ES apstiprinātā Eiropas stratēģija nosaka, ka uz 2020.gadu uz bioloģiskas izcelsmes produktu sektoram jādod izšķirošs ieguldījums Eiropas līdzsvarotā attīstībā, balstoties uz konkurētspējīgu, inovatīvu un uz zināšanām balstītu ražošanu un plašu atjaunojamo resursu izmantošanu. Tikai uz vietējiem resursiem balstīta ekonomika var būt ilgtspējīga un ir drošs pamats turpmākai izaugsmei.
Programmas mērķis: pētīt un izstrādāt jaunus produktus un to ražošanas tehnoloģijas, izmantojot Latvijas zemes dzīļu resursus, meža nozares resursus, vietējo augu un dzīvnieku izejvielas, un izstrādāt priekšlikumus transporta ilgtermiņa attīstībai.
Programma apvieno vadošās pētniecības un izglītības institūcijas Latvijas zemes dzīļu, meža, pārtikas un transporta izpētes jomās. Programmu veido četri projekti, kuri savukārt apvieno vairākus apakšprojektus. Pētījumu uzdevumi koordinēti un veikti ciešā pētnieku sadarbībā.
Projekts Nr.1. Jaunu tehnoloģiju izstrādāšana inovatīvu produktu radīšanai no Latvijas zemes dzīļu resursiem (Zemes dzīles)
Projekta dalībnieki: Latvijas Universitāte (Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultāte, Bioloģijas fakultāte, Mikrobioloģijas un biotehnoloģiju institūts) un Rīgas Tehniskā universitāte (Silikātu materiālu institūts, Vispārīgās ķīmijas tehnoloģijas institūts).
Svarīgākie rezultāti: Novērtēta Latvijā zināmo vairāk kā 100 māla iegulu piemērotība jaunu produktu izstrādei un par perspektīvām noteiktas 12-15, attīstītas netiešās ģeoloģiskās pētniecības metodes. Pierādīta termiski neaktivētu Latvijas mālu reaktīvā spēja veidot ģeopolimērus, jaunas īpašības piešķirtas augstas temperatūras izstrādājumiem no karbonātu un mālu maisījumiem, kā arī no jaukta sastāva maisījumiem izstrādāts termiski izturīgs blīvs kordierīta keramikas materiāls un laboratorijas tehnoloģija. Iegūta jauna un ievērojami lētāka vienstadijas tehnoloģija keramzīta ražošanai un paplašināta izejvielu bāze šī materiāla ražošanai, salīdzinot ar tradicionālo vienstadijas tehnoloģiju. Labi rezultāti iegūti, pētot mālu reoloģiskās un citas īpašības, tajā skaitā dažādu organisko skābju ietekmi uz mālu ūdens suspensiju stabilitāti un mālu minerālu frakcijas iegūšanu, kas plaši izmantojami kosmetoloģiskos produktos un vides tehnoloģijās. Veikta Latvijā iegūstamās kūdras sastāva izpēte, lai attīstītu jaunus tās izmantošanas risinājumus un pierādītas iespējas no kūdras iegūt humusvielas izmantošanai lauksaimniecībā. Pirmo reizi iegūti kūdras modifikācijas produkti – hibrīdsorbenti, kas izmantojami metālu jonu, fosfora, arsēna, antimona un telūra savienojumu sorbcijai – notekūdeņu attīrīšanai. Vides attīrīšanas modeļeksperimentos parādīts, ka uz keramikas granulām imobilizētas baktērijas ilgstoši saglabā dzīvotspēju un aktīvi darbojas vides attīrīšanā no kaitīgām organiskām vielām gan augsnē, gan ūdenī, gan arī gaisā. Izpētīts dabisko mālu mikrobioloģiskais piesārņojums. Konstatēts, ka mālu plasticitāti var palielināt ar baktēriju sintezētiem eksopolisaharīdiem, bet atsevišķiem mālu materiāliem atklātas komerciālā ražošanā izmantojamas antibakteriālas īpašības.
