Studie Inovacom Proces Tech final - cvut.czinovacentrum.cvut.cz/file/Studie_Inovacom_Proces_Tech.pdf · V kostce je tuto platformu možné využít k těmto aktivitám: foresight

Rozvíjí spolupráci vědeckotechnologických

parků a pracovišť transferu technologií

Studie InovaCOM

Procesní technologie



1. Struktura studie – výstupu Tato studie ukazuje zahraniční příklady dobré praxe v technologickém transferu z Belgie a z Německa.

Studie není jen teoretickým popisem, ale hledá cesty jak navázat se zahraničními pracovišti trvalou spo‐

lupráci. Jedním z poznatků vyplývající z realizace projektu InovaCOM je zjištění, že Česká republika již

není brána jako partner, kterému budeme předávat zkušenosti, ale jako partner, se kterým chceme pra‐

covat na konkrétních příležitostech. To, co bylo běžné v minulých letech, tj. poznávací stáže, je nahra‐

zováno stážemi které musí vést ke konkrétním výsledkům.

Studie se tedy zaměřuje na tyto okruhy:

a) Rešerše příležitostí, technologických směrů.

b) Rešerše potencionálních partnerů v zahraničí ale i v ČR.

c) Ukázky metod práce zahraničních TT pracovišť.

d) Návrh procesního modelu spolupráce.

e) Nalezení pilotních transferů s vybraným partnerem.

Partnerskými organizacemi pro tuto studii jsou Katolická Universita Leuven, a dále německá instituce

DIL, napojená na Hochschule Osnabruck, fakultu aplikovaných věd. Obě organizace spolu pracují v rámci

konsorcia HighTech Europe a spolupracují na vzniku platformy (Knowledge Innovation Center – KIC)

nazvané FoodBest. Oborově se tato studie zaměřuje na aplikaci ICT, elektrotechnických oborů a ener‐

getiky v oblasti procesních technologií, zejména potravinářství, částečně pak farmacie a chemie. Část

této práce je věnovaná popisu portálu Foodtech‐portal.eu, který je nástrojem pro technologický fore‐

sight a vyhledávání partnerů v oblasti procesních technologií.



2. Zahraniční partneři

2.1 Region Leuven

Region Leuven patří k technologicky nej‐

rozvinutějším regionům Belgie a i celé

Evropy. Centrem výzkumu je zejména

Katolická Universita

www.kuleuven.be

Podporu inovačních firem koordinuje

organizace Leuven Inc. – innovation net‐

working circle.

www.leuveninc.com

V rámci širšího regionu zde pak působí

organizace ELAT, která propojuje regiony

Eidhoven, Aachen Leuven. Jsou zde také

velké technologické parky a inkubátory,

jejichž přehled najdete zde:

http://lrd.kuleuven.be/en/hitech/

science‐parks‐and‐business‐centres.



Další organizace místní inovační infra‐

struktury pak najdete zde:

http://lrd.kuleuven.be/en/ hitech

Co se týče technologického zaměření, působí zde například tato velká vědecká centra a klastry:

Výživa a zdraví, včetně medicínských laboratorních technologií

Nanotechnology, zaměřený na aplikační oblasti, například aplikace pesticidů

ICT – zaměřený například na image processing

Další příklady naleznete zde:

http://lrd.kuleuven.be/en/tc



2.2. DIL – Deutches Institute fur Lebbensmitteltechnik

DIL je výzkumným klastrem propo‐

jeným s Universitou Osnabruck a se

zapojením více jak 140 firem do

inovační sítě. Na 6000 m2 zde pracuje

cca 140 pracovníků v laboratořích a

v poloprovozních experimentálních

zařízeních. Zabývají se vývojem za‐

řízení pro superkritické kapaliny,

extrudéry, ale i vývojem software pro

simulaci výrobních procesů například

v mlékárenském a masném průmyslu.

Významná je také vývojová činnost

v oblastech robotiky, sensorech, mě‐

řicí technice.

www.dil‐ev.de

2.3. Kooperační platformy

V této části se věnujeme tzv. kooperačním platformám,

které si zahraniční partneři vytvářejí pro snazší

networking v oblasti technologického transferu.

