logo
Načítání

BIOTECHNOLOGIE HYDAL


Jako jediná na světě umí průmyslově zpracovat a využít použitý fritovací olej a přeměnit ho na zcela novou vysoce hodnotu surovinu – biopolymer PHB.



Cirkulární ekonomika


Má globální potenciál a splňuje všechna kritéria tzv. cirkulární ekonomiky. Je technologií pro upcycling. Z odpadního oleje nerecykluje nový olej, ale vyrábí se úplně jiný produkt – biopolymer.



Představuje tak součást řešení problému plastového znečištění.



Ocenění


Jako první technologie v historii České republiky získala ocenění Frost and Sullivan Technology Innovation Award a další světové ceny. Zcela zaslouženě, protože geniální myšlenka na výrobu vysoce žádaného PHA biopolymeru z použitého oleje předstihla svoji dobu. V roce 2012 získala technologie své jméno Hydal (zkratka ze slova Polyhydroxyalkanoáty).



Příběh Hydalu


V souladu s přírodou...


Technologie Hydal jako první na světě využívá k výrobě bioplastů toxický odpad – použitý fritovací olej, kterého je v globálním měřítku přebytek.


Příroda vyrábí
Bakterie, které ke vzniku biopolymeru používáme, jsou součástí našeho ekosystému po milióny let. Přibližně před dvěma miliardami let „přiletěly“ z vesmíru. Neprodukují biopolymer bezúčelně – slouží pro ně jako rezervoár energie na “horší časy”.


Nový život odpadu
Hydal je technologie pro upcycling: z odpadního oleje se nerecykluje olej, ale produkuje se zcela jiný produkt – biopolymer.


Příroda „recykluje“
Příroda je dokonalá v tom, že to co vyrobí, umí znovu použít či zrecyklovat. Biopolymer je potravou pro jiné bakterie či organismy. Je tedy plně biologicky odbouratelný. Jinými slovy to znamená, že příroda jej plně využije v půdě, vodě i mořích.



Zastavme
zamoření
naší planety.



Přeměna probíhá v následujících krocích:


  • Mikrobiální fermentace, kde bakterie „konzumují“ použitý kuchyňský olej a přeměňují jej na granule PHA, které si ukládá uvnitř bakteriální buňky. Tento proces se běžně nazývá upstreamovou fází.
  • Izolace polymeru z mikrobiálních buněk se nazývá downstreamovou fází. Tento proces zahrnuje rozpad mikrobiálních buněk, ze kterých se uvolňují granule PHA.
  • Výsledný biopolymer ve formě práškových vloček může být zpracován na granule, do nichž se přidávají aditiva pro stabilizaci, zpracování a pro požadované konečné vlastnosti produktu. Každá směs je jedinečná dle použití v konečných produktech (např. směsi pro výrobu mulčovacích fólií) nebo pro kosmetické aplikace.

Biopolymer je v přírodě 100% odbouratelný, tzv. biodegradabilní:





Plast je past: pozadí jedné z nejvýznamějších výzev světa



Problém zamoření planety syntetickými plasty dosáhl extrémních rozměrů. Kontaminovaly půdu, řeky i moře.



Plastový odpad zabíjí stovky tisíc mořských živočichů. Z moří i oceánů se stala největší světová skládka plastového odpadu.



Spotřeba plastů ve světě exponenciálně roste a generuje více a více potíží. V posledních letech experti identifikovali další problém s neviditelnými plasty, tzv. mikroplasty, které jsou ještě nebezpečnější. Tyto všudypřítomné plastové fragmenty jsou příliš malé na to, aby byly vidět. Pronikají až do potravinového řetězce.


Vlády na celém světě kromě zákazu používání jednorázových tašek, případně i plastového nádobí, příborů a brček zatím nejsou schopny najít řešení. Pokud nic neuděláme, čeká nás scénář, jenž je načrtnut níže. V roce 2050 bude v mořích stejné množství plastu jako ryb.


Předpověď růstu objemu plastů, externalit a spotřeby ropy podle současného scénáře:



Co nám technologie přináší?



Hydal přináší koncept, ve kterém je PHA vyrobeno z odpadu jednoduchým procesem za konkurenceschopnou cenu. Konec jeho životního cyklu je znám ještě před započetím výroby.



Klíčové dopady konceptu Hydal


Na základě mnoha diskusí s odborníky z různých odvětví jsme stanovili kritéria, která musí koncept Hydal, aby byl úspěšný a udržitelný, splňovat:

  • Synergie s recyklačními systémy;
  • Žádný nový odpad, což znamená, že žádný nový odpad není vytvářen již ve fázi vývoje produktu využíváním produktové "uzavřené smyčky";
  • Biologická rozložitelnost v půdě, vodě a v mořích;
  • Biokompatibilita s lidským tělem i ekosystémy;
  • Jasný konec životního cyklu produktů vyrobených z Hydal PHA – biodegradabilita, recyklace, upcyklace.


