Oni wymyślą, my skorzystamy. Wynalazki lubelskich naukowców

Justyna Cybulska, Magdalena Frąc i Arkadiusz Małek półtora roku temu znaleźli się w grupie 36 najzdolniejszych uczonych w kraju, których wzięło pod opiekę Narodowe Centrum Badań i Rozwoju. Każdy z nich dostał ok. miliona zł na badania w ramach programu Lider. Warunek: wyniki muszą znaleźć zastosowanie w gospodarce.

Dyrektor NCBiR prof. Krzysztof Kurzydłowski – ogłaszając wyniki konkursu na granty – podkreślał, że poziom wszystkich 113 zgłoszonych projektów był wysoki. Wybrane zostały najlepsze, ale to nie znaczy, że tylko takie, których sukces jest z góry zagwarantowany.

– Nagradzamy tych, którzy podejmują możliwie duże ryzyko, czyli sięgają tam, gdzie inni jeszcze nie sięgali – powiedział dyrektor centrum. Gdzie sięgają lubelscy naukowcy? I z jakim skutkiem? Sprawdzamy. (pap)

Żywność z resztek

Jak ograniczyć sztuczne wypełniacze w produktach spożywczych?

Badacze z Lublina chcą je zastąpić dodatkiem zrobionym z odpadów owocowo-warzywnych. Zajmuje się tym zespół dr inż. Justyny Cybulskiej z Instytutu Agrofizyki PAN w Lublinie.

– Mamy już analizy chemiczne. Przygotowujemy różne roztwory, próbujemy różne wersje. Mamy mnóstwo danych, które teraz analizujemy – mówi dr Justyna Cybulska. Pierwsze wyniki są obiecujące. – Przed nami testy typowo praktyczne na różnych produktach spożywczych.

W zależności od ich rodzaju dodatek będzie miał różne działanie. W produktach o niskiej zawartości wody, takich jak pieczywo, wyroby ciastkarskie czy piekarnicze, będzie zwiększał ich kruchość. W przypadku produktów mleczarskich, konserw mięsnych, przetworów owocowo-warzywnych będzie tzw. wypełniaczem. Bo nie jest tak, że np. jogurt to tylko przetworzone mleko. Zwykle są w nim jakieś wypełniacze.

Obecnie jako dodatek do żywności często wykorzystywana jest skrobia modyfikowana. Tyle, że skrobia nie dla wszystkich jest zdrowa, bo powoduje wzrost poziomu cukru we krwi. To groźne zwłaszcza dla cukrzyków. Lubelski dodatek ma być dla niej zdrowszą alternatywą. Tym bardziej, że będzie uzupełniony o makroelementy i witaminy.

Będzie wytwarzany z pozostałości owoców i warzyw po wyciśnięciu z nich soków czy oleju. Przede wszystkim z wytłoków jabłkowych, ale też z buraków i marchwi. Naukowcy już skonstruowali specjalną suszarkę do ich przygotowania.

– To aparatura prototypowa. Może być wykorzystywana do produktów roślinnych, ale też sypkich – mówi dr Cybulska.

Produkt finalny ma być gotowy za dwa lata. Wtedy naukowcy złożą zgłoszenie patentowe. A firma, która kupi patent, będzie mogła zacząć produkcję dodatku.

– Rozmawiamy z dwiema, które są ciekawe, jak to wyjdzie – zdradza Cybulska. To firmy zajmujące się przetwórstwem. – Mają odpad. Być może da się go wykorzystać i jeszcze na tym zarobić.

Prąd z odpadów

Zespół dr Magdaleny Frąc z tego samego Instytutu Agrofizyki PAN w Lublinie pracuje z kolei nad innowacyjnym biopreparatem, który będzie wykorzystywany do fermentacji odpadów.

