Ar multifunkcionālām bērza tāss ekstraktvielu daļiņām stabilizētu, inovatīvu ķermeņa skaistumkopšanas produktu un unikālas kosmētikas izejvielas izstrāde

Finansē Eiropas Savienība un Nacionālais attīstības plāns 2027

2025.gada 1. jūnijā AS “Latvijas Finieris” tiek uzsākta projekta “Ar multifunkcionālām bērza tāss ekstraktvielu daļiņām stabilizētu, inovatīvu ķermeņa skaistumkopšanas produktu un unikālas kosmētikas izejvielas izstrāde” īstenošana, kura zinātniskais mērķis ir veikt ar saimniecisko darbību saistītu rūpniecisko pētījumu, apvienojot ķīmijas inženierzinātnes un kosmētikas nozari, kā arī veicināt zināšanu izplatību, veicot ar inovatīvām, multifunkcionālām bērza tāss ekstraktvielu mikrodaļiņām stabilizētu Pikeringa kosmētiskā krēma emulsiju komponentu mijiedarbības sistēmisku izpēti jaunu, sadarbības partnera – kosmētikas ražotāja aktuālajās tirgus vajadzībās balstītu ķermeņa skaistumkopšanas produktu un unikālas kosmētikas izejvielas radīšanai, kā arī šo kosmētisko produktu rūpnieciskas ražošanas mērogošanu.

Projekta galvenās darbības:

  1. Pikeringa emulsiju pagatavošanas metožu izvērtēšana un kosmētikas izejvielas iegūšanas izpēte;
  2. Kosmētisko krēmu formulāciju attīstīšana, pielāgošana, produktu prototipu ražošanas mērogošana un paraugu raksturošana;
  3. Mērogotas rūpnieciskas ražošanas procesa metodikas validēšana, nepieciešamo datu apkopošana un produktu prototipu testēšana;
  4. Ar bērza tāss ekstraktvielu daļiņām stabilizētu Pikeringa emulsiju krēmu rūpnieciskas ražošanas tehnoloģijas prototipa izstrāde;
  5. Radīto zināšanu izplatīšana mācību, publikāciju vai tehnoloģiju pārneses veidā.

2025. gada I ceturksnis

1.1. Pikeringa emulsiju pagatavošanas metožu izvērtēšana potenciālo krēmu produktu ražošanai

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku 1. ceturksnī, aktīvi sadarbojoties projektā iesaistītajiem Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūta (LVKĶI) vadošā partnera pārstāvjiem, veikta sākotnējā eksperimentālā plāna izstrāde un sākta tā realizācija. Nolemts meklēt veidus kā, izmantojot 3 dažādas, patentētās metodikas (saīsināti metodiku pamatprincipi: O + ūdens, H + eļļa un H + O), pagatavot ar bērza tāss ekstraktvielu daļiņām stabilizētas Pikeringa emulsijas, tajā pašā laikā saglabājot līdzīgu atsevišķo komponentu satura proporciju. Vispirms sākotnējos priekšeksperimentos, izmantojot vienu prioritāro Pikeringa emulsiju pagatavošanas metodiku (O + ūdens), ar tajā brīdī optimāliem emulsiju pagatavošanas apstākļiem meklētas limitējošās atsevišķo komponentu koncentrācijas diapazona robežas, pie kurām atbilstoši testēšanas rezultātiem emulsijas būtu ar augstāko un zemāko stabilitāti. Kad būs iegūti rezultāti arī par pārējām divām patentētajām metodikām, varētu vērtēt kādu potenciāli salīdzināmo mainīgo tehnoloģisko parametru variāciju iespējas Pikeringa emulsiju pagatavošanas procesā. Visas iegūtās emulsijas tālāk raksturoja un rezultātā savā starpā salīdzināja. Tāpat, lai varētu pēc iespējas tuvināti standartizēt pašu Pikeringa emulsiju pagatavošanas metodiku, izmantots jauns emulģēšanas tehniskais paņēmiens, ar kuru varēja ērti izpētīt optimālos emulģēšanas intensitātes un ilguma režīmus.

