19
Ministerul Agriculturii şi Dezvoltării Rurale Codul ADER și denumirea proiectului: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR ȘI/SAU BIOINSECTICIDELOR, DESTINATǍ SISTEMELOR DE PRODUCŢIE ECOLOGICE Denumire conducător de proiect Institutul Național de Cercetare Dezvoltare pentru Mașini și Instalații Destinate Agriculturii și Industriei Alimentare – (INMA Bucureşti) Adresa de contact (telefon, e-mail, adresa poştală, CUI, cont): Tel (021)2693250, email [email protected] , adresa Loc. București, Sector 1, Bd. Ion Ionescu de la Brad, Nr. 6, cod poştal 013813, C.U.I. RO 2795310, Nr. de cont IBAN RO12TREZ7005069XXX005769, Trezoreria Operativa a Municipiului Bucuresti Director general (nume și prenume, telefon fix și mobil, e-mail): VLĂDUŢ Nicolae-Valentin Tel: 0748283409, e-mail: [email protected], [email protected] Director economic (nume și prenume, telefon fix și mobil, e- mail): TOMA Cosmin-Mihai Nr. tel: 0729093951,e-mail: [email protected] Director de proiect (nume, prenume, telefon fix și mobil, e- mail): Voicea Iulian Florin (021)2693250 / 0752161780 [email protected] Denumire partener 1 Institutul de Cercetare - Dezvoltare pentru Protecţia Plantelor Bucureşti (ICDPP Bucureşti) Adresa de contact (telefon, e-mail, adresa poştală, CUI, cont): Tel…004-021-2693231, email [email protected], adresa Loc. București, Sector 1, Bd. Ion Ionescu de la Brad, Nr. 8, cod poştal 013813, C.U.I. 14785469.,IBAN RO02 TREZ 7012 0G33 2000 XXXX, Trezorerie Sector 1 Director (nume și prenume, telefon fix și mobil, e-mail): Roșca Ioan 004-021-2693231; 004-021-2693239, 072-391-3668 [email protected] Director economic (nume și prenume, telefon fix și mobil, e- mail): Tănăsescu Cristina 004-021-2693231; 072-391-3668; 0732-526-977 [email protected] Responsabil de proiect (nume și prenume, telefon fix și mobil, e- mail): Fătu Viorel 004-021-2693231; 0729263874, [email protected] Anul începerii proiectului: 2019 Anul finalizării proiectului : 2022 Durata (nr. luni): 36

ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

  • Upload
    others

  • View
    6

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Ministerul Agriculturii şi Dezvoltării Rurale

Codul ADER și denumirea proiectului:

ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR ȘI/SAU BIOINSECTICIDELOR, DESTINATǍ SISTEMELOR DE PRODUCŢIE

ECOLOGICE Denumire conducător de proiect

Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare pentru Mașini și Instalații Destinate Agriculturii și Industriei Alimentare – (INMA Bucureşti)

Adresa de contact (telefon, e-mail, adresa

poştală, CUI, cont):

Tel (021)2693250, email [email protected] , adresa Loc. București, Sector 1, Bd. Ion Ionescu de la Brad, Nr. 6, cod poştal 013813, C.U.I. RO 2795310, Nr. de cont IBAN RO12TREZ7005069XXX005769, Trezoreria Operativa a Municipiului Bucuresti

Director general (nume și prenume, telefon fix și mobil, e-mail):

VLĂDUŢ Nicolae-Valentin Tel: 0748283409, e-mail: [email protected], [email protected]

Director economic (nume și prenume, telefon fix și mobil, e-mail):

TOMA Cosmin-Mihai Nr. tel: 0729093951,e-mail: [email protected]

Director de proiect (nume, prenume, telefon fix și mobil, e-mail):

Voicea Iulian Florin (021)2693250 / 0752161780 [email protected]

Denumire partener 1

Institutul de Cercetare - Dezvoltare pentru Protecţia Plantelor Bucureşti (ICDPP Bucureşti)

Adresa de contact (telefon, e-mail, adresa

poştală, CUI, cont):

Tel…004-021-2693231, email [email protected], adresa Loc. București, Sector 1, Bd. Ion Ionescu de la Brad, Nr. 8, cod poştal 013813, C.U.I. 14785469.,IBAN RO02 TREZ 7012 0G33 2000 XXXX, Trezorerie Sector 1

Director (nume și prenume, telefon fix și mobil, e-mail):

Roșca Ioan 004-021-2693231; 004-021-2693239, 072-391-3668 [email protected]

Director economic (nume și prenume, telefon fix și mobil, e-mail):

Tănăsescu Cristina 004-021-2693231; 072-391-3668; 0732-526-977 [email protected]

Responsabil de proiect (nume și prenume, telefon fix și mobil, e-mail):

Fătu Viorel 004-021-2693231; 0729263874, [email protected]

Anul începerii proiectului: 2019 Anul finalizării proiectului : 2022 Durata (nr. luni): 36

Page 2: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Contractul nr. 25.4.1 / 24.09.2019, AA 1 / 27.02.2020 / Act. Adițional nr.2 / 12.05.2021

