Aktuālie pētījumu virzieni

Tehnoloģiskā procesa izstrāde lauksaimniecības un mežsaimniecības produkcijas kaltēšanas intensificēšanai, izmantojot saules enerģiju tieši, akumulētu un sakrātu ūdeņraža gāzes formā

Risināmie jautājumi

  • Izstrādāt un eksperimentāli pārbaudīt tehnoloģisko procesu biomasas kaltēšanas intensificēšanai ar siltu gaisu, izmantojot saules enerģiju tieši un sakrātu ūdeņraža gāzes formā laikā, kad graudu vēdināšana nenotiek. Tas ļaus pagarināt vēdināšanas laiku saulainās dienās un veikt vēdināšanu dienās ar paaugstinātu gaisa mitrumu un pazeminātu temperatūru. Pavasara - vasaras sākumā ar saules enerģiju tiek realizēta ūdeņraža uzkrāšana, bet aktīvās vēdināšanas vai kaltēšanas laikā ūdeņradis kalpo elektroenerģijas atgūšanai silta gaisa ieguvei.
  • Veikt plātījums par saules paneļu saražotās elektroenerģijas izmantošanas iespējām ūdeņraža ieguvei, enerģijas uzkrāšana ūdeņraža veidā un vajadzīgajā brīdī ūdeņraža pārveidošana elektroenerģijā, lai to izmantotu vēdināšanas vai kaltēšanas gaisa sildīšanai.
  • Pamatot to, ka saules paneļi ar uzstādīto jaudu 10 kW gada laikā saražojot aptuveni 10000 kWh ekoloģiski tīras enerģijas, CO2 izmešu daudzums samazināsies par aptuveni 4000 kg, salīdzinot ar elektrostacijās ražotas enerģijas izmantošanu.
  • Veikt saules paneļu izmantošanu ūdeņraža iegūšanai, uzkrāšanai un pārveidošanai elektroenerģijā iekārtu, aprīkojuma un vadības blokaizstrādi, sagatavošanu un montāžu;
  • Veikt biomasas intensīvās kaltēšanas ar aktīvo vēdināšanu un biomasas kaltēšanas, izmantojot saules paneļus, uzkrāšanas un pārveidošanas elektroenerģijā iekārtu tehnoloģiskā procesa eksperimentālās pārbaudes.

Ilgtspējīgu viedu kompozītu izstrāde no lauksaimniecības un mežsaimniecības blakusproduktiem iekštelpu mikroklimata autoregulācijai un ēku energoefektivitātes paaugstināšanai

Risināmie jautājumi

  • Veikt ekoloģiska viedā plākšņveida vairākslāņu kompozītmateriālu izgatavošanas tehnoloģijas un prototipa izstrādi, izmantojot industriālo kaņepju mežsaimniecības blakusproduktu skaidas ar iestrādātiem mikrokapsulētiem fāzmaiņas materiāliem (FMM) un piemērojot videi draudzīgu saīsinātu bezatlikumu biotehnoloģiju ar samazinātu enerģijas patēriņu.
  • Kā pamatsaistviela kompozīta izveidē tiks izmantots biopolimērs lignīns, kas darbojas kā polisaharīdu šķiedras saistviela, saturot kopā celulozes un hemicelulozes šķiedras.
  • veikt kaņepju skaidu / spaļu smalcināšana dažādos ātrumos un divos dažādos līmeņos, smalcināto skaidu/spaļu morfoloģisko deskriptoru noteikšana, izmantošana javu/pastu izstrādē un šo kompozīto materiālu mehāniskā novērtēšana (stiprība spiedē, liecē). Izgatavotajiem paraugiem tiks noteikta smalcinātā pulvera un kompozītmateriālu porainība pielietojot dzīvsudraba intrūziju izgatavotajiem paraugiem.
  • izpētīt atbilstoši definētiem audzēšanas apstākļiem: tilpummasa un mitrums/sausums.
  • 2 vai 3 slāņu kaņepju spaļu un skaidu plātņu paraugu izgatavošana ar trim saistvielām, kas nesatur formaldehīdu, tai skaitā lignīna bāzes:

            a) ar integrētām fāzmaiņas materiālu mikrokapsulām;

           b) bez mikrokapsulām;

           c) ar integrētu armējumu (linu/kaņepju šķiedras, linu audums).

