ZAG je sodeloval pri kar štirih nagrajenih inventivnih rešitvah, ki so prejele priznanja SRIP – Krožno gospodarstvo za leto 2022. Podelitev je potekala včeraj, 8.3.2023, na sejmu MEGRA v Gornji Radgoni.

Nagrajenci: dr. Barbara Horvat , dr. Miha Hren, dr. Vilma Ducman, dr. Majda Pavlin in dr. Janez Turk.

Opise nagrajenih inventivnih rešitev najdete spodaj:

1)Alkalijsko aktivirane pene in kompoziti na osnovi odpadnih materialov za uporabo pri sobnih in povišanih temperaturah

Sestava ekipe inventorjev in opis po vlogah: dr. Vilma Ducman (idejna zasnova, vodenje projekta, izbira komponent), dr. Katja Traven  (razvoj in optimizacija recepture, izdelava laboratorijskih prototipov), dr. Mark Češnovar (razvoj in optimizacija recepture, izdelava laboratorijskih prototipov).

Opis: Alkalijsko aktiviran (AA) material pridobimo, če mešamo komponento v trdnem stanju, ki vsebuje i) SiO₂ in Al₂O₃ v zadostnih količinah in v reaktivni obliki (npr. pepeli, žlindre, aktivirana glina) in ii) ter alkalijske  aktivatorje v raztopini. Najprej pride do raztapljanja dela alumosilikatov, ki so v amorfni obliki, po reakciji pa  pride do polikondenzacije oziroma utrjevanja zaradi tvorbe alumino-silikatne mreže, ki je lahko amorfna ali delno kristalizirana. Alkalijsko aktivirane (AA) pene so eden bolj obetavnih AA proizvodov v gradbenem sektorju zaradi višje dodane vrednosti.
Razvili smo termično stabilne pene na osnovi elektrofiltrskega pepela z dodatkom meta-kaolina. Kot aktivator je bilo uporabljeno natrijevo vodno steklo in kalijevo vodno steklo, pri čemer slednje vpliva na zvišanje temperaturne obstojnosti. Z dodatkom meta-kaolina in kalijevega aktivatorja se namreč termična stabilnost vzorca zviša od 600 na 900 °C.
Pene so bile v nadaljevanju nadgrajene v kompozit z dodatkom lahkih agregatov in vlaken, na ta način smo zmanjšali krčenje in izboljšali mehanske lastnosti ter dosegli želene toplotne karakteristike. Velika prednost tovrstnih panelov je negorljivost in proizvodnja pri temperaturah pod 100 ^oC.

2) Električni uporovni senzor za korozijski monitoring v ekstremnih korozijskih razmerah

Sestava ekipe inventorjev in opis po vlogah: Miha Hren (Izdelava in razvoj senzorja), Branko Belingar (razvoj elektronike), Viljem Kuhar (konceptualna zasnova senzorja), Tadeja Kosec (testiranje materiala pri senzorju), Andraž Legat (pridobitev financ za razvoj, vodenje projekta)

Opis: V industriji predelave materialov predstavlja korozija velik problem, saj visoka temperatura in kislo okolje uničujeta mehanizacijo. Naprave je posledično potrebno pogosto menjati ali sanirati, s čimer se porablja nove surovine in energija. Za spremljane korozije postrojenj v ekstremnih korozijskih razmerah so bili razviti električni uporovni senzorji. Senzorji pri svojem delovanju upoštevajo vpliv mikrostrukture materiala, hkrati pa so izdelani modularno in iz materialov, ki so obstojni v ekstremnih razmerah industrije predelave materialov. Senzorji omogočajo tudi avtomatsko in kontinuirno beleženje korozijskega stanja na različnih delih proizvodnje, pri čemer se podatki v realnem času dostopni preko oblaka. Ti podatki omogočajo pravočasno saniranje, preprečevanje nezgod in uporabo naprav z daljšo življenjsko dobo. Dodatno se lahko časovni podatki o korozijskem stanju naprave uporabijo za razvoj bolj trajnih naprav s še daljšimi življenjskimi dobami. Video je na povezavi: https://ftp.zag.si/sharing/RuYtrtHaK.

