OD POMYSŁU DO PRODUKCJI PARTNERSTWO ŚWIATA NAUKI I BIZNESU

Transkrypt

1 OD POMYSŁU DO PRODUKCJI PARTNERSTWO ŚWIATA NAUKI I BIZNESU (na przykładzie CBIMO) Sławomir Lisiecki (Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych) Warszawa

2 Historia CBIMO Politechnika Szczecińska Akademia Rolnicza ZUT w Szczecinie 2 4 w Szczecinie liczba prac. rok PR UE SPO WKP PR UE PO IG Dydaktyka Badania Podstawowe Badania Aplikacyjne Współpraca z partnerami przemysłowymi Umowy licencyjne

3 Najważniejsze kierunki i formy aktywności CBiIMO Immobilizacja = Pakowanie Farmacja i Medycyna Biotechnologia Przemysł spożywczy i opakowaniowy nano- mikro- makro- 1 mm

4 Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych Parki Naukowo- Technologiczne Projekt PO-IG 2.2: Budżet projektu 23,4 mln zł

5 Budynek 9 Janickiego 35 stan maj 2009

6 Budynek 9 Janickiego 35 stan lipiec 2011

7 CBIMO nowoczesna infrastruktura badawcza Od lipca 2011 roku Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych prowadzi działalność naukowo badawczą w nowym budynku przy ul. Klemensa Janickiego nr 35 (ponad m 2 = 23 laboratoria + hala technologiczna) Projekt (2 UCZELNIE: AR + PS+ 2 MŚP) PO Innowacyjna Gospodarka ) 23,4 mln PLN

8 I. Laboratorium Analizy Fizykochemicznej Materiałów spektroskopowe metody charakteryzacji powierzchni Spektometr FTIR _ mikroskop Spectrum Spectrum Spotlight badania jakościowe w transmisji I odbiciu PerkinElmer (USA) Spektrometer Ramanowski mapowanie chemiczne powierzchni RamanStation 400 PerkinElmer (USA)

9 II. Chemiczna modyfikacja biopolimerów, oczyszczanie i charakteryzacja oraz różne techniki tworzenia emuslji/dyspersji Ultrafiltration systems Labscale TFF "Pelicon TFF HPLC-GPC "Smartline (Knauer, G) US generators (400 and 1000W) with flow cells - Hielscher (D) IKA magic LAB

10 III. Różne techniki mikrokapsułkowania Laboratoryjan suszarka BUCHI B-290 ADVANCED Pilotowa suszarka rozyłowa Anhydro MicraSpray 150 Mastersizer 2000 określanie wielkości cząstek Malvern (UK) Var V1 (Nisco, CH) electrostatic capsule generator Var J1 (Nisco, CH) fluidized capsule generator Var D Generation II (Nisco, CH) electromagnetically driven generator

11 IV. Przetwórstwo materiałów opakowaniowych (Hala Technologiczna) Wytłaczarka 2-ślimakowa Zestaw do rozdmuchu folii 1,3.5 warstwowej Zestaw do laminowania kompozytów 1,3,5-warstwowych Coating Unit CU 5 Sumet (Niemcy) Powlekarka do prac laboratoryjnych i wdrożeniowych

12 V. Badania termo-mechaniczne i podatność na zgrzew UV 5000-EC DYMAX (USA) DMA Q800 TA Instruments (USA) HSE-3 HEAT SEALER (RDM, UK) 4500SL szczelność i siła zgrzewu (Lippke, D) Zwick/Roell Z 2.5 Uniwersalna maszyna wytrzymałościowa (Zwick/Roell, G)

13 VI. Laboratorium Badań Właściwości Opakowań Barierowość dla gazów, pakowanie specjalne MAP oraz przechowywanie OTR - OX-TRAN 2/20 ML i 2/10 WVTR - Permatran 3/33/20 ML Modyfikowana atmosfera O 2, CO 2, N 2 pakowanie MAP i monitorowanie zmian składu gazów + PackCheck (Moccon, USA) BINDER KBF115 (Neimcy) Komory klimatyczne stała RH I temp.

