Ar multifunkcionālām bērza tāss ekstraktvielu daļiņām stabilizētu, inovatīvu ķermeņa skaistumkopšanas produktu un unikālas kosmētikas izejvielas izstrāde
Projekta apraksts
05.05.2025
Projekta zinātniskais mērķis ir veikt ar saimniecisko darbību saistītu rūpniecisko pētījumu, apvienojot ķīmijas inženierzinātnes un kosmētikas nozari, kā arī veicināt zināšanu izplatību, veicot ar inovatīvām, multifunkcionālām bērza tāss ekstraktvielu mikrodaļiņām stabilizētu Pikeringa kosmētiskā krēma emulsiju komponentu mijiedarbības sistēmisku izpēti jaunu, sadarbības partnera – kosmētikas ražotāja aktuālajās tirgus vajadzībās balstītu ķermeņa skaistumkopšanas produktu un unikālas kosmētikas izejvielas radīšanai, kā arī šo kosmētisko produktu rūpnieciskas ražošanas mērogošanu.
Projekta galvenās darbības
- Pikeringa emulsiju pagatavošanas metožu izvērtēšana un kosmētikas izejvielas iegūšanas izpēte.
- Kosmētisko krēmu formulāciju attīstīšana, pielāgošana, produktu prototipu ražošanas mērogošana un paraugu raksturošana.
- Mērogotas rūpnieciskas ražošanas procesa metodikas validēšana, nepieciešamo datu apkopošana un produktu prototipu testēšana.
- Ar bērza tāss ekstraktvielu daļiņām stabilizētu Pikeringa emulsiju krēmu rūpnieciskas ražošanas tehnoloģijas prototipa izstrāde.
Radīto zināšanu izplatīšana mācību, publikāciju vai tehnoloģiju pārneses veidā.
Projekta galvenie rezultāti
- 7 testēšanas pārskati.
- 1 eko-inovatīvas tehnoloģijas prototips.
- 3 jauni kosmētisko produktu prototipi.
- 6 zinātniskās publikācijas.
- Sadarbība starp vienu pētniecības organizāciju un diviem komersantiem.
Projekta īstenošanas termiņš: No 2025. gada 1. maija līdz 2028. gada 30. aprīlim.
Projekta kopējais finansējums: Kopējās izmaksas: 882 354 EUR (bez PVN). Eiropas Reģionālās attīstības fonda (ERAF) atbalsts: 600 000 EUR (līdzfinansējuma likme: 68%).
Uzsaukums, aktivitāte: Projekts tiek īstenots ERAF pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” (1.1.1.3. aktivitāte) ietvaros.
Projekta partneri:
- Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts (vadošais partneris)
- AS “Latvijas Finieris”
- SIA “LABRAINS”
Projekta īstenošanas gaita
05.05.2025. - uzsākta projekta īstenošana.
Projektā laika posmā no 01.05.2025 līdz 31.07.2025 partneri strādāja pie 1.1., 2.1., 2.3. apakšaktivitātēm un 6. aktivitātes. Paveikti šādi darbi:
1.1. Pikeringa emulsiju pagatavošanas metožu izvērtēšana potenciālo krēmu produktu ražošanai
Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku apakšaktivitātes ietvaros 1. ceturksnī, aktīvi sadarbojoties projektā iesaistītajiem vadošā partnera LVKĶI pārstāvjiem, ir izstrādāts sākotnējais eksperimentālais plāns un uzsākta tā realizācija. Apakšaktivitātes uzdevuma realizācijai tika nolemts meklēt veidus, kā, izmantojot 3 dažādas patentētās metodikas (saīsināti metodiku pamatprincipi: O + ūdens, H + eļļa un H + O), pagatavot ar bērza tāss ekstraktvielu daļiņām stabilizētas Pikeringa emulsijas, saglabājot līdzīgu atsevišķo komponentu satura proporciju. Vispirms sākotnējos priekšeksperimentos, izmantojot vienu prioritāro Pikeringa emulsiju pagatavošanas metodiku (O + ūdens), pie tajā brīdi optimāliem emulsiju pagatavošanas apstākļiem tika meklētas limitējošās atsevišķo komponentu koncentrācijas diapazona robežas, pie kurām - atbilstoši testēšanas rezultātiem - emulsijām būtu visaugstākā un viszemākā stabilitāte. Kad tiks iegūti rezultāti arī par pārējām divām patentētajām metodikām, tad varēs vērtēt potenciāli salīdzināmās mainīgo tehnoloģisko parametru variācijas iespējas Pikeringa emulsiju pagatavošanas procesā. Visas iegūtās emulsijas tālāk raksturoja 2.3. apakšaktivitātes ietvaros un savā starpā salīdzināja. Tāpat, lai varētu pēc iespējas tuvināti standartizēt pašu Pikeringa emulsiju pagatavošanas metodiku, tika izmantots jauns emulģēšanas tehniskais paņēmiens, ar kuru varēja ērti izpētīt optimālos emulģēšanas intensitātes un ilguma režīmus.
