O dobrou zprávu pro ochránce životního prostředí se postarala dvojice studentů, Zuzana Zvěřová a Miroslav Myrončuk: „Plastového odpadu může být mnohem méně!“ Dlouho se snažili vymyslet, jak plastový kelímek nahradit jedlým, který by se po vypití kávy snědl místo sušenky.
Cesta k realizaci nápadu vytvořit jedlé kelímky na kávu nebyla jednoduchá. Více než rok hledali studenti Zuzana Zvěřová a Miroslav Myrončuk v domácí „laboratoři“ vhodný recept na těsto a zkoušeli čínské pečicí zařízení. V kelímcích byly stále trhliny. Pak se obrátili na odborníky z Ústavu procesní a zpracovatelské techniky Fakulty strojní ČVUT v Praze. Hlavní řešitel, Ing. Jaromír Štancl, Ph.D., k tomu sdělil podrobnosti:
Jak se strojaři dostali k dořešení jedlých kelímků?
Nápad vznikl opravdu z přesvědčení jmenovaných studentů pomoci planetě v redukci plastového odpadu. V listopadu 2019 nás oslovili a projevili zájem spolupracovat. Seznámili nás se záměrem vyrábět a dodávat jedlé kelímky na kávu jako náhradu za současné plastové a předvedli jejich vlastní pokusnou domácí výrobu. Ta probíhala na čínském pečicím zařízení na čtyři kelímky.
Pokusy doprovázelo mnoho problémů. Zapůjčené zařízení nemělo dořešený potřebný odvod páry, a tak docházelo k tvorbě trhlin. Kromě trhání kelímků během pečení zařízení nedokázalo řádně vytvarovat kelímek, zajistit propustnost vůči tekutině, tvořilo příliš silnou stěnu a mělo i další nedostatky.
M. Myrončuk měl zájem o vývoj a konstrukci zejména kompletní výrobní linky na tyto kelímky a navrhoval spolupráci v rámci dotačního programu Pražský voucher. Vzhledem k dostupným finančním prostředkům však nebylo reálné v rámci šesti měsíců navrhnout a postavit kompletní výrobní linku včetně odladění receptury. Proto jsme se domluvili pouze na návrhu úprav prototypu pečicího zařízení a nalezení vhodné receptury a projekt v tomto rozsahu pak byl podpořen Pražským voucherem.
Řešení podobných úkolů bych čekal spíše na jiné vysoké škole. Byl vývoj zařízení pro fakultu strojní mimořádný?
Projekt byl pro nás určitou výzvou, k řešení jsme však měli již nějaké zkušenosti a znalosti. Na první pohled se může zdát, že zpracování potravin je spíše záležitostí VŠCHT, nicméně zde se jednalo o strojní zařízení, což zapadá do portfolia Ústavu procesní a zpracovatelské techniky, který se zabývá problematikou strojů a zařízení pro potravinářský, chemický a spotřební průmysl. Každá potravina se pak vždycky vyrábí na nějakém stroji či zařízení.
Naším úkolem byl vývoj pečicího zařízení, což přesně zapadá do profilu Ústavu procesní a zpracovatelské techniky. Jednalo se zejména o lisování vlastních kelímků a odstranění problémů s trháním stěn kelímků během pečení. To velmi úzce souvisí s mechanickými a tokovými vlastnostmi těsta a párou vznikající během pečení.
Do projektu byl za náš ústav zapojen i doc. Skočilas, který řešil výrobu biodegradovatelných obalů jako svou disertační práci. Z technického hlediska se jednalo o lisování kelímků a následné tlakové pečení v uzavřené formě. Aby kelímek udržel tekutinu a byl dostatečně pevný při manipulaci s nápojem, na jeho vnitřní a vnější straně musí být utvořena dostatečně zapečená krusta, přičemž jádro stěny, střídka, musí zůstat pórovitá, aby byl kelímek konzumovatelný a nikdo si na něm nevylámal zuby.
Jak probíhal vývoj?
Námi prováděný vývoj spočíval nejprve v sérii provedených testů na pečicím zařízení, které nám studenti zapůjčili. Proběhla řada různých zkoušek s těsty různé konzistence, včetně měření teplot uvnitř formy.
Na základě poznatků z prvotních experimentů byly navrženy úpravy forem tak, aby se snížila původně vysoká zmetkovitost výrobků. Návrh byl zpracován do podoby výkresové dokumentace dílů pro úpravu formy. Poté byly následně zhotoveny nové díly formy a zabudovány do stávajícího původního pečicího zařízení. Dalším krokem bylo testování upraveného zařízení, které potvrdilo významně lepší funkci zařízení a schopnost vyrábět kelímky bez trhlin.
Paralelně pak probíhal vývoj receptury na pracovišti Výzkumného ústavu potravinářského Praha (VUPP), se kterým často úzce spolupracujeme. VUPP připravil několik návrhů receptur, od upravené původní receptury studentů po zcela nové receptury. Těsta připravená podle těchto receptur byla testována na pečicím zařízení upraveném podle našeho návrhu. Já byl u testů pečení vždy přítomen. Receptury a funkci zařízení se podařilo úspěšně odzkoušet a na základě zkušeností pak byly navrženy další konstrukční úpravy včetně návrhu zcela nového prototypu pečicího zařízení. Vyrobené kelímky pak byly testovány na schopnost udržet kávu. Byl jste hlavním řešitelem projektu. Jak jste spokojen s výsledkem? Ano, byl jsem řešitelem na straně ČVUT v rámci nám zadaného vývoje, který probíhal v úzké spolupráci se zadavateli, Z. Zvěřovou a M. Myrončukem, a pracovníky VUPP. Já měl na starost návrh a realizaci úprav prototypu pečicího zařízení, aby vyráběné kelímky splňovaly požadavky a potlačila se původní vysoká zmetkovitost výroby, VUPP řešil vývoj a optimalizaci nové receptury. Výsledky jsou dobré, kávu kelímek udrží asi 12 hodin a tři čtvrtě hodiny je dobře konzumovatelný.
Nápad „Vypij a sněz!“ se podařilo úspěšně dotáhnout k prototypu. Jak odhadujete zahájení masové výroby?
Studenti by sice rádi viděli své kelímky v každém baru na světě co nejdříve, ale o masové výrobě zatím asi nemůže být řeč. K cíli vede ještě hodně dlouhá cesta. Já si myslím, že by bylo vhodné nejprve realizovat nový prototyp podle našeho návrhu, který by mohl být umístěn např. v kavárně, kde by se před zraky konzumenta takový kelímek vyrobil a rovnou prodával i s kávou. Zařízení pro masovou výrobu bude vyžadovat ještě trochu odlišný přístup, kde však lze uplatnit získané zkušenosti. Jsme samozřejmě otevřeni další spolupráci se studenty a připraveni se pustit i do návrhu výrobní linky pro masovou výrobu kelímků.
Bude tedy projekt pokračovat?
Sjednaný projekt skončil koncem února 2021 a zatím nepokračuje. Nicméně studenti mají zájem spolupracovat i v budoucnu, takže snad brzy dojde i na vývoj výrobní linky, která bude umět vyrábět jedlé kelímky, sladké i slané.