ARCHIV MEMPROPO

Po zahájení workshopu vystoupil se svou přednáškou rektor UTB ve Zlíně prof. Ing. Vladimír Sedlařík, Ph.D. Zaměřil se na činnost univerzity, její strukturu a speciálně představil podrobněji Centrum polymerních systémů UTB ve Zlíně. Na UTB ve Zlíně studuje přes deset tisíc studentů a doktorandů a univerzita hledá stále nové možnosti, jak ke studiu přilákat nové studenty.  Zmínil také dlouhodobou spolupráci mezi UTB ve Zlíně a Výzkumným ústavem mlékárenským v Praze, který byl hlavním řešitelem projektu  KUSmem.

S první odbornou přednáškou vystoupil Ing. Jan Drbohlav, CSc. (VÚM Praha) na téma Zpracování syrovátky pro potravinářské a nepotravinářské účely s použitím membránových procesů. Toto téma bylo jedním z hlavních bodů projektu KUSmem – Nové technologické postupy s využitím membránových procesů poskytující nové potravinářské produkty se zlepšenými nutričními a uživatelskými vlastnostmi. Ten byl podporován z programu Ministerstva zemědělství.  Základní ideou přednášky bylo možné využití koncentrované syrovátky pro výrobu tvarohů a jogurtů. Prezentace seznámila posluchače s nejúspěšnějšími výsledky výzkumných projektů řešených Výzkumným ústavem mlékárenským, které byly podporovány Ministerstvem zemědělství, Národní agenturou pro zemědělský výzkum a Technologickou agenturou české republiky. V těchto projektech byly navrženy receptury a výrobní postupy potravin pro zvláštní lékařské účely s využitím ultrafiltrace a diafiltrace k získání koncentrátů všech mléčných bílkovin a ke snížení obsahu laktózy. Byly také navrženy postupy k získávání zachycení syrovátkových bílkovin pomocí ultrafiltrace ze syrovátky, a to i ze syrovátky kyselé, z výroby tvarohu. Získaný koncentrát byl navržen a ověřen ve zvýšení výtěžnosti výroby tvarohu a jogurtů.

Další přednáška Ing. Jiřího Ečera (MemBrain s.r.o.) měla název Zpracování solného koncentrátu po demineralizaci syrovátky pomocí elektrodialýzy. V zásadě jde o vysrážení fosfátů ze solného koncentrátu úpravou pH pomocí NaOH a pomocí vápenného mléka a oddělení fosfátů buď filtrací, nebo odstředěním.  I tento postup zpracování solného koncentrátu byl zahájen v rámci projektu KUSmem a jeho cílem bylo snížit solnost odpadní vody tak, aby jí bylo možné vypouštět na čističku odpadních vod.

Po přestávce, která byla využita pro diskusi mezi účastníky workshopu a autory přednášek, následovala přednáška Ing. Marka Šíra, PhD (VŠCHT Praha) na téma Využití membránové destilace v průmyslu. Přednáška byla zaměřena na možnost využití membránové destilace v oblasti produkce demineralizované vody pro průmyslové využití. Tímto membránovým separačním procesem lze efektivně produkovat zdrojovou vodu pro nejrůznější průmyslové aplikace s využitím odpadního tepla, které je produkováno nejen v potravinářském průmyslu. V přednášce byla popsána nově zkonstruovaná originální poloprovozní jednotka, která slouží k testování procesu membránové destilace s přímým kontaktem (DCMD).

Další přednáška Ing. Vladimíra Poura, CSc. (VSČHT Praha) s názvem Využití membránových separací ve zpracování zeleninových a ovocných šťáv, byla zaměřena na separaci zeleninových šťáv. Zeleninové a ovocné šťávy jsou na trhu dostupné nepasterované, popř. šetrně pasterované, které je nutno uchovávat v chladu, jejich doba údržnosti je relativně krátká a zaujímají velký objem. Z ekonomických důvodů se tak přistupuje k výrobě koncentrátů. Koncentráty se pak zpětně rekonstituují, tedy smísí s vodou, aby se dosáhlo původních parametrů, případně se využívají ve výrobě dalších produktů. K výrobě těchto koncentrátů se využívají nejčastěji odparky, které mají několik nevýhod, mezi které patří především ztráty aromatických a biologicky aktivních látek, změny barvy následkem Maillardovy reakce a také změny senzorických vlastností během koncentrování. Při využití membránové technologie ke koncentraci těchto šťáv se oproti klasickému procesu zlepší kvalita produktu, ve smyslu senzorických vlastností a obsahu biologicky aktivních látek s pozitivním efektem na lidské zdraví. V přednášce byla prezentována membránová separace šťávy z červené řepy především z pohledu dělení betalainových frakcí, obsahu fenolických látek, obsahu kyseliny šťavelové a askorbové. Je vyhodnocena membránové filtrace šťávy z červené řepy na šesti membránách o různé velikosti pórů, které jsou v rozmezí od ultrafiltrace až k nanofiltraci.