– Chodzi o osady ścieków mleczarskich i odpady z przetwórstwa owoców – wyjaśnia dr Frąc. – Będą poddawane fermentacji w celu pozyskania metanu. Z kolei biogaz zawierający metan będzie potem wykorzystywany np. jako energia elektryczna albo ciepło.
A wszystko w oparciu o wykorzystanie wyselekcjonowanych szczepów mikroorganizmów oraz produkowanych przez nie enzymów do biologicznej degradacji odpadów w procesie fermentacji.

– W tej chwili testujemy różne szczepy grzybów m.in. pod kątem ich aktywności, analizujemy skład chemiczny, prowadzimy analizy mikrobiologiczne – mówi badaczka. – Nie chcę za dużo zdradzać na tym etapie, bo wszystko jest w toku, a nam zależy na zgłoszeniu patentowym gotowego produktu.

Ale pierwsze wyniki już są.

– Jesteśmy po badaniach laboratoryjnych – dodaje dr Frąc. – Zależy nam, żeby w procesie takiej fermentacji uzyskać jak najwięcej biogazu. Okazało się, że wyniki uzyskiwane na samych odpadach mleczarskich i z przetwórstwa owoców nas nie zadowalały. Dlatego dodajemy teraz wywar zbożowy i kiszonkę z kukurydzy, żeby efekt był jeszcze lepszy.

Kiedy będzie gotowy biopreparat? – Chcielibyśmy, żeby jak najszybciej. Ale jeszcze trwają badania. Nie jest to proste, bo prowadzimy je na żywych mikroorganizmach – mówi badaczka. – Chcielibyśmy na początku przyszłego roku zacząć testowanie preparatu w bioreaktorach.
Na wyniki prac dr Frąc czekają m.in. zakłady mleczarskie i przetwórstwa owocowego (badaczka ma podpisaną umowę o współpracy m.in. z OSM Krasnystaw). – Unieszkodliwimy odpady, za których utylizację firmy do tej pory musiały płacić – podkreśla dr Frąc.

Ale interesują się tym także firmy zajmujące się energią odnawialną. Biopreparat mógłby skrócić czas zalegania masy fermentacyjnej w bioreaktorze, co znacznie ograniczyłoby koszty.

Wodór ze słońca

Trzecim naukowcem z Lublina wybranym do programu jest dr Arkadiusz Małek z Wydziału Mechanicznego Politechniki Lubelskiej. Jego zespół pracuje nad elektrolizerem, czyli urządzeniem magazynującym wodór.

Pierwsze takie urządzania pojawiają się już w Japonii i Stanach Zjednoczonych.

– Ale my postawiliśmy sobie cel, żeby zbudować bardziej energooszczędne i pracujące w wysokich temperaturach – zapowiadał na naszych łamach naukowiec rozpoczynając prace.

Szacuje się, że ich elektrolizer wodoru będzie charakteryzował się o 15 proc. większą sprawnością w porównaniu z rozwiązaniami obecnymi na rynku.

Jak takie urządzenia ma działać?

– Załóżmy, że mamy piękny dzień i korzystamy z kolektorów słonecznych, które dzięki słońcu wytwarzają energię, a konkretnie wodór, który może być wykorzystany do produkcji energii – wyjaśnia dr Małek. – Dzięki elektrolizerowi wodór może być magazynowany i wykorzystany do wytworzenia energii np. w nocy. Albo w pojeździe, który do niego podłączymy.

Badacze mają zaprojektować i wykonać wszystkie komponenty niezbędne do pracy takiego urządzenia oraz zaawansowany układ sterowania.

Mają do dyspozycji najnowocześniejsze laboratoria na Wydziale Mechanicznym Politechniki Lubelskiej oraz w Lubelskim Parku Naukowo Technologicznym. A w nich m.in. zaawansowanie oprogramowanie komputerowe do obliczeń przepływów, skanery 3D oraz drukarki Rapid Prototyping.

Efekt ich prac powinniśmy poznać w przyszłym roku.