Zespół:

Prof. dr hab. Zenon Foltynowicz - kierownik;
dr inż. Wojciech Kozak; Karol Muc;
mgr inż. Joanna Stoińska(była studentka);
mgr inż. Marta Urbańska (była studentka);
mgr inż. Anna Dominiak (była studentka);
mgr inż. Katarzyna Kublicka (była studentka)

Istota wynalazku

Rocznie marnuje się w Polsce 8,9 mln ton żywności m.in. z powodu złego opakowania i przechowywania. Jednym z czynników istotnie obniżający jakość zapakowanych produktów spożywczych jest tlen obecny w opakowaniu. Objawia się to zmianami smaku, wyglądu, zapachu i składu chemicznego. W większości przypadków powinno się dążyć do usunięcia tlenu z opakowania. Tradycyjnie tlen usuwany jest z opakowania z wykorzystaniem pakowania próżniowego albo w modyfikowanej atmosferze MAP. Metody te nie są jednak w pełni skuteczne. Jednym z najnowszych i najskuteczniejszych rozwiązań w tym zakresie stosowanych na świecie jest wykorzystanie tzw. pochłaniaczy tlenu. Jak już wspomniano, obecność tlenu w opakowaniu jest kluczowym czynnikiem ograniczającym trwałość zapakowanego produktu. Dotyczy to nie tylko produktów spożywczych. W przypadku produktów nie spożywczych obecność tlenu w opakowaniu może powodować korozję, psucie się leków lub degradację np. materiałów archiwalnych.

Na Wydziale Towaroznawstwa Uniwersytetu Ekonomicznego w Poznaniu opracowano nowy typ pochłaniaczy tlenu. Obecny stan techniki został przedstawiony w zgłoszeniu patentowym P.397499( 2011). Prace nad pochłaniaczami tlenu prowadzone są przez zespół naukowców od ponad 5 lat. Aktualny „Nanokompozytowy pochłaniacz tlenu" przeszedł badania laboratoryjne potwierdzające jego skuteczność w usuwaniu tlenu z atmosfery opakowania. W trakcie prowadzonych badań rozwojowych opracowano różne prototypy pochłaniacza w postaci laminatów i saszetek, które mogą być dołączone do opakowań produktów, głównie żywności. Nowość stanowi fakt, że są one oparte na nanożelazie, które rozproszone w matrycy polimerowej daje aktywny nanokompozyt pochłaniający tlen.

Dotychczasowe rozwiązania rynkowe w zakresie pochłaniaczy tlenu polegają na wprowadzeniu do opakowania lub materiału opakowaniowego nietoksycznych substancji chemicznych (nieorganicznych, organicznych) zdolnych do wiązania i usuwania tlenu z atmosfery wewnątrz opakowania. Do najbardziej znanych i najczęściej stosowanych środków chemicznych należą rozdrobnione na drobny pył żelazo oraz takie związki żelaza jak sproszkowany tlenek żelazawy, węglan żelazawy i inne związki żelazawe. Ich niedoskonałość spowodowana jest tym, że dla wywołania reakcji z tlenem muszą być wspomagane katalizatorami, a także wymagają
obecności wilgoci. Stosowane są również kosztowne niemetale i związki metaloorganiczne.

Opracowana innowacyjna technologia polega na zastosowaniu rozwiązania z zakresu nanotechnologii, mianowicie innowacyjnego pochłaniacza tlenu opartego na nanożelazie. Preparaty te otrzymywane są wg know-how autorów.

Pochłaniacze oparte na nanożelazie mają bardzo dobre właściwości aborpcji tlenu i mogą być umieszczone w opakowaniu tradycyjnie w formie saszetki, jak również można je skomponować z materiałem polimerowym uzyskując kompozyt do zastosowania na wiele sposobów, m.in. jako:
- dowolnie ukształtowana folia, stanowiąca element opakowania,
- warstwa powłokowa na wewnętrznej ściance opakowania,
- wkładka kartonowa umieszczona w opakowaniu.
- warstwa wprowadzona do uszczelki umieszczonej pod zamknięciem butelki, pojemnika, itp.
Technologia wyróżnia się tym, że może być zastosowana również w opakowaniach nie zawierających wody czy wilgoci, które są niezbędne do aktywacji dotychczas stosowanych pochłaniaczy tlenu. Ta efektywna kosztowo technologia może być wykorzystana w pakowaniu różnych produktów zarówno spożywczych jak i farmaceutycznych a także takich jak np. materiały archiwalne lub wyroby elektroniczne.

Korzyści z zastosowania wynalazku

Pakowane produkty spożywcze wymagają zapewnienia ich świeżości a także przydatności do spożycia w dłuższym okresie czasu. Umożliwia to proces konserwacji, jednakże stosowanie konserwantów chemicznych wzbudza duże kontrowersje.
- Jedną z głównych korzyści z zastosowania wynalazku jest ochrona produktów ,,z zewnątrz" przed niekorzystnym działaniem tlenu, co znacznie wydłuża okres ich przydatności o spożycia.
- Ważną korzyścią w aspekcie prozdrowotnym jest również możliwość wyeliminowania niektórych substancji typu E dodawanych do żywności jako przeciwutleniacze lub antyoksydanty.
- Pochłaniacze tlenu usuwają tlen znajdujący się wewnątrz opakowania, jednak nie przenikają one do zapakowanej żywności, więc nie są wraz z nią konsumowane. Natomiast przeciwutleniacze wprowadzane są bezpośrednio do produktu spożywczego i mogą niekorzystnie wpływać na organizm.
- Innowacyjna technologia może być wykorzystana także w pakowaniu farmaceutyków, materiałów archiwalnych, wyrobów elektronicznych itp.

Potencjał komercjalizacyjny

Potencjalnych użytkowników pochłaniaczy tlenu można podzielić na następujące grupy:
- producenci artykułów spożywczych wrażliwych na obecność tlenu np. tłuszcze, orzeszki ziemne, chipsy,
mięso, piwo, soki owocowe itp.,
- firmy cateringowe, wyroby garmażeryjne,
- producenci "aktywnych" materiałów opakowaniowych,
- producenci opakowań farmaceutyków i kosmetyków,
- producenci tradycyjnych pochłaniaczy tlenu,
- przemysł elektroniczny.

Pira Intemational Ltd szacuje globalny popyt na rynku pochłaniaczy tlenu na 12 mld jednostek w Japonii, 0,5 mld w USA i 0,3 mld w Europie Zachodniej. Obserwuje się stały trend wzrostowy. Przewiduje się, że rynek ten osiągnie 14,4 mld jednostek w Japonii, 4,5 mld w USA i 5,7 mld w Europie Zachodniej.
W 2005 wartość rynku pochłaniaczy tlenu do opakowań wynosiła 588 mln $, 924 mln $ w 2010, a obecnie1 150 mln $. Stwarza to ogromne możliwości komercjalizacji, zwłaszcza, że w Polsce praktycznie brak jest produktów pakowanych z wykorzystaniem pochłaniaczy tlenu.