Kā izejvielas Pikeringa emulsiju pagatavošanai izmantoti 2.1. apakšaktivitātes eksperimentu rezultātā iegūtie oleogeli, kas stabilizēti ar daļēji attīrītu bērza tāss ekstraktvielu mikrodaļiņām. Šī ceturkšņa laikā oleogelu iegūšanas priekšeksperimenti notikuši pamatā ar salīdzinoši mazās, vidēji 100 ml un eksperimentāli mērogotās 500 ml tilpuma porcijās iegūtu oleogelu paraugiem, kas pēc īpašībām savā starpā nedaudz atšķīrās (īpaši nelielās 100 ml porcijās). Tāpēc reprezentatīvu un kvalitatīvu eksperimentālo rezultātu nodrošināšanai nākamajam ceturksnim  izvirzīts mērķis, pēc iespējas maksimāli mērogot oleogela iegūšanu, lai rezultātā vienā piegājienā, lielākā porcijā iegūtu pēc īpašībām un sastāva homogēnu kosmētikas izejvielu.

Tāpat LVKĶI sagatavotas aktivitātes īstenošanai nepieciešamo reaģentu un materiālu specifikācijas, kā arī atbilstoši publisko iepirkumu likuma prasībām sagatavota pārējā nepieciešamā dokumentācija, iekļaujot noteikumu par vienu no projekta pieteikumā iekļautajām Horizontālā principa (vienlīdzība, iekļaušana, nediskriminācija un pamattiesību ievērošana), vispārīgās publisko iepirkumu kategorijas darbībām ar nosaukumu: “Sociāli atbildīgs iepirkums”, kuru iepirkuma konkursa pretendentiem būs jāuzņemas realizēt. Rezultātā veiktas atbilstošās procedūras un uz projekta 1. ceturkšņa beigām oficiāli izsludināts pats publiskā iepirkuma konkurss.

1.2. Perspektīvāko kosmētikas izejvielu/produktu prototipu pagatavošanas metožu attīstīšana un to pielāgošana ražošanas pakāpeniskai mērogošanai

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku LVKĶI uzsākts detalizētāk pētīt ar daļēji attīrītu bērza tāss ekstraktvielu daļiņām stabilizētu oleogelu iegūšanas procesu ietekmējošos faktorus produkta ražošanas pakāpeniskas mērogošanas mērķim. Praktisko iemaņu un senākas pieredzes atsvaidzināšanai, kā arī Pikeringa emulsijas izejvielu iegūšanai vispirms oleogelu iegūšanas eksperimenti uzsākti saulespuķu eļļas vidē vidēji 100 ml tilpuma produkta iegūšanai. Identificēts viens oleogela gala produkta kvalitātes īpašības ievērojami ietekmējošais tehnoloģiskais parametrs, kas tad arī zinātniskās informācijas uzkrāšanas vajadzībām eksperimentu gaitā papildus notestēts. Rezultātā iegūta kvalitatīvu oleogelu paraugu sērija un gūta pārliecība par patentētās iegūšanas metodikas veiksmīgu darbību. Lai gūtu pirmo praktisko oleogelu iegūšanas pieredzi, LVKĶI tikās ar AS “Latvijas Finieris” pārstāvjiem.