Proiectul: ADER 25.4.1 - TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A

BIOFERTILIZANŢILOR ȘI/SAU BIOINSECTICIDELOR, DESTINATǍ SISTEMELOR DE PRODUCŢIE ECOLOGICE

1.Obiectivul proiectului: ,,Identificarea de noi extracte vegetale bioactive obtinute din plante medicinale si aromatice, respectiv furnizarea de tehnologii eficiente de obtinere a biofertilizantilor si/sau bioinsecticidelor pentru cresterea productivitatii ecologice, îmbunătățirea calității mediului înconjurător şi a bazei de resurse naturale”. 2.Rezultate preconizate pentru atingerea obiectivului: Pentru atingerea obiectivului proiectului atat conducatorul de proiect cat si partenerul 1 vor colabora pentru realizarea urmatoarelor rezultate preconizate: - Studiu tehnologic privind tehnologiile de obținere a biofertilizanților și/sau bioinsecticidelor; - 2 documentații de execuție echipamente pentru obținere a biofertilizanților și/sau bioinsecticidelor ecologice; - 2 modele experimentale de echipamente pentru obținere a biofertilizanților și/sau bioinsecticidelor; - Tehnologie de obținere a biofertilizanților și/sau bioinsecticidelor; - 2 rapoarte de experimentare tehnologie de obținere a biofertilizanților și/sau bioinsecticidelor; - 2 rapoarte demonstrare a utilitații și funcționalitații tehnologiei; - 2 cereri de brevet de invenție - articol științific ISI; - 4 articole științifice BDI; - Pagină web cu informații privind rezultatele proiectului;- Poster;- Fișă tehnică; - 2 participări la sesiuni de comunicări; - 2 simpozioane;- 2 vizite de lucru. Activitatile Conducatorului de proiect pe parcursul duratei proiectului sunt: -Elaborare studiu tehnologic; Stabilirea tehnologiei de obtinere a biofertilizantilor / bioinsecticidelor; - Proiectare - executie modele experimentale de extractie – experimentare modele; - Realizare tehnologie; - Definitivare documentatie; - Prezentarea si demonstrarea utilităţii echipamntelor de extractie; - Diseminarea pe scara larga a rezultatelor obtinute. Activitatile Partenerului 1 pe parcursul duratei proiectului sunt: - Elaborare baza de date; - Stabilire culturi de leguminoase, bolile si daunatorii culturilor alese, extracte vegetale cu rol de biofertilizanti (stimulatori de crestere) si/sau bioinsecticide pentru culturile alese; - Experimentari in laborator/camp a extractelor vegetale obtinute din plantele selectate pe minim 3 tipuri de leguminoase (anul 1, anul 2 si anul 3); - Prezentarea si demonstrarea utilităţii tehnologiei de obtinere biofertilizanti si/sau bioinsecticide; Diseminarea pe scara larga a rezultatelor obtinute.

Faza 1 - Fundamentarea tehnico-stiintifica a tehnologiilor de obtinere biofertilizanti (stimulatori de crestere) si/ sau

bioinsecticide cu aplicabilitate practica in agricultura ecologica; Stabilirea tehnologiei si a parametrilor tehnici ai acesteia in

vederea obtinerii biofertilizantilor (stimulatorilor de crestere) si/ sau bioinsecticidelor ecologice

Activitate 1.1 Studiu tehnologic privind tehnologiile actuale in domeniul obtinerii de biofertilizanti/bioinsecticide Activitate 1.2 Elaborarea unei baze de date cu plantele utilizate in agricultura ecologica, care contin substante bioactive cu rol de biofertilizant/bioinsecticid si stabilirea plantelor cu aplicabilitate practica

Page 3: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Activitate 1.3 Stabilirea tehnologiei de obtinere a biofertilizantilor / bioinsecticidelor si a parametrilor tehnici pentru cele doua echipamente: extractor de biofertilizanti concentrati si echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune pentru obtinere uleiuri volatile Plante medicinale cu potential de utilizare ca biofertilizanti (stimulatori de crestere) si/sau bioinsecticide S-au identificat 23 specii de plante medicinale cu actiune biofertilizanta si/sau bioinsecticida in cultura leguminoaselor. Acestea sunt: 1. Galbenele, bioinsecticid pentru sol Plantele se poate cultiva peste tot deoarece atrag insectele benefice care consuma o serie de daunatori ai plantelor. Anumite soiuri de galbenele produc o substanta chimică pe radacini si se comporta ca un insecticid foarte benefic al solului Galbenele mexicane inhiba cresterea buruienilor din jurul lor si al legumelor cu care se asociaza. Alte soiuri de galbenele (Tagetes) poate ajuta la combaterea nematozilor din sol atunci cand sunt plantate cu un an înainte. Roşiile, ardeii, sfecla, salata sau varza, se bucura din plin de vecinatatea gălbenelor. 2. Pelinul, bioinsecticid Conține substanțe insecticide și antibiotice, care țin la distanță insectele și întărește sistemul imunitar al plantelor cultivate, ține insectele la distanță, îndepărtează furnicile, este eficient și pentru tratamente împotriva fluturelui de varză. Are acţiune specifică: purinul împotriva furnicilor, omizilor şi afidelor; infuzia împotriva acarienilor murului şi zmeurului şi larvelor gândacului din Colorado; iar decoctul împotriva mustei verzei (Chortophila brassicae) şi a viermelui merelor (Carpocapsa - Cydia pomonella). 3. Soc frunze si flori, bioinsecticide. Contine: Ulei volatil, colina, rutina, sambunigrina, glicozide, mucilagii. Se aplică contra afidelor, musculitei morcovului, gandacilor de castraveti, daunatorilor ce ataca fructele pomilor si radacinile, etc. Frunzele de soc pot folosite de asemenea ca biofungicid ecologic, pentru a proteja culturile agricole de o serie de boli. 4. Coada soricelului, in tratamentele ecologice. Deci din coada şoricelului se pot obţine o serie de extracte cu rol de biofertilizator şi bioinsecticid ecologic. Ca bioinsecticid extractul vegetal de coada soricelului se aplică contra afidelor acarieni,npsilide, tripsinşi insectelor care atacă seva din frunze.Coada este si un bun biofertilizator natural. Este utilizat la pregatirea îngrasamintelor biodinamice. Ca si preparat biodinamic, îmbunătăţeste solul în potasiu, sulf şi ajută la îmbogaţirea nutrienţilor din sol pentru a fi accesibile plantelor. 5. Urzica, bioinsecticid si biofertilizator pentru plante, indeparteaza insectele daunatoare si paraziti de orice gen (paduchii, musca morcovului si mana), activeaza compostul, fertilizant. Tratamentul cu produse din urzica influenteaza in mica masura cresterea, dar protejeaza plantele supuse unor fenomene care afecteaza vegetatia (ger de noapte, uscaciune), atac de afide si ciuperci, ținând insectele la distanta de culturi iar la roșii, mazăre sau fasole în diluție 1/20 se aplică pe frunze contra manei. 6. Crăiţe, contra insectelor Acţiune: repelentă pentru dăunătorii legumelor, în special pentru fluturele alb al verzei şi probabil pentru nematozi şi gândacul din Colorado. Se cultivă câte două rânduri la distanţa de 40-50 cm între ele pentru 6-8 rânduri de legume sau de cartofi. 7. Busuioc, impotriva tuturor insectelor si patare neagra Plantat impreuna cu rosiile, busuiocul le pazeste de daunatori. 8. Coriandru, bioinsecticid utilizat impotriva gandacilor de Colorado, afidelor. 9. Sunatoarea, bioinsecticid, impotriva mustei de varza si viermelui de porumb 10. Cimbrisor, impotriva viermilor de varza 11. Coriandru, insecticid – afide, capuse, gandacul de Colorado 12. Ispoul, alunga melcii 13. Tutun, insecticid Se aplica impotriva puricilor albi ai plantelor si contra omizilor, afidelor, ciuperci, tantari, paduchilor ce ataca radacinile, contra viermilor din pamant etc. nu se stropesc rosiile, ardeii, vinetele, cartofii, petuniile (So-lanaceae) cu aceasta solutie fiindca le poate distruge. 14. Musetel, contra bacteriilor putrefiante si a insectelor devoratoare 15. Coada calului, insecticid, fungicid, stimulator de crestere, ingrasamant, activator de compost. 16. Tataneasa, stimuleaza cresterea si inflorirea, activeaza compostul, ingrasamant natural, sursa de potasiu organic Papadia, stimulator de creștere a plantelor 18. Valeriana, contra bolilor fungice la rosii, telina, morcovi, ceapa. 19. Levantica, apara speciile de rosaceae de paduchii frunzelor,ciuperca monilia Gandacul de Colorado 20. Maghiran, contra patarea bruna a frunzelor fusarioza, vestejirea 21. Menta, protejeaza varza de atacul fluturelui alb

