Dabiskā termoizolācijas materiāla faktu lapu iespējams apskatīt šeit: LV un ENG.

Pavisam drīz interesentiem būs iespējams pārņemt materiāla ražošanu un ieviešanu tirgū. Lūdzam sekot mūsu mājaslapā un https://inovacijas.rtu.lv/ , lai uzzinātu aktuālo par gaidāmo licences izsoli.

Efektivitāte

• ražošanas procesā nerodas atkritumi
• ātrs ražošanas process
• iespēja industriālajai sinerģijai

Mērogojamība

• tirgū pieejamas ražošanas iekārtas dažādiem ražošanas apjomiem
• vienkāršs process
• plaši pieejamas izejvielas
• zaļā inovācija ar iespējām piesaistīt Eiropas Savienības līdzfinansējumu

Elastība

• lietojama dažādas izcelsmes lignocelulozes biomasa
• iespēja sākt ar maza apjoma ražošanu

Daudzpusība

• materiālu iespējams ražot modulāru termoizolācijas spilvenu veidā
• materiālu iespējams veidot, lai panāktu katram produktam pielāgotas formas termoizolāciju
• ražot gatavus kaste kastē risinājumus, nodrošinot strukturāli ļoti stabilu iepakojumu
• termoizolācijas plāksne

Temperatūras noturības testi tika veikti TEMI2500 klimata kamerā, temperatūras noturēšanai, izmantojot VWR gēla pakas un 23mm biezus dabiskās temoizolācijas spilvenus. Pie klimata kameras temperatūras +22°C “sūtījuma” temperatūra amplitūdā -1 līdz +8°C tika noturēta 55 stundas.

Savukārt karstāku apstākļu simulācijā pie klimata kameras temperatūras +30°C “sūtījuma” temperatūra amplitūdā -1 līdz +8°C tika noturēta 44 stundas.

Pēdējā laikā pētījumos galvenā uzmanība tiek pievērsta iespējamiem risinājumiem, lai samazinātu ražošanas izmaksas vienlaikus palielinot biomasas ražošanas efektivitāti. Efektīvai kultivēšanas tehnoloģijas izstrādei un optimālu augšanas apstākļu nodrošināšanai ir izšķiroša nozīme biomasas produktivitātes palielināšanā. Mikroaļģu audzēšanai tiek izmantotas dažādas kultivēšanas sistēmas. Tās izvēle ir atkarīga no kultivēšanas mērķa un mikroaļģu prasībām, tai jāspēj nodrošināt optimālus augšanas apstākļus vienlaikus nodrošinot zemas kapitālās un uzturēšanas izmaksas. Kultivēšanas sistēmas var iedalīt divās kategorijās: atvērta un slēgta tipa. Atvērta tipa kultivēšanas sistēmas parasti ir ovālas formas sekli baseini, kas visbiežāk izvietoti ārpus telpām, zem klajas debess, tādējādi mikroaļģu kultūras ir tiešā saskarē ar apkārtējo vidi. Atvērtie baseini parasti tiek izgatavoti no betona vai izvietoti padziļinājumos zemē, izklāti ar ūdeni necaurlaidīgu materiālu. Slēgta tipa sistēmās jeb fotobioreaktoros mikroaļģu biomasa ir nošķirta no apkārtējās vides. Šāda tipa bioreaktori var būt izvietoti gan iekštelpās, gan ārā. Slēgta tipa bioreaktori parasti tiek izgatavoti no stikla, organiskā stikla vai polivinilhlorīda (PVC) un ir ļoti dažāda veida un dizaina. Abu veidu tehnoloģijām ir savas priekšrocības un trūkumi. Lai gan pastāv daudz un dažādas kultivēšanas sistēmas, joprojām nepārtraukti tiek radītas jaunas kultivēšanas tehnoloģijas, kā arī tiek uzlabotas un pilnveidotas esošās sistēmas. Tas notiek tāpēc, ka neviena no esošajām sistēmām neatbilst uzstādītajām prasībām ekonomiski izdevīgai, augstas produktivitātes kultivēšanas sistēmai. Daudzos pētījumos ir secināts, ka atklātās sistēmas ir ekonomiski izdevīgākas tieši plaša mēroga komerciālai mikroaļģu biomasas iegūšanai bioenerģijas ražošanai, to zemāko izmaksu dēļ, tomēr ir nepieciešami būtiski uzlabojumi, lai sasniegtu augstāku mikroaļģu produktivitāti šajās sistēmās.