Projekts Nr.2. Jauni produkti un inovatīvas meža apsaimniekošanas, meža koksnes un nekoksnes produktu ražošanas tehnoloģijas (MEŽS)
Projekta dalībnieki: Latvijas Valsts Mežzinātnes institūts „Silava”, Latvijas Lauksaimniecības universitāte (Meža fakultāte), Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts
Svarīgākie rezultāti: LVMI Silava darbs valsts pētījumu programmā NATRES tika organizēts saskaņā ar meža nozarē apspriestām pētījumu prioritātēm. 2009. gada nogalē tika formulētas četras programmas tēmas, kuras bija saistītas mežkopību, meža taksāciju, ģenētiskās analīzes metožu izmantošanu mežsaimniecībā un meža fitopatoloģisko risku mazināšanu. Pētījumu rezultātā izstrādāts modelis egļu audžu augšanas prognozei, kuras izveidotas lapu koku audzēs ar egles II stāvu, nocērtot I stāva kokaudzi. Izveidoti 30 ilglaicīgie eksperimentālie parauglaukumi visos Latvijas reģionos. Izstrādātas nozīmīgāko koku sugu virsaugstuma bonitāšu skalas, veikta apjomīga valsts zinātniskajos mežos vēsturiski ierīkoto parauglaukumu inventarizācija. Attīstītas meža koku ģenētisko analīzes metodes Latvijas meža selekcijas programmas atbalstam, veikta priežu sēklu plantāciju pasportizācija. Atrasti vairāki sēnes Phlebiosis giganthea izolāti, kurus iespējams izmantot bioloģiskā celmu aizsardzības preparāta ražošanā un kuri pēc savām īpašībām neatpaliek no pašreiz pieejamajiem importētajiem preparātiem. Viens izolāts patentēts. Programmas ietvaros sagatavotas un izdotas monogrāfijas un zinātniskās publikācijas. Rezultāti prezentēti konferencēs un mežzinātnes dienās meža nozarei.
Tika noskaidrotas apaļo kokmateriālu blīvuma izmaiņas vasaras periodā, kas ievērtē koku sugu, kokmateriālu sagatavošanas (harvesters vai motorzāģis) un uzglabāšanas (izklaidus vai krautnē) veidus, kokmateriālu dimensijas, mizas nobrāzuma pakāpi, uzglabāšanas ilgumu un meteoroloģiskos apstākļus. Pētījuma rezultāti tiks izmantoti kokmateriālu izvešanas apjomu un kravu plānošanā.
Veikta Latvijas kokrūpniecības uzņēmumu aptauja. Aptaujāti 383 koksnes pirmapstrādes uzņēmumi, analizēti to 2012.gada apaļo kokmateriālu pārstrādes apjomi, rezultāti salīdzināti ar iepriekšējo gadu apjomiem. Turpināts darbs pie Latvijas koksnes resursu izmantošanas ekonomiskās modelēšanas datu apstrādes programmas prototipa, izstrādājot zāģkopu modelēšanas datu apstrādes prototipa modeli.
Veiktie pētījumi par bērza koksnes saplākšņu vieglajiem paneļiem un to savienošanas iespējām ir izmantojami saplākšņu ražotājiem gan Latvijā, gan aiz mūsu valsts robežām. Iegūtie rezultāti par ekoloģisko siltumizolācijas materiālu no kaņepju koksnainās daļas izmantojami šobrīd Latvijā plaši attīstītajiem kaņepju audzētāju un pārstrādātāju nozares uzņēmumiem. Iegūti rezultāti par koksnes kompozītmateriāliem ar uzlabotām ugunsizturības īpašībām un nanomateriālu pārklājumiem, kas paver plašākas izmantošanas iespējas kokrūpniecības nozarē ražotajiem koksnes produktiem.
Noskaidroti tehnoloģiskie režīmi dažādu materiālu un produktu ieguvei no koksnes un tās komponentiem.
Atbilstoši biorafinēšanas ķēžu koncepcijai, no lapkoku koksnes mizām ekstrakcijas ceļā tiek iegūti bioloģiski aktīvi savienojumi, t.sk. ar antioksidantu īpašībām, kuri izmantojami medicīnā, kosmētikas līdzekļos, uztura bagātinātājos u.c. Atlikumu pēc ekstrakcijas izmanto mikro-nano daļiņu iegūšanai papīra īpašību uzlabošanai vai standartiem atbilstošu kurināmo granulu izgatavošanai. Izstrādātas tehnoloģijas lapkoku koksnes komponentu izdalīšanai vērtīgu produktu ieguvei. Izdalīto hemiceluložu īpašības ļauj tās izmantot pārtikas plēvēm, kā iebiezinātājus pārtikas produktos un higiēniskos līdzekļos. Ksiloze ir vērtīgs ķīmisks savienojums ar plašu pielietošanas spektru. Pirolizējot pēc hidrolīzes atlikušo lignocelulozi, iegūtas aktīvās ogles ar regulējamu poru struktūru, kas izmantojamas efektīvai sorbcijai un elektrodiem jauna tipa kondensatoros, t.s. superkondensatoros. Izstrādātās tvaika sprādziena un maigas hidrolīzes tehnoloģijas ļauj iegūt pašsaistošās plātnes bez sintētiskajiem adhezīviem, kā arī pildvielu un starpfāžu regulatoru koksnes polimēru kompozītiem ar labām savietojamības īpašībām un uzlabotu stiprību. Uz augu eļļu bāzes sintezēti poliuretāna pārklājumi ar pazeminātu degamību koksnes ugunsaizsardzībai. Izstrādāti optimālie hidrotermiskās modifikācijas parametri lapkoku koksnes (alkšņa, oša) bioizturības un formas stabilitātes uzlabošanai, pētītas modificētas koksnes novecošanās un dekoratīvo īpašību saglabāšanas iespējas āra apstākļos.