Page 4: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Substanţele bioactive extrase din plantele medicinale În România, se manifestă un interes crescut pentru utilizarea plantelor medicinale, atât pentru cele cultivate cât şi pentru cele din flora spontană, în obţinerea diferitelor produse fitoterapeutice (extracte, tincturi, uleiuri esenţiale, etc.), produse utilizate in agricultura cu rol biofertilizator si/sau bioinsecticid. Substanţele biologic active sunt de regulă substanţe rezultate din metabolismul secundar al plantei, şi ele sunt sintetizate de plante pentru necesităţile sale fiziologice dar puse în valoare de om în alimentaţie, agriculturǎ şi terapie. Ele se găsesc în întreaga plantă sau se acumulează în diferite ţesuturi (organe) ale plantei, lucru de care se ţine seama la recoltarea plantelor medicinale (dinamica acumulării). S-a constatat faptul că acţiunea principiului activ din produsul vegetal medicinal poate fi potenţată prin sinergism de prezenţa altor substanţe organice sau minerale care sunt prezente în planta medicinală, motiv pentru care o problemă larg dezbătută în cercetarea în acest domeniu este aceea a formei în care este mai eficientă o plantă medicinală: principiu activ pur, izolat; extractul total (în diferite forme); planta ca atare [16]. Studiile calitative si cantitative a compusilor bioactivi din plante medicinale se bazeaza pe alegerea unei tehnici de extractie corespunzatoare [5,17,18,19]. Conform normelor impuse de legislaţia din domeniu folosirea unor extracte vegetale cu acțiune biofertilizantă/bioinsecticiă fără urme de substanțe de sinteză chimică este absolut obligatorie în practicarea agriculturii ecologice/bio-organice. Descoperirea de noi substanţe și compuși cu acţiune fertilizatoare/insecticidă reprezintă o continuă provocare pentru domeniul cercetării ştiinţifice agricole din secolul XXI. Descoperirea acestor noi compuşi chimici este posibilă prin studiul diferitelor extracte vegetaleobţinute din varietatea de plante, în special medicinale și aromatice, disponibile pe suprafaţa pământului. Aceste extracte vegetale în funcţie de componenţa biochimică pot fi folosite fie ca substante cu rol de biofertilizator sau bioinsecticid cu utilizare în special în agricultura ecologică. Insectele reactionează la mirosuri, vapori, gaze, fum, caldură, uleiuri, săpun etc, iar insecticidele ecologice ţin cont de toate acestea. De exemplu mirosul puternic de usturoi, tutun,rubarbar și alte plante este respingător pentru unele insecte [20]. Statisticile recente evidenţiază faptul că peste 1500 de compuşi noi sunt identificaţi anual în diferite specii de plante şi că aproximativ un sfert dintre medicamentele prescrise conţin substanţe de origine vegetală [21]. În continuare, se prezintă tipurile de substanţe bioactive prezente în plantele medicinale [5,22]: vitaminele: A, B1, B2, B6, B12, C, D, D1, D3, E, H, K , K1, K2, PP, acid pantotenic, acid folic; substanţele minerale: sodiul (Na); Cl (clor), potasiul (K); magenziul Bolile si daunatorii culturilor de leguminoase În cadrul studiului au fost identificate plante aromatice cu potențial de utilizare ȋn agricultura ecologicǎ ce au ȋn compoziție substanțe cu volatilitate ridicatǎ. Având ȋn vedere mecanisme de acțiune ale extractelor vegetale volatile asupra bolilor și dǎunǎtorilor, s-a recurs la utilizarea acestora ȋn spații protejate pentru a prelungi efectul benefic al acestor extracte. Conform literaturii de specialitate utilizarea extractelor vegetale volatile da cele mai bune rezultate când sunt aplicate ca fumiganți sau tratamente cu eliberare lentǎ. Pentru a valorifica cel mai bine potențialul benefic al extractelor vegetale, au fost selectate patru plante de cultura pretabile cultivării ȋn sere și solarii: tomate (Solanum lycopersicum L.), castraveți (Cucumis sativus L.), ridichii (Raphanus sativus L.) și salata (Lactuca sativa L.).Efectul „bio-fertilizant” este rezultatul unui proces complex interacțiune ȋntre planta de cultura, solul privit ca substrat nutrițional comun și populațiile microbiene. Efectul ,,bio-insecticid’’ al extractelor vegetale se datorează unei substanțe naturale din compoziția plantei. Industria de sinteza a pesticidelor are o lunga tradiție in cercetarea si dezvoltarea substanțelor chimice asemănătoare sau omoloage celor naturale, realizând produse comerciale de succes ce au susținut agricultura zeci de ani. Datorita standardizării produselor de protecția plantelor si utilizării unui număr scăzut de componente in rețeta, au apărut fenomene de rezistenta la substanța activa ȋn rândul populațiilor de dǎunǎtori. Ca urmare a acestui fapt, strategia de protecție a plantelor a fost redefinita sub forma protecției integrate a culturii. In aceasta strategie efectul „bio-insecticid” este implementat prin mai multe acțiuni complementare. Printre aceste acțiuni ale extractelor vegetale se număra: ➢ acțiunea repelentǎ – insectele sunt alungate, ➢ acțiunea deterentǎ – insectele sunt descurajate, ➢ acțiunea antihrǎnire – insectele nu consumǎ hrana, ➢ acțiunea perturbatoare a prolificității – insectele sunt derutate. Toate aceste acțiuni conduc spre scăderea numărului de populații de daunatori concomitent cu o amprenta chimica foarte scazuta asupra recoltei, dând agriculturii o caracteristica ecologica.

