Augstas īpatnējās virsmas bērza tāss betulīna daļiņu iegūšanas, ražošanas un pielietojuma izpēte dispersās sistēmās

Projekta statuss

Aktīvs

Projekta izpildes laiks

01.01.2021 līdz 30.11.2023

Projekta tips

ERAF-1.1.1.1.

Projekta numurs

1.1.1.1/20/A/071

Projekta vadītājs

Aigars Pāže

Iesaistītās laboratorijas

Biorafinēšanas laboratorija

Uzsaukums, aktivitāte

Darbības programmas "Izaugsme un nodarbinātība" 1.1.1. specifiskā atbalsta mērķa "Palielināt Latvijas zinātnisko institūciju pētniecisko un inovatīvo kapacitāti un spēju piesaistīt ārējo finansējumu, ieguldot cilvēkresursos un infrastruktūrā" 1.1.1.1. pasākums "Praktiskas ievirzes pētījumi"

Sadarbības partneri

Vadošais partneris - Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts

Sadarbības partneris - Cēsu pilsētas zemnieku saimniecība "DOKTUS"

 

Projekta mērķis

veikt ar saimniecisko darbību saistītu rūpniecisko pētījumu, apvienojot ķīmijas, ķīmijas inženierzinātnes un nanotehnoloģiju nozares, un veicināt zināšanu izplatību, izstrādājot jaunas, eko-inovatīvas un rūpnieciskā ražošanā viegli mērogojamas tehnoloģijas bērza tāss betulīna daļiņu ar paaugstinātu īpatnējo virsmu iegūšanai un to funkcionālo īpašību izpēte dispersās sistēmās daudzpusīgam pielietojumam.

 

Projekta galvenās darbības:

  1. Augstas īpatnējās virsmas bērza tāss betulīna daļiņu iegūšanas, uzglabāšanas metodiku attīstīšana un iegūto daļiņu raksturošana;
  2. Augstas īpatnējās virsmas bērza tāss betulīna daļiņu disperso sistēmu iegūšana un to raksturošana;
  3. Augstas īpatnējās virsmas bērza tāss betulīna daļiņu iegūšanas procesa mērogošana - pilotpartiju iegūšana;
  4. Augstas īpatnējās virsmas bērza tāss betulīna daļiņu – šķīdinātāja masas, oleogēlu un Pikeringa emulsiju pielietojuma pielāgošana un padziļināta gala produkta testēšana kosmētikas, uztura bagātinātāju un farmācijas nozaru vajadzībām;
  5. Rezultātu izplatīšana un tehnoloģiju pārnese.

 

Projekta galvenie rezultāti:

  • 4 ekoinovatīvu tehnoloģiju prototipi
  • 9 jauni produkta prototipi
  • 6 zinātniskās publikācijas

 

Projekta īstenošanas termiņš: 35 mēneši – no 01.01.2021. līdz 30.11.2023.

Projekta kopējais finansējums: kopējās projekta izmaksas: 704 158,17 EUR bez PVN (ERAF vidējā svērtā līdzfinansējuma likme – 71,00%, ERAF atbalsts 499 979,58 EUR).

 

Projekta īstenošanas gaita

30.06.2021 - Projektā laika posmā no 01.04.2021. līdz 30.06.2021. partneri strādāja pie 1.1. un 1.2. aktivitātēm. Paveikti šādi darbi:

1.1. Šķīdinātāju ietekmes izpēte un viegli mērogojamas bērza tāss betulīna mikro-, nano- izmēra daļiņu iegūšanas un to uzglabāšanas metodiku attīstīšana

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku aktivitātes ietvaros 2. ceturksnī ir turpināta dažādos šķīdinātājos pie dažādiem tehnoloģiskajiem parametriem iegūtas atšķirīga ķīmiskā sastāva un tīrības bērza tāss sauso betulīna ekstraktvielu pulveru raksturlielumu pētīšana, izvērtējot to piemērotību kā izejvielām mikro-, nano- izmēra daļiņu iegūšanai. Tāpat arī aktivitātes ietvaros, izmantojot dažādās bērza tāss betulīna izejvielas, bija turpināti mikro- un nano- izmēra daļiņu iegūšanas pētījumi, kuru gaitā noskaidrota un attīstīta optimālā, rūpnieciski viegli mērogojama dažādas koncentrācijas betulīna ekstraktvielu pulveru šķīdumu un tai sekojošā suspensiju iegūšanas metodika. Šīs metodikas ietvaros bija pārbaudīti vairāki kristalizācijas procesu ietekmējošie faktori, paralēli variējot paraugos iegūto kristālu daļiņu vidējos izmērus. Iegūtajām suspensijām tika turpināts pētīt mikro- un nano- izmēra daļiņu iekoncentrēšanu, vērtējot piemērotāko to uzglabāšanas formu. Rezultātā izdevies piemeklēt piemērotākos apstākļus un iegūt trīs uzglabāšanā stabilas, dažādās koncentrācijās betulīna ekstraktvielu nano-daļiņas saturošās paraugu formas – koloidālo šķīdumu, pastveida masu un sauso smalku kristālu pulveri. Sauso pulveri un pastveida masu ar salīdzinoši vienkāršu laboratorijas līmeņa metodiku iespējams izkliedēt atpakaļ koloidālā šķīdumā līdz to sākotnējā iegūšanas brīdī sasniegtiem vidējiem daļiņu izmēriem. Ir arī izmēģināta mērogojama betulīna ekstraktvielu daļiņu izgulsnēšanas metodika no nepolāra šķīdinātāja šķīduma, variējot vides temperatūru un spiedienu.

