Co jsou bioboti a jak fungují při kvašení
Jde o biohybridní mikrorobotické kapsle, které v sobě spojují pivovarské kvasinky a magnetické nanočástice. Princip je přitom elegantně jednoduchý a přímo využívá to, co se v kvasné nádobě děje přirozeně: když kvasinky během fermentace produkují oxid uhličitý, vznikající bublinky bioboty samovolně vynášejí nahoru a dolů v kapalině. Tím pádem se sami aktivně pohybují po celém objemu nádoby a nádobu tak přirozeně promíchávají – bez jakéhokoliv externího míchadla.
„Robota si dnes lidé často představí jako elektronické zařízení. Ve skutečnosti je to ale jakýkoliv systém, který dokáže autonomně vykonávat určitou činnost," vysvětluje Martin Pumera z CEITEC VUT.
Proč by to mohlo zajímat pivovary
Pro výrobu piva je klíčová právě rovnoměrnost a rychlost fermentace – a tady mají bioboti podle vědců jasnou výhodu oproti běžným statickým částicím, které v kapalině jen pasivně sedí. Aktivní pohyb v celém objemu nádoby totiž znamená, že mikroroboti pokryjí větší prostor a mohou tak celý kvasný proces reálně zefektivnit a urychlit.
Neméně zajímavá je i druhá část technologie – to, co se děje po skončení kvašení. Díky magnetickým nanočásticím totiž lze bioboty jednoduše „vytáhnout" z hotového nápoje pomocí magnetického pole, a to bez nutnosti klasické filtrace. Pro pivovary by to teoreticky mohlo znamenat úsporu jednoho kroku výrobního procesu. Vědci navíc prokázali, že tytéž bioboty lze opakovaně nasadit do několika dalších výrobních cyklů, což by mohlo přispět i k ekonomičnosti celé technologie.
„Oproti běžným statickým částicím se mikroroboti aktivně pohybují v celém objemu kapaliny, takže dokážou pokrýt větší prostor a celý proces zefektivnit. Zároveň tak umožňují snadnější automatizaci výroby," doplňuje Martin Pumera.
Podle týmu je pak právě snazší automatizace tím, co by mohlo pivovary lákat nejvíc – kombinace rychlejšího a rovnoměrnějšího kvašení s jednodušším oddělením kvasinek od hotového produktu totiž otevírá prostor pro větší míru automatizace celého výrobního procesu, aniž by se muselo zasahovat do tradičního postupu vaření piva.
Vědci už jednají s velkým evropským pivovarem
Že jde o víc než jen laboratorní zajímavost, naznačuje i to, že tým nyní s konkrétním velkým evropským pivovarem diskutuje o možném praktickém využití technologie. Zatím jde o jednání ve fázi diskuze, případné nasazení v reálném provozu tak bude ještě vyžadovat čas – nicméně ukazuje to, že si potenciál technologie uvědomují i lidé přímo z oboru.
Nejde o první krok CEITEC do potravinářství
Skupina Martina Pumery se využití mikrorobotů a pokročilých materiálů v potravinářství věnuje dlouhodobě – v minulosti vyvinula například flexibilní senzor pro chytré obaly, který dokáže odhalit zkažené rybí maso. Nové bioboty tak zapadají do širšího trendu, kdy se pokročilé materiálové technologie z laboratoří čím dál víc přibližují reálné potravinářské a nápojové výrobě – a pivovarnictví by mohlo být jedním z prvních oborů, kde se to promítne do praxe.
Ondřej Hampl (s využitím TZ CEITEC VUT, autorka Aneta Kárná)
