Ar multifunkcionālām bērza tāss ekstraktvielu daļiņāmstabilizētu, inovatīvu ķermeņa skaistumkopšanas produktuun unikālas kosmētikas izejvielas izstrāde

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.