Závěrečná přednáška Ing. Dušana Kimmera, CSc. (UTB ve Zlíně) Nanovláknité struktury pro mikrofiltrační membrány byla zaměřena na úpravu filtračních membrán nanovláknitých struktur. Vláknotvorným procesem v elektrostatickém poli (elektrospinningem) byly připraveny nanovláknité struktury s optimalizovanou morfologií, které byly následně využity pro mikrofiltraci odpadních a modelových vod. Nanostrukturované materiály používané pro tlakové filtrace kapalin vyžadují dodatečné ztužení membrán vzhledem k nevyhovujícím mechanickým vlastnostem nanovláken. Prezentován je postup ztužení membrán pomocí netkaných textilií z polyethylentereftalátu se širokou distribucí molárních hmotností. Diskutovány jsou vlivy konstrukce filtrů, morfologie nanostruktur, postupů čištění a biocidních úprav nanovláken na průtok, tlakový odpor, filtrační účinnost a životnost mikrofiltračních membrán. Vyvinuté nanostrukturované membrány mají větší průtok vody než komerční membrány, přičemž jejich mikrofiltrační účinnost zůstává zachována. Konstrukce připravených membrán umožňuje vyhlazení jejich povrchu, což má pozitivní účinek na separaci filtračního koláče během filtračního procesu. Prodloužení životnosti membrán bylo prokázáno i v souvislosti s antimikrobiálními úpravami nanovláken.

Workshop MEMPROPO 2021 se po roční přestávce uskutečnil opět tradiční prezenční formou posluchačů a přednášejících. Novinkou bylo to, že několik míst mezi posluchači bylo rezervováno pro studenty a doktorandy UTB ve Zlíně. U přednášek a po jejich skončení pak proběhla vždy krátká diskuse, v níž přednášející reagovali na otázky z publika.

Za organizátora workshopu CZEMP bych rád poděkoval UTB ve Zlíně za podporu a spolupráci při organizaci workshopu a za zajištění občerstvení během workshopu. Těšíme se na další ročník workshopu a věříme, že se tato událost stane trvalou součástí setkávání specialistů v oboru potravinářských technologií a membránových specialistů, jak na straně přednášejících, tak na straně posluchačů.

Sborník v elektronické verzi si můžete stáhnout zde: E-sborník MEMPROPO 2021

Workshop MEMPROPO 2020 byl součástí udržitelnosti projektu KUSmem – Nové technologické postupy s využitím membránových procesů poskytující nové potravinářské produkty se zlepšenými nutričními a uživatelskými vlastnostmi. Projekt byl realizován v letech 2015 až 2018 a jeho hlavním řešitelem byl Výzkumný ústav mlékárenský Praha. Dalšími příjemci pak byly tyto organizace: MemBrain s.r.o., Moravia Lacto a.s., Zeelandia  spol. s r.o., Bohušovická mlékárna, a.s., MILCOM a.s, Potravinářská komora České republiky a Česká membránová platforma ,z.s. Byl i součástí probíhajícího projektu Membrány pro život – MEM4LIFE, reg.č. CZ.01.1.02/0.0/0.0/17_105/0018786, který je zaměřen na aplikační možnosti membránových technologií na úsporu vody.

Úvodní přednášku s názvem Proč je pro společnosti důležité strategické technologické plánování a vytvoření cestovní mapy přednesl Ing. Jakub Peter, Ph.D. z ÚMCH Praha, AV ČR v.v.i.. Dr. Peter je současně vedoucím expertního týmu projektu MEM4LIFE, který připravuje cestovní mapu pro Českou technologickou platformu, z.s. Cílem této přednášky bylo představení procesu, jakým mohou zájemci o membránové technologie získat nejdůležitější informace pro rozhodnutí o výhodnosti využití těchto technologií.