Pašreiz pielietoto atvērto sistēmu trūkums ir kultivēšanai nepieciešamā lielā zemes platība un zemā biomasas produktivitāte. Mikroaļģu kultūrai kultivēšanai baseinos ir jābūt zemā līmenī (0.2 – 0.4 m), lai nodrošinātu gaismas piekļuvi šūnām, tāpēc šādas sistēmas aizņem lielu platību. Lai saražotu pietiekami daudz biomasas, nepieciešamas lielas zemes platības baseinu izvietošanai. Projekta SMARB laikā ir izstrādāta inovatīva hibrīda kultivēšanas tehnoloģija, kas apvieno atklāto baseinu un slēgto fotobioreaktoru priekšrocības. SMARB koncepts balstās uz unikālu materiālu pielietojumu, modulāru sistēmu un mākslīgā apgaismojuma integrēšanu. Projekta realizācijas gaitā ir izstrādāts inovatīvs dizains, kas balstās uz atklāto baseinu principu, taču kā materiāls baseiniem izmantots organiskais stikls, kas palielina gaismas piekļuvi mikroaļģu kultūrām. Gaisma ir viens no būtiskākajiem priekšnosacījumiem veiksmīgai mikroaļģu kultivēšanai, jo mikroaļģes izmanto gaismas enerģiju biomasas ražošanai. Nepietiekams gaismas daudzums noved pie augšanas palēnināšanās, samazinātas biomasas ražas vai pat kultūras bojāejas. Gaismas daudzums mikroaļģu kultūrās ir tieši saistīts ar kultivēšanas sistēmas dizainu un izmantotajiem materiāliem. Turklāt kultivēšanas sistēmā baseini ir sakārtoti piramidāli viens uz otra, tādējādi samazinot kultivēšanai nepieciešamo zemes platību. Lai vēl vairāk palielinātu gaismas piekļuvi mikroaļģu šūnām un kompensētu augšējo baseinu radīto noēnojumu, sistēmā ir integrēts LED apgaismojums, kas apvienojumā ar saules gaismas izmantošanu, radīs optimālus gaismas apstākļus. Pašlaik ir pabeigta kultivēšanas sistēmas dizaina izstrāde, konstrukcijas izgatavošana un uzstādīšana. Notiek darbs pie sistēmas darbības optimizēšanas un kontroles sistēmas testēšanas.

Izstrādātā unikālā sistēma apvieno mikroaļģu biomasas iegūšanu ar biogāzes ražošanas blakusprodukta – digestāta attīrīšanu un CO₂ emisiju samazināšanu. Šādu sistēmu ir paredzēts integrēt esošās biogāzes stacijās, jo tā izmanto anaerobās pārstrādes blakusproduktus, atkritumproduktus un saražoto siltumu. Digestāts satur organiskās un neorganiskās vielas mikroaļģēm pieejamā formā, kuras tās spēj uzņemt un izmantot kā barības vielas. Šajā procesā digestāts tiek attīrīts un rezultātā, pēc biomasas ievākšanas, tiek iegūts attīrīts ūdens. Digestāta izmantošana nodrošina gan bioloģisku digestāta attīrīšanu, gan lētas barības vielas mikroaļģu kultivēšanai, tādējādi palielinot biomasas ražošanas ekonomisko izdevīgumu. Mikroaļģes spēj izmantot oglekļa dioksīdu kā papildus oglekļa avotu biomasas ražošanai. Pētījumos ir pierādīts, ka augstas produktivitātes sasniegšanai mikroaļģēm ir nepieciešama augstāka CO₂ koncentrācija nekā gaisā. Dūmgāzes, kas rodas biogāzes sadedzināšanas procesā, satur CO₂, kas parasti nonāk atmosfērā. Projekta gaitā ir izstrādāta sistēma dūmgāzu ievadīšanai mikroaļģu kultivēšanas baseinos, kā rezultātā tās nenonāk atmosfērā un tādējādi tiek samazinātas kaitīgās CO₂ emisijas gaisā, vienlaicīgi palielinot mikroaļģu produktivitāti. Turklāt kultivēšanas baseinu apsildīšanai aukstajā sezonā tiks izmantots biogāzes stacijā saražotais siltums. Iegūtā mikroaļģu biomasa tiks ievadīta atpakaļ biogāzes ražošanas sistēmā izmantojot to par izejvielu anaerobās pārstrādes procesā. Pirms tam no biomasas var tikt izdalīti augstvērtīgi savienojumi, tādi kā pigmenti, lipīdi, vitamīni, enzīmi u.c. tādējādi palielinot biomasas pievienoto vērtību.