3) Fasadna plošča iz odpadne mineralne volne

Sestava ekipe inventorjev in opis po vlogah: dr. Majda Pavlin (razvoj in optimizacija recepture, optimizacija recepture v fazi pilotne proizvodnje), dr. Barbara Horvat (optimizacija recepture v fazi pilotne proizvodnje, karakterizacija materiala), mag. Alenka Pavlin (idejna zasnova, vodenje pilotne proizvodnje v Termit d.d.), Barbara Matko (priprava fasadnih plošč v fazi pilotne proizvodnje), Bojan Cerar (izdelava pilotnih testnih polj), dr. Vilma Ducman (idejna zasnova in pridobitev finančnih sredstev, pregled rezultatov in svetovanje, standardizacija).

Opis: Zaradi skokovite rasti gradnje in obnove v EU letno nastaja več kot 2.5 Mt odpadne mineralne volne, ki na žalost večinoma konča na deponiji. Mineralna volna je zaradi nizke gostote voluminozen odpadek in tako na odlagališčih zaseda veliko prostora ter predstavlja okoljsko breme.. Fasadne plošče iz alkalijsko aktivirane odpadne kamene volne so tako inovativna rešitev za porabo tovrstnega gradbenega odpadka. Kako poteka sam postopek priprave? Odpadek se naprej pomelje, da dobimo fin prah bogat s silicijem in aluminijem v amorfni snovi, ki sta ključna elementa v procesu alkalijske aktivacije. Za pripravo trajnostnega produkta, odpornega na zmrzovanje, ki dosega dobre mehanske lastnosti, poleg mlete kamene volne potrebujemo tudi odpadno žlindro (mešanica EOP S in rafinacijske žlindre), apno, metakaolin, agregat (kremenčev pesek) in kot alkalijski aktivator vodno steklo. Za proces alkalijske aktivacije, kjer prihaja do raztapljanja, polimerizacije in na koncu strjevanja pripravljene mešanice, je poleg same kemijske sestave mešanice pomembna tudi nega vzorcev. Nega tako sprva poteka pri sobni temperaturi, ko pa faza raztapljanja in polimerizacije preide v strjevanje, vzorec izpostavimo višjim temperaturam (vendar nižje od 100 ^oC) in tako zagotovimo končne želene lastnosti. Na ta način dobimo visoko zmrzlinsko odporne okrasne fasadne plošče.

4) Tiskani temperaturni indikatorji za reciklabilno pametno embalažo z ovrednotenim nižjim okoljskim vplivom

Sestava ekipe inventorjev in opis po vlogah: MyCol: Barbara Šumiga, Petra Stražar, Ondrej Panák, Marta Klanjšek Gunde, Barbara Šumiga, Petra Stražar, Ondrej Panák: izbor reprezentativnega produkta, priprava podatkov, izračun prisotnosti sestavin, pregled predlaganih rešitev za okoljski vpliv. Marta Klanjšek Gunde: pregled ustreznosti izbora in strategija razvoja produkta v prihodnje.
ZAG: Katja Malovrh Rebec, Anja Lešek, Patricija Ostruh, Janez Turk, Barbara Treppo Mekiš, Janez Turk, Anja Lešek, Patricija Ostruh: Izdelava modelov za analizo življenjskega cikla (LCA) in izračun okoljskih odtisov.

Opis: Pri pakiranju hrane velja posebna pozornost temperaturno občutljivim izdelkom, ki jih varuje hladna veriga. Ta nadzira temperaturo prostorov, kjer lahko nastopijo različne napake, še posebno pri prehodu izdelkov iz enega v drug prostor. Nadzor vsakega izdelka omogoča pametna embalaža, ki temelji na elektronskih senzorjih, komunikacijskih sistemih, pametnih oznakah (RFID, NFC) in podobno, kar pa oteži ali pa celo onemogoči recikliranje embalaže. Tiskani temperaturni indikatorji ne potrebujejo elektronskih komponent in so reciklabilni skupaj z embalažo. Z nepovratnim obarvanjem pri segretju preko dovoljene temperature pokažejo napake hladne verige in vplivajo na njihovo preprečevanje, kar prispeva k daljši obstojnosti ter višji kakovosti hrane, varnosti proizvajalcev in zaupanju potrošnikov. Dober nadzor hladne verige vodi tudi do manj zavržene hrane.
Temperaturni indikator se lahko natisne direktno na embalažo ali pa na etiketo, ki se jo prilepi na embalažo. V tiskarski barvi je možno del (50 %) veziva na osnovi sintetičnih monomerov nadomestiti z biološko osnovanim vezivom in pomeni manjši okoljski vpliv, ki ga ovrednotimo z analizo življenjskega cikla (LCA).