14 Opakowania biodegradowalne o podwyźszonej barierowości dla gazów celulozowe opakowania wielowarstwowe Tektura o gramaturze g/m 2 Papier o gramaturze g/m 2 35 partnerów z 13 krajów UE ( ) 10 partnerów z 6 krajów UE ( ) EU projects "Innovation and Sustainable Development in the Fibre Based Packaging Value Chain" SUSTAINPACK ( ) and "Design and development of an innovative ecoefficent low-substrate flexible paper packaging from renewable resources to replace petroleum based barrier films" FLEXPAKRENEW ( ) respectively 6 and 7EU FP

15 Biodegradowalne materiały dotychczasowa współpraca z producentami z regionu PLA folie i kompozyty Opakowania kartonowe wewnętrzna strona modyfikowana specjalnie opracowaną dyspersją polepszona odporność na wnikanie wody i tłuszczów Torebki metalizowane Torebki przezroczyste tacka kartonowa część zewnętrzna pudełko snack-food część zewnętrzna Podkładki Folie do owijania Pudełka z warstwą PLA wewnętrzna część modyfikowna powierzchniowo Projekty pt. Transfer oraz podnoszenie stanu wiedzy w zakresie badań materiałów opakowaniowych i opakowań do ryb i przetworów rybnych oraz Proekologiczne opakowania celulozowe do transportu i sprzedaży świeżych ryb oraz gotowych produktów rybnych współfinansowane przez Unię Europejską z Instrumentu Finansowego Wspierania Rybołówstwa w ramach Sektorowego Programu Operacyjnego Rybołówstwo i Przetwórstwo Ryb

16 Programy UE Projekty w ramach Programów Ramowych UE Bioimmobilizacja Innowacyjne materiały opakowaniowe FreshCoat SubWex SmartFlowerPack SoLaPack ExtruMiBi Bio2Mat BioEnKap ścieżka Inn-Tech "RCP" ścieżka B - "DZZ" ProBioKap

17 Celem projektu jest wykorzystanie wybranych ubocznych produktów rolno-spożywczych o budowie mikrowłóknistej do produkcji kompozytowych opakowań wielomateriałowych w postaci tacek otrzymywanych metodą prasowania, powłok barierowych do powlekania papieru i tektury, jak również opakowań z PLA z wysoką zawartością fazy włóknistej otrzymywanych metodą wtrysku. Data rozpoczęcia: Data zakończenia: Finansowanie: NCBiR Zaangażowane kraje: Szwecja / Lantmannen, Karlstad University Austria - Wiedeń/ BOKU Polska /CBIMO, Department of Plastic Materials/ZUT, InterPlastik West Pomeranian Uniwersity of Technology, Szczecin

18 WP 3 WP 4 WP 1 West Pomeranian Uniwersity of Technology, Szczecin WP 2

19 Data rozpoczęcia: Data zakończenia: Finansowanie: SmartFlowerPack "Opracowanie i wdrożenie inteligentnego systemu opakowaniowego na bazie bio materiałów przeznaczonego do pakowania kwiatów (rozwiązanie B2B) Celem projektu jest opracowanie koncepcji ekologicznego opakowania do kwiatów, które z jednej strony zminimalizuje straty hodowców i producentów kwiatów związane z obniżeniem jakości, czy też zniszczeniem, do którego może dochodzić podczas przechowywania i transportu kwiatów, a z drugiej zapewni maksymalną ochronę i wydłużenie okresu trwałości podczas tych newralgicznych etapów. Narodowe Centrum Badań i Rozwoju Agentschap NL - Ministerie van Economische Zaken Zaangażowane kraje: Polska / Stowarzyszenie Zachodniopomorski Klaster Chemiczny Zielona Chemia, CBiMO/ZUT Holandia / Wereld van Papier, Kenniscentrum Papier en Karton

20 SmartFlowerPack Zakładane wyniki projektu umożliwią ograniczenie strat (sięgających nawet do 30%) producentów i sprzedawców kwiatów związanych z obniżeniem jakości oraz uszkodzeniem kwiatów podczas przechowywania i transportu, co za tym idzie ograniczeniem potencjalnych agroodpadów.

21 Firmy zaangażowane w projekt:

22 SUBWEX Woda w stanie podkrytycznym jako zielony rozpuszczalnik stosowany do ekstrakcji roślin Celem projektu SUBWEX jest opracowanie zintegrowanego procesu produkcji substancji aktywnych o wysokiej wartości dodanej, które mogą mieć zastosowanie jako dodatki do żywności, substancje odżywcze (nutraceutyki) oraz dodatki do kosmetyków o specjalnym działaniu. Data rozpoczęcia: Data zakończenia: Finansowanie: CORNET Zaangażowane kraje: Belgia / Celabor Niemcy / PTS Polska /Stowarzyszenie Zachodniopomorski Klaster Chemiczny Zielona Chemia, CBIMO/ZUT