Page 5: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Faza 2 - Proiectare extractor si tehnologie de obtinere biofertilizati / bioinsecticide. Executie extractor biofertilizanti concentrati, cu

camera de extractie sub presiune si sistem de ultrasonicare. Realizare tehnologie de obtinere biofertilizanti / bioinsecticide. Experimentari in laborator/camp a extractelor vegetale obtinute

din plantele selectate pe minim 3 tipuri de leguminoase (I) Pentru atingerea obiectivului fazei rezultatul a fost realizate urmatoarele : ,, model experimental extractor biofertilizati/ bioinsecticide concentrați EBB, cerere de brevet, documentație tehnologie de obținere biofertilizati/ bioinsecticide, Realizare model experimental extractor, Realizare tehnologie de obținere biofertilizati/ bioinsecticide”. Pentru elaborarea studiului, conducatorul de proiect si partenerul 1 au colaborat, prin realizarea urmatoarelor activitati: Conducătorul de proiect -CP (INMA):

- Activitate 2.1-Proiectare extractor biofertilizati/ bioinsecticide –Proiectare 3D; - Activitate 2.3-Executie model experimental de extractor;

Partener 1-P1 (ICDPP): - Activitate 2.2-Proiectare tehnologie de obtinere biofertilizati / bioinsecticide; - Activitate 2.4-Realizare tehnologie Activitate 2.1-Proiectare extractor biofertilizati/ bioinsecticide. Conducător de proiect- CP. Proiectare 3D. Proiectarea extractorului de biofertilizati/ bioinsecticide cu camera de extractie sub presiune si sistem de ultrasonicare a presupus proiectarea unui sistem sistem ce integreaza 2 procese simultan de extracție: percolarea- extracție cu ajutorul factorului presiune și ultasonicare - extracție în cîmp de ultasunete. Procesul de extracție poate fi controlat simultan sau separat pentru fiecare proces de extracție fie cu ajutorul unui controller logic programabil (PLC) cu interfata grafica (terminal de operare) pentru procesul de percolare fie prin intermdiul generatorului de ultrasunete prevazut cu ecran touchscreen, prin intermediul caruia se pot programa parametrii de lucru. Procesul de percolare presupune realizarea unui factor presiune hidrostatica in vasul de extractie, presiune realizata prin intermediul unui cilindru hidro-pneumatic alimentat cu aer comprimat provenit de la un compresor de 2,2 kW. Procesul de extracție cu ultasunete presupune generarea unui câmp ultasonic cu amplitudine de de până la 200 µm. Schema functionala a extractorului biofertilizati/ bioinsecticide concentrați ecologice EBB este prezentata in figura de mai jos.

- - Schema de principiu a extractorului biofertilizati/ bioinsecticide concentrati EBB

-

- Extractorul de biofertilizati/ bioinsecticide concentrați- EBB din plante medicinale și aromatice prin procese simultane de extracție prin ultasunete și percolare, conform invenţiei, este compus din vasul 1 de încărcare – descărcare solvent, pompele 2 şi 4 care încarcă vasul de extracție 3, generatorul cu ultrasunete 5 care produce un câmp sonic de amplitudine înalţă, respectiv joasă, electrovalvele 8, 9, 13, 14 care acționează cilindrul hidro-pneumatic 10, grupul de aer comprimat 12, distribuitorul penumatic 11 prevăzut cu regulator de presiune, senzorul de presiune 6 și senzorul de temperatură 7 care permit monitorizarea procesului de extracție, datele de intrare fiind disponibile pe un terminal de operare cu touchscreen.

Page 6: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

- - Fig. 2. Proiecție 3D model experimental a extractorului biofertilizati/ bioinsecticide concentrați EBB

-

- VASUL de extractie, reper EBB-1.0 prezentat in figura 3, are un volum util de 20 litri. Acesta este proiectat din inox și este alcatuit IN PRINCIPAL din 3 corpuri imbinate distincte, și anume capac superior , corp principal si capac inferior. Capacul inferior este sudat de corpul principal, iar acest ansamblu fix este prins de capacul superior printr-un mecanism mecanic specific tip balama. Pentru asigurarea etanșietății vasului de extracție acesta la îmbinarea celor 2 părtii componente este proiectat cu canal de etansare prevăzut garnitură din cauciuc. Pentru prinderea celor 2 părtii componente ale vasului au fost proiectate 3D DISPOZITIVE MECANICE DE închiderea etanșă. La capetele recipientului si in peretele lateral sunt realizate 3 orifici in care se sudeaza piulite filetate in scopul realizarii conexiunilor hidraulice cu restul sistemului. Presiunea maxima de lucru pentru care a fost proiectat este de 10 bar.

- - Proiecție 3D vas de extracție model experimental a extractorului biofertilizati/ bioinsecticide EBB

-

- Pentru realizarea procesului de extracție cu ultasunete se va utiliza un echipament tip PROCESOR CU ULTRASUNETE achizitionat în cadrul fazei. Proiecția 3D a acestuia este prezentată mai jos:

- - Proiecție 3D procesor cu ultrasunete model experimental a extractorului biofertilizati/ bioinsecticide EBB

-

- Activitate 2.2-Proiectare tehnologie de obtinere biofertilizati / bioinsecticide - Realizarea activității 2.2 de proiectare tehnologie de obtinere biofertilizati /

bioinsecticide a fost realizată prin integrarea modelului experimental de Extractor de biofertilizati/ bioinsecticide - EBB în fluxul tehnologic de procesare primară a plantelor medicinale şi aromatice.Pentru realizarea substanțelor cu compuși bioactivi cu efecte biofertilizatoare/bioinsecticide obținute prin procesarea plantelor medicinale și aromatice cultivate sau din flora sponatană cu ajutorul modelului experimental de Extractor de biofertilizati/ bioinsecticide - EBB, materia primă (plantele) este supusă

Page 7: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

unui proces de prelucrare primară in care se folosesc următoarele echipamente tehnologice: maşină de tăiat plante, utilizată pentru mărunţirea materialul vegetal uscat sau proaspăt recoltat la dimensiuni prestabilite/necesare; transportor înclinat cu bandă, utilizat pentru preluarea şi transportul materialului mărunţit în pâlnia de alimentare a sortatorului; sortator de plante tăiate, utilizat pentru separarea materialului mărunţit în patru intervale ce depind de mărimea ochiurilor sitelor; Extractorul de biofertilizati/ bioinsecticide - EBB din plante medicinale și aromatice prin procese simultane de extracție prin ultasunete și percolare, model experimental rezultat direct al fazei 2 a proiectului ADER 25.4.1 și Echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune, model experimental ce urmeaza a fi proiectat și executat în faza 3 a proiectului ADER 25.4.1.