Následovala přednáška Ing. Jiřího Ečera ze společnosti MemBrain s.r.o. na téma Příprava termostabilního koncentrátu syrovátkových bílkovin. Syrovátka se zpracuje nejprve membránovou elektrodialýzou s tím, že při tomto procesu probíhá současně i záměna vápenatých a hořečnatých iontů za ionty sodné nebo draselné. Tento proces je alternativou k využití procesu iontoměničů.  Právě tato nová technologie nevyžaduje regeneraci iontovýměnných kolon, kdy vzniká velké množství odpadních vod.

V další přednášce Využití elektrodialýzy pro snížení obsahu soli v odpadní vodě před biologickým odbouráváním amoniakálního dusíku představil využití membránové elektrodialýzy Ing. Jan Havelka ze společnosti MemBrain s.r.o.  Biologické odbourávání amoniakálního dusíku zajišťují v čistírnách odpadních vod bakterie. Ty jsou citlivé na obsah NaCl v odpadní vodě. Cílem práce bylo zjistit možnost redukce koncentrace NaCl v odpadní vodě elektrodialýzou tak, aby tato koncentrace klesla na hodnoty, které nevadí bakteriím zajišťujícím biologické odbourávání amoniakálního dusíku.  Výsledky potvrdily možnost redukovat koncentraci NaCl elektrodialýzou bez provozního omezení.

Po přestávce se ujal slova prof. Ing. Jiří Wanner, DrSc. z Ústavu technologie vody a prostředí  VŠCHT Praha. V jeho přednášce Opětovné využívání odpadních vod v EU a ČR představil opětovné využívání již použité vody v řadě zemí EU a také příklady z Česka. Ve státech EU se recyklace vody využívá nejvíce v zemědělství.

V poslední přednášce seznámil Ing. Marek Šír, Ph.D. z VŠCHT Praha, Ústavu chemie ochrany prostředí, účastníky workshopu s prací s názvem Přeměna odpadů ze zemědělství na živinové roztoky pro pěstování mikrořas. Podstatou práce je využití digestátu z bioplynových stanic pro pěstování zelených řas.  Ty lze v nejjednodušším případě vracet zpátky do bioplynové stanice k výrobě bioplynu, popřípadě z nich lze vyrábět další produkty typu biolihu apod. V práci byly zkoumány podmínky růstu zelených řas s tím, že nejlepších výsledků růstu bylo dosaženo při 16 hodinách osvětlení a 8 hodin tmy.

On-line workshopu se zúčastnilo celkem 22 účastníků. Technicky byl workshop zabezpečen pomocí aplikace Microsoft Teams a zabezpečil ho Ing. Marek Šír, Ph.D.  Přednášky byly zpracovány i písemně do formy publikace ve sborníku. Sborník byl vydán ve spolupráci s Českou technologickou platformou pro potraviny při PK ČR.

V letošním roce byl workshop rozšířen i o problematiku inovací v dalších segmentech potravinářského průmyslu, zejména při zpracování cereálií a masa. Program byl zahájen rekapitulační přednáškou Ing. Jana Drbohlava, CSc. z VÚM Praha o využití membránových technologií v oblasti výroby tvarohu a jogurtů. Zejména se ukázala možnost zakoncentrovat odpadní syrovátku z výroby termotvarohu a koncentrát vracet do výroby. Tím lze dosáhnout zajímavých úspor ve spotřebě mléka aniž by tím byla ohrožena kvalita produktu-tvarohu.

V přednášce Ing. Lucie Jurkaninové, Ph.D. z VŠCHT Praha byly rozvedeny aktuální trendy při zpracování obilovin na produkty, které mají menší glykemický index a jsou tak vhodnou stravou pro správnou funkci zažívacího traktu člověka. Pokračuje trend využití celozrnných obilovin a bezlepkových výrobků .