Projekts Nr. 3. Vietējo lauksaimniecības resursu ilgtspējīga izmantošana paaugstinātas uzturvērtības pārtikas produktu izstrādei (PĀRTIKA)
Projekta dalībnieki: Latvijas Lauksaimniecības universitāte (Lauksaimniecības fakultāte, Pārtikas tehnoloģijas fakultāte); APP Valsts Priekuļu laukaugu selekcijas institūts; Latvijas Valsts augļkopības institūts; Latvijas Lauksaimniecības universitātes Biotehnoloģijas un veterinārmedicīnas zinātniskais institūts „Sigra”.
Svarīgākie rezultāti. Projekta realizācijas gaitā veikti pētījumi par augsnes ilgtspējīgu izmantošanu un tehnoloģiju piemērotību ar dažādu laukaugu piesātinātības pakāpi augu maiņā un to ietekmi uz ražas lielumu, tās kvalitāti un piemērotību izmantošanai pārtikā un lopbarībā. Konstatēts, ka stiebra pamatnes un sakņu puves izplatību veicina reducētā augsnes apstrāde un augu maiņas neievērošana. Šo puvi izraisa dažādi patogēni, bet dominējošie ir Fusarium spp. un Oculimacula spp. Ziemas kviešu graudu ražas lielums vairāk atkarīgs no augmaiņas un mazāk no augsnes apstrādes veida, taču bezmaiņas sējumos nedaudz augstākas ražas ir ar tradicionālo augsnes apstrādi. Pētījums par tritikāles un kartupeļu kvalitatīvajām pazīmēm parādīja, lai iegūtu izejvielas ar pārtikas prasībām atbilstošiem rādītājiem, nozīmīga ir šķirnes izvēle. Bioloģiskajā audzēšanas vidē samazinās tritikāles raža, tilpummasa, proteīna un lizīna saturs graudos, bet būtiski neizmainās krišanas skaitlis. Augsts slāpekļa savienojumu nodrošinājums augsnē samazina cietes un C vitamīna uzkrāšanos kartupeļu bumbuļos.
Izpētīta ābolu ražas normēšanas paņēmienu ietekme uz ābolu kvalitāti. Lai gan neretinot var iegūt relatīvi lielāku kopražu, tomēr iegūto augļu lielums, īpaši sīkaugļainām šķirnēm, bija mazāks, kas samazina darba ražību ražas vākšanas un šķirošanas laikā. No pārbaudītajiem retināšanas paņēmieniem labākos rezultātus šķirnei ‘Auksis’ deva visu augļu noplūkšana no zara apakšas, ‘Orļik’ un ‘Zarja Alatau’ – retināšana pa sprīdim, ’Sinap Orlovskij’ – retināšana, atstājot vienu augli ziedkopā. Ja šķirņu ‘Auksis’, ‘Belorusskoje Maļinovoje’, ‘Saltanat’, ‘Sinap Orlovskij’, ‘Pure Ametist’, ‘Zarja Alatau’, ‘Aļesja’ un ‘Antej’ augļi novākti ar gatavības indeksu 0,11 līdz 0,23, apstrāde ar 1-MCP veicina labākas augļu garšas un struktūras saglabāšanos, kā arī samazina zudumus ābolu bojāšanās dēļ.
