Indikatorji kritične temperature
»Našo rešitev so uvrstili med 5 najbolj obetavnih inovacij za področje prehranske industrije. Poudarili so, da omogoča vizualno indikacijo spremembe temperature, kar preprečuje zavržke hrane, izboljšuje kakovost in varnost živil ter krepi hladno verigo,« tako predstavlja inovativno rešitev dr. Marta Klanjšek Gunde, direktorica in soustanoviteljica start-up podjetja MyCol d.o.o. Podjetje so ustanovile raziskovalke, ki so iskale poslovno priložnost v raziskavi materialov in v znanju o kemijskih in grafičnih tehnologijah. Njihov produkt je na trgu edinstven, saj s pametnimi nalepkami, ki so indikatorji kritične temperature pri živilih, dobi zanesljiv odgovor, ali je bilo živilo izpostavljeno previsoki temperaturi, kar zmanjša kakovost in poveča možnost da je pokvarjeno. Sogovornica je prejela nagrado WIPO kot raziskovalka na Kemijskem inštitutu, kot izumiteljica in kot soustanoviteljica podjetja MyCol. S sredstvi Sklada Vesna si obetajo tržni preboj.
Podjetje MyCol je razvilo sistem pametnih nalepk, ki omogoča vizualni nadzor segrevanja preko kritične temperature. Kaj je posebnost te inovacije in kje se lahko vaše pametne nalepke uporabijo?
Naša inovacija je nov material, ki se pri segretju preko kritične temperature nepovratno obarva iz bele v črno, lahko pa tudi v modro, zeleno, rdečo ali magenta, saj je obarvanje odvisno od uporabljenega »barvila«. Ta material se kot »pigment« vmeša v tiskarsko barvo, s katero natisnemo neko poljubno obliko na etiketni material. Tako dobimo t.i. pametno / indikatorsko nalepko, indikator kritične temperature ali temperaturni indikator. Indikatorje smo razvili za kritične temperature v območju med -50 °C in 180 °C.
Indikatorje za kritične temperature nad 60 °C ste že dali na trg, pri nižjih temperaturah pa rešujete še nekaj izzivov v hladni verigi?
Prve rešitve indikatorjev z obarvanjem nad 60 °C smo razvili v sodelovanju z Univerzo za uporabne znanosti v Bernu, Švica, in sicer v okviru razpisa EUROSTARS, ki smo ga pridobili leta 2020. Standardne indikatorje smo oblikovali kot kroge s premerom 1 cm , ki se pri segretju obarvajo iz bele v črno. Ena od pogostih uporab temperaturnih indikatorjev je nadzor pravilnega segrevanja izdelkov v proizvodnji. Pravilno segrevanje zagotavlja kakovost, kar dokazuje obarvan temperaturni indikator na izdelku. Taki primeri so termično popuščanje plastičnih ohišij po kontaktnem sklapljanju (»lepljenju«), umetno staranje kovinskih izdelkov in postvulkanizacija izdelkov iz gume. Drugo področje uporabe je nadzor pregrevanja delujočih aparatur, kar je preventivni ukrep za preprečevanje večjih škod. Kadar za to uporabimo indikatorje kritične temperature, lahko identificiramo mesta segrevanja tudi po ohladitvi, saj indikatorji ostanejo obarvani. So tudi rešitev za izziv detekcije prehodnosti dovolj vroče vode v ceveh za talno gretje ali pri uničevanju legionel v vodovodnih napeljavah.
Za kakšen proizvod gre?
Naši indikatorji kritične temperature so tanke upogljive nalepke, ki se lepijo na čisto in suho, razumno gladko površino. Obarvanje nastopi v trenutku, ko se tiskana oznaka segreje na zahtevano temperaturo in je jasno vidna s prostimi očmi tudi v slabih opazovalnih pogojih. Prednost naših indikatorjev je fleksibilnost in velikost. Konkurenčni izdelki so praviloma slabo upogljivi in majhni, zato je identifikacija segrevanja lahko razmeroma zahtevna naloga. Naši indikatorji so cenovno ugodnejši še posebno za velike serije. Uporabni so tudi v primerih, ko so druge tehnologije neuporabne, na primer v pečeh.
Vaš sistem pametnih nalepk je bil izbran med petimi najboljšimi rešitvami za pametne nalepke v svetu za živilsko panogo. Kakšna je bila pot do tega prestižnega priznanja?