V přednášce Ing. Jiřího Ečera z MemBrain s.r.o. byl popsán způsob regenerace membrán v elektrodialyzérech ,na kterých se odsolují různé druhy syrovátek. Využití chlordioxidu se ukazuje být možností jak čistit membrány od nánosů organických látek na membránách a využít současně i příznivých antiseptických vlastností chlordioxidu na omezení nežádoucího růstu mikroorganismů v syrovátce.

Po přestávce se ujal slova prof. Ing. Pavel Dostálek, Ph.D z VŠCHT Praha a seznámil účastníky semináře s využitím filtrace a membránové filtrace zvláště v pivovarství.  Závěrem této přednášky je skutečnost, že křemelina zatím dominuje v technologii filtrace piva, ale že jsou i zajímavé možnosti využít místo křemeliny keramické, popřípadě organické membrány, které zajistí také požadovanou kvalitu piva.

Ing. Vladimír Pour, CSc. ve své přednášce ukázal na možnost využití membránových technologií pro filtraci krve (hovězí, vepřová) a získávat tak cenné produkty z krve místo současné likvidace krve v kafileriích.

Na závěr pak vystoupil doc. Ing. Rudolf Ševčík, Ph.D. s přednáškou o současných inovačních trendech v masném průmyslu. Zejména byly v přednášce zmíněny nové postupy při porážce na jatkách, a to jak v případě skotu, prasat tak i drůbeže,

Účastníci workshopu vznesli na přednášející řadu dotazů a k diskuzi byla využita jednak přestávka tak i čas po skončení přednášek. Tento typ workshopu si našel své účastníky a bude pořádán i v následujících letech.

Na workshopu byly jednak představeny výsledky projektu KUSmem a dostalo se i na seznámení se a aktuálními směry vývoje membránových technologií. Právě s touto přednáškou vystoupila Ing. Hana Jiránková, Dr. a uvedla příklady nových aplikací tlakových membránových procesů v potravinářském průmyslu. Ing. Jiří Ečer se ve svém příspěvku Složení mlékárenských produktů v závislosti na stupni odsolení pomocí elektrodialýzy zabýval využitím odsolených mlékárenských produktů jako levnější, ale přitom nutričně kvalitní náhradou mléka při výrobě řady mléčných produktů.

V práci Ing. Miloslavy Kavkové, Ph.D., Ing. Dity Havelkové a Ing. Vladimíra Drába, nazvané Porovnání antifungálního účinku fermentů s obsahem propionátu a komerčních potravinářských protektivních přípravků v testech in vitro se autoři věnovali studiu přídavku antifungálního přípravku získaného z kyselé syrovátky fermentací na trvanlivost toustových chlebů.  Tato práce byla zásadním přínosem k náhradě propionové kyseliny, která je klasifikována jako přídatná chemická látka v seznamu přídatných látek pod číslem E 280.

V práci Ing. Jana Drbohlava, CSc., Ing. Michaela Bindera, Ing. Petra Roubala, CSc. a Ing. Jana Jarmara nazvané Využití ultrafiltrace k zefektivnění výroby tvarohu a jogurtů byly diskutovány možnosti náhrady mléka syrovátkou získanou ultrafiltrací odpadní syrovátky z výroby termotvarohu. Tato práce ukázala na velké možnosti klasické tlakové membránové filtrace s vhodným filtračním materiálem pro mlékárenskou výrobu.

V poslední práce Ing. Martina Slabého a Ing. Alexandra Mikyšky byla prezentována činnost VÚPS v oboru membránových technologií. VÚPS se sice projektu KUSmem neúčastnil, zabývá se však využitím tlakových membránových technologií při výrobě piva. V práci Vliv kvasného kmene na filtrovatelnost piva byly uvedeny analýzy piv před filtrací a po filtraci. Z práce vyplynulo, že české kvasnice k výrobě piva jsou výrazně lepší než zahraniční.

Na workshopu byly prezentovány výsledky projektu KUSmem podle jeho jednotlivých dílčích cílů, vedle toho však byl na workshopu uveden i příspěvek Výzkumného ústavu pivovarského a sladařského (VÚPS) na téma využití membránových technologií při zpracování českého piva.

