Home Par mums

 

 

 

                                 

[Under Construction]

 

 

LLU TF LTI

Ulbrokas zinātnes centrs

Adrese: Institūta ielā 1, Ulbroka, Stopiņu novads, LV-2130

Tālrunis: 67910879,

fakss: 67910873, elektroniskais pasts: uzc@apollo.lv

 

 


Īstenotie pētījumu projekti un to rezultāti

  • Pētījumu virziens "Siltumenerģijas efektivitātes uzlabošanas tehnoloģijas izstrāde segto platību veģetācijas perioda pagarināšanai" Vadošā iestāde - Latvijas Lauksaimniecības Universitāte

Zin. grupas vadītājs A. Jermušs.

 

        Eiropas Savienības Eiropas Lauksaimniecības fonda lauku attīstībai (ELFLA) Latvijas Lauku attīstības programmas 2014.–2020.gadam pasākuma "Sadarbība" apakšpasākumā „Atbalsts jaunu produktu, metožu, procesu un tehnoloģiju izstrādei” (turpmāk – 16.2. apakšpasākums) projekts Nr. 17-00-A01620-000013. Partneri - Latvijas Universitāte; SIA ”Rītausma”; SIA ” Baltic Open Solution Center”; SIA “A.Pundura Konsultāciju Centrs”. Projekta īstenošanas periods: 01.12.2017. līdz 31.10.2020 (34 mēneši). Projekta kopējais finansējums: EUR 100 000 t. sk. publiskais finansējums  90 000 EUR (90%)

 

        Siltumnīcas tiek izmantotas lai nodrošinātu labvēlīgākos augšanas apstākļus un pagarinātu augu aktīvo veģetācijas periodu un aizsargātu augus no nelabvēlīgas ārējās vides iedarbības – kā, piemēram, zemas temperatūras periodi. Pašreiz  siltumnīcu apkurei Latvijā izmanto dabas gāzi, cieto un šķidro kurunāmo. Siltumenerģijas pateriņš siltumnīcās pie esošas tehnoloģijas ir liels un situma enerģijas apgādes pilnveidošana un tā samazināšana dos lielu lielu ekonomisko efektu un ļaus samazināt produkcijas pašizmaksu. Pie tam fosīlo kurināmo degšanas rezultātā izveidojas dūmi un citi izmeši, kuri nelabvēlīgi ietekmē vidi.

       Siltumsūkņu izmantošana nodrošina enerģētiski efektīvu un ekoloģiski tīru apkuri, bet siltumsūkņu efektivitāte strauji krītas palielinoties temperatūru diferencei starp enerģijas avota temperatūru un uzsildītās darba vielas temperatūru. Lai Latvijas apstākļos nodrošinātu dzīvojamo telpu apsildi, ziemas apstākļos ir jānodrošina temperatūru diference starp āra un iekštelpu līdz pat 40-50°C, kas prasa ievērojamus kapitālieguldījumus, lai iegūtu un izmantotu siltuma avotu, kurš ir ar aptuveni 0-4°C temperatūrā (ūdens vai zemes siltums) un tādejādi temperatūru diferenci samazināti līdz apmēram 20°C. Siltumnīcu apsildē siltuma režīma prasības ir daudz zemākas – augu aktīvā augšanas temperatūra ir 13-20°C, un papildus, atkarībā no audzējamās kultūras ir jānodrošina, lai minimālā temperatūra nesamazinātos zem 10°C. Ja siltumnīcu neizmanto visu gadu, bet tikai lai pagarinātu augu veģetācijas sezonu par dažiem mēnešiem pavasarī un rudenī, tad siltumnīcu apsildē ir jānodrošina temperatūru diference, kas ir aptuveni 10-15°C, bet izmantojot siltuma akumulatorus, pat vēl mazāka. Šādai siltumnīcai ir iespējams izveidot siltumapgādes sistēmu, kura kā siltumsūkņa siltuma avotu izmanto āra gaisu, jo temperatūru starpība starp uzturamo temperatūru un darba vielas temperatūru ir neliela, kas nodrošina augstu siltumsūkņa enerģijas efektivitāti un dod iespēju izbūvēt siltumnīcas siltuma apgādi ar nelieliem kapitālieguldījumiem, kas ir ievērojami mazāki nekā citu apkures sistēmu izveides kapitālieguldījumi.