23 SUBWEX Zadaniem CBiMO jest wybór substancji o najwyższej aktywności antymikrobiologicznej do późniejszego powlekania opakowań wytok owocowy ( jabłko) otręby owsiane wytłoki rzepakowe proces ekstrakcji za pomocą wody w stanie podkrytycznym uzyskany ekstrakt z jabłek powleczone opakowanie wyekstrahowaną substancją czynną

24 ExtruMiBi Otrzymywanie i zastosowanie termostabiinych, naturainych środków antymikrobiologicznych Celem projektu jest zastosowanie w przetwórstwie tworzyw sztucznych naturalnych, aktywnych biologicznie substancji pozyskiwanych z roślin w zaawansowanych procesach ekstrakcyjnych oraz opracowanie metody stabilizacji termicznej pozyskanych ekstraktów. Data rozpoczęcia: Data zakończenia: Finansowanie: Zaangażowane kraje: CORNET Belgia-Walonia / Celabor Niemcy/ IVLV, Fraunhofer IVV Polska / Stowarzyszenie Zachodniopomirski Klaster Chemiczny Zielona Chemia, CBIMO/ZUT

25 ExtruMiBi Czynniki stabilizujące termicznie kompleksy inkluzyjne z cyklodekstrynami żelowanie jonotropowe koacerwacja emulsje

26 Zastosowanie funkcjonalnych jadalnych powłok do wydłużenia okresu trwałości świeżych produktów spożywczych Celem projektu FreshCoat jest opracowanie jadalnych powłok, które mogą być nanoszone na powierzchnię świeżych warzyw i owoców, aby utrzymać ich jakość przez jak najdłuższy okres czasu. Jako produkty modelowe wybrano: truskawki, melony (kantalupy), krojoną sałatę oraz kiełki. Data rozpoczęcia: Data zakończenia: Finansowanie: Zaangażowane kraje: CORNET Niemcy/ IVLV, Fraunhofer IVV Polska / Stowarzyszenie Zachodniopomirski Klaster Chemiczny Zielona Chemia, CBIMO/ZUT

27 Szczecin Warszawa

28 SoLaPack Partnerzy konsorcjum projektu PTS (Niemcy, zrzeszenie) PTS-IZP (Niemcy, jednostka badawcza) PTS-PTI (Niemcy, jednostka badawcza) PIO (Polska, zrzeszenie) CELABOR (Belgia - Walonia, zrzeszenie) CELABOR (Belgia - Walonia, jednostka badawcza) COBRO (Polska, jednostka badawcza) CERTECH (Belgia - Walonia, zrzeszenie) CERTECH (Belgia - Walonia, jednostka badawcza) ZUT (Polska, jednostka badawcza)

29 SoLaPack Materiały opakowaniowe mogą zawierać: benzofenon bisfenol A ftalany olej mineralny Te substancje krytyczne - pochodzą z różnych źródeł. - mają różną klasyfikację toksykologiczną. - mogą migrować do pakowanych towarów. Duże ich ilości stwierdzono w materiałach opakowaniowych pochodzenia celulozowego wartości/dawki ADI (dopuszczalne dzienne spożycie) mogą być przekroczone

30 Realność PROBLEMU GOSPODARKA Zatruty mikołaj: Niemiła niespodzianka w kalendarzu adwentowym ( ) GOSPODARKA Niebezpieczne opakowania artykułów spożywczych ( )

31 Rozwiązania - Wkładki wewnętrzne w postaci woreczka foliowego krótki czas - Farby o niskiej migracji długi czas, rozwiązanie udane jeżeli realizowane na całym świecie - Brak ftalanów / bisfenolu A długi czas - Zakazanie recyklingu materiałów celulozowych krótki czas, nie wskazane w ramach aspektów ekologicznych i ekonomicznych - Ulepszenie procesu recyklingu długi czas - W zależności od rozwiązania podjęte kroki będą czasochłonne i spowodują wzrost kosztów produkcji. Opłacalnym i krótkoterminowym korkiem jest:

32 Formowanie warstwy sorpcyjnej W projekcie opracowane zostaną metody zastosowania materiałów sorpcyjnych do kompozycji powłokotwórczych przeznaczonych do modyfikacji celulozowych materiałów opakowaniowych w celu selektywnego wiązania benzofenonu, bisfenolu A, ftalanów i oleju mineralnego (substancji krytycznych). strona zewnętrzna strona zewnętrzna farba, lakier, klej warstwa kaolinu SK SK papier/tektura z włókien wtórnych warstwa sorpcyjna SK SK strona wewnętrzna (bezpośredni kontakt z produktem, żywnością) SK: substancje krytyczne strona wewnętrzna (bezpośredni kontakt z produktem, żywnością)