Ing. Petr Roubal, CSc., ředitel Výzkumného ústavu mlékárenského, Praha, (VÚM) seznámil účastníky workshopu se strukturou projektu KUSmem.  Poté vystoupil doc. Ing. Milan Šípek, CSc. s přednáškou na téma Membránové separace – technologie 21. století. V přednášce byly zrekapitulovány základní membránové technologie počínaje běžnou filtrací až po nanofiltrace, dále technologie reverzní osmózy, elektrodialýzy , pervaporace a dělení plynných směsí.

Ing. Karel Štěrba, Ph.D. potom přenesl přednášku na téma Filtrovatelnost Českého piva na membránových filtrech. Tato přednáška ukázala, že se pokroky v membránových technologiích dají výborně uplatnit i v jiných potravinářských oborech než jenom ve zpracování mléka. Tato přednáška rovněž položila kvalitní základ spolupráce mezi Českou membránovou platformou a VÚPS Praha.

Po krátké přestávce pak proběhl blok přednášek řešitelů projektu KUSmem. Ing. Jiří Ečer z výzkumné organizace MemBrain, Stráž pod Ralskem, zaměřil svou práci Separace vysrážených fosfátů z koncentrátu solí po elektrodialýze syrovátky pomocí dekantační odstředivky na další zpracování zasolených roztoků po elektrodialýze syrovátky.  Nerozpustné fosfáty by bylo možné po úpravě po vysrážení separovat a významně tím snížit solnost odpadních vod po elektrodialýze syrovátky.

Ing. Michael Binder z VÚM seznámil ve své přednášce Užití ultrafiltrace pro zvýšení efektivnosti výroby jogurtů přítomné s tím, jak pomocí ultrafiltrace zvýšit koncentraci tuků a bílkovin v odpadní syrovátce a koncentrát využít jako kvalitní náhradu mléka při výrobě jogurtů.

Ing. Dita Havelková ze společnosti  Zeelandia, Malšice, se ve své přednášce Doplněk organických kyselin jako efektivní podpora antifungálního účinku syrovátkového fermentu s propionátem na růst a vývoj potravinářských plísní zabývala využitím syrovátkového fermentu s obsahem propionátu jako antifungálního přípravku pro pekařské výrobky. Výhodou tohoto fermentu je , že dokáže nahradit přídavek kyseliny propionové do pekařských výrobků, což je klasifikováno jako přídatná látka s povinností uvádět ji na obalu jako tak zvané “éčko”.

Ing. Jan Jarmar z Bohušovické mlékárny, Bohušovice, ve svém příspěvku Spolupráce s Výzkumným ústavem mlékárenským při řešení výzkumných projektů a využití výsledků v praxi ocenil dlouholetou spolupráci Bohušovické mlékárny s VÚM a projekt KUSmem uvedl jako jeden z pozitivních příkladů této spolupráce.

V roce 2015 byl zahájen projekt QJ 1510341 Nové technologické postupy s využitím membránových procesů poskytující nové potravinářské produkty se zlepšenými nutričními a uživatelskými vlastnostmi (zkráceně KUSmem).  

V roce 2015 se uskutečnil první ročník workshopu MEMPROPO – Membránové procesy pro potravinářství. V letošním roce proběhl 13. října 2016 jeho druhý ročník a to opět v Membránovém inovačním centru ve společnosti MemBrain s.r.o. – Stráž pod Ralskem.

Workshopu MEMPROPO 2016 se zúčastnilo přes třicet účastníků z celé České republiky, přítomni byli zástupci mlékárenského i pekárenského průmyslu a pracovníci výzkumu a vývoje.  Účastníci workshopu se seznámili se základy membránových technologií a s jejich aplikacemi v potravinářském průmyslu. Vyslechli i základní informace o průběhu projektu KUSmem.  Pro zájemce byla ještě uspořádána exkurze do laboratoří společnosti MemBrain. Další seminář se uskuteční opět za rok a o termínu jeho konání budou zájemci včas seznámeni.

První přednáška Ing. Hany Jiránkové, Dr. z Univerzity Pardubice Základy membránových procesů a jejich aplikace v potravinářství byla obecnějšího rázu a týkala se přehledu využití membránových technologií v celé šíři potravinářského průmyslu.

Další přednášky již byly cíleně zaměřeny na první výsledky projektu KUSmem.