- - Proiectare tehnologie de obținere biofertilizanți / bioinsecticide

-

- Activitate 2.3-Executie model experimental de extractor. Pe baza desenelor de execuție realizate în cadrul activității 2.1-Proiectare extractor biofertilizati/ bioinsecticide Proiectare 3D a fost realizată activitatea 2.3 de Executie model experimental de extractor în cadrul Departamentului de Execuție și Departamentului de Încercări din cadrul CP- INMA București. În figura avem prezentat modelul experimental de Extractor de biofertilizati/ bioinsecticide - EBB compus din componentele din figura 1 și anume vasul de încărcare – descărcare solvent, 2 pompe şi care încarcă vasul de extracție propriu-zis, generatorul cu ultrasunete care produce un câmp sonic de amplitudine înaltă, respectiv joasă, 4 electrovalve care acționează cilindrul hidro-pneumatic , grupul de aer comprimat, distribuitorul penumatic prevăzut cu regulator de presiune, senzorul de presiune și senzorul de temperatură care permit monitorizarea procesului de extracție, datele de intrare fiind disponibile pe un terminal de operare cu touchscreen inserat în cutia de automatizare.

Page 8: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

- - Model experimental extractorului de biofertilizati/ bioinsecticide EBB

-

- Principalele etape distincte în realizarea modelului experimental de extractor au fost: realizarea vasului de extracție, realizarea cadrului echipamentului, fixarea principalelor componente cu cablurilor de în interiorul acestuia, realizarea cutiei de automatizare și a softului specific acesteia. Vasul de extracție a fost realizat din inox alimentar (AISI 304 – 316 are un volum util de 20 litri și a fost realizat prin operațiunii tehnologice de sudură, frezare-strunjire, alezare, străpungere pentru inserare sondă ultrasunete.

- Realizare vas de extracție

- Procesatorul de ultasunete achizitionat în cadrul proiectului a fost integrat în modelul experimental dupa cum se poate observa în figura de mai jos.

- Integrare procesator de ultasunete în modelul Model experimental extractor de biofertilizati/ bioinsecticide

- Activitate 2.4-Realizare tehnologie.Bio-pesticidele sunt organisme sau metaboliți ai organismelor care mediază relația de conviețuire intre diferite specii pe același areal. De-a lungul civilizației umane au fost observate diferite fenomene de conservare a alimentelor in prezenta plantelor aromatice, posibilitatea vindecării rănilor sau bolilor prin tratamente ce utilizează plante medicinale, protecția unor plante si animale fata de daunatori atunci când exista plante repelente prin preajma. In cadrul proiectului au fost luate in studiu experimental patru plante ce pot fi cultivate in spatii deschise dar si in spatii protejate (tomate - Solanum lycopersicum L., castraveti - Cucumis sativus L.,ridichii - Raphanus sativus L.si salata - Lactuca sativa L.. La aceste plante au fost identificate in total 41 de boli si 44 de daunatori. Din cauza plajei foarte mari in ceea ce privește valorile factorilor climatici (in principal temperatura si umiditatea) numărul bolilor si daunatorilor este in continua creștere. In funcție de zona de atac, daunatorii si bolile pot fi clasificați in doua grupuri: [1] grupul agenților de daunare ce ataca plantele in sol si [2] grupul agenților de dăunare ce ataca partile aeriene ale plantelor. Pentru a atenua atacul acestor organisme daunatore, cercetările din cadrul proiectului sunt

Page 9: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

orientate către tratamentele fitosanitare asupra semințelor, asupra solului (in găurile de transplantarea/semănare), asupra organelor vegetative aeriene si asupra aerului din spatiile protejate. Așa cum a fost precizat in etapa anterioara, modul de acțiune al tratamentelor fitosanitare este orientat către reducerea mărimii populațiilor prin următoarele actiuni:acțiunea repelenta – insectele sunt alungate,acțiunea deterenta – insectele sunt descurajate,acțiunea antihranire – insectele nu consuma hrana, acțiunea perturbatoare a prolificității – insectele sunt derutate olfactiv. În figura de mai jos avem reprezentarea proiectului de flux tehnologic a fost integrat și rezultatul activității 2.3 și anume modelul experimental de extractor de biofertilizati/ bioinsecticide EBB.

- Realizare tehnologie de obținere biofertilizanți / bioinsecticide

- Testarea acțiunii uleiului esențial de busuioc asupra creșterii radiculare la ridichii si efectului antimicrobian in timpul germinatiei 0.420313675 M 50 seminte V1 V2 V3 V4 V5 V6 De introdus Doza ppm 500 1000 2000 3000 5000 0 masa µl ulei 0.21 0.42 0.84 1.26 2.10 0.00 seminte µl amestec 4.20 8.41 16.81 25.22 42.03 0.00 µl apa 637.8 633.63 625.22 616.81 600.00 642.03 Ridichi rond ecarlate µl ulei /Kg seminte 500 1000 2000 3000 5000 mL ulei/ Kg seminte 0.5 1 2 3 5 Masa medie uscata Pret (lei) ulei/ Kg seminte 0.5 1 2 3 5 0.420313675 Masa medie seminte Masa seminte 0.437416667 R1 0.466 0.404 0.436 0.476 0.419 0.476 R2 0.42 0.422 0.427 0.439 0.433 0.398 R3 0.445 0.441 0.44 0.456 0.444 0.392 R4 0.434 0.412 0.479 0.441 0.454 0.444 R5 0.441 0.419 0.445 0.453 0.437 0.427 Media 0.441 0.419 0.445 0.453 0.437 0.427 Numar de colonii microbiene R1 2 6 4 2 2 6 R2 6 1 4 5 1 5 R3 2 4 3 3 3 4 R4 6 1 3 1 2 5 R5 4 3 3.5 2.75 2 5 Media 4 3 3.5 2.75 2 5

Lungime medie radicele R1 406 387 457 458 414 514 R2 535 439 527 390 400 648 R3 442 335 462 385 403 641 R4 449 402 350 401 378 514 R5 458 390.7 449 408.5 398.7 579.2