Za indikatorje za hladno verigo smo leta 2020 pridobili prestižni projekt EIC Accelerator, za razvoj do stopnje TRL 8. Ta cilj je jeseni leta 2021 opazila organizacija StartUsInsight, ki analizira inovacije iz zagonskih in scale-up podjetij po svetu. Našo rešitev so uvrstili med 5 najbolj obetavnih inovacij za področje prehranske industrije. Poudarili so, da »omogoča vizualno indikacijo spremembe temperature, kar preprečuje zavržke hrane, izboljšuje kakovost in varnost živil ter krepi hladno verigo.« Pri reševanju specifičnih zahtev hladne verige smo ugotovili tudi možnosti za razvoj indikatorjev za kritične temperature med 15 °C in 60 °C. Med najpomembnejšimi je nadzor segrevanja nad sobno temperaturo.
Prednost vašega izdelka?
Med prednostmi naših indikatorjev kritične temperature je treba poudariti, da so kibernetsko varna rešitev, saj ne potrebujejo napajanja ali mrežne povezave. Hekerski napadi jih ne morejo zajeti. Hkrati pa je možno indikatorje vključiti v avtomatski video nadzorni sistem pri avtomatiziranih procesih ali izvesti posredno digitalizacijo.
Katere raziskave in kateri materiali so vas pripeljali do tega, da lahko proizvajate inovativne termokromne indikatorje? Vizualni nadzor temelji na tiskarskih barvah, ki se obarvajo, ko se preseže določena temperatura. Niso tiskarske barve škodljive okolju?
V razvoju smo uporabili znanja iz večletnih raziskav v spektroskopiji in kemiji materialov, oplemeniteno z znanji grafične tehnologije in kemijske industrije. Med najpomembnejše sodijo raziskave termokromnih materialov na Kemijskem inštitutu in bilateralno sodelovanje z Oddelkom za fotofiziko in grafično tehnologijo na Univerzi v Pardubicah, Češka. Te raziskave so se pričele leta 2008 na tržno dosegljivih reverzibilnih termokromnih materialih. Kasneje smo hitro prešli na raziskave vzrokov za barvne spremembe in sintezo takih materialov. S tem delom smo pomembno prispevali k znanju s tega področja. Posebno pomembno je nadomestilo bisfenola A (BPA) z alternativnimi substancami, saj je prav BPA močno prevladoval v večini raziskav. Drug pomemben prispevek je vrednotenje temperaturno odvisnih barvnih sprememb s spektroskopsko meritvijo in barvno metriko, s čimer smo nadomestili fotografiranje. Kasneje smo ugotovili, da bi lahko naredili tudi material z nepovratnim, ireverzibilnim obarvanjem, ki bi imel po našem mnenju občutno večjo možnost uporabe. O ireverzibilnih termokromnih materialih praktično ni objavljenih raziskovalnih člankov in tudi mi jih ne objavljamo, pač pa smo že leta 2017 ustanovili podjetje.
Barve niso problem?
Vse naše barve so na vodni osnovi, torej ne vsebujejo hlapnih organskih topil. Organizacija za trajnostne rešitve Interseroh (Nemčija) je našemu indikatorju za hladno verigo leta 2023 podelila certifikat, da se lahko reciklira skupaj z embalažo. Analizo življenjskega cikla (LCA) tipičnega indikatorja na papirni in polipropilenski embalaži potrjuje, da je vpliv nalepke na okolje zanemarljiv v primerjavi z embalažo, pozitivni vpliv indikatorja na ohranjanje hrane v hladni verigi pa še poveča vrednost okolju prijazne rešitve (Zavod za gradbeništvo, 2023). Tudi migracijski testi, ki so bili leta 2023 opravljeni na NLZOH, kažejo, da so celotne in specifične migracije pod dovoljeno mejo.
Kakšno je zanimanje trga za vaše pametne nalepke doma in v tujini?
Naši izdelki pomenijo novost na trgu, zato potrebujejo intenzivno marketinško akcijo. Zanimivo je, da nas nekateri kupci že sedaj najdejo sami preko spleta, predvsem iz tujine, in to ne le iz Evrope. Za uspešno prodajo je velikokrat potrebna prilagoditev specifičnim zahtevam, kot je na primer direktno nanašanje naše barve na izdelke. V takšnih primerih se zelo dobro pokaže prednost majhne in odzivne razvojne ekipe, saj smo prilagodili barvo za uporabo v aplikatorju, ki omogoča ročno ali avtomatsko nanašanje posameznih kapljic direktno na površino. To je pomembno, kadar je uporaba nalepk moteča ali nesmiselna, na primer v gumarski industriji, kjer dokazujemo pravilno izvedbo postvulkanizacije. Ali pa pri zaščitnem tisku, kjer lahko z obarvanjem identificiramo segrevanje pri odstranjevanju zaščitnega elementa ali odpiranju embalaže z namenom poneverbe.