Ņemot vērā nepieciešamību pēc oleogelu iegūšanas procesa zinātniskajiem datiem nākotnes testēšanas pārskatos, izmantojot atgūto praktisko pieredzi, izstrādāta detalizēta katra iegūšanas posma tehnoloģisko parametru un materiālās bilances plūsmu tabula, kas ar nelielām modifikācijām varēs kalpot par vienotu iegūšanas procesa aprakstīšanas standartu arī pakāpeniskas ražošanas mērogošanas darbībām. Kādā brīdī pēc savstarpējām konsultācijām, ņemot vērā SIA “Labrains” partnera pārstāvju vēlamās, potenciālo kosmētikas produktu īpašības, LVKĶI uzsākti pirmie oleogelu ražošanas mērogošanas mēģinājumi 5 reizes lielākā tilpumā. Eksperimentu gaitā bija identificēti un risināti dažādi ar ražošanas mērogošanas procesu saistīti izaicinājumi un rezultātā pirmo reizi iegūti oleogelu paraugi 5 reizes lielākā daudzumā. Nākamais mērķis būtu mērogot ražošanas procesu līdz 10 reizes lielākā apjomā un iespējams vēl vairāk. Šo darbību mērķis bija ne tikai iegūt lielāku homogēna oleogela paraugu eksperimentiem, bet arī gūt pirmo praktiskas mērogošanas pieredzi, jaunas iemaņas un idejas, ko nodot AS “Latvijas Finieris” partnera pārstāvjiem mērogošanas vajadzībām rūpnieciskajiem apjomiem.

Pēc LVKĶI apmācību apmeklēšanas arī pie AS “Latvijas Finieris” partnera paralēli notikuši vairāku oleogela paraugu iegūšanas eksperimenti, izmantojot atšķirīgāku etanola ietvaices iekārtas risinājumu. Eksperimentu gaitā gūtas vairākas vērtīgas atziņas un jauna praktiskā pieredze. Taču kā galvenais notikums bija “Latvijas Finieris” pasūtītā 50 litru oleogelu ražošanas mērogošanas reaktora un ar to saistīto iekārtu saņemšana, komplektācija, saslēgšana, uzstādīšana, regulēšana un rezultātā veiksmīga oficiālā nodošana ekspluatācijā. Ar šo jauno reaktoru arī uzsāktas pirmās šķīdinātāja ietvaicēšanas darbības, lai gūtu praktisko pieredzi, novērtētu iekārtas potenciālās iespējas un notestētu noteiktus tehnoloģiskos parametrus.

LVKĶI sagatavotas aktivitātes īstenošanai nepieciešamo reaģentu un materiālu specifikācijas un uz projekta 1. ceturkšņa beigām oficiāli izsludināts pats publiskā iepirkuma konkurss.

1.3. Iegūto kosmētikas izejvielu un Pikeringa emulsiju paraugu raksturošana

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku oleogeliem līdz šim brīdim pamatā testēti tādi reoloģiskie raksturlielumi kā krājuma modulis un viskozitāte. Paralēli notiek arī paraugu vizuālā un “taktilā raksturošana”. Tāpat veiksmīgi pārbaudīta arī noteiktu raksturīgo komponentu satura noteikšana ar instrumentālo hromatogrāfijas metodi. Ciešā sadarbībā ar SIA “Labrains” partnera pārstāvjiem noskaidrotas un saskaņotas vairākas prioritārās Pikeringa emulsiju testēšanas metodikas, pēc kurām tiks vērtēta emulsijas stabilitātes pakāpe, kas kosmētikas nozarē ir ļoti svarīgs kvalitatīva produkta raksturlielums. Prioritāro testu sarakstā iekļauts emulsiju:

    1. termālais stresa tests ar sasaldēšanas atkausēšanas cikliem;
    2. paātrinātās novecošanas tests ar stabilitātes pārbaudi paaugstinātā temperatūrā;
    3. centrifugēšanas tests;
    4. vizuālā pārbaude (homogenitāte, krāsas stabilitāte, tekstūra, attēli pirms un pēc);
    5. pH mērījumi. Līdz šim brīdim LVKĶI papildus testēti un pielietoti arī tādi Pikeringa emulsiju raksturošanas paņēmieni kā krājuma moduļa noteikšana un emulsijas attēlu iegūšana ar gaismas mikroskopiju.