Kā izejvielas Pikeringa emulsiju pagatavošanai tika izmantoti 2.1. apakšaktivitātes eksperimentu rezultātā iegūtie oleogeli, kas stabilizēti ar daļēji attīrītu bērza tāss ekstraktvielu mikrodaļiņām. Šī ceturkšņa laikā oleogelu iegūšanas priekšeksperimenti galvenokārt tika veikti salīdzinoši mazās (vidēji 100 ml) un eksperimentāli mērogotās (500 ml) tilpuma porcijās, kas pēc īpašībām savā starpā nedaudz atšķīrās (īpaši nelielās 100 ml porcijās). Tāpēc, reprezentatīvu un kvalitatīvu eksperimentālo rezultātu nodrošināšanai, nākamajam ceturksnim ir izvirzīts mērķis - pēc iespējas maksimāli mērogot oleogela iegūšanu LVKĶI 2.1. aktivitātes ietvaros, lai vienā piegājienā un lielākā porcijā iegūtu pēc īpašībām un sastāva homogēnu kosmētikas izejvielu.
Tāpat LVKĶI sastādītas aktivitātes īstenošanai nepieciešamo reaģentu un materiālu specifikācijas, kā arī atbilstoši publisko iepirkumu likuma prasībām sagatavota pārējā nepieciešamā dokumentācija, iekļaujot noteikumu par vienu no projekta pieteikumā iekļautajām Horizontālā principa (Vienlīdzība, iekļaušana, nediskriminācija un pamattiesību ievērošana - VINPI), vispārīgās publisko iepirkumu kategorijas darbībām ar nosaukumu: “Sociāli atbildīgs iepirkums”, kuru iepirkuma konkursa pretendentiem būs jāuzņemas realizēt. Rezultātā ir izietas atbilstošās procedūras un uz projekta 1. ceturkšņa beigām oficiāli izsludināts pats publiskā iepirkuma konkurss.
2.1. Perspektīvāko kosmētikas izejvielu / produktu prototipu pagatavošanas metožu attīstīšana un to pielāgošana ražošanas pakāpeniskai mērogošanai
Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku apakšaktivitātes ietvaros 1. ceturksnī LVKĶI ir uzsācis detalizētāku pētījumu par ar daļēji attīrītu bērza tāss ekstraktvielu daļiņām stabilizētu oleogelu iegūšanas procesu ietekmējošajiem faktoriem produkta ražošanas pakāpeniskas mērogošanas mērķim. Praktisko iemaņu un iepriekšējās pieredzes atsvaidzināšanai, kā arī Pikeringa emulsijas izejvielu iegūšanai, vispirms oleogelu iegūšanas eksperimenti tika uzsākti saulespuķu eļļas vidē, vidēji 100 ml tilpuma produkta iegūšanai. Tika arī identificēts viens oleogela gala produkta kvalitātes īpašības ievērojami ietekmējošais tehnoloģiskais parametrs, kas tad arī, zinātniskās informācijas uzkrāšanas vajadzībām, eksperimentu gaitā tika papildus testēts. Rezultātā tika iegūta kvalitatīvu oleogelu paraugu sērija un gūta pārliecība par patentētās iegūšanas metodikas veiksmīgu darbību. Lai gūtu pirmo praktisko oleogelu iegūšanas pieredzi un apgūtu citas procesa nianses, uz LVKĶI tika uzaicināti arī projekta partnera - AS “Latvijas Finieris” - pārstāvji.