33 Oczekiwane rezultaty projektu SoLaPack Techniczne i ekonomiczne korzyści wynikające z realizacji projektu dla krajowych przedstawicieli branży opakowaniowej: 1. Bardziej skuteczna ochrona przed migracją niebezpiecznych substancji znajdujących się w farbach i lakierach. 2. Możliwość zastosowania tańszych materiałów celulozowych poprzez wykorzystanie surowców wtórnych w postaci makulatury, 3. Możliwość oszczędności wynikających z zoptymalizowanych metod ochrony przed migracją krytycznych substancji z materiałów celulozowych (przemysł papierniczy), 4. Zwiększenie zysku ze względu na lepszy marketing i nowe rynki (dostawcy), 5. Zwiększenie udziału w rynku poprzez poprawę ochrony konsumentów (dystrybutorzy).

34 SelectPerm Materiały opakowaniowe do żywności o selektywnej przepuszczalności tlenu i ditlenku węgla (O 2 / CO 2 ) Data rozpoczęcia: Data zakończenia: Finansowanie: CORNET Zaangażowane kraje: Belgia-Walonia / Celabor, CERTECH Niemcy / PTS, PTS-PTI, IVV, IVLV, LBF, FGK Polska / PIO, COBRO, CBIMO/ZUT

35 SelectPerm obecnie stosowane opakowania do żywności makroi mikroperforowane folie z tworzyw sztucznych materiały o wysokich właściwościach barierowych umożliwiają pakowanie produktów w modyfikowanej atmosferze (MAP) wysoka barierowość może prowadzić do niedotlenienia produktu oraz ostatecznie wytworzenia warunków beztlenowych perforowane materiały nie pozwalają na selektywność lub kontrolę wymiany gazowej brak możliwości zastosowania MAP Opakowania te wykonane są z surowców nieodnawialnych!

36 SelectPerm Projekt SelectPerm ma na celu: opracowanie materiału opakowaniowego o selektywnej przepuszczalności O 2 /CO 2 do pakowania świeżych produktów, takich jak mieszanki owocowe i warzywne oraz sery; przedłużenie okresu przydatności do spożycia oddychających produktów poprzez regulację wymiany gazowej, a tym samym przenikalności tlenu i ditlenku węgla przez materiały opakowaniowe; zastosowanie materiałów pochodzących z biomasy i/lub nadających się do recyklingu: - powlekany papier z polimerowymi powłokami o selektywnej przepuszczalności, - materiały w całości wykonane z polimerów w postaci folii i opakowań otrzymywanych w procesie termoformowania. zużycie O 2 Przenikalność tlenu O 2 TR Materiał opakowaniowy Przenikalność ditlenku węgla CO 2 TR produkcja CO 2 Selektywna przenikalność S = CO 2 TR /O 2 TR

37 Modyfikacja kompozycji klejowych stosowanych do laminowania folii opakowaniowych w celu poprawy właściwości barierowych oraz adhezyjnych Celem projektu jest opracowanie poprzez modyfikację warstwy adhezyjnej nowego typu laminatów o zwiększonej barierowości dla gazów (głównie dla tlenu) z wykorzystaniem biopolimerów oraz różnych kompozycji na bazie polimerów syntetycznych o właściwościach barierowych. Data rozpoczęcia: Data zakończenia: Finansowanie: Partner przemysłowy: NCBiR Drukpol.Flexo Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością spółka komandytowa

38 Modyfikacja żywicy klejowej Aplikacja zmodyfikowanej warstwy adhezyjnej Folie o zwiększonej barierowości Przewaga przyszłego rozwiązania i korzyści z zastosowania wyników projektu w praktyce gospodarczej: zwiększenie barierowości o 5 10 razy na tlen, parę wodna oraz dwutlenek węgla, wydłużenie czasu przechowywania produktu, większa ochrona produktu przed zmianami jakościowymi i czynnikami zewnętrznymi (przenikanie zapachów), podniesienie innowacyjności firmy poprzez wdrożenie nowych produktów o ulepszonych właściwościach, ukształtowanie pozytywnego wizerunku firmy przyjaznego środowisku naturalnemu