Optimālu kultivēšanas apstākļu nodrošināšana mikroaļģēm ir viens no priekšnoteikumiem augstas biomasas ražas iegūšanai. Svarīgākie vides faktori, kas ietekmē kultūru augšanu, ir 1) gaisma, 2) temperatūra, 3) barības vielas, 4) CO₂ koncentrācija, 5) pH, 6) maisīšana. Dabā pastāv tūkstošiem dažādu mikroaļģu sugu, kas pielāgojušās dzīvei dažādos vides apstākļos, tādēļ optimālie apstākļi ir atkarīgi no konkrētās mikroaļģu sugas un pat celma.

Viens no projekta SMARB uzdevumiem ir piemērotāko mikroaļģu sugu izvēle Latvijas apstākļiem biogāzes digestāta un dūmgāzu attīrīšanai un mikroaļģu biomasas iegūšanai. Latvijas klimatiskajiem apstākļiem raksturīgs mainīgums, straujas temperatūras izmaiņas, plašs temperatūras svārstību diapazons ne tikai gada griezumā, bet arī atsevišķu sezonu ietvaros. Ziemas ir īpaši izaicinošas ar īsu diennakts gaišo laiku, augstu mākoņu koncentrāciju un zemu saules krišanas leņķi. Daļu grūtību var pārvarēt nodrošinot mākslīgo sildīšanu un apgaismojumu ziemā, tomēr ekonomiski izdevīgai biomasas ražošanai būtiskas ir mikroaļģes ar pietiekami lielu spēju pielāgoties mainīgiem apstākļiem un plašu optimuma diapazonu, kā arī spēju izdzīvot zemā temperatūrā. Potenciāli veiksmīgai mikroaļģu sugai digestāta attīrīšanai un biomasas ražošanai jāatbilst noteiktām prasībām:

• Liels augšanas ātrums un biomasas produktivitāte;
• Spēja pielāgoties mainīgiem vides apstākļiem;
• Spēja pielāgoties plašam temperatūras diapazonam;
• Spēja pielāgoties mainīgiem gaismas apstākļiem;
• Spēja konkurēt ar citiem mikroorganismiem;
• Nespecifiskas barības vielu prasības;
• Izturība un spēja absorbēt augstas CO₂ koncentrācijas;
• Izturība pret dažāda veida piesārņojumu;
• Satur produktus ar augstu pievienoto vērtību.

Gaisma ir viens no būtiskākajiem parametriem ātras augšanas nodrošināšanai. Kultivējot mikroaļģes atvērtos kultivēšanas baseinos, mikroaļģes piedzīvo ļoti mainīgus gaismas apstākļus no nepietiekamas gaismas intensitātes līdz pārmērīgam apgaismojumam, kas bojā šūnas. Kultūras maisīšana nodrošina vienmērīgāku gaismas piekļuvi šūnām un samazina potenciālos šūnu bojājumus. Maisīšana nodrošina arī vienmērīgu temperatūras izkliedi un gāzu apmaiņu sistēmā. Ir pierādīts, ka mikroaļģu augšanu uzlabo paaugstināts CO₂ līmenis (augstāks nekā gaisā), tās spēj absorbēt augstas CO₂ koncentrācijas un izmantot biomasas ražošanai, tāpēc mikroaļģes var tikt izmantotas oglekļa bio-sekvestrācijai. Spēja absorbēt CO₂ dažādām mikroaļģu sugām daudzkārt atšķiras, tāpēc biogāzes dūmgāzu attīrīšanai ir būtiski atlasīt sugas ar pietiekami augstu CO₂ akumulāciju.