LVKĶI sastādītas aktivitātes īstenošanai nepieciešamo reaģentu un materiālu specifikācijas un uz projekta 1. ceturkšņa beigām oficiāli izsludināts pats publiskā iepirkuma konkurss.

2025. gada II ceturksnis (augusts – oktobris, 2025)

1.1. Pikeringa emulsiju pagatavošanas metožu izvērtēšana potenciālo krēmu produktu ražošanai

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku apakšaktivitātes ietvaros 2. ceturksnī, aktīvi sadarbojoties projektā iesaistītajiem vadošā partnera LVKĶI pārstāvjiem ir turpināta izstrādātā eksperimentālā plāna realizācija. Kā izejvielas Pikeringa emulsiju pagatavošanai pēc O + ūdens un H + O metodikām tika izmantoti 2.1. apakšaktivitātes optimizācijas eksperimentu rezultātā iegūtie saulespuķu eļļas oleogeli, kas stabilizēti ar daļēji attīrītu bērza tāss ekstraktvielu mikrodaļiņām. Reālās situācijas modelēšanai hidrogela pagatavošanas vajadzībām no AS Latvijas Finieris bija saņemti divi pēc betulīna satura un kopējā sastāva ievērojami atšķirīgu pulveru paraugi, kas iegūti rūpnieciskas ražošanas procesā. Pulveru paraugiem noteikta maksimālā šķīdība etanolā tuvu pie viršanas temperatūras un tālāk iegūti arī paši hidrogelu paraugi, kuriem attiecīgi noteikts sausnes saturs. Papildus bija izlemts arī testēt hidrogela iegūšanas procesā radušos gaišās krāsas filtrātu, kas ekstraktvielu daļiņas saturēja ievērojami mazākā daudzumā nekā hidrogels. Rezultātā pirmajā apakšaktivitātes eksperimentu sērijā savā starpā pie līdzīga Pikeringa emulsiju komponentu sastāva bija salīdzināti 6 dažādu izejvielu paraugu pielietojuma kombināciju veidi.

1.2. Universālas kosmētikas izejvielas iegūšanas iespēju izpēte

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku 2. ceturksnī ir uzsākta apakšaktivitāte, kuras darbības laikā tiks pārbaudītas un pētītas vairākas citas potenciāli perspektīvas un kosmētikas industrijā iecienītas eļļas fāzes komponentes ar mērķi izstrādāt universālas kosmētikas izejvielas, kuras būtu kā pamata bāze dažādu Pikeringa emulsiju veidojošo produktu ražošanai. Eksperimentālais darbs uzsākts ar gela iegūšanas procesa atsevišķo posmu realizācijai nepieciešamo raksturlielumu izpēti sākotnējai galveno pamatprincipu izpratnei. SIA Labrains partnera pārstāvji, šķirojot pēc dažādiem parametriem un sarindojot prioritārā secībā, bija izvēlējušies vairākas potenciāli perspektīvākās eļļas no kurām 4 ar augstāko prioritāti un ar ievērojami atšķirīgām īpašībām testa daudzumos piegādātas LVKĶI uz minētajiem procesa raksturlielumu priekšizpētes eksperimentiem. Ir jau iegūti pirmie rezultāti par piegādāto eļļu un etanola savstarpējās šķīdības raksturlielumiem. Tāpat arī izmēģināti šo eļļu un etanola maisījuma noslāņošanās efektivitātes paaugstināšanas paņēmieni. No šīs un citas iegūtās priekšizpētes papildus informācijas tālāk tiks plānoti attiecīgo eļļu gelu iegūšanas eksperimenti.