Page 10: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Testarea acțiunii uleiului esențial de busuioc asupra creșterii radiculare la tomate timpul germinatiei 0.107008417 M 50 seminte V1 V2 V3 V4 V5 V6 De introdus Doza ppm 500 1000 2000 3000 5000 0 masa µl ulei 0.05 0.11 0.21 0.32 0.54 0.00 seminte µl amestec 1.07 2.14 4.28 6.42 10.70 0.00 µl apa 609.63 608.56 606.42 604.28 600.00 610.70 Tomate Saint-Pierre µl ulei /Kg seminte 500 1000 2000 3000 5000 mL ulei/ Kg seminte 0.5 1 2 3 5 Masa medie uscata Pret (lei) ulei/ Kg seminte 0.5 1 2 3 5 0.107008417 Masa medie seminte Masa seminte 0.111583333 R1 0.108 0.098 0.109 0.115 0.109 0.112 R2 0.107 0.112 0.123 0.11 0.11 0.119 R3 0.112 0.113 0.113 0.103 0.118 0.121 R4 0.105 0.113 0.114 0.107 0.112 0.115

Media 0.108 0.109 0.1147 0.1087 0.1122 0.1167 Lungime medie radicele R1 1252 1303 1409 1424 1456 1682 R2 993 1620 1226 1179 1538 1487 R3 1090 1387 1101 1363 1660 1383 R4 1385 1446 1532 1257 1412 1271 Media

- Testarea acțiunii uleiului esențial de busuioc asupra creșterii radiculare la salata timpul germinatiei

0.04524569 M 50 seminte V1 V2 V3 V4 V5 V6 De introdus Doza ppm 500 1000 2000 3000 5000 0 masa µl ulei 0.02 0.05 0.09 0.14 0.23 0.00 seminte µl amestec 0.45 0.90 1.81 2.71 4.52 0.00 µl apa 604.0 603.6 602.7 601.8 600.0 604.5 Salata May King µl ulei /Kg seminte 500 1000 2000 3000 5000 mL ulei/ Kg seminte 0.5 1 2 3 5 Masa medie uscata Pret (lei) ulei/ Kg seminte 0.5 1 2 3 5 0.04524569 Masa medie seminte Masa seminte 0.047308333 R1 0.047 0.048 0.044 0.049 0.051 0.045 R2 0.046 0.047 0.047 0.048 0.051 0.045 R3 0.045 0.049 0.047 0.044 0.046 0.046 R4 0.044 0.049 0.040 0.048 0.050 0.049

Media 0.046 0.048 0.045 0.04 0.049 0.046 Lungime medie radicele R1 802 920 837 750 892 834 R2 752 870 805 735 833 880 R3 656 890 746 625 833 768 R4 891 835 771 648 731 860

Media 775 878 789 689 822 835 -

Page 11: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Faza 3 Proiectare echipament de distilat cu abur saturat umed sub

presiune. Executie model experimental

Pentru atingerea obiectivului fazei rezultatul a fost realizate urmatoarele:,, Documentație execuție model echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune E.D.A.S.U.P, Cerere de brevet 1 buc, Realizare model experimental ” E.D.A.S.U.P. Pentru elaborarea fazei 3, conducatorul de proiect CP a fost singurl implicat în realizarea urmatoarelor activități:

Activitate 3.1 - Proiectare echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune Activitate 3.2 -Executie echipament de distilat cu abur

Activitate 3.1 - Proiectare echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune Conducător de proiect- CP. Proiectare 3D. Pe baza rezultatelor obținute din Faza 1 - Fundamentarea tehnico-stiintifica a tehnologiilor de obtinere biofertilizanti (stimulatori de crestere) si/ sau bioinsecticide cu aplicabilitate practica in agricultura ecologica; Stabilirea tehnologiei si a parametrilor tehnici ai acesteia in vederea obtinerii biofertilizantilor (stimulatorilor de crestere) si/ sau bioinsecticidelor ecologice a fost realizată faza 2 Proiectare extractor si tehnologie de obtinere biofertilizati / bioinsecticide. Executie extractor biofertilizanti concentrati, cu camera de extractie sub presiune si sistem de ultrasonicare. Realizare tehnologie de obtinere biofertilizanti / bioinsecticide. Experimentari in laborator/camp a extractelor vegetale obtinute din plantele selectate pe minim 3 tipuri de leguminoase (I) predată pe 15.06.2020 respectiv Faza 3 Proiectare echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune. Executie model experimental cu Activitate 3.1 - Proiectare echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune, Activitate 3.2 -Executie echipament de distilat cu aburcu termenul de predare 30.10.2020, care fac obiectul raportului tehnic actual. Echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune E.D.A.S.U.P are in componenta urmatoarele elemente principale: Vas de distilare ., reper E.D.A.S.U.P -3.0 - 1 buc., Vas de răcire ., reper E.D.A.S.U.P -1.0, - 1 buc.; Generator de vapori abur, reper E.D.A.S.U.P -1.0, -1 buc., Separator ulei volatil, reper E.D.A.S.U.P -1.0, 1 buc.; Suport vas distilare, reper E.D.A.S.U.P -1.0, 1 buc; Suport vas de racire, reper E.D.A.S.U.P -1.0, 1 buc.; Regulator de presiune, reper E.D.A.S.U.P -1.0, 1 buc; Furtunuri de legatură dintre vase si generatorul de abur.;

Echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune E.D.A.S.U.P

Generator de abur electric PULSE 7K , tensiune de alimentare 400 V, putere absorbită 7000 W, grad de protecție IPX5, debit de alimentare 3 l/min, presiune de alimentare max. 6 bar, dimensiune și greutate: Lungime 920 mm, Lățime 610 mm, Înăltime 850 mm, greutate 70 kg.

Page 12: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Generator de abur electric PULSE 7K, reper E.D.A.S.U.P -1.0 și schema electrică

Vasul de distilare, reper E.D.A.S.U.P -3.0, este un recipient cilindric realizat din tablă de oțel inox alimentar, având în componență stuțuri pentru intrare/ieșire abur, robinet golire, garnitură de etanșare și supapă de decompresie. De asemenea, închiderea etanșă a vasului se realizează prin intermediul unui capac dotat cu supape de siguranță de 0,5 bari și termomanometru cu ac indicator (măsoara presiunea și temperatura). În interiorul vasului de distilare este prevazută o sită pe care va fi asezată masa de material vegetal supus procesului de distilare. Sita este prevazută cu tijă pentru ghidare și susținere în timpul procesului de încarcare/descarcăre a materialului vegetal.