Izpētīts bioloģiski aktīvo savienojumu kvantitatīvais un kvalitatīvais sastāvs graudaugos, rapsī, kartupeļos, ābolos un brieža gaļā. Pētījumos pierādīts, ka Latvijā audzēti āboli ir piemēroti raudzētu dzērienu gatavošanai, un, lai iegūtu kvalitatīvu produktu, jāizvēlas gan atbilstošas ābolu šķirnes, gan rauga celmi. Izpētīta tehnoloģisko procesu ietekme uz miltu izstrādājumiem, kuru gatavošanā izmantota tritikāle. Projekta realizācijas gaitā izstrādātie produkti izraisījuši ražotāju interesi, piemēram, ābolu sausmaizītes, ābolu plāksnītes, ābolu batoniņi. Pabeigti pētījumi par jaunu kartupeļu čipsu veidu ar pazeminātu tauku un akrilamīda saturu izstrādi, izmantojot mikroviļņu-vakuuma kalti. Vairākas jaunās tehnoloģijas aprobētas uzņēmumos. Izstrādātas receptūras jauniem kartupeļu produktiem ar pagarinātu uzglabāšanas laiku un relatīvi īsu pagatavošanas laiku. Izpētīta jauna veida iepakojuma izmantošana bioloģiski aktīvo savienojumu saglabāšanai brieža gaļas izplatīšanas ķēdē un uzglabāšanas laika pagarināšanai. Izpētīta un ekonomiski izvērtēta rapšu eļļas, no kviešiem iegūta bioetanola, ābolu sulas ražošanas blakusproduktu un egļu skuju neitrālo ekstraktvielu izmantošana sarkano briežu ēdināšanā ziemas periodā, novērtēta to ietekme uz dzīvnieku produktivitāti un gaļas kvalitāti.
Projekts Nr. 4. Drošas un ilgtspējīgas autoceļu transporta infrastruktūras attīstība (DIATIA)
Projekta dalībnieki: Rīgas Tehniskā universitāte (RTU Transportbūvju institūts).
Svarīgākie rezultāti. Izstrādāta „automašīnas parametru mērīšana kustībā” (visbiežāk tiek lietots angliskais apzīmējums „weight in motion”, WIM) datu statistiskās analīzes metode un, uz varbūtībām balstīta, aprēķinu metode Latvijai raksturīgās autoceļu satiksmes slodzes raksturojumu iegūšanai. Izstrādāti satiksmes slodzes modeļi tiltiem Latvijas apstākļos ar laidumu garumiem līdz 30 metriem. Noteikta Eirokodeksā LVS EN 1991-2 dotā slodzes modeļa LM1 regulējošā koeficienta α rekomendējamā vērtība Latvijas apstākļiem, kuru rekomendējams ietvert LVS EN 1991-2 Nacionālā pielikumā ekspluatācijā esošo tiltu nestspējas novērtēšanai.
Balstoties uz apkārtējās vides meteoroloģijas datiem, tiltiem izstrādāti apkārtējās vides ietekmes modeļi, kuri raksturo dažādu vides faktoru iedarbības daudzumu visā tilta ekspluatācijas laikā. Definēti apkārtējās vides un tiltu konstruktīvo faktoru mijiedarbības raksturotāji un to dažādie līmeņi. Pilnveidota DuraCrete bojājumu attīstības modeļa pielietojuma metodoloģija dzelzsbetona tiltiem, balstoties uz vizuālā inspekcijā konstatēto stiegrojuma korozijas bojājumu raksturu un apjomu. Izstrādāta jauna metode dzelzsbetona tiltu atlikušā kalpošanas laika prognozēšanai, kas balstās uz vides ietekmes faktoriem, tiltu konstruktīviem faktoriem un to savstarpējās mijiedarbības rezultātā izraisīto bojājumu kvantitatīvo novērtējumu.
Izstrādāts pētījums par ceļa redzamības attālumu ietekmi uz ceļu satiksmes negadījumu biežumu, izmantojot ceļa horizontālā un vertikālā plānojuma parametru modeļus, rezultāti tiks izmantoti, uzlabojot projektējamo autoceļu redzamības apstākļus.
Iegūtie rezultāti ir daudzie patenti, jauni materiāli un produkti, kā arī monogrāfijas un zinātniskie raksti, kas aprobēti dažāda līmeņa zinātniskās konferencēs. Projekta rezultāti ir pieejami sociāliem partneriem ražošanā, izglītībā un pētniecībā, un tie veicinās tautsaimniecības attīstību valstī. Projekta gaitā iegūtie rezultāti ir zinātniski un arī lietišķi augstvērtīgi, kas ļauj pamatoti iezīmēt turpmāko pētījumu galvenos virzienus.
Kontakti: Progr. vad. B.Andersons 29472010