39 Opracowanie innowacyjnych kompozycji klejowych w celu stworzenia opakowania wielokrotnego otwierania Celem praktycznym projektu jest stworzenie, poprzez modyfikację składu kompozycji klejowej, innowacyjnego układu adhezyjnego, który zostanie wykorzystany do produkcji opakowań typu otwórz zamknij. Produktem finalnym przeprowadzonych prac badawczych będzie opakowanie wielokrotnego otwierania, tj. opakowanie typu otwórz zamknij. Data rozpoczęcia Data zakończenia: Finansowanie: Firma zaangażowana w projekt: NCBR Drukpol.Flexo

40 Opracowanie innowacyjnych kompozycji klejowych w celu stworzenia opakowania wielokrotnego otwierania Proponowane modyfikacje pozwolą na stworzenie specjalnej heterogenicznej kompozycji na bazie układów/komponentów dopuszczonych do bezpośredniego kontaktu z żywnością, która pozwoli na stabilne połączenie z możliwością ręcznego rozerwania bez oznak zniszczenia powierzchni dwóch warstw foliowych.

41 ProBioKap Prozdrowotne dodatki do żywności zawierające immobilizowane nienasycone kwasy tłuszczowe oraz bakterie probiotyczne otrzymywane metodą suszenia rozpyłowego Celem projektu ProBioKap było opracowanie technologii otrzymywania dodatków do żywności zawierających kwasy omega-3 oraz bakterie probiotyczne w postaci umożliwiającej ich długotrwałe przechowywanie bez utraty właściwości produktu oraz wygodne dozowanie i transport. Data rozpoczęcia: Data zakończenia: Finansowanie: Wartość dofinansowania: Nr projektu: POIG; EU/OPI PLN UDA-POIG /09-06 Projekt realizowany w ramach PO IG Priorytet 1 Badania i rozwój nowoczesnych technologii. Poddziałanie

42 Innowacyjne metody mikroenkapsulacji szczepów bakteryjnych w produkcji preparatów probiotycznych linii pediatrycznych i ginekologicznych o akronimie BioEnCap. Celem projektu jest opracowanie możliwej do wdrożenia technologii mikroenkapsulacji liofilizowanych szczepów bakterii probiotycznych, w tym bezwzględnych beztlenowców, która polepszy żywotność komórek bakteryjnych podczas długotrwałego przechowywania produktu w temperaturze pokojowej. Data rozpoczęcia projektu: 1 styczeń 2013; Data zakończenia projektu: 31 październik 2015; Projekt realizowany w ramach Programu Badań Stosowanych w ścieżce B.

43 CBIMO jako miejsce współpracy nauka-przemysł Producenci towarów (żywności itd.) Instytuty Wzornictwa Przemysłowego Producenci Opakowań Stowarzyszenia /Klastry Producenci Materiałów i Surowców Jednostki Naukowe Ośrodki Badawczo-Rozwojowe Laboratoria Akredytowane Producenci Aparatury i Urządzeń

44 CBIMO + Konsorcjanci: 1.CBIMO 2.Fleischmannschaft Sp.zoo Świdwin 3.Hersta Sp.J. - Lubczyna 1 B Branża opakowaniowa współpraca CBIMO 1 A Partnerzy przemysłowi: 1.Apis sp.j Chodecz/Szczecin-Skolwin 2.Koschem-Ksel-Adamus S.J. - Węgorzyno 3.GDR Spółka z o.o Goleniów 4.ARSO-Polański, Baniocha k. Warszawy 5.Chespa Farby Graficzne Spółka z o.o.- Krapkowice 6.Drukpol Zenon Ziemak Nowy Dwór Mazowiecki 7.EKOPAK Plus Spółka z o.o.- Celestynów 8.Bachpol Spółka z o.o. Kłobuck 9.YANKO Spółka z o.o. Rzeszów 10.ALUPOL Packaging S.A Tychy

45 CBiIMO jako partner: interdyscyplinarność + kreatywność + operatywność +.. Interdyscyplinarna grupa.. Projekty w ramach Programów Ramowych UE IP 6FP SUSTAINPAC K SP 7FP BIOPRINTSENS E COST FP1003 EcoPackaging CBiIMO SP 7FP FLEXPAKRENEW Poszukujemy NOWYCH PARTNERÓW Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych SPRAWDŹ NAS: cbimo@zut.edu.pl Tel (6130) lub 6131 Nowoczesna Infrastruktura Badawcza aparatura + nowoczesne laboratoria + hala technologiczna duży projekt infrastrukturalny (EU SF )