       Veidojot gaiss-gaiss tipa apsildes sistēmu siltumnīcai ir svarīgi nodrošināt vienmērīgu siltuma sadalījumu visā siltumnīcā, kam vajadzīgi 3D temperatūras lauka pētījumi, lai nodrošinātu vajadzīgos siltumnīcas siltuma režīma parametrus. Siltumsūknis darbojoties rada darba vielu ar divām lietojamām temperatūrām: augstāku un zemāku temperatūru par ārējās darba vielas temperatūru. Lai optimizētu enerģijas un kapitālieguldījumu patēriņu tiks izstrādāta tehnoloģija, kura vasarā ļaus izmantot siltumsūkni biomasas žāvēšanai izmantos siltumsūkņa radīto aukstumu dārzeņu un pārtikas  ražošanas tehnoloģiskajiem procesiem. Šāda tehnoloģija ievērojami samazinās energoietilpilpību un izmaksas lauksaimniecības un mežsaimniecības ražošanas ķēdēs.

 

  • Pētījumu virziens "Tehnoloģijas izstrāde graudu kaltēšanai ar aktīvo vēdināšanu, pielietojot ozonu" Vadošā iestāde - Latvijas Lauksaimniecības Universitāte

Zin. grupas vadītājs Ā. Ruciņš.

 

       Tika veikta priekšizpēte un sagatavots projekta iesniegums Nr. Nr.18-00-A01620-000003 Eiropas Savienības Eiropas Lauksaimniecības fonda lauku attīstībai (ELFLA) Latvijas Lauku attīstības programmas 2014.–2020.gadam pasākuma "Sadarbība" apakšpasākumā „Atbalsts jaunu produktu, metožu, procesu un tehnoloģiju izstrādei” (turpmāk – 16.2. apakšpasākums). Partneri - Latvijas Universitāte CFI; SIA ”Ozone Tech ”; zemnieku saimniecība ” Mazkalniņi”. Projekta īstenošanas periods: 01.11.2018. līdz 30.04.2021 (28 mēneši). Projekta kopējais finansējums: EUR 100 000 t. sk. publiskais finansējums  90 000 EUR (90%)

 

       Saimniecībās daļa graudu tiek kondicionēta, tos kaltējot ar aktīvo vēdināšanu. Process, salīdzinot ar kaltēšanu graudu kaltēs, ir mazražīgāks, taču prasa mazāk kapitālieguldījumu un ļauj uzlabot graudu kvalitāti, salīdzinot ar sākotnējo. Tāpēc nelielos apjomos šī tehnoloģija - graudu aktīvā vēdināšana ir izdevīgāka par tradicionālo kaltēšanu. Projekta īstenošanas gaitā tiks izstrādāta un pārbaudīta aktīvās vēdināšanas tehnoloģija, gaisam pievienojot ozonu.

       Pēc laboratorijās veiktiem pētījumiem ozona pielietošana par 25-30% ļauj saīsināt vēdināšanas procesu (ventilatoru darbināšanas laiku), tādejādi padarot aktīvo vēdināšanu ievērojami ātrāku un izdevīgāku. Bez tam ozona pielietošana novērš nevēlamas mikrofloras un kaitēkļu rašanos graudos glabāšanas laikā.

 

 

  • Pētījumu virziens ''Inovatīvu tehnoloģiju izstrāde siltuma un aukstuma saglabāšanai un ražošanai'' Vadošā iestāde - Fizikālās enerģētikas institūts.

 Zin. grupas vadītājs S. Ivanovs.