Projekta gaitā ir veikta plaša literatūras analīze, apkopojot publicēto zinātnisko informāciju par dažādām mikroaļģu sugām. Izvērtējot sugu piemērotību, sagatavota zinātniskā publikācija, kas ir pieejama šeit. Atlasītas mikroaļģu sugas ar konkrētām vēlamajām īpašībām un izvēlētas potenciālās sugas tālākiem pētījumiem laboratorijas apstākļos. Tālāk jau atlasītās mikroaļģes tiek audzētas laboratorijas kultūrās un testētas dažādos vides apstākļos.

VIDEO

1. Priedniece V., Kalnins E., Kirsanovs V., Dzikevics M., Blumberga D., Veidenbergs I. Sprayed water flowrate, temperature and drop size effect on small capacity flue gas condenser performance.
2. Priedniece V., Kalnins E., Kirsanovs V., Nerijus P., Veidenbergs I., Blumberga D. Particulate matter emission decrease possibility from household sector using flue gas condenser – fog unit. Analysis and interpretation of results.

Pirmais raksts atspoguļo miglas aparāta veiktspēju (dūmgāzes temperatūra, dūmgāzes mitruma saturs, noņemtais siltums no dūmgāzēm, cieto daļiņu samazinājums) atkarībā no iesmidzinātā ūdens daudzuma, iesmidzinātās ūdens temperatūras un izmantotās sprauslas.

Otrais raksts fokusējas uz miglas aparāta efektivitāti attiecībā uz cieto daļiņu samazināšanu, aplūkojot faktorus, kas ietekmē sasniegtos rezultātus. Papildus tiek identificēti vairāki aspekti, kurus ir ieteicams detalizēti izpētīt projekta realizēšanas laikā.

Abi raksti tika prezentēti starptautiskā zinātniskā konferencē CONECT 2019, kas norisinājās Rīgā no 15.-17. maijam. Raksti tiks publicēti Scopus un Web of Science indeksētās datu bāzēs.

Publicēts 30.06.2019.

APTAUJA – Cieto daļiņu piesārņojums gaisā

IFUS projekta ietvaros RTU VASSI zinātnieki izstrādā jaunu dūmgāžu attīrīšanas tehnoloģisko risinājumu mazas jaudas biomasas katliem, kas ir paredzēts, lai samazinātu emisijas un paaugstinātu energoefektivitāti (līdz pat 20%) salīdzinot ar tradicionāliem risinājumiem. Šī risinājuma galvenā ideja ir izveidot miglas efekta zonu dūmgāžu attīrīšanas iekārtā, tādējādi samazinot smalko putekļu (PM10, PM 2.5) un gāzveida videi kaitīgās emisijas. Kā galvenais projekta rezultāts tiks izstrādāts prototips dūmgāžu attīrīšanas iekārtai, kas ir paredzēta mazas jaudas katlu emisiju samazināšanai. Projektu līdzfinansē Eiropas Reģionālās attīstības fonds.

Iespēja apvienot ar studijām un/vai strādāt no mājām. CV sūtīt uz [email protected] līdz 28. februārim

Ja tevi interesē, ko pēta un ar ko ikdienā nodarbojas vides zinātnieks, piesakies ēnot kādu no VASSI pētniekiem vai vadošajiem pētniekiem šeit: https://ej.uz/enasVASSI

“21.gs mājām jābūt ērtām, drošām, ekonomiskām un videi draudzīgām, tāpēc tās jābūvē gudras un pielāgoties spējīgas. Kā panākt, ka ēka līdzīgi cilvēkam spēj apģērbties un noģērbties, kā Latvijā top sensori, kas mājai ļauj sazināties un atpazīt lūgtos viesus no nelūgtajiem?”

Skaties raidījumu ŠEIT.

Informāciju sagatavoja:
Alise Ozarska, [email protected]