2.3.1 High Tech Europe

Tato platforma je tvořena 16 partnery napříč Evropou,

kromě KU Leuven a DIL je zde například Univer‐sita

Wageningen, katalánský výzkumný ústav IRTA, austral‐

ské CSRIO a z České republiky Výzkumný ústav potravi‐

nářský Praha. Platforma vytváří FoodTech Innovation

portal, který bude dále popsán v kapitole 5. U této plat‐

fomy je možné tzv. asociované partnerství, ať už firem

nebo ústavů, akademických pracovišť. Partneři pak získá‐

vají přístup k datům, které platforma vytváří, tj. databáze

poloprovozních linek a speci‐álních přístrojů apod.

Další informace na www.hightecheurope.com



2.3.2 KIC Foodbest

Tzv. Knowledge Innovation Commu‐

nity je nový nástroj EU pro pro‐

pojování akademické sféry s podniky.

Jedná se o skutečně velké platformy

platforem, tj. silné výzkumné aliance.

Tyto aliance pak získávají prostředky,

které mohou dále rozdělovat formou

grantů. Chovají se tedy částečně jako

výzkumné konsorcium a částečně

jako grantová agentura, působící

napříč Evropou v určitém specifickém

oboru. Zatím vznikly KIC v oblasti

Energetiky (s účastí ČEZ), a dále v ICT.

http://eit.europa.eu

V oblasti procesních technologií

vzniká KIC Foodbest, který připravuje

Universita Wageningen (NL), silnou

roli má však také Universita Lund a

KU Leuven. Je nutné říci, že KIC se

deklarují jako podpora i menších

firem, ale je to určeno pro skutečně

velké hráče. Pokud zde Česká Repub‐

lika chce hrát nějakou roli, bylo by

vhodné vytvořit skutečně silné kon‐

sorcium, např. ČVUT, VŠCHT, UPOL,

které by se k FoodBest přihlásilo.

Více na www.foodbest.eu



3.0 Rešerše příležitostí ke spolupráci

Přehled příležitostí vychází z průzkumu mezi menšími a středními potravinářskými firmami, a dále mezi

akademickými pracovišti, které se zabývají procesními technologiemi. Průzkum byl proveden celkem v 9

zemích včetně České Republiky.

Hlavní identifikované směry:

Optimalizace procesů, většinou na bázi ICT modelování.

Balící materiály a technologie, většinou v souvislosti s trvanlivostí (aktivní obaly apod.).

Snižování nákladů, většinou na bázi energetických úspor a automatizace.

„Tracebility“, sledování toku surovin, většinou na bázi ICT nástrojů (např. RFID).

V následující pasáži je uveden detailnější přehled příležitostí ke spolupráci s platformou procesních

technologií při KU Leuven a DIL Osnabruck. Zde je pak k dispozici dokument „White Book for high tech

food processing“, který popisuje detailněji možnosti spolupráce. Tyto materiály budou využity pro

konkrétní „matching“ českých vývojových týmů s KU Leuven.

Příležitosti jsou rozděleny podle procesního výrobního modelu od separace k balení.

3.1 Separační operace

Operace Výzkumné směry

Chromatografická separace Matematické modelování (tlak, flow rate, konfigurace)

Vstřebatelné látky (smart polymers)

Membránová separace Separace specifických substancí, např.aromat

Zvýšení membránové stability, například za vysokých teplot

Zvýšení výkonosti membrán

Superkritická separace Scale up kontinuálního supekritického extrakčního procesu

Hledání jiných superkritických kapalin mimo CO2

Hledání potenciálu pro jiné aplikace, např. mikrobiologická

inaktivace (potlačení aktivity)

Extrakce pulsním polem Scale up pro průmyslové využití

Použití v neoptimálních podmínkách, optimalizace

Porozumění rozdílům ve funkčních a strukturálních parametrech u

zpracovaných a nezpracovaných produktů



3.2 Stabilizační operace


Obecné stabilizační technologie Kontrola a ukládání všech parametrů procesu

Kinetické studie, zahrnující dynamické stavy výroby

Vyhodnocení stejnosti procesu při změně dílčích parametrů

Nezávislé hodnocení výkonosti procesních technologií

Mikrovlnné zpracování Pochopení efektů mikrovln (posun fáze, změny příkonu,

frekvence, pulsy vln) a jejich interakce s potravinářskými

surovinami

Software pro rychlou simulaci

Příprava na konkurenceschopnou komercionalizaci (scale up,

prodejní argumenty)