        Eiropas Sociālā fonda (ESF) programmas "Cilvēkresursi un nodarbinātība” papildinājuma 1.1.prioritātes "Augstākā izglītība un zinātne" 1.1.1.pasākuma "Zinātnes un pētniecības potenciāla attīstība" 1.1.1.2.aktivitātes "Cilvēkresursu piesaiste zinātnei" projekts Nr. 2013/0064/1DP/1.1.1.2.0/13/APIA/VIAA/050, ''Inovatīvu tehnoloģiju izstrāde siltuma un aukstuma saglabāšanai un ražošanai''

       Projekta īstenotāji: Vadošais partneris – Fizikālās enerģētikas institūts, partneris - Rīgas Tehniskā universitāte (Materiālzinātnes un lietišķās ķīmijas fakultātes Dizaina un tehnoloģiju institūts) un Latvijas Lauksaimniecības universitātes aģentūra Lauksaimniecības tehnikas zinātniskais institūts.

       Projekta īstenošanas periods: 01.12.2013. līdz 31.08.2015 (21 mēnesis).

 

       Projekta kopējais finansējums: EUR 497 988,06 t. sk. publiskais finansējums  496 992,08 EUR (99.80%), Fizikālās enerģētikas institūta un Rīgas Tehniskās universitātes finansējums 995,98 (0.20%).

Pārskata periodā tika veikta kaņepju materiāla komponenšu un saistvielas sajaukšanai izmantojamo saistvielu literatūras apskats un analīze; sausā un konservētā kaņepju materiāla komponenšu un termocietes, kā saistvielas sajaukšanas, blīvums 120kg/m3, 200kg/m3, 400kg/m3, flīsa formēšanas pie dažādiem biezumiem eksperimentu metodikas izstrāde. Kolektora temperatūras mērījumu plānošana, sagatavošana, eksperimentu veikšana un iegūto mērījumu datu apstrāde un analīze; veikta piekabināmā kaņepju novākšanas agregāta kustības matemātiskā modeļa izstrāde.

 

     Veikti pētījumi par kaņepju masas kaltēšanu izmantojot saules enerģiju, kā arī veikta iegūto mērījumu datu apstrāde, kā arī kaņepju masas smalcināšanas tehnoloģisko procesu izstrāde, kaņepju stiebru glabāšanas tehnoloģisko variantu izvēle un ekonomiskā pamatojuma izstrāde.

 

     Veikti eksperimenti ar sausā un konservētā kaņepju materiāla komponenšu un saistvielas sajaukšanu pie dažādiem blīvumiem, flīsa formēšanas pie dažādiem biezumiem un iegūto datu apstrāde.

       Par veiktajiem pētījumiem sagatavoti un noziņoti referāti:

1.    "Cylindrical solar collector with reflector" 13 Starptautiskā zinātniskā konferencē “Engineering for Rural Development 2015”.

2.    "Efficient Technology for Harvesting and Processing  the Stalks of Industrial Hemp" 9th International Scientific Conference of Central and Eastern European Institutes of Agricultural Engineering (CEE AgEng) “Current place and role of agricultural engineering, Saint Petersburg, Russian Federation.

 

       „Rituļos satītas stiebraugu masas kaltēšanas procesa pētījumi izmantojot saules enerģiju”, kurā izklāstīts par projekta ietvaros veiktajiem pētījumiem rituļos satītas stiebraugu masas kaltēšanas iespējām izmantojot tikai saules enerģiju, tas ir, kaltēšanas ventilatoru piedziņai izmantojot saules baterijas ražoto elektroenerģiju, bet gaisa sasildīšanai – saules enerģijas kolektora saražoto siltuma enerģiju.

Izstrādāts un publicēts metodiskais materiāls par kaņepāju žāvēšanas tehnoloģiju un ekonomiskā pamatojuma.

  • ERAF projekts „Inovatīvas bioetanola dehidratēšanas tehnoloģijas un tā parametru noteikšanas mēriekārtu izstrāde”

Zin. grupas vadītājs Ā. Ruciņš.

 

Bioetanola dehidratēšanas tehnoloģijas variantu pārbaudei Latvijas Lauksaimniecības universitātes aģentūras Lauksaimniecības tehnikas zinātniskajā institūtā (LLU LTZI) sadarbībā ar Fizikālās enerģētikas institūtu (FEI) ERAF projekta „Inovatīvas bioetanola dehidratēšanas tehnoloģijas un tā parametru noteikšanas mēriekārtu izstrāde” Nr.2010/0281/2DP/2.1.1.1.0/10/APIA/VIAA/003 ietvaros ir izveidota eksperimentāla iekārta, lai veiktu izstrādātās tehnoloģijas (metode ir pieteikta E-patenta iegūšanai, 13.07.2010. pieņemta izskatīšanai ar Nr. 10 169 387.7 un 10.11.2011. Eiropas patentu birojā ir pieņemts principiāls lēmums par patenta piešķiršanu) konstruktīvo mezglu pārbaudi optimālo risinājumu sasniegšanai. Projekta ietvaros ir veikta pieteikuma iesniegšana Eiropas patentu iestādē (EPO) Eiropas patenta saņemšanai. Pieteikumam piešķirts numurs EP12160659.4., tāpēc detalizēti iekārtu un tās darbības aprakstu vēl nevar parādīt pilnībā.

Pašreiz dominējošā bioetanola dehidratēšanas tehnoloģijā ir trīs pakāpes-iejava pārtvaice, iejava destilāta rektifikācija un ūdens adsorbcija ar molekulāro sietu materiāliem. Dehidratēšanai patērē 60-70% no kopēji bioetanola ražošanai nepieciešamās enerģijas.

Savukārt, mūsu pētījumos noskaidrots, ka ir iespējams divas pēdējās pakāpes realizēt vienlaicīgi, savietojot tās vienuviet, proti, rektifikācijas kolonnā, tādējādi iegūstot vairākas priekšrocības. Galvenais šādas savietošanas ieguvums ir enerģijas ekonomija. Tā pamatojas uz rektifikācijas procesa enerģētiski neizdevīgā gala posma apiešanu, ieviešot ūdens adsorbcijas dominanti. Savietošanas manipulācijas lietderību pierāda šādi apsvērumi.

Literatūras datos uzrādīts, ka, lai ar rektificēšanu spirta koncentrāciju paaugstinātu no 96,0 līdz 96,1%tilp,t.i., par 0,15%mas, sildošā tvaika patēriņš palielinās par 0,5 kg uz dekalitru, bet koncentrācijas paaugstināšanai no 96,4 līdz 96,5%tilp (arī par 0,15%mas), tvaika patēriņš pieaug par 4 kg uz dl. Uzdotie tvaika patēriņi parāda, ka rektificējot pirmajā gadījumā 0,012 kg ūdens atdalīšanai patērē 0,5 kg, bet otrajā 4 kg sildošā tvaika.

Kaltēšanas ceļā iztvaicējot 0,012 kg ūdens ir jāiztērē siltuma daudzums, kas ekvivalents 0,025 kg tvaika. Salīdzinot kaltēšanai un rektificēšanai nepieciešamo siltuma patēriņu, tas, pirmajā gadījumā ir 20 reizes, bet otrajā-160 reizes mazāks. Šie skaitļi pārliecina par rektificēšanas aizvietošanu ar kaltēšanu, augstas koncentrācijas spirta iegūšanai, lietderību.

Klasiskajā bioetanola dehidratēšanas tehnoloģijā 96,5% koncentrācija spirtam ir jāsasniedz vairākkārtīgi-vispirms rektificējot iejava destilātu un, pēc tam, veicot molekulāro sietu reģenerācijas operācijas.