Vas de distilare, reper E.D.A.S.U.P -3.0

Vasul de răcire (condesare) este un recipient cilindric realizat din tabla de otel inox alimentar, avand in componenta un schimbator de caldura tip serpentina, racorduri pentru intrare/iesire apa de racire si robinet golire.Acesta este alcătuit din manta (fig 16), sepentină interioară prin care circula aburul ce conține uleiuri esențiale (fig.17), ștuț conectare serpentină și furtun (fig.18), guseu serpentină, mufă filetata 3/4", suport tip bridă DN25.

Page 13: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Vasul de răcire (condesare)

Vas colectare ulei volatile sau separatorul de ulei volatil (fig. 5), reper E.D.A.S.U.P-6.0, este un recipient realizat din sticlă, fiind prevazut cu un racord de intrare, un racord de colectare apa florala și un racord de iesire cu stut pentru colectarea uleiului volatil.

Vas colectare ulei

Procesul de lucru al echipamentului. Aburul furnizat de generator traverseaza masa vegetala de plante, antrenând uleiul volatil conținut de acestea, dupa care amestecul de abur și ulei volatil pătrunde în vasul de răcire unde are loc procesul de condensare, obținându-se un amestec de ulei volatil și apă florală. Separarea pe fracții a amestecului de ulei volatil și apă florală se realizează în separatorul de ulei volatil, pe baza diferenței de densitate între cele doua fracții. Colectarea uleiului volatil se realizeaza pe la partea superioară a separatorului iar apa florală se colectează pe la racordul special destinat acestui scop. Activitate 3.2 -Executie echipament de distilat cu abur. Conducător proiect Execuție. Pe baza desenelor de execuție realizate în cadrul activității 3.1- Proiectare echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune a fost realizată activitatea 3.2 de Executie echipament de distilat cu abur în cadrul Departamentului de Execuție și Departamentului de Încercări din cadrul CP- INMA București. În figura de mai jos avem prezentat modelul experimental de echipamentului tehnic E.D.A.S.U.P - echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune.

Modelul experimental de echipamentului tehnic E.D.A.S.U.P - echipament de distilat cu abur saturat

umed sub presiune

Principalele etape distincte în realizarea modelului experimental de E.D.A.S.U.P au fost: achiziția materiilor prime componente cu realizarea vasului de extracție și acelui de condensare/răcire, achiziția generatorului de abur electric prins ca dotare in aceasta etapa a proiectului, realizare suport metalic pentru cel 2 vase ale E.D.A.S.U.P, realizarea conexiunii dintre elementele distincte E.D.A.S.U.P.

Page 14: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Etape în realizarea/execuția modelului experimental de echipamentului tehnic E.D.A.S.U.P - echipament

de distilat cu abur saturat umed sub presiune

Faza 4 - Experimentare și definitivare model experimental de extractor de biofertilizanți concentrați, prevazut cu camera de

extractie sub presiune si sistem de ultrasonicare. Experimentari in laborator/camp a extractelor vegetale obtinute din plantele

selectate pe minim 3 tipuri de leguminoase(II)

Pentru atingerea obiectivului fazei rezultatul a fost realizate urmatoarele : ,,raport experimenatre tehnologie și model experimental extractor biofertilizati/ bioinsecticide concentrați EBB, comunicări științifice și articole ISI/BDI, documentație definitivată pentru proiectul tehnic de execuție pentru model experimental extractor biofertilizati/ bioinsecticide concentrați EBB ”. Pentru elaborarea raportului în extenso aferent fazei 4, conducatorul de proiect si partenerul 1 au colaborat, prin realizarea urmatoarelor activitati: Activitate 4.1. Experimentare tehnologie si model experimental de extractor de biofertilizanti concentrati. Experimentari in laborator/camp a extractelor vegetale obtinute din plantele selectate pe minim 3 tipuri de leguminoase, anul 2 Conducător de proiect- CP – INMA București Experimentare tehnologie si model experimental de extractor Partener 1-P1 - ICDPP Bucureşti Experimentari in laborator/camp a extractelor vegetale obtinute din plantele selectate pe minim 3 tipuri de leguminoase (anul 2) Activitate 4.2 Definitivare solutii tehnice si documentatie de executie extractor Conducător de proiect- CP – INMA București. Definitivare documentatie Activitate 4.1. Experimentare tehnologie si model experimental de extractor de biofertilizanti concentrati. Experimentari in laborator/camp a extractelor vegetale obtinute din plantele selectate pe minim 3 tipuri de leguminoase, anul 2. Conducător de proiect- CP. Experimentare tehnologie si model experimental de extractor. Rapoarte de experimentare tehnologie si model experimental de extractor de biofertilizanti concentrati.. Extractorului de biofertilizati/ bioinsecticide cu camera de extractie sub presiune si sistem de ultrasonicare a presupus proiectarea unui sistem care integrează 2 procese simultane de extracție: percolarea- extracție cu ajutorul factorului presiune și ultrasonicare - extracție în câmp de

Page 15: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

ultrasunete. Procesul de extracție poate fi controlat simultan sau separat cu ajutorul unui controller logic programabil (PLC) cu interfața grafica (terminal de operare) pentru procesul de percolare, respectiv prin intermediul generatorului de ultrasunete prevăzut cu ecran touchscreen, prin intermediul căruia se pot programa parametrii de lucru ai procesului de ultrasonicare. Procesul de percolare presupune realizarea unei presiuni hidrostatice in vasul de extracție, prin intermediul unui cilindru hidro-pneumatic alimentat cu aer comprimat provenit de la un compresor de 2,2 kW. Procesul de extracție cu ultrasunete presupune generarea unui câmp ultrasonic cu amplitudine de până la 200 µm. Schema funcțională cât și extractorul de biofertilizanți / bioinsecticide concentrate ecologice EBB este prezentata in figura 1. Extractorul de biofertilizati/ bioinsecticide concentrați- EBB din plante medicinale și aromatice prin procese simultane de extracție prin ultrasunete și percolare, este compus din vasul 1 de încărcare – descărcare solvent, pompele 2 şi 4 care încarcă vasul de extracție 3, generatorul cu ultrasunete 5 care produce un câmp sonic de amplitudine înaltă, respectiv joasă, electrovalvele 8, 9, 13, 14 care acționează cilindrul hidro-pneumatic 10, grupul de aer comprimat 12, distribuitorul penumatic 11 prevăzut cu regulator de presiune, senzorul de presiune 6 și senzorul de temperatură 7 care permit monitorizarea procesului de extracție, datele de intrare fiind disponibile pe un terminal de operare cu touchscreen.Pentru procesul de extracție prin percolare aerul comprimat este furnizat de către un compresor Mecafer, putere motor 2,2 kW, presiune maxima 10 bar. Aerul pentru procesul de extracție prin diferență de presiune este filtrat și trecut printr-un distribuitor de aer prevăzut cu regulator de ajustare/control presiune. Vasul de încărcare - descărcare solvent/produs final este realizat din inox are un volum util de 30 litri. Cutia de automatizare este formată din sursa de tensiune în comutație 220 V/ 24 V, , PLC – microcontroller logic programabil ALPHA AL2-14MR-D, interfață grafică (terminal de operare) prevăzut cu ecran touchscreen GOT 1000.