Hydal koncept má dalších pět dopadů


  • Nakládání s komunálním odpadem a materiálové využití odpadů – jedna z priorit strategie cirkulární ekonomiky
  • Eliminace možné kontaminace čistíren odpadních vod použitým kuchyňským olejem
  • “Nature works” – Hydal je biotechnologický process
  • Eliminace poškození životního prostředí mikroplasty a plasty v důsledku použití plně biologicky odbouratelných a biokompatibilních výrobků z Hydal PHA
  • Strategie “Žádné nové odpady” – biologická rozložitelnost a biokompatibilita produktů na bázi PHA a jejich recyklace bioplastů je příkladem produktové “uzavřené smyčky” (closed-loop)

Klíčová konkurenční výhoda - cena PHA závisí na konverzi a použité surovině


Na rozdíl od konkurence, technologie Hydal nepoužívá plodiny nebo jiné suroviny, které vyžadují zemědělskou půdu.


Bioplasty vyrobené touto technologií jsou výrazně cenově dostupnější než konkurenční bioprodukty z kukuřice, brambor, cukrové třtiny či jiných surovin. (K jejich zpracování je potřeba navíc dodat externí energii, což celý proces jejich výroby výrazně prodražuje.)


V technologickém procesu Hydal může právě fritovací olej zároveň posloužit i jako zdroj energie a podpořit tak energetickou nezávislost.


Efektivitu procesu podtrhuje trojnásobná energetická výhřevnost oleje oproti kupříkladu cukru.




Proces výroby Hydalu má dvě fáze:

  • Fermentace – pro výrobu PHA v biomase používáme vlastní mikrobiologickou sbírku přírodních bakterií.
  • Izolace a separace – vyvinuli a ověřili jsme zcela nový proces zahrnující biologicky odbouratelná rozpouštědla.

V obou případech má konečný biopolymer – P3HB nebo PHBV – čistotu vyšší než 99 % a vysokou molekulovou hmotnost.



Hydal koncept má dalších pět dopadů


Jako příklad naší spolupráce s ORKLA plníme cíle udržitelného rozvoje:




Strategie „uzavírání smyčky“


znamená, že každý nový výrobek musí mít před zahájením fáze výzkumu a vývoje jasný konec životního cyklu, ať už recyklací či jiným způsobem.


Klíčovou součástí naší strategie je spolupráce s majiteli značek a vytváření konceptu „uzavřené smyčky“. Jedním z prvních příkladů je spolupráce s ORKLA:



Bližší informace o silných stránkách konceptu Hydal včetně business modelu a promyšleného R&D systému zjistíte v našem Průvodci technologií.

Kde jsme a kam směřujeme?


Jsme na správné cestě


Nezávislým hodnocením technologie a obchodní strategie jsme si potvrdili, že jsme na správné cestě.

Výjimečnost know-how pro přeměnu toxického odpadu na vysoce kvalitní biopolymer byla oceněna významnými oceněními:


  • 2017     Seal of Excellence Horizon 2020
  • 2016     Top 10 Product Award – Shenzen
  • 2016     EASTERN EUROPEAN BUSINESS ELITE AWARDS
  • 2016     Seal of Excellence Horizon 2020
  • 2015     the 2015 Frost and Sullivan Technology Innovation Award for Hydal BioTech


Seal of Excellence Horizon 2020 sleduje dodržení definovaných parametrů ve třech důležitých oblastech. Naše společnost získala vynikající hodnocení ve všech.


Zpráva společností Frost and Sullivan hodnotí technologii a obchodní strategii. V obou případech jsme získali vynikající hodnocení (na stupnici od 1 do 10). Technologie získala 9,5 bodu z 10 a obchodní strategie 9,3 bodu z 10.


Získání této ceny a ocenění naší práce nám přineslo velkou radost a povzbudilo nás k další práci.



Stav vývoje technologie


Naše technologie se nachází ve fázi TRL 8.


Nastavení průmyslové kapacity na 1.000 t PHA je v procesu TRL 9.



Strategie pro vývoj aplikací – co, proč a s kým vyvíjíme?


Naše strategie vývoje aplikací je založena na tzv. prioritních aplikačních segmentech.


Prioritní jsou ty segmenty, kde existují jasné a dlouhodobé hnací síly spotřeby:

  • Legislativní: poptávka vzniklá legislativou, např. nahrazení mikroplastů, využití odpadů;
  • Spotřebitel: existuje realistická a profilovaná poptávka, např. nová materiálová základna pro 3D tisk, bio UV filtr, bio rozpouštědla. Spotřebitelé jsou ochotni platit za nová ekologická řešení;
  • Konečné aplikace/produkty eliminují poškozování ekosystémů a životního prostředí – biologicky rozložitelné a biokompatibilní bioplasty pro obalový průmysl.

Ideální aplikace splňuje všechna tři kritéria.


Naše R&D projekty jsou věnovány těmto prioritním aplikacím, které jsou již v procesu řešení:

  • nová materiálová základna pro 3D printing;
  • abrazivní částice pro kosmetiku, např. peeling;
  • bio UV filtry,
  • biorozpouštědla,
  • příchutě a vůně na biologické bázi,
  • vlákna na bázi PHA,
  • testování biodegradability PHA Hydal ve vodě a půdě,
  • rozvoj bioplastových aplikací na fólie, tepelné tvarování a tvarování vstřikem.


První vlaštovka na poli kosmetiky: „Věnováno vám a přírodě“


Jde o celosvětově první kosmetiku, která zcela biodegraduje, předchází vzniku odpadu a nezatěžuje tak životní prostředí problémovými mikroplasty a mikropolutanty.


Neobsahuje žádnou látku, která by negativně působila na životní prostředí či jej jakýmkoli způsobem zatěžovala, přitom však splňuje vysoké standardy pro koncového spotřebitele.


Za jejím vývojem a výrobou stojí české firmy NAFIGATE Corporation a NAFIGATE Cosmetics.


Více v tiskové zprávě.




Strategická spolupráce (s kým?) a nový řetězec hodnot


Hydal PHA je základní surovinou pro vytváření nového hodnotového řetězce. V rámci tohoto hodnotového řetězce budujeme strategickou spolupráci v těchto cílových segmentech:



Naše cesta v oblasti přípravy a rozvoje strategické spolupráce je následující.


Preferujeme omezený počet strategických spoluprací s institucemi a podniky, které splňují následující kritéria:

  • Synergie Hydalu se strategií firmy či instituce;
  • ochota sdílet rizika společných inovačních projektů;
  • přijetí dlouhodobých inovačních projektů;
  • respektování strategie "uzavřené smyčky" - každý nový výrobek musí mít před zahájením fáze výzkumu a vývoje jasný konec životního cyklu, ať už recyklací či jiným způsobem (No New Waste Concept = Žádný nový odpad);
  • Skutečné projekty s jasným a měřitelným cílem – nikoli marketingové nebo PR projekty vykazující rysy tzv. “greenwashingu”.


Ochrana duševního vlastnictví konceptu Hydal


Ochrana duševního vlastnictví je nedílnou součástí naší koncepce. Naše společnost je tzv. znalostní společnost. To znamená, že vytváříme know-how, které prodáváme a které vytváří náš příjem.


Náš obchodní model je založen na:

  • Prodeji licencí ve formě projektové dokumentace pro výstavbu továren na Hydal;
  • prodeji know-how pro výrobu chemických specialit;
  • Skuprodeji expertních služeb.

Blíže o nastavení naší ochrany duševního vlastnictví najdete v našem Průvodci technologií.



Obchodní tajemství Hydalu - shrnutí


Celé know-how společnosti Hydal má své srdce v následujících klíčových částech:

  • Digital Factory (digitální továrna) koncept;
  • Mikrobiální know-how.

Kterákoliv z nich je patentovatelná a stává se součástí obchodního tajemství.


Obchodní tajemství je součástí nabízené licence.
Obě části fungují jako základní ochrana proti krádežím know-how. Není možné dosáhnout vysokého výrobního výkonu bez řídicího systému založeného na procesním modelování, vlastní mikrobiální banky a znalostí toho, jak zacházet a pečovat o mikroorganismy pro dlouhodobou stabilní výrobu PHB.


Obchodní tajemství je centralizováno.
Výstup know-how bude poskytován konečným výrobním místům (decentralizovaným způsobem).



Značky Hydal a Hydal is NATURE



Hydal je silná značka založená v souladu s Cíly udržitelného rozvoje (SDG’s) Organizace spojených národů a konceptu cirkulární ekonomiky.



Příběh značky Hydal


Hydal – první bioplast v nekonečném oběhu pod "taktovkou" přírody.


„Jsem z odpadu. Jako rostlinný olej jsem již naplnil svoje poslání a stal jsem se odpadem. Jako odpad ale mohu také ničit kanalizační systémy či zdroje vody. Dostal jsem tedy novou příležitost. Česká biotechnologie Hydal mne vrátila do oběhu. Z odpadu jsem se stal biopolymerem PHA (polyhydroxyalkanoát). Odtud pochází I mé jméno Hydal. Byl jsem stvořen přírodou – bakteriemi, které jsou po miliony let součástí našeho ekosystému. Jsem biomateriál, který může nahradit syntetické plasty“.