2.1. Perspektīvāko kosmētikas izejvielu / produktu prototipu pagatavošanas metožu attīstīšana un to pielāgošana ražošanas pakāpeniskai mērogošanai

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku apakšaktivitātes ietvaros 2. ceturksnī LVKĶI bija turpināts pētījums par ar daļēji attīrītu bērza tāss ekstraktvielu daļiņām stabilizētu oleogelu iegūšanas procesu ietekmējošajiem faktoriem produkta ražošanas pakāpeniskas mērogošanas mērķim. Pēc kārtējām savstarpējām konsultācijām saistībā partnera SIA “Labrains” pārstāvju vajadzībām attiecībā uz potenciālo kosmētikas izejvielu īpašībām un eksperimentālajam darbam nepieciešamajiem izejvielu apjomiem LVKĶI bija turpinātas oleogela iegūšanas mērogošanas pētījuma darbības. Rezultātā bija veiksmīgi sasniegts iepriekšējā ceturksnī izvirzītais mērķis, mērogojot līdz LVKĶI maksimāli iespējamam 20 reižu lielākam oleogela ražošanas darba tilpuma apjomam. Tādā veidā standarta oleogela ražošanas rutīna ir gandrīz pilnībā pārgājusi un lielākajiem apjomiem. Tālāk bija uzsākta šajās darbībās iegūtās pieredzes un jauno iemaņu pārnese sadarbībā ar partnera AS “Latvijas Finieris” pārstāvjiem uz plānotajiem 50 litru darba tilpuma reaktora apjomiem. Lai to realizētu ceturkšņa laikā bija veiktas 2 klātienes vīzītes pie partnera AS “Latvijas Finieris”, kuru gaitā kopīgi bija gan veiksmīgi apgūta iekārtas ekspluatācija oleogelu ražošanai, gan arī iegūti pirmie mērogotie oleogelu paraugi.

2.2. Sadarbības partnera – kosmētikas ražotāja vajadzībās balstītiem kosmētisko krēmu prototipiem piemērotāko komponentu piemeklēšana un to mijiedarbības izpēte gatavajos produktos

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku 2. ceturksnī ir uzsākta apakšaktivitāte, kuras darbības laikā tiks veikta vienkāršas, 3-5 komponentu un pēc noteiktiem testiem stabilas Pikeringa emulsijas iegūšana bez pievienotām papildus funkcionālām piedevām, kur tiks variētas gan izejvielu proporcijas un to pievienošanas secība, gan arī citi gala produkta kvalitāti ietekmējošie faktori. Šī ceturkšņa laikā gan LVKĶI, gan pie AS “Latvijas Finieris” partnera eksperimentālās mērogošanas procesā bija iegūti pietiekami lieli paraugu daudzumi ar kuriem SIA Labrains partnera pārstāvji varētu uzsākt apakšaktvitātē paredzēto uzdevumu realizāciju. Kopā ar 3 pirmajiem mērogoto oleogelu paraugiem bija nosūtīts to raksturojums, kā arī rekomendācijas par uz to brīdi LVKĶI izpētītajām, optimālajām Pikeringa emulsiju formulācijām un to pagatavošanas metodikas niansēm, lai rezultātā iegūtu Pikeringa emulsijas krēma produktu ar augstāko stabilitāti. Tāpat arī LVKĶI bija veikts atklājums par īpašām piedevām, kas ievērojami uzlabo iegūto Pikeringa emulsiju stabilitāti, par ko tad arī bija informēti SIA Labrains pārstāvji.

2.3. Iegūto kosmētikas izejvielu un Pikeringa emulsiju paraugu raksturošana

Saskaņā ar projekta īstenošanas laika grafiku apakšaktivitātes ietvaros 2. ceturksnī ir gan uzsākts, gan arī tiek turpināts veikt 1.1., 1.2., 2.1. un 2.2. apakšaktivitātēs iegūto Pikeringa emulsiju un to izejvielu – oleogelu un hidrogelu raksturošanas darbības. Tāpat kā līdz šim oleogeliem tiek testēti galvenokārt reoloģiskie raksturlielumi kā krājuma modulis un viskozitāte. Ir uzsākts darbs pie jaunas oleogelu bērza tāss ekstraktvielu daļiņu satura noteikšanas metodikas izstrādes. Kā arī LVKĶI paralēli ar sadarbības partnera SIA “Labrains” pārstāvjiem Pikeringa emulsiju stabilitātes pakāpes noteikšanai aktīvi tiek izmantotas sekojošas testēšanas metodikas:

    1. termālais stresa tests ar vairākiem sasaldēšanas atkausēšanas cikliem;
    2. centrifugēšanas tests;
    3. vizuālā pārbaude (homogenitāte, krāsas stabilitāte, tekstūra, attēli pirms un pēc);
    4. pH mērījumi.

Ceturkšņa laikā veikta Pikeringa emulsiju paraugu testēšana, kas iegūti vairākās atsevišķās eksperimentu sērijās, kur pētīta: eļļas / ūdens attiecības un ekstraktvielu daļinu satura ietekme, ūdens fāzes pH ietekme kā arī dažādu Pikeringa emulsiju stabilizējošo piedevu un to koncentrāciju ietekme.

6. Komunikācijas un vizuālās identitātes prasību nodrošināšanas pasākumi

Saskaņā ar vizuālās identitātes un komunikācijas nodrošināšanas prasībām, aktivitātes ietvaros, 2. ceturkšņa laikā projektā iesaistītajiem sadarbības partneriem notika kārtējās divas projekta īstenošanas sapulces – pēc skaita trešā bija attālinātā sapulce 26. augustā un ceturtā sapulce realizēta projekta sestā mēneša 9. oktobrī, kas notika sadarbības partnera – AS “Latvijas Finieris” telpās klātienē. Līdzīgi kā iepriekšējās arī šajā klātienes sapulcē tika apspriests projekta realizācijas progress un eksperimentos iegūtie rezultāti. Pirms un pēc sapulces sadarbības partneriem bija iespēja doties ekskursijā pa AS “Latvijas Finieris” ražotni “Lignums” kā arī pa betulīna ražotni “BetulinLab”. Tāpat arī projekts ar atsevišķiem stendiem no vadošā LVKĶI partnera un AS “Latvijas Finieris” sadarbības partnera puses bija atraktīvi un veiksmīgi prezentēts 26. septembra “Eiropas Zinātnieku nakts 2025” pasākumā LVKĶI pilotiekārtu angārā.

Par projektu un projektā veiktajām aktivitātēm bija sniegta intervija Latvijas radio žurnālistam par ko 29. septembrī LSM mājaslapā bija publicēts attiecīgais audio ieraksts un intervijas raksts, kas papildināts ar notikuma attēliem.

Par intervijas rakstu un vispār par pašu projektu bija arī izstrādātas vairākas atsevišķas publikācijas komunikācijai ar sabiedrību, kas tika publicētas LVKĶI un AS “Latvijas Finieris” mājaslapās latviešu un angļu valodās.

Lai sasniegtu plašāku auditoriju, publikācijas papildus tika ievietotas arī sociālajā tīklā Facebook un profesionālajā sociālajā tīklā LinkedIn “posta” ieraksta veidā.

Projekta gaita norit saskaņā ar plānoto.

Projekta kopējais finansējums: kopējās izmaksas: 882 354 EUR (bez PVN). Eiropas Reģionālās attīstības fonda (ERAF) atbalsts: 600 000 EUR (līdzfinansējuma likme: 68%).

Uzsaukums, aktivitāte: projekts tiek īstenots ERAF pasākuma “Praktiskas ievirzes pētījumi” (1.1.1.3. aktivitāte) ietvaros.

Projekta partneri:

  • Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts (vadošais partneris)
  • AS “Latvijas Finieris”
  • SIA “LABRAINS”

 

Projekta īstenošanas termiņš: no 2025. gada 1. maija līdz 2028. gada 30. aprīlim.