Ohmický ohřev (joule) Pochopení a kvantifikace účinků permeability (electroporation) na

buněčné membrány

Infra ohřev

Kombinace infračerveného a mikrovlnného ohřevu, a další obecné

vodivé a konvektivní (proudění) metody ohřevu

Výzkum absorpčního fenoménu na různé potravinářské suroviny

Ozařování Důkazy vedoucí k omezení spotřebitelské skepse

Zpracování pod vysokým tlakem

Demonstrace schopnosti inaktivovat všechny typy patogenů

Důkazy o likvidaci klíčení spór při kombinovaných tlakových a

teplotních podmínkách

Efekty plynoucí ze změny procesních proměnných na

potencionální škodlivé biochemické reakce

Efekty kombinovaného tlaku, teploty a kvalitativních parametrů

(nutriční vlastnosti, textura)

Vysokotlaká homogenizace Znalosti o stavu mikrobiálního poškození na molekulární bázi

Scale up na podmínky průmyslového využití

Zpracování pod pulsujícím

elektrickým polem

Osvětlení kinetiky mikrobiální inaktivace

Nastavení vhodných škál provozních stavů (energie, teplota,

viskozita, vodivost)

Validace procesu

Pulsující světlo (IPL)

Studie efektivnosti na skutečných potravinách

Osvětlení mechanismu mikrobiologické inaktivace

Vývoj zařízení s vhodnou hloubkou penetrace

Vývoj adekvátních balících materiálů

Studená plasma Porozumění parametrům plasmy, vhodným pro efektivní omezení

mikrobiálních rizik

Upscale z laboratorních podmínek



3.3 Operace k formování struktury


Vysokotlaké zpracování Zjištění vztahů mezi vysokým tlakem a nutriční bio stabilitou

Scale up na reálných potravinářských zařízeních

Vysokotlaká homogenizace Studie redukce srůstů (colaescence)

Snižování eneregetických nároků a růst životnosti zařízení

Návrh optimálních homogenizačních podmínek (teplota, pH, atd.)

Zpracování ultrazvukem Vývoj vysokovýkonných průmyslových zařízení včetně vhodných

pracovních komor

Objasnění skrytých mechanismů procesu (např.

manothermosonification)

Dopady na nutriční látky

Rázové vlny Porozumění specifickým obalovým materiálům (odolné materiály

s akustickou impedancí)

Vývoj produkčních strojů, (tlaku odolné materiály, zaměřování,

odrazové a absorpční vlastnosti)

3.4 Přeměnné operace


GMO derivované enzymy Výroba specifických enzymů (extremophile)

Vývoj kustomizovaných enzymů (změny struktury, katalytická

aktivita) s potenciálem pro produkci nových metabolitů (produkty

metabolismu), katalýza nových metabolických postupů a stavů

Mikrovlnné rozmrazování Pochopení procesu rychlo rozmrazování

Výběr nejvhodnějších produktů pro rychlo rozmrazování,

optimalizace procesu

Kvantitativní vhled do přírůstků energie



3.5 Balení produktů


Obecné balení Bezpečnostní hodnocení nových balících postupů (toxicita,

reaktivnost, prostupnost)

Objasnění mechanických vlastností, prodyšnost, průchodnost

plynů

Aktivní obaly Snižování výrobních nákladů antimikrobiálního balení

Modelovací nástroje pro výběr vhodných likvidátorů kyslíku

Inteligentní obaly Čidla pro měření vlhkosti a četnosti změn teploty

Snižování materiálových nákladů (nanomateriály) pro výrobu RFI

čidel (radiofrekvenční identifikace)

Bezodpadové/nízko odpadové

balení

Up scale jedlých tenkých povlaků (filmů) pro komercializaci

Prediktivní modely difuze

Interakce mezi jedlými filmy a aktivními látkami

Potenciál nanomateriálů pro výrobu jedlých filmů

Znalosti struktury a vztahů biopolymerů pro biodegradabilní obaly

Matematické modely pro vyhodnocení vlivu a vlastností

biodegradabilních obalů

Zařízení na výrobu bioplastů

Balení pro méně obvyklé postupy

zpracování

Určení migrace částic z obalů do potravin během mikrovlnného

ohřevu

Zjištění názoru spotřebitelů na opakované použití obalů

Vývoj nových biodegradabilních a přírodních materiálů

použitelných při mikrovlnnému ohřevu

Zjištění chování přírodních (bio sourced) a biodegradabilních

materiálů při použití vysokého tlaku

Porozumění a kvantifikace potencionálních synergií vysokotlakých

zařízení a aktivních obalů



4.0 Potenciál pro spolupráci na české straně.

V rámci studie bylo provedeno dotazování a rešerše otevřených zdrojů, pro identifikaci výzkumných

pracovišť, které se věnují tématům identifikovaným v kapitole 3. Potenciál ke spolupráci v rámci

pracovišť českých Universit je zpracován v příloze 1).