Ņemot vērā nepieciešamību pēc oleogelu iegūšanas procesa zinātniskajiem datiem nākotnes testēšanas pārskatos, izmantojot atgūto praktisko pieredzi, tika izstrādāta detalizēta katra iegūšanas posma tehnoloģisko parametru un materiālās bilances plūsmu excel tabula. Tā, ar nelielām modifikācijām, varēs kalpot par vienotu iegūšanas procesa aprakstīšanas standartu arī pakāpeniskas ražošanas mērogošanas darbībām. Pēc savstarpējām konsultācijām un ņemot vērā partnera SIA “Labrains” pārstāvju vēlmes attiecībā uz potenciālo kosmētikas produktu īpašībām, LVKĶI tika uzsākti pirmie oleogelu ražošanas mērogošanas mēģinājumi 5 reizes lielākā tilpumā. Eksperimentu gaitā tika identificēti un risināti dažādi ar ražošanas mērogošanas procesu saistīti izaicinājumi un rezultātā pirmo reizi iegūti oleogelu paraugi 5 reizes lielākā daudzumā. Visiem iegūtajiem oleogeliem tālāk tika veikta attiecīga raksturošana 2.3. apakšaktivitātes ietvaros. Nākamais uzdevums ir mērogot ražošanas procesu līdz 10 reizes lielākam apjomam, un, iespējams, vēl vairāk. Šo darbību mērķis bija ne tikai iegūt lielāku homogēna oleogela paraugu eksperimentiem 1.1. aktivitātes ietvaros, bet arī gūt pirmo praktiskas mērogošanas pieredzi, jaunas iemaņas un idejas, ko nodot partnera AS “Latvijas Finieris” pārstāvjiem rūpnieciskajiem apjomiem paredzētām mērogošanas vajadzībām.
Pēc LVKĶI apmācību apmeklēšanas 1. ceturksnī arī pie partnera AS “Latvijas Finieris” paralēli tika veikti vairāki oleogela paraugu iegūšanas eksperimenti, izmantojot atšķirīgāku etanola ietvaices iekārtas risinājumu. Eksperimentu gaitā tika gūtas vairākas vērtīgas atziņas un jauna praktiskā pieredze. Taču galvenais notikums bija AS “Latvijas Finieris” pasūtītā 50 litru oleogelu ražošanas mērogošanas reaktora un ar to saistīto iekārtu saņemšana, komplektācija, saslēgšana, uzstādīšana, regulēšana un rezultātā veiksmīga oficiālā nodošana ekspluatācijā. Ar šo jauno reaktoru tika uzsāktas pirmās šķīdinātāja ietvaicēšanas darbības, lai gūtu praktisko pieredzi, novērtētu iekārtas potenciālās iespējas un notestētu konkrētus tehnoloģiskos parametrus.
LVKĶI sastādītas aktivitātes īstenošanai nepieciešamo reaģentu un materiālu specifikācijas un uz projekta 1. ceturkšņa beigām tika oficiāli izsludināts publiskā iepirkuma konkurss.
2.3. Iegūto kosmētikas izejvielu un Pikeringa emulsiju paraugu raksturošana
Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku apakšaktivitātes ietvaros 1. ceturksnī ir uzsāktas un veiktas 1.1. un 2.1. apakšaktivitātēs iegūto Pikeringa emulsiju un to izejvielu – oleogelu raksturošanas darbības. Līdz šim oleogeliem ir testēti galvenokārt reoloģiskie raksturlielumi kā krājuma modulis un viskozitāte. Paralēli notiek arī paraugu vizuālā un “taktilā raksturošana”. Papildus ir veiksmīgi noteikts raksturīgo komponentu saturs, izmantojot instrumentālo hromatogrāfijas metodi. Ciešā sadarbībā ar partnera SIA “Labrains” pārstāvjiem ir noskaidrotas un saskaņotas vairākas prioritārās Pikeringa emulsiju testēšanas metodikas, pēc kurām tiks vērtēta emulsijas stabilitātes pakāpe, kas ir ļoti svarīgs kvalitatīva produkta raksturlielums kosmētikas nozarē. Prioritāro testu sarakstā iekļauti: 1) termālais stresa tests ar vairākiem sasaldēšanas atkausēšanas cikliem; 2) paātrinātās novecošanas tests ar stabilitātes pārbaudi paaugstinātā temperatūrā; 3) centrifugēšanas tests; 4) vizuālā pārbaude (homogenitāte, krāsas stabilitāte, tekstūra, attēli pirms un pēc); 5) pH mērījumi. Līdz šim brīdim LVKĶI papildus tika testēti un tiek pielietoti arī tādi Pikeringa emulsiju raksturošanas paņēmieni kā krājuma moduļa un viskozitātes noteikšana kā arī emulsijas attēlu iegūšana, izmantojot gaismas mikroskopiju.