  • Mehānisko īpašību testēšana.
  • Kaņepju izejvielas iegūtas kā eļļas kaņepāju pārstrādes blakusprodukts.
  • Kaņepju skaidas iegūtas smalcinot izžāvētu stiebru.

Atbalsts augkopības zaļā kursa virzībai izmantojot tehnoloģiju ar ozona piesaisti

Risināmie jautājumi

  • Eiropas Savienības (ES) Zaļā Kursa virzība jau ir nosprausta jaunā plānošanas perioda vadlīnijās, kas ietver lauksaimniecības nozares nelabvēlīgās ietekmes uz apkārtējo vidi samazināšanu.
  • Viens no Zaļā Kursa pasākumiem ietver augu aizsardzības līdzekļu (AAL), jeb pesticīdu lietošanas samazināšanu augkopības produkcijas ražošanā.
  • Tā kā intensīvas augkopības produkcijas ražošanas apstākļos AAL lietošana ir nepieciešama augstu ražu ieguvei, lauksaimniekiem būs jāmeklē jauni risinājumi ražas līmeņa saglabāšanai. Viens no perspektīviem risinājumiem būtu pesticīdu daļēja aizstāšana ar tādu tehnoloģiju izmantošanu, kurā tiktu izmantots ozons.
  • Mūsu līdzšinējos pētījumos ir pierādīta ozona, kā baktericīdā līdzekļa efektivitāte. Lauksaimniecībā ir pierādīts, ka ozons sniedz papildu ieguvumus gan kultūrai, gan lauksaimniekam, piemēram: lielāku augu augšanu, kā arī mazāku slimību risku. Piemēram, kad ozonu izmanto augsnes vai substrātu dezinfekcijai nav nepieciešams noteikt nogaidīšanas periodu, pirms uzsākt kultūraugu audzēšanu.
  • Tomēr ozona nestabilitāte vidē padara neiespējamu uzglabāšanu, un tās ražošanai jābūt pēc pieprasījuma un jānotiek aplikācijas vietā, prasot lielu enerģijas daudzumu, kas savukārt ir nopietns trūkums. Šī iemesla dēļ jāveic tādu metožu izstrāde, kas varētu nodrošināt efektīvu augsnes dezinfekciju, izmantojot ozonu.
  • Veicot pētījumus uz ozonu balstītu tehnoloģiju pielietošanas intensīvās un bioloģiskās lauksaimniecības produkcijas ražošanā un uzglabāšanā.
  • Augkopības produkcijas uzglabāšanā
  • Bioloģiskās produkcijas uzglabāšana
  • Intensīvi audzētu graudu uzglabāšana

No lauksaimniecības izejvielām iegūta biometāna ražošanas tehnoloģiskā procesa pilnveidošana, izmantojot bioķīmiskās metodes