V práci  Vliv provozních parametrů mikrofiltrace kyselé syrovátky na výkon zařízení a obsah mikroorganismů v permeátu autorů V. Dráb, J.Forejt, J.Sokolík, Š.Havlíková z Výzkumného ústavu mlékárenského  s.r.o. , Tábor, byl  sledován  vliv teploty (30-50 °C), tlaku (3-5 bar), předfiltrace syrovátky (1,5 µm) a porozity keramických membrán  (0,8 a 1,4 µm) na průtok permeátu a jeho mikrobiální čistotu.

Přednáška M. Kavkové z Výzkumného ústavu mlékárenského s.r.o , Tábor, na téma Vliv syrovátkového fermentu s propionátem na růst a vývoj potravinářských plísní  byla zaměřena na ověření a porovnání antifungálního  efektu  syrovátkových fermentů s obsahem propionátu vůči pěti významným potravinářským plísním.

Na tuto přednášku navazovala práce Praktické využití a testování fermentované syrovátky v pekařství D. Havelkové ze společnosti Zeelandia  spol. s r.o., Malšice.

V přednášce Demineralizace směsi syrovátek a jiných alternativních surovin pomocí elektrodialýzy  autorů J. Ečer a A. Merkel ze společnosti  MemBrain s.r.o., Stráž pod Ralskem, byly představeny výsledky elektrodialýzy různých typů syrovátky.

V závěrečné přednášce Využití koncentrátu syrovátkových bílkovin a koncentrátu všech bílkovin mléka z ultrafiltrace syrovátky nebo mléka ke zlepšení výtěžnosti výroby tvarohů a jogurtů autorů Michael Binder¹, Jan Drbohlav ¹, Marta Pechačová ¹, Jan Jarmar²  z ¹ – Výzkumný ústav mlékárenský, s.r.o, Praha, a ²– Bohušovická mlékárna a.s, Bohušovice nad Ohří byly zhodnoceny výsledky přídavku syrovátky do výroby jogurtů.

Podrobnější popis workshopu a jednotlivých přednášek si můžete stáhnout ZDE.

V rámci projektu KUSmem byly stanoveny následující dílčí cíle:

1. Dílčí cíl: Navrhnout technologie s využitím membránového procesu mikrofiltrace, případně ultrafiltrace a elektrodialýzy a stanovit recepturu nového pekárenského přípravku a jeho využití pro prodloužení trvanlivosti vybraných druhů pečiva a pro zvýšení jeho nutriční hodnoty.

2. Dílčí cíl: Navrhnout technologie elektrodialýzy pro zpracování/úpravu různých typů demineralizované syrovátky z výroby sýrů a tvarohů a dalších mlékárenských produktů nebo potravinářských polotovarů. Součástí cíle bude i zkoumat a navrhnout využití resp. likvidaci odpadního proudu vodného roztoku solí a navrhnout k tomu určené technologie.

3. Dílčí cíl: Stanovit receptury potravin a nových funkčních potravin na bázi mléka a koncentrátů syrovátkových bílkovin a koncentrátů všech bílkovin mléka s využitím ultrafiltrace.

Česká membránová platforma, jako jeden z řešitelů, má v tomto projektu za úkol diseminační a edukační činnost. V této činnosti spolupracuje s dalším členem projektového týmu, a to Potravinářskou komorou České republiky a její Českou technologickou platformou pro potraviny. Po dohodě mezi partnery projektu bylo rozhodnuto, že se každý rok uskuteční seminář /workshop/ o nových poznatcích v uplatňování membránových procesů ve zpracování syrovátky a vývoji nových potravinářských produktů.  První ročník workshopu Membránové procesy v potravinářství (MEMPROPO), zapadající do programu projektu KUSmem, se uskutečnil 23. 10. 2015 v Membránovém inovačním centru společnosti MemBrain s.r.o., která je jedním z řešitelů projektu.

Workshopu MEMPROPO se zúčastnilo téměř čtyřicet účastníků z celé České republiky, přítomni byli zástupci mlékárenského, i pekárenského průmyslu a pracovníci z výzkumu a vývoje.  Účastníci workshopu se seznámili se základy membránových technologií a s jejich aplikacemi v potravinářském průmyslu. Vyslechli i základní informace o průběhu projektu KUSmem. Další workshop se uskuteční opět za rok a o termínu jeho konání budou zájemci včas seznámeni.