Kierunki badań

Charakterystyka ogólna

Katedra Inżynierii i Aparatury Przemysłu Spożywczego zatrudnia 13 pracowników w tym profesora zwyczajnego i doktora habilitowanego. Katedra prowadzi badania naukowe w zakresie trzech dyscyplin: technologii żywności, inżynierii procesowej, biotechnologii oraz mechaniki. Badania w zakresie inżynierii procesowej prowadzone są przy współpracy z Instytutem Inżynierii Chemicznej PAN w Gliwicach. Szczegółowe zagadnienia badawcze pozostające w kręgu zainteresowań pracowników Katedry to: reologia żywności, równowaga fazowa w układach wieloskładnikowych, zastosowanie metod termodynamiki molekularnej do analizy właściwości związków wielkocząsteczkowych (białka, polisacharydy, biopolimery itp) w roztworach, synteza superabsorbentów, kinetyka reakcji estryfikacji, ekstrakcja w układach wielofazowych. W roku akademickim 2008/2009 Katedra uruchomiła specjalizację inżynieria żywności w ramach kierunku studiów Technologia Żywności i Żywienie Człowieka. Katedra dysponuje nowoczesnym reometrem rotacyjnym firmy Haake RS 150, mikroskopem sił atomowych (AFM) firmy Quesant
a także termostatowanym zestawem do pomiaru lepkości granicznej. Dodatkowo badania prowadzone są przy użyciu dwóch chromatografów cieczowych HPLC, refraktometru, urządzenia do dynamicznego pomiaru natężenia światła rozproszonego (DLS), osmometru membranowego, mostka RLC wraz z prototypowym stanowiskiem do pomiaru właściwości elektrycznych. Akwizycja danych doświadczalnych wspierana jest przez autorskie programy napisane w języku LabView (Katedra posiada licencję akademicką). W Katedrze powstał zespół badawczy specjalizujący się w zastosowaniu regresji nieliniowej i estymacji nieparametrycznej do opracowania wyników pomiarów reologicznych i osmometrycznych.

RS 150 Haake, AFM Quesant, osmometr membranowy Gonotec 90

Charakterystyka szczegółowa

Reologia żywności. Problematyka badawcza podejmowana w ramach tego zadania jest szeroka i obejmuje następujące tematy:

• właściwości lepkosprężyste wybranych układów w tym wodnych oraz niewodnych roztworów polisacharydów (wyznaczanie rozkładów czasów relaksacji i retardacji)
• właściwości reologiczne komercyjnych produktów spożywczych
• właściwości reologiczne tłuszczów roślinnych i zwierzęcych
• reologiczne właściwości strukturalne typu time-dependent układów spożywczych (zastosowanie teorii parametru strukturalnego Chenga i Evansa do opisu zmian lepkości w czasie).

Równowaga fazowa w układach wielofazowych wieloskładnikowych. Jest to nowy temat badawczy obejmujący doświadczalne wyznaczanie współczynników podziału białek i peptydów w wodnych fazach polisacharydowo-polimerowych. Tematyka ta obejmuje również badania osmometryczne i ich opracowanie (wyznaczanie współczynników wirialu i współczynników Florego-Hugginsa). Podejmowane są również próby wyznaczenia na bazie autorskich programów funkcji potencjału i zastosowania jej do opisu oddziaływań pomiędzy makrocząsteczkami w roztworach.

Synteza hydrożeli będących pochodnymi monomerów akrylowych oraz skrobi różnego pochodzenia botanicznego. To temat badawczy obejmujący syntezę, charakterystykę procesu pęcznienia sieci polimerowej hydrożeli oraz opis oddziaływań międzycząsteczkowych. Celem prowadzonych syntez jest możliwość zastosowania otrzymanych polimerów w żywności jako absorbentów, środków kontrolujących stężenie określonych substancji czy uwalniających substancje w sposób kontrolowany.
Modelowanie, symulacja i optymalizacja wybranych procesów przemysłu spożywczego i chemicznego. W ramach tego zadania badawczego podejmowane są zarówno badania doświadczalne jaki zagadnienia obliczeniowe oparte na regresji nieliniowej i programowaniu optymalnym obejmujące kinetykę i termodynamikę wybranych procesów chemicznych i biochemicznych. Szczegółowe zagadnienia obejmują opracowanie kinetyki wybranych procesów estryfikacji kwasów organicznych (kwas akrylowy, kwas metakrylowy, kwas mlekowy, kwas winowy, kwas lewulinowy itp.) alkoholami alifatycznymi w obecności różnych katalizatorów (kwas siarkowy, tytanian czterobutylowy, kwas wolframofosforowy, kwas molibdenofosforowy, żywice jonowymienne, wybrane enzymy) oraz określenie kinetyk procesów syntezy na bazie CO, CO2 i H2.

Prowadzone projekty Pracownicy Katedry byli wykonawcami w następujących projektach badawczych:

• 3 P06T 024 25 „Wykorzystanie jonowymiennych właściwości skrobi do modelowania cech reologicznych i mechanicznych kleików i żeli skrobiowych” 2003/2006
• 2 P06T 013 28 „Rola retrogradacji w procesie starzenia kleików skrobiowych” 2005/2007
• 2 P06T 084 29 „Wpływ modyfikacji chemicznych na równowagę fazową wodnych mieszanin skrobi różnego pochodzenia botanicznego i wybranych hydrokoloidów” 2005/2007
• N 312 007 31/0848 „Zastosowanie promieniowania mikrofalowego w bezodpadowych procesach otrzymywania skrobi utlenionej” 2006/2008
• N N312 416737 „Badania właściwości blend polisacharydów i polimerów przewodzących jako potencjalnych składników opakowań spożywczych” 2009/2011 kierownik dr inż. Paweł Ptaszek projekt własny
• N N312 171339 „Zjawiska reologiczne typu „time-dependent” jako obraz strukturotwórczych właściwości skrobi ” 2011/2012 kierownik dr inż. Anna Ptaszek projekt własny
• N N312 331240 „Otrzymywanie nowych amfifilowych pochodnych cyklodekstryn o charakterze polifunkcjonalnych dodatków do żywności” 2011/2013
• N N312 330940 „Zastosowanie charakterystyki reologicznej i termicznej ciasta do optymalizacji składu mieszanki do wypieku chleba na bazie składników pozbawionych glutenu w aspekcie przedłużenia jego trwałości” 2011/2013 kierownik dr inż. Mariusz Witczak projekt habilitacyjny