1.2. Bērza tāss betulīna mikro-, nano- izmēra daļiņu-šķīdinātāja masu un sausu daļiņu raksturošana

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku aktivitātes ietvaros 2. ceturksnī ir turpināta izpēte, lai pielāgotu un standartizētu ķīmiskās un instrumentālās metodes mikro- un nano- izmēra bērza tāss betulīna daļiņu ķīmisko pamatkomponentu satura un fizikālo īpašību (daļiņu izmēru sadalījums, dzeta potenciāls, daļiņu sedimentācija laikā, virsmas brīvā enerģija un īpatnējais virsmas laukums) raksturošanai. Ir arī turpināta 1.1. aktivitātē iegūtajos paraugos esošo betulīna daļiņu raksturošana, kā arī šo daļiņu un iegūšanas procesa gaitā radušos starpproduktu ķīmiskā sastāva noteikšana. Raksturošanas rezultātā iegūtie rezultāti tiek izmantoti, lai vērtētu mērogošanai piemērotākās augstas īpatnējās virsmas bērza tāss betulīna daļiņu ražošanas metodikas, veiktu padziļinātāku noteikta veida daļiņu un to veidošanās procesa izpēti, kā arī skaidrotu daļiņu mijiedarbību ar dažādām tās saturošajām vidēm. Ir arī pārbaudīta betulīna ekstraktvielu daļiņu koloidālā šķīduma stabilitāte atkarībā no vides pH.

Projekta gaita norit saskaņā ar plānoto.

31.03.2021 - Projektā laika posmā no 01.01.2021. līdz 31.03.2021. partneri strādāja pie 1.1. un 1.2. aktivitātēm. Paveikti šādi darbi:

1.1. Šķīdinātāju ietekmes izpēte un viegli mērogojamas bērza tāss betulīna mikro-, nano- izmēra daļiņu iegūšanas un to uzglabāšanas metodiku attīstīšana

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku aktivitātes ietvaros 1. ceturksnī ir uzsākta dažādos šķīdinātājos pie dažādiem tehnoloģiskajiem parametriem iegūtas atšķirīga ķīmiskā sastāva un tīrības bērza tāss sauso betulīna ekstraktvielu pulveru raksturlielumu pētīšana, izvērtējot to piemērotību kā izejvielām mikro-, nano- izmēra daļiņu iegūšanai. Tāpat arī aktivitātes ietvaros, izmantojot dažādās bērza tāss betulīna izejvielas, bija uzsākti mikro- un nano- izmēra daļiņu iegūšanas pētījumi, variējot dažādu polāru šķīdinātāju maisījumu vidi un citus kristalizāciju ietekmējošos faktorus. Rezultātā iegūtajām suspensijām bija pētīta mikro- un nano- izmēra daļiņu iekoncentrēšana un izvērtēta piemērotākā to uzglabāšanas forma, lai iegūtās daļiņas varētu atbilstoši tālāk raksturot 1.2. aktivitātes ietvaros, maksimāli saglabājot daļiņu sākotnējos izmērus un citus raksturlielumus. Ir sagatavotas specifikācijas un pasūtīti nepieciešamie reaģenti un materiāli aktivitātes realizācijai.

1.2. Bērza tāss betulīna mikro-, nano- izmēra daļiņu-šķīdinātāja masu un sausu daļiņu raksturošana

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku aktivitātes ietvaros 1. ceturksnī ir uzsākta izpēte, lai pielāgotu un standartizētu ķīmiskās un instrumentālās metodes mikro- un nano- izmēra bērza tāss betulīna daļiņu ķīmisko pamatkomponentu satura un fizikālo īpašību (daļiņu izmēru sadalījums, dzeta potenciāls un daļiņu sedimentācija laikā) raksturošanai. Ir arī veikta vairāku 1.1. aktivitātē iegūtajos paraugos esošo betulīna daļiņu raksturošana, kā arī šo daļiņu un iegūšanas procesa gaitā radušos starpproduktu ķīmiskā sastāva noteikšana. Raksturošanas rezultātā iegūtie rezultāti tiks izmantoti, lai vērtētu mērogošanai piemērotākās augstas īpatnējās virsmas bērza tāss betulīna daļiņu ražošanas metodikas, veiktu padziļinātāku noteikta veida daļiņu izpēti un skaidrotu daļiņu mijiedarbību ar dažādām tās saturošajām vidēm. Ir sagatavotas specifikācijas un pasūtīti nepieciešamie reaģenti un materiāli aktivitātes realizācijai.

Projekta gaita norit saskaņā ar plānoto.

01.01.2021 - Uzsākta projekta izpilde. Izveidota pētniecības projekta sadaļa LVKĶI mājas lapā.