Līdzīgs, kaut mazāk krass energoefektivitātes salīdzinājums, rektifikācijas un kaltēšanas procesiem, pastāv arī pie nedaudz zemākām spirta koncentrācijām. Tāpēc var pieņemt, ka savietojot spirta rektificēšanu ar ūdens adsorbciju, līdz 94%tilp spirta koncentrācijas sasniegšanai jāprevalē rektifikācijai, bet tālāk -līdz absolūtā spirta kondīcijai-ūdens adsorbcijai ar molekulāro sietu materiāliem.

Bioetanola ražošanas procesa dehidratizēšanas posma laikā ir nepieciešams noteikt producējamā bioetanola koncentrāciju dažādās dehidratēšanas kolonnas kontūrā caurplūstošā kondensāta vietās.

Etanola koncentrācijas noteikšanai tādu divu dielektrisku šķidrumu kā bioetanola un ūdens maisījumam Fizikāli enerģētiskajā institūtā tiek izstrādāta mērierīce, kas ir balstīta uz šī maisījuma abu komponenšu dielektrisko konstanšu atšķirībām. Mainoties etanola koncentrācijai šādā maisījumā, atbilstoši mainās tā dielektriskā konstante. Izmantojot kapacitīvu šķidruma sensoru, kura kapacitāti savukārt nosaka šķidrumu maisījuma dielektriskā konstante, ir izveidotas etanola koncentrācijas mērierīces, kas ir bāzētas uz šāda kapacitīva sensora sinusoidālās maiņstrāvas kompleksās vadāmības reaktīvās komponentes mērījumiem. Mērierīce sastāv no diviem funkcionāliem blokiem. Mērierīces sensoru blokā ir iekļauti kapacitīvais sensors un termosensors koncentrācijas mērījumu termokompensēšanai, kā arī divi oriģinālā konfigurācijā slēgti sinhronizēti augstas precizitātes tiešas ciparu sintēzes vadāmie ģeneratori, sinhrodetektors, 24 bitu analogu-ciparu pārveidotājs u.c. shēmas komponentes. Mērierīces vadībai, rezultātu reģistrācijai un apstrādei ir izmantots mikrokontrollers. Otrs - distancēti novietojams mērīšanas rezultātu indikācijas bloks - iekļauj sevī indikatoru – displeju, otru mikrokontrolleri, elektronisko pulksteni un kalendāru. Ir plānots šo bloku komplektēt ar bezvadu datortīkla standartu blootooth, kas nodro­šinātu informācijas bezvadu apmaiņu ar datoru.

 

 

  • Pētījumu virziens “Laukkopības tehnikas atbilstības pētījumi un efektīvas izmantošanas metožu un funkcionēšanas modeļu izstrāde.”

Vadītājs D.Viesturs.

      Pētīts galvenokārt saimniecību nodrošinājums ar labības kombainiem un tā attīstības tendences kontekstā ar datiem par sējumu platību izmaiņām. Salīdzinoši apskatīts triju valstī izplatītāko marku kombainu piedāvājums (Claas, John Deere, New Holland), par ko sagatavotas publikācijas nozares žurnālā. No kopējā valstī pēdējos piecos gados pārdoto kombainu skaita šo marku kombaini ir 87%.  Pētījumam izmantoti Centrālās statistikas pārvaldes (CSP) un Valsts Tehniskās uzraudzības aģentūras (VTUA) dati. Konstatēts, ka piecu gadu laikā (2011.-2015.) vidēji par 3.0% gadā pieaugusi sējumu platība, galvenokārt saimniecībās ar sējumu platību virs 50 ha, bet kombainu parka summārā jauda vidēji gadā pieaugusi aptuveni par 6.1%. Ik gadu pieaug iegādāto kombainu motoru jauda – ja 2011.g. iegādāta jauna kombaina motora vidējā jauda bija 269 ZS, tad 2015.g. jau 358 ZS. Iegūtie materiāli tiks izmantoti publikāciju sagatavošanai 2016.g par kombainu parka atbilstību labības novākšanas prasībām.

 

  • Pētījumu virziens „Atjaunojamās enerģijas avotu izmantošana kombinētai siltumapgādei un energotaupīgo tehnoloģiju attīstība lauksaimniecības enerģētikas efektivitātes paaugstināšanai”

    Vadītājs I.Ziemelis.