LVKĶI sastādītas aktivitātes īstenošanai nepieciešamo reaģentu un materiālu specifikācijas un uz projekta 1. ceturkšņa beigām tika oficiāli izsludināts publiskā iepirkuma konkurss.
6. Komunikācijas un vizuālās identitātes prasību nodrošināšanas pasākumi
Saskaņā ar vizuālās identitātes prasībām aktivitātes ietvaros 1. ceturksnī finansējuma saņēmēju jeb sadarbības partneru telpās sabiedrībai skaidri redzamā vietā tika izvietota informatīvā plāksne. Uz struktūrfondu mājaslapas sistēmā ģenerētas plāksnes tika atspoguļota informācija par projekta īstenotāju, projekta nosaukumu un īstenošanas termiņu, projekta numuru un finansējuma avotu. Tāpat arī, uzsākot projektu, sadarbības partneru mājaslapās tika izveidota sadaļa ar informāciju par projekta īstenošanu, t.sk. projekta nosaukums, finansētāja nosaukums un logo, projekta īstenotājs, projekta numurs, līguma ar finansētāju numurs, Eiropas Savienības un ERAF logo, sauklis, informācija par projekta aktivitāšu progresu. Šajā sadaļā projekta katra ceturkšņa beigās tiks publicēts īss apraksts par projekta progresu, tā rezultātiem un tālākiem mērķiem. Lai nodrošinātu pēc iespējas sekmīgāku projekta vadību un īstenošanu, bija plānots, ka visu projekta īstenošanas laiku vismaz vienu reizi vienā vai divos mēnešos projekta partneru vadības komandas piedalīsies progresa sapulcēs, lai pārrunātu projekta ietvaros paveikto un sasniegtos rezultātus kā arī identificētu potenciālos riskus, izstrādātu to novēršanas plānu. Tāpat arī progresa sapulces nepieciešamas, lai sekotu līdzi aktivitāšu savlaicīgai izpildei un finansējuma izlietošanai atbilstoši noslēgtajam līgumam ar CFLA. Šī ceturkšņa laikā projektā iesaistītajiem sadarbības partneriem notika divas projekta īstenošanas sapulces – pirmā bija attālinātā sapulce projektu uzsākot un otra sapulce realizēta pēc projekta pirmā mēneša 5. jūnijā, kas notika vadošā partnera - LVKĶI telpās klātienē. Šajā klātienes sapulcē tika apspriests projekta realizācijas progress un eksperimentu rezultāti. Pēc sapulces sadarbības partneriem bija iespēja doties ekskursijā pa LVKĶI laboratorijām un pilotiekārtu angāru, kā arī personīgi vērot oleogelu un Pikeringa emulsiju pagatavošanas paraugdemonstrējumus ar iespēju uz vietas notestēt iegūtos paraugus uz ādas un paņemt tos līdzi kā suvenīrus. Par pašu projektu un šo klātienes sapulci bija arī izstrādāta atsevišķa publikācija komunikācijai ar sabiedrību, kas tika publicēta LVKĶI mājaslapā latviešu un angļu valodās, kā arī papildināta ar notikuma attēliem.https://kki.lv/aktualitates/latvijas-zinatnieki-radis-pasaule-unikalus-kermena-kopsanas-produktus-no-berza-tass
https://kki.lv/en/latest-news/latvian-scientists-develop-world-unique-skincare-products-birch-bark
Lai sasniegtu plašāku auditoriju, šīs publikācijas angļu valodas versija tika ievietota profesionālajā sociālajā tīklā LinkedIn “posta” ieraksta veidā.
Projekta gaita norit saskaņā ar plānoto.