Zdaj boste lahko začeli z intenzivnim trženjem. Podjetje MyCol je prvo slovensko podjetje, ki je s Skladom Vesna sklenilo pogodbo seed investicije. Kakšen razvoj omogoča sodelovanje s Skladom Vesna?
Investicija Sklada Vesna je prišla v času, ko prehajamo t.i. dolino smrti. Gre za pravo »seed« investicijo, to je visokokakovostno seme za prihodnje sadove. S to investicijo bomo poleg intenzivnega marketinga in prodaje lahko tudi povečali, scale-up, proizvodnjo in izboljšali kakovost naših tiskarskih barv. Sodelovanje s Skladom Vesna pomeni tudi dragoceno pomoč pri reševanju poslovnih izzivov.
Kot start-up podjetje ste se razvili v okviru Kemijskega inštituta. Kakšno pomoč ste potrebovali in kaj ste prejeli?
Razvoj novih materialov ni možen brez kemijskega laboratorija z vso pripadajočo infrastrukturo in podporo, mislim na kemijsko varnost, laboratorijske pline, odvoz odpadnih kemikalij in podobno. Zato je najem laboratorija edina možnost za zagon globoko-tehnološkega podjetja s področja materialov. S Kemijskim inštitutom imamo t.i. skupno delovišče, kar pomeni da veljajo za MyCol enake zahteve glede varnosti, preventive in reda kot za inštitut. Uporabljamo tudi druge usluge, na primer sprejem pošiljk in tehnično službo za nujna popravila v laboratoriju. Pravice intelektualne lastnine imamo urejene z licenčno pogodbo.
V katerih projektih sodelujete, kako vas spremljajo tuje raziskovalne in znanstvene ekipe, ki delajo na podobnih projektih?
Trenutno iščemo možnosti za posredno digitalizacijo indikatorjev kritične temperature, pri čemer sodelujemo z malim slovenskim podjetjem. Podobnih projektov ne poznamo, saj prevladuje uporaba interneta stvari, elektronski senzorji na vsakem izdelku, najpogosteje v kombinaciji z UI, kar praviloma zahtevajo tudi aktualni razpisi. Kljub temu pa smo prepričani, da je naša ideja trajnostna in ustreznejša predvsem za kratke preskrbovalne verige in da jo bomo zanesljivo lahko uresničili v bližnji prihodnosti. Nekatere rešitve za spremljanje izdelkov v hladni verigi poznamo tudi iz sejmov in kongresov s področja pametne embalaže in prehranske varnosti. Seveda ne poznamo tehnoloških podrobnosti drugih rešitev, ampak le okvirne lastnosti. Tudi naša konkurenca ne pozna naše tehnologije, oboji pa se gotovo spremljamo.
WIPO, Svetovna organizacija za intelektualno lastnino, vam je podelila medaljo za izumitelje. Kakšna je bila utemeljitev za vaš raziskovalni presežek?
Program nagrad WIPO vsebuje globalne in nacionalne nagrade. Nacionalno medaljo WIPO za izumitelje sem dobila kot raziskovalka na Kemijskem inštitutu, izumiteljica in soustanoviteljica start-up podjetja MyCol. Žirija je ocenila prispevek in pomen licencirane tehnologije, gre za intelektualno lastnino za razvoj pametnih nalepk. Kot pomemben rezultat izuma so poudarili tudi kreiranje novih delovnih mest. Medaljo je podelila mednarodna žirija WIPO v okviru 14. mednarodne konference za prenos tehnologij (14 ITTC) 7. in 8. oktobra 2021 na Institutu Jožef Stefan v Ljubljani.
Vaše sporočilo trgu, potrošniku in stroki?
Naši temperaturni indikatorji so najpreprostejši način za ugotavljanje segrevanja preko kritične temperature. Potrebujete le indikatorsko nalepko za to temperaturo, morebitno obarvanje pa boste zlahka opazili še dolgo po segrevanju. Več podrobnosti je na naši spletni strani: https://www.mycol.si.