Hydal is nature:


V roce 2017 jsme zjistili, že je třeba vytvořit značku výrobků B2C, která bude použita pro vybrané produkty - jako jsou domácí 3D tiskové filamenty, obaly apod.




Pochopení pojmu upcycling


Jednoduché ztvárnění procesu upcycling dává značce klíčový obsah.


Nová technologie se zrodila ze spolupráce českých vědců


Od nápadu k aplikaci v praxi


Autorem hlavní myšlenky nové technologie Hydal je tým profesorky Ivany Márové z Vysokého učení technického v Brně, kde také vznikl první patent. Stal se ideovým základem pro jeho další vývoj. Licenci na tento patent v roce 2012 koupila NAFIGATE Corporation, a. s., která také zrealizovala fázi přechodu technologie zlaboratoře do průmyslového měřítka. Spolupracovala přitom i s Mikrobiologickým ústavem Akademie věd v Praze, Vysokou školou chemicko-technologickou v Praze, Výskumným ústavom chemickej technológie v Šali a dalšími pracovišti.



Nejbližší budoucnost


  • NAFIGATE Corporation, a. s., uzavřela s českou společností BOCHEMIE a. s. smlouvu o výstavbě první továrny pro Hydal v ČR, jež by měla být schopna produkovat až 1000 tun materiálu. Společně jsme také podali projekt pro financování vývoje a výroby chemických specialit v rámci programu APLIKACE financovaného z OPPIK (Operační program Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost). Projekt by měl probíhat v letech 2018- 2020 s rozpočtem 3 mil. euro.
  • V současné době jednáme se strategickými investory v EU, USA, Číně a Singapuru. Investoři budou mít licenci na výrobu PHA na průmyslových linkách s plánovanou kapacitou 10 000 tun PHA/ ročně. Výrobní základna se očekává v Číně, kde je plán na vybudování 6-8 závodů ve stávajících výrobních zónách. Zároveň jednáme o spolupráci v dalších zemích.


Náš tým


Oslovili jsme členy našeho výzkumného týmu s otázkou, „Proč se zajímám biotechnologii“?

Lenka Mynářová


„Skutečnost, že se nám podařilo vyvíjet technologii po dobu 8 let a dosáhnout fáze TRL 8, není náhoda.


Dokázali jsme to z těchto důvodů:


  • Náš tým se skládá z vynikajících lidí, kteří jsou současně vynikajícími odborníky.
  • Sdílíme jednu vizi - "lepší svět" bez syntetických plastů a nového odpadu.
  • Vytvořili jsme jednu komunitu, ač pracujeme paralelně na různých místech a na různých projektech.
  • Jsme multiprofesní tým s následujícími kvalifikacemi: biotechnologové, organičtí chemici, procesní inženýři, odborníci na matematické modelování, materiáloví inženýry, odborníci na zpracování biopolymerů a bioplastů, marketingoví specialisté, manažer značek, specialista na rozvoj obchodu, Key Account Managers pro strategickou spolupráci, Market Intelligence Specialists, odborník na nakládání s odpady, odborník na právní předpisy, tým ochrany duševního vlastnictví.
  • Vedla jsem tento tým po celou dobu. Přijala jsem velkou odpovědnost, protože jsem v Hydalu viděla obrovský potenciál, a protože se považuji za vůdčí osobnost.

Nyní bych chtěla představit další členy týmu a jejich názor na Hydal“:



„Otcem“ Hydalu – autorem myšlenky a vedoucím vědcem Hydalu je Stanislav Obruča


„Líbí se mi myšlenka Hydalu – přeměna problematického odpadu na něco hodnotného. Jsem hrdý na to, že mohu být součástí tohoto projektu od samého začátku – od jednoho chladného zimního rána před pár lety. Při zpětném pohledu vidím, že ta myšlenka byla vzrušující, ale také trochu naivní. Musela být. Určitá míra naivity je poznávacím znamením nápadů, které mění svět. Nemůžete změnit svět a přitom stát oběma nohama na zemi“.



Viceprezidentem bio divize, v jehož kompetenci je koncept Hydal, je Daniel Pohludka


„Z profesionálního hlediska: jedinečná biotechnologie, která se pro mě stala vášní. Jako člověk v ní vidím vynikající způsob přeměny neužitečného materiálu v něco velice užitečného pro lidstvo i životní prostředí“.



Upstream proces řídí Juraj Bolyó


„Jedinečná příležitost být součástí něčeho velkého a výjimečného. Zejména pro mne to znamená být součástí týmu špičkových lidí a mít výjimečnou příležitost pro aktivní přínos k trvalému rozvoji a zlepšení biotechnologických procesů s náročnými výsledky. Je to vzrušující“.



Tým výzkumníků z Vysokého učení technického v Brně