Risināmie jautājumi

  • Biogāze no lauksaimniecībā un lopkopībā iegūtām izejvielām, sadzīves atkritumos radusies gāze - poligonu gāze, no notekūdeņu dūņām iegūtā biogāze - notekūdeņu gāze un biomasas termiskās gazifikācijas procesā radusies gāze - koksnes gāze, pirolīzes gāze.
  • Izstrādāt un eksperimentāli pārbaudīt no lauksaimniecībā un lopkopībā iegūtām izejvielām biometāna ražošanas tehnoloģisko procesu (saimniecības apstākļos?) pielietojot hidrogenotrofiskas metanogēnas arhejas, un no saules enerģijas iegūtu un gāzes formā sakrātu ūdeņradi.
  • Tehnoloģiskā procesa pilnveidošanas rezultātā iegūt CH4 produktivitātes pieaugumu līdz 45%.
  • Tradicionālās metodes biogāzes uzlabošanai ietver membrānas, ūdens spiediena svārstību adsorbciju, poliglikola adsorbciju,  ķīmisko apstrādi un kriogēnisko uzlabošanu. Tie tiek veikti ārpus anaerobā reaktora un prasa ieguldījumus ārējās iekārtās, piemēram, kompresoros, sūkņos, membrānās utt., un patērē ievērojamu daudzumu elektroenerģiju un/vai siltuma. Pamatojoties uz izmantoto procesa tehnoloģiju, tiek lēsts, ka biogāzes modernizācijas izmaksas ir robežās no 0,12–0,44 € / N m3 biogāzes.
  • Projekta ietvaros, kā alternatīvu tradicionālajam biogāzes uzlabošanas procesam veikt biogāzes uzlabošanu bioloģiski savienojot ūdeņradi (H2) ar biogāzē esošo oglekļa dioksīdu (CO2), lai to pārveidotu par CH4. Šim nolūkam H2 iegūt, veicot ūdens elektrolīzi, izmantojot fotoelektriskās iekārtas (saules paneļus). Bioķīmisko reakciju starp H2 un CO2 veic mikroorganismu grupa, kas pazīstama kā hidrogenotrofiskas metanogēnas arhejas, kurās CO2 izmanto kā oglekļa avotu un H2 kā elektronu donors CH4 ražošanai.
  • Lai gan bioloģiskās biogāzes uzlabošana var būt ekonomiski izdevīga, salīdzinājumā ar parastajām metodēm, H2 starpniecību biogāzes uzlabošana uz vietas joprojām ietver dažas tehniskas problēmas (vides mikrobioloģija), kuras būtu jāatrisina.

Kaņepju aktīvo vielu augstas vērtības produktu pilna ražošanas cikla izstrāde

Risināmie jautājumi

  • Noteikt kaņepju audzēšanas agrotehnikas piemērošanu augstvērtīgās produkcijas iegūšanai, piemērotākās kaņepju šķirnes gan konvencionālajā, gan bioloģiskajā lauksaimniecībā.
  • Veikt lauka un ražošanas eksperimentālos izmēģinājumus, izpētītu un analizētu kaņepju audzēšanas agrotehniku (sējumu biezība, novākšanas laiks, mēslošana).
  • Veikt novākšanas tehnoloģiju analīzi, noteikt optimālos risinājumus kaņepju ražas novākšanas un šķirošanas mehanizācijai.
  • Analizēt izejmateriāla pirmapstrādes procesu un sagatavošanu tālākai pievienotās vērtības paaugstināšanai
  • Analizēt un salīdzināt dažādu kaņepju šķirņu produkcijas ķīmisko sastāvu un piemērotība aktīvo vielu ieguvei (ēterisko eļļu, CBD eļļas, pārtikas eļļas), aktīvo vielu satura un iznākuma izpēti un optimizāciju, ekonomisko pamatojumu.
  • Noteikt kaņepju pirmapstrādē iegūtās aktīvās farmaceitiskās vielas un to izmantošanas iespējas
  • Veikt aktīvo vielu produktu formulējuma izstrādi – geli, spreji, eļļas, to īpašību izpēti un optimizāciju, stabilitātes un citus saistītus pētījumus.
  • Veikt saistīto (aktīvo) vielu iegūšanas un izmantošanas iespējas.
  • Efektīvākai kaņepju izejmateriālu izmantošanai izpētīta ēterisko eļļu un pārtikas eļļas Omega 3, 6 un 9 iegūšanas iespēja paralēli CBD eļļas ieguvei no viena un tā paša materiāla vai sējuma.