Extractorului biofertilizati/ bioinsecticide concentrati EBB realizat în cadrul proiectului ADER 25.4.1

Pentru experimentarea extractorului de biofertilizati/ bioinsecticide EBB prin cele 2 metode percolare-ultrasonicare au fost utilizate urmatoarea rețetă de amestec : Rețeta 1 Proces PERCOLARE de extracție substante bioactive cu proprietate biofertilizatoare/bioinsecticidă: apă distilată: 8 litri, Ceapă galbenă soi DIAMANT: 2,5 kg (tăiată în 4), Mazare verde boabe: 1 kg, soia uscată boabe: 0,5 kg. Procesul de extracție prin percolare stabilit a avut urmatoarele date tehnice de intrare: timp de extractie: 7200 secunde; presiune percolare înaltă de extracție: 1,2-1,5 bar; presiune percolare joasă de extracție: 0,2 – 0,6 bar; număr de cicluri la presiune înaltă:4 cicluri; număr de cicluri la presiune joasa cu variatie cvasidinamica a presiunii intre 0,2 şi 0,6 bar: 4 cicluri ;durata ciclului la presiune înaltă: 1200 secunde; durata ciclului la presiune joasă: 600 secunde cu durata unui ciclu cvasidinamic de 60 secunde, pauza de 60 secunde inainte şi după ciclul de presiune inalta si pauza fiind de 60 secunde intre ciclurile cvasidinamice de presiunea joasă;temperatura de extractie: 20 - 25 °C. Metodologia de lucru cu extractorului de biofertilizati/ bioinsecticide EBB pentru procesul de percolare presupune pe de o parte pregatirea preparativa a materialului vegetal supus procesului de extracție, în care se realizează operațiunea de cîntărire/adaugare solvent de extracție în cazul nostru apa distilată în vasul principal, introducerea materiilor prime într-un sac confecționat dintr-o sită specială foarte fină pentru a permite destinderea și comprimarea acestora în timpul procesului, conectarea și verificarea sistemului de aer comprimat - închiderea recipientului unde are loc extracția, urmată apoi de setarea parametrilor tehnicii de mai sus in sistemul de automatizare si control al extractorului EBB.

În figura de mai jos avem prezentat procesul de lucru cu extractorul EBB pentru procesul de extracție prin percolare (extracție prin gradient de presiune).

Page 16: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Procesul de lucru cu extractorul EBB pentru procesul de extracție prin percolare

Rețeta 2 Proces ULTRASONICARE de extracție substanțe bioactive cu proprietate biofertilizatoare/bioinsecticidă, se păstrează rețeta inițială formată din :apă distilată: 8 litri, Ceapă galbenă soi DIAMANT: 2,5 kg (tăiată în 4), Mazare verde boabe:1 kg, Soia uscată boabe: 0,5 kg. Procesul de extracție prin ultrasonicare stabilit a avut urmatoarele date tehnice de intrare:timp de extracție: 180 min, amplitudinea câmpului ultasonic: 0- 46 µm, durata amplitudinii joase de 0-15 µm: 600 secunde;durata amplitudinii înalte de 20 - 40 µm: 600 s. Metodologia de lucru cu extractorului de biofertilizati/ bioinsecticide EBB pentru procesul de extracție presupune pe de o parte pregatirea preparativa a materialului vegetal supus procesului de extracție, în care se realizează operațiunea de cîntărire/adaugare solvent de extracție în cazul nostru apa distilată în vasul principal, introducerea materiilor prime într-un sac confecționat dintr-o sită specială foarte fină pentru a permite destinderea și comprimarea acestora în timpul procesului, conectarea și verificarea sistemului de generare camp ultrasonic UP400ST prevăzut cu sonotronda S2d22D, închiderea recipientului unde are loc extracția, urmată apoi de setarea parametrilor tehnicii de mai sus in sistemul de automatizare si control al extractorului EBB. În figura de mai jos avem prezentat procesul de lucru cu extractorul EBB pentru procesul de extracție prin ultrasonicare (extracție prin intermediul unui generator de ultrasunete).

Procesul de lucru cu extractorul EBB pentru procesul de extracție prin ultrasonicare

După efectuarea celor 2 experimentele cu utilizarea extractorului EBB pentru procesul de extracție prin ultrasonicare și pentru procesul de extracție prin percolare a fost utilizată aceași rețetă de amestec pentru extracția mixtă: percolare(aer comprimat)-ulrasonicare (câmp ultrasonic). Materiile prime utilizate au fost aceleași, principalale caracteristicii tehnice de extracție au ramas identice pentru procesul individual de extractie prin percolare sau ultrasonicare, doar timpul a fost caracteristica variabila astfel cele 180 de minute au fost împarțite 90 de minute pentru proces de percolare, respectiv 90 de minute pentru proces de sonicare. In timpul lucrului, se încarcă vasul de extracție cu materialul vegetal, plante medicinale sau aromatice în stare uscata sau verde, se închide capacul şi se începe încărcarea cu ajutorul pompelor cu solvent lichid care in experimentul de față este apă distilată. din vasul de încărcare-descărcare.Se porneşte generatorul de ultrasunete şi conform procedeului de alternare a amplitudinii joase-înalte începe procesul de extracţie, simultan cu acţionarea grupului de aer comprimat prin intermediul distribuitorului şi a regulatorului de aer, precum şi a electrovalevelor care acţionează cilindrul hidro-pneumatic realizând o presiune monitorizată de senzorul de presiune şi de cel de temperatură în interