in food production and consumer behavior (2019)
  • Author(s): Naoki Yokokawa, Emi Kikuchi-Uehara, Eri Amasawa, Hirokazu Sugiyama, Masahiko Hirao
  • Journal Title: Journal of Industrial Ecology Volume: 23 Issue: 5 Pages: 1253-1263
  • DOI: 10.1111/jiec.12918
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 容器包装のライフサイクル設計 (2019)
  • Author(s): 横川 直毅, 平尾 雅彦
  • Journal Title: 日本包装学会誌 Volume: 28(2) Pages: 99-107
• [Journal Article] Network visualization of design variables and functions for sustainable packaging design (2018)
  • Author(s): Naoki Yokokawa, Yutaro Masuda, Eri Amasawa, Hirokazu Sugiyama, Masahiko Hirao
  • Journal Title: Computer Aided Chemical Engineering Volume: 44 Pages: 1771-1776
  • DOI: 10.1016/b978-0-444-64241-7.50290-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Framework for analyzing the effects of packaging on food loss reduction by considering consumer behavior (2018)
  • Author(s): Naoki Yokokawa, Emi Kikuchi-Uehara, Hirokazu Sugiyama, Masahiko Hirao
  • Journal Title: Journal of Cleaner Production Volume: 174 Pages: 26-34
  • DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.10.242
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 環境性と機能性に基づく容器包装のライフサイクル設計 (2020)
  • Author(s): 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 化学工学会第85年会
• [Presentation] 機能性と環境性に基づく意思決定のための容器包装のライフサイクル設計 (2020)
  • Author(s): 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 第15回日本LCA学会研究発表会
• [Presentation] Design methodology of multi-functional products integrating functional and environmental consequences on their life cycle (2019)
  • Author(s): Naoki Yokokawa, Eri Amasawa, Hirokazu Sugiyama, Masahiko Hirao
  • Organizer: The 9th International Conference on Life Cycle Management (LCM2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Activity model for multi-functional product design for sustainability based on function-based assessment (2019)
  • Author(s): Naoki Yokokawa, Eri Amasawa, Hirokazu Sugiyama, Masahiko Hirao
  • Organizer: 18th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering Congress (APCChE2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 食品容器包装の環境配慮設計のための食品ロス削減と機能向上のトレードオフ分析 (2019)
  • Author(s): 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 日本包装学会第28回年次大会
• [Presentation] Systematic methodology for designing multi-functional products for sustainability by connecting design variables with product functions (2019)
  • Author(s): Naoki Yokokawa, Yutaro Masuda, Eri Amasawa, Hirokazu Sugiyama, Masahiko Hirao
  • Organizer: The 8th International Symposium on Design, Operation, and Control of Chemical Processes (PSE Asia 2019)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 多機能製品が持つ各機能への環境影響配分手法 (2019)
  • Author(s): 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 第14回日本LCA学会研究発表会
• [Presentation] 環境性と機能性を統合した多機能製品設計のためのアクティビティモデル (2019)
  • Author(s): 横川 直毅, 長谷川 幹晃, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 化学工学会第84年会
• [Presentation] Network visualization of design variables and functions for sustainable packaging design (2018)
  • Author(s): Naoki Yokokawa, Yutaro Masuda, Eri Amasawa, Hirokazu Sugiyama, Masahiko Hirao
  • Organizer: 13th International Symposium on Process System Engineering (PSE 2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ライフサイクルにおける機能・コスト・環境を考慮した食品容器包装設計 (2018)
  • Author(s): 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 日本包装学会第27回年次大会
• [Presentation] 機能を中心とした食品と容器包装のライフサイクル評価手法 (2018)
  • Author(s): 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 環境科学会 2018年会
• [Presentation] 持続可能な容器包装の設計のための統合的ライフサイクル評価手法 (2018)
  • Author(s): 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 化学工学会第50回秋季大会
• [Presentation] Integration of design consequences into life cycle design of packaging for sustainability (2018)
  • Author(s): Naoki Yokokawa, Yutaro Masuda, Eri Amasawa, Hirokazu Sugiyama, Masahiko Hirao
  • Organizer: The 13th Biennial International Conference on EcoBalance (EcoBalance 2018)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 製品設計者の意思決定支援に向けた食品と容器包装のライフサイクル設計 (2018)
  • Author(s): 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 化学工学会第83年会
• [Presentation] 機能が製品ライフサイクルに及ぼす影響を考慮した容器包装設計手法 (2018)
  • Author(s): 増田 祐太郎, 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 化学工学会第83年会
• [Presentation] 機能の統合による食品と容器包装のライフサイクル設計 (2018)
  • Author(s): 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 第13回日本LCA学会研究発表会
• [Presentation] 容器包装を対象とする機能と環境影響を統合したライフサイクル設計手法 (2018)
  • Author(s): 増田 祐太郎, 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 第13回日本LCA学会研究発表会
• [Presentation] Decision support for life cycle design of food and packaging (2017)
  • Author(s): Naoki Yokokawa, Hirokazu Sugiyama, Masahiko Hirao
  • Organizer: The 8th International Conference on Life Cycle Management (LCM 2017)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Sustainable consumption and production of food products considering packaging effects (2017)
  • Author(s): Naoki Yokokawa, Hirokazu Sugiyama, Masahiko Hirao
  • Organizer: The 9th biennial conference of the International Society for Industrial Ecology (ISIE)
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 食品容器包装の製品とライフサイクルの統合設計 (2017)
  • Author(s): 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 化学工学会 第49回秋季大会
• [Presentation] 容器包装を対象とした機能と環境影響を統合したライフサイクル設計手法 (2017)
  • Author(s): 増田 祐太郎, 横川 直毅, 天沢 逸里, 杉山 弘和, 平尾 雅彦
  • Organizer: 化学工学会 第49回秋季大会
• [Presentation] 機能が及ぼす影響を考慮した食品容器包装のライフサイクル設計 (2017)
  • Author(s): 横川 直毅, 平尾 雅彦
  • Organizer: 日本包装学会第26回年次大会
• [Book] 担当節題名：食品容器包装の統合ライフサイクル設計（分担執筆）書名：食品容器包装の新しいニーズ、規制とその対応 (2020)
  • Author(s): 横川直毅、平尾雅彦
  • Total Pages: 500
  • Publisher: 技術情報協会