        Veikti pētījumi un pilnveidota cilindriskā divkameru saules gaisa sildītāja ar saules enerģiju konstrukcija, izgatavots un veikti tā eksperimentālie pētījumi, lai noteiktu sildītāja siltuma ražotspējas: gaisa plūsmas dabīgās cirkulācijas režīmā un ventilatora radītās gaisa plūsmas cirkulācijas režīmā; izmantojot sildītāju bez saules enerģijas koncentratora un ar saules enerģijas koncentratoru. Par darba rezultātiem sagatavota atskaite un referāts konferencei.

        Turpināti sistēmas eksperimentālie pētījumi, kura sastāv no: kaltētavas ar kaltējamā materiālā vertikāli ievietotu gaisa plūsmas sadales cauruli, plānās plēves saules enerģijas baterijas (97W, 19V); centrbēdzes ventilatora ar elektrodzinēju (45W, 12V) un cilindriskā divkameru gaisa sildītāja ar, un bez saules enerģijas koncentratora. Par darba rezultātiem sagatavota atskaite un referāts konferencei.

        Pilnveidots pilotprojekts saulei sekojošu saules bateriju statīviem ar saules bateriju uzstādīto jaudu 1,08 kWp līdz 4,3 kWp. Uz sauli orientētas saules baterijas gada laikā var saražot 1,4 reizes vairāk enerģijas nekā stacionāri novietotas, tādēļ šādas saules bateriju iekārtas varētu pielietot kā elektroenerģijas mikroģeneratorus sadales tīklos vai kā autonomas elektroenerģijas ražošanas un akumulēšanas iekārtas: privātmājās, birojos, administratīvās ēkās, mācību iestādēs, mazapdzīvotos un lauku rajonos.

2014. gadā prof. I. Ziemeļa grupa strādājusi pie sekojošām tēmām: 

Cilindriskais divkameru gaisa sildītājs ar saules enerģiju

        Izstrādāta, cilindriskā divkameru saules gaisa sildītāja ar saules enerģiju konstrukcija, izgatavots un veikti tā eksperimentālie pētījumi, lai noteiktu sildītāja siltuma ražotspējas: gaisa plūsmas dabīgās cirkulācijas režīmā un ventilatora radītās gaisa plūsmas cirkulācijas režīmā; izmantojot sildītāju bez saules enerģijas koncentratora un ar saules enerģijas koncentratoru. Par darba rezultātiem sagatavota atskaite un referāts konferencei.

Rituļos satītu stiebraugu kaltēšanas procesa ar saules enerģiju pētījumi

       Sagatavota un veikti sistēmas eksperimentālie pētījumi, kura sastāv no: kaltētavas ar kaltējamā materiālā vertikāli ievietotu gaisa plūsmas sadales cauruli, plānās plēves saules enerģijas baterijas (97W, 19V); centrbēdzes ventilatora ar elektrodzinēju (45W, 12V) un cilindriskā divkameru gaisa sildītāja ar, un bez saules enerģijas koncentratora. Par darba rezultātiem sagatavota atskaite un referāts konferencei.

Saulei sekojošu saules bateriju statīvs

      Izstrādāts pilotprojekts saulei sekojošu saules bateriju statīviem ar saules bateriju uzstādīto jaudu 1,08 kWp līdz 4,3 kWp. Uz sauli orientētas saules baterijas gada laikā var saražot 1,4 reizes vairāk enerģijas nekā stacionāri novietotas, tādēļ šādas saules bateriju iekārtas varētu pielietot kā elektroenerģijas mikro ģeneratorus sadales tīklos vai kā autonomas elektroenerģijas ražošanas un akumulēšanas iekārtas: privātmājās, birojos, administratīvās ēkās, mācību iestādēs, mazapdzīvotos un lauku rajonos.


            Lapa atjaunota: 22.01.2019