Separátní šetření pak provedlo Inovacentrum na jednotlivých fakultách ČVUT. Zde jsou relevantními

pracovišti Ústav pro procesní a zpracovatelskou techniku FSI CVUT, a dále pak Katedra

elektromagnetického pole FEL (mikrovlnné aplikace).

Otázkou je pak budoucí zapojení centra RCMT z Fakulty strojní, tedy skupiny, věnující se vývoji strojů.

Obecně z analýzy vyplývá, že řada těchto technologií je zvládnuta na laboratorní úrovni, a že klíčovou

úlohou do budoucna je zvládnout zlevnění výroby pomocí up scale (efektivní výrobní stroje).



5.0 Příklad dobré praxe v TT

Z pohledu fokusu projektu Inovacom

na transfer technologií mj. v oblasti

procesních technologií, je příkladem

zahraniční dobré praxe znalostní

portál Food Tech Innovation Portal,

www.foodtech‐portal.eu, který byl

vyvinut na KU Leuven. Jedná se plat‐

formu pro otevřené inovace a net‐

working, zaměřenou na komunikaci

výsledků a kapacit vývoje směrem

k malým a středním firmám.

Portál nabízí popisy nových techno‐

logií pro zpracování potravin, včetně

jejich parametrů. Technologické po‐

pisy jsou propojeny do databáze

otevřené dostupné infrastruktury (poloprovozy, laboratoře), která nabízí možnost vyzkoušet nové

technologie bez nákupu nového laboratorního vybavení. Kromě toho jak technologie, tak infrastruktury

jsou spojeny s kontakty na odborníky, pracující v daném oboru.

Dále portál nabízí obecné informace a podporu, pokud jde o inovační proces, metodiku feasibility

studies k uvedení na trh, včetně technických, právních, finančních, marketingových a manažerských

aspektů. Portál je vytvořen ve stylu Wikipedie, umožňující průběžnou aktualizaci a rozšíření položek.

Food Tech tedy poskytuje službu „centrální adresy“ pro zájemce o "otevřené inovace" v oblasti proces‐

ních technologií.

Portál je přístupný zdarma. Nicméně, některé funkce jsou k dispozici pouze po registraci pro platformu

členství přidružené (AMP) ([email protected]). Přidružení členové mohou zadat své vlastní kon‐

taktní údaje, technologie a infrastrukturu a používat portál jako síťovou platformu pro vytváření nových

obchodních kontaktů. Z České republiky je například členem Výzkumný ústav potravinářský Praha a

z průmyslu například ZDAS Ždár nad Sázavou.

V kostce je tuto platformu možné využít k těmto aktivitám:

foresight nových směrů výzkumu procesních technologií (včetně energetiky a ICT), zejména

v oblasti potravinářství, částečně pak v chemii a farmacii;

prostor pro nabídku vlastních řešení, znalostí a infrastruktury (např. laboratoře);

prostor pro hledání partnerů pro vývojová konsorcia.



6.0 Závěry

Z pohledu již připravovaných aktivit bych považoval z pohledu Inovacentra ČVUT za nejefektivnější se

věnovat zejména těmto třem tématům:

a) Superkritická extrakce (navazuje na projekt Atomizer, připravený v rámci preseed aktivit

Inovacentra).

b) Použití vysokého tlaku, s cílem vyzkoušet na reálných postupech (technologiích) a navrhnout

způsoby zlevnění zatím poměrně drahých výrobních zařízení.

c) Aktivní obaly ‐ návaznost na individuální aktivitu Nanocent v preseed „Konkurenceschopné

strojírenství“.

Další témata si mohou definovat partneři a cílová skupina Inovacom na základě evidovaných příležitostí

v bodě 3.0, a dále na základě studia informací z portálu FoodTech.

Ing. Zdeněk Hušek, 12.8.2013



Příloha 1

Pracoviště s aktivitami v identifikovaných rozvojových směrem

procesních technologií

POZN.

