Opracowane przez naukowców z PWr technologie jadalnych powłok ochronnych na owoce i biologicznego usuwania azotu ze ścieków zostały nagrodzone w 27. edycji konkursu Polski Produkt Przyszłości. 

Konkurs jest organizowany przez Polską Agencję Rozwoju Przedsiębiorczości i ma na celu wyróżnienie oraz promowanie najbardziej innowacyjnych wyrobów i technologii, które mają potencjał, aby zaistnieć na rynku krajowym i globalnym.

Nagrody przyznano w Warszawie w trzech kategoriach – produkt przyszłości instytucji szkolnictwa wyższego i nauki, produkt przyszłości przedsiębiorcy oraz wspólny produkt przyszłości instytucji szkolnictwa wyższego i nauki oraz przedsiębiorcy.

W pierwszej kategorii nagrodę główną w wysokości 100 tys. zł otrzymał projekt „VescFilm – jadalna powłoka z biopolimerem z liści poziomki pospolitej o właściwościach radioprotekcyjnych, przeciwgrzybiczych i antyoksydacyjnych do zastosowań w ochronie żywności”, którego autorkami są dr inż. Marta Tsirigotis-Maniecka i dr hab. inż. Izabela Pawlaczyk-Graja, prof. uczelni z Wydziału Chemicznego.

Potrójny mechanizm ochrony

Opracowana przez badaczki z W3 powłoka jest nanoszona bezpośrednio na świeże owoce i warzywa zaraz po zbiorze. W jej wytworzeniu wykorzystano biopolimer pozyskiwany z liści poziomki pospolitej – surowca stanowiącego biomasę odpadową z całorocznych szklarniowych upraw owoców.

– Biopolimer jest integralną częścią struktury powłoki, dzięki czemu nie wymaga stosowania odrębnych chemicznych substancji aktywnych. Powłoka jest w pełni jadalna, całkowicie biodegradowalna oraz neutralna organoleptycznie, czyli nie wpływa w żaden sposób na smak ani zapach chronionych owoców i warzyw – wyjaśnia dr inż. Marta Tsirigotis-Maniecka.

To rozwiązanie skutecznie łączy barierę fizyczną z aktywną ochroną biologiczną. Cienka, wielowarstwowa struktura wykazuje działanie przeciwgrzybicze, czyli skutecznie hamuje rozwój pleśni i grzybów patogennych, antyoksydacyjne, spowalniając procesy utleniania i starzenia się żywności, oraz promieniochronne, a więc chroni produkty przed skutkami promieniowania.

Grubość powłoki (od 5 nm do 15 µm) oraz jej sztywność i przepuszczalność można precyzyjnie dostosowywać do wymagań konkretnych gatunków. Wytwarzanie VescFilm zakłada użycie wyłącznie roztworów wodnych, bez toksycznych rozpuszczalników organicznych.

Rozwiązanie może być stosowane do ochrony owoców i warzyw, które szybko tracą świeżość, takich jak truskawki, maliny, borówki, jeżyny, porzeczki, a także mango, pomidory, ogórki, papryka czy cukinia.

– Nanoszenie powłoki metodą zanurzeniową lub natryskową umożliwia łatwą integrację z istniejącymi liniami pozbiorczymi bez przebudowy infrastruktury. Głównymi odbiorcami są pakowalnie, chłodnie, centra dystrybucyjne, importerzy i operatorzy logistyki. Technologia znacząco ogranicza straty w łańcuchu dostaw, zmniejsza liczbę reklamacji oraz pozwala zredukować zużycie plastikowych opakowań – podkreśla dr inż. Marta Tsirigotis-Maniecka.

Udana współpraca PWr i MPWiK Wrocław

Z kolei w kategorii wspólny produkt przyszłości instytucji szkolnictwa wyższego i nauki oraz przedsiębiorcy wyróżnienie i nagrodę w wysokości 25 tys. zł otrzymali naukowcy z PWr oraz specjaliści z MPWiK Wrocław za projekt „Technologia dwustopniowej deamonifikacji TWIN-NOX”.

Z ramienia naszej uczelni w realizację projektu byli zaangażowani dr inż. Mateusz Muszyński-Huhajło, dr inż. Kamil Janiak, dr inż. Stanisław Miodoński, Katarzyna Rucka, Leszek Dudkowski (wszyscy z Wydziału Inżynierii Środowiska), Ryszard Szetela, Marta Knap, Piotr Balbierz, Bartosz Zięba, Krzysztof Ratkiewicz, Łukasz Kokurewicz, Magdalena Łagocka i Dominika Kołbuc.

Jak działa ta technologia?

Nagrodzone rozwiązanie o nazwie TWIN-NOX to technologia biologicznego usuwania azotu ze ścieków o bardzo wysokim jego stężeniu, powstających przede wszystkim podczas przeróbki osadów ściekowych w oczyszczalniach oraz w biogazowniach. Mimo stosunkowo niewielkiej ilości takich ścieków mogą one odpowiadać nawet za około 20% ładunku azotu zawracanego do oczyszczalni.

– Najważniejszym elementem TWIN-NOX jest rozdzielenie procesu deamonifikacji na dwa niezależne etapy biologiczne. W wielu obecnie stosowanych rozwiązaniach różne grupy mikroorganizmów pracują wspólnie w jednym reaktorze, mimo że wymagają odmiennych warunków środowiskowych – mówi dr inż. Kamil Janiak z Wydziału Inżynierii Środowiska. – W naszym rozwiązaniu każdy etap może być niezależnie monitorowany, regulowany i korygowany. Pozwala to lepiej dostosować warunki procesu do poszczególnych grup mikroorganizmów, szybciej reagować na zmiany obciążenia, temperatury czy składu ścieków oraz ograniczać ryzyko destabilizacji całej instalacji – dodaje.

Kolejnym innowacyjnym elementem jest możliwość wykorzystania pierwszego etapu instalacji do produkcji bakterii wspomagających usuwanie azotu w głównym ciągu oczyszczalni. Według autorów rozwiązania jest to jedyna komercyjnie dostępna w Europie technologia łącząca deamonifikację z produkcją bakterii nitryfikacyjnych.

Jej zastosowanie pozwala osiągnąć skuteczność usuwania azotu do około 90%. Jednocześnie zapotrzebowanie na tlen wynosi około 43% zapotrzebowania charakterystycznego dla klasycznego procesu usuwania azotu, a proces nie wymaga dozowania dodatkowego zewnętrznego źródła węgla organicznego. Wykorzystanie instalacji może także zmniejszyć ilość azotu kierowanego do głównego ciągu oczyszczalni o około 10–20%.

Oczyszczalnie, biogazownie i pierwsze wdrożenia

– TWIN-NOX jest przeznaczony przede wszystkim dla średnich i dużych oczyszczalni ścieków, szczególnie posiadających fermentację metanową osadów i wytwarzających odcieki o wysokim stężeniu azotu. Technologia może być również wykorzystywana w biogazowniach oraz innych instalacjach wytwarzających podobne wysokoazotowe strumienie ścieków – wyjaśnia dr Janiak.

Rozwiązanie zostało już wdrożone w pełnej skali we Wrocławskiej Oczyszczalni Ścieków „Janówek”, gdzie rozruch instalacji rozpoczęto w sierpniu 2026 r. W Żywcu planowane jest wdrożenie wariantu rozszerzonego, obejmującego również produkcję bakterii wspomagających główny ciąg oczyszczalni. Umowę licencyjną w tej sprawie podpisano z MPWiK w Żywcu w styczniu 2024 r.

mic