Univerzity a vědecká pracoviště

MZLU

VUT

VŠCHT

UP

FaF UK

FVZ

UHK

SZÚ

CVUT

FN HK

Separační metody Chromatografie x x x x x x x x x x

Membránová separace x x x x x x x

Superkritická extrakce x x

PEF usnadněna extrakce

Stabilizační operace

zaměřené na

mikrobiální inaktivaci

Mikrovlnné záření x x x x x x x x x

Ohmický (odporový) ohřev x

Suché topení x

Použití infračerveného záření x x x x x x x x

Operace bez použití

tepla

Ozařování x x

Použití vysokého tlaku x

Vysokotlaká homogenizace x

Pulzní elektrické pole x x

Pulsní světlo

Všechny univerzity

používají UV k

desinfekci

prostředí

Ošetření studenou plazmou

Sdružení

Plazmapoint

(www.chempoint.

cz) x

Operace měnící

strukturu

Zpracování za použití vysokého

tlaku x x

Vysokotlaká homogenizace x x

Ultrazvuk x x x x x

Nárazové mikrovlnné záření

Konvert. Operace Enzymy z GMO organismů x x x x x

Rozmrazování pomocí mikrovln

Způsoby balení Aktivní obaly

x

Inteligentní obaly x

Obaly s minimem odpadů x x

Obaly pro nové technologické

zpracování



MZLU ‐ Mendelova zemědělská lesnická univerzita v Brně; VUT ‐ Vysoké učení technické, Brno; UP ‐ Univerzita Pardubice;

FaF UK ‐ Farmaceutická fakulta, Univerzita Karlova; FVZ ‐ Fakultra vojenského zdravotníctví, Hradec Králové; UHK ‐ Univerzita Hradec Králové;

SZÚ ‐ Státní zdravotní ústav; ČVUT ‐ České Vysoké Učení Technické v Praze; FN HK ‐ Fakultní nemocnice Hradec Králové

Příloha 2

Proces spolupráce se zahraničním partnerem, konsorciem Food TIP

Aktivita Zdroj informací Provádí Výstup Poznámka

Identifikace projektu

Identifikace příležitosti mezinárodní studie HTE Exp. tabulka příležitostí

podklad pro interní rešerši na

ČVUT

Identifikace interního

know‐how

interní dokumenty

ČVUT, rozhovory IC ČVUT tabulka příležitostí katedry a ústavy, najít aktivní lidi

Identifikace

mezinárodních partnerů

Food Tech Innovation

Portal Exp. tabulka příležitostí prioritně KU Leuven, DIL, a další

Identifikace místních

partnerů volné zdroje, studie Exp. tabulka příležitostí

VŠCHT, VUT, VUPP, Mendel U,

UPOL, aj.

Identifikace cílových

zákazníků volné zdroje, rozhovory Exp. tabulka příležitostí

potravinářské podniky, výrobci

procesních technologií

Formování konsorcií

Inovaforum řízená diskuse IC CVUT

schůzka stran, definice

zájmu jak se to přesně jmenuje?

Ověření cílových zákazníků

desk research, oslovení,

návštěva Tým

smíšený tým, složený ze zástupců

partnerů

Prescoring záměru Inovascreen Tým body pro náměty

výběr témat, kterým se budeme

zabývat

Zpracování technology

roadmap

desk research, interview

s firmami

Exp.

technology roadmap upřesnění efektu z inovace,

Zpracování záměrů TT

projektu Tým business case dle Prince 2

2.Inovaforum business case IC ČVUT

rozhodnutí o realizaci

projektu

role partnerů, odpovědnost,

harmonogram

Smlouva o spolupráci IC ČVUT smlouva

NDA smlouva IC ČVUT smlouva

Rozpracování záměru

Rozpracování projektu

Identifikace pilotních

zákazníků osobní jednání tým

smlouva o pilotním

ověřování

Finanční zdroje tým

finanční plán, zdroj

financování grant, vlastní zdroje zákazníka

týmem se rozumí skupina složená s pracovníků ČVUT, Inovacentra a externích expertů určených pro realizaci projektu

Exp. je externí nebo interní expert pověřený identifikací příležitosti

Documents

Studie Inovacom Proces Tech final - cvut.czinovacentrum.cvut.cz/file/Studie_Inovacom_Proces_Tech.pdf · V kostce je tuto platformu možné využít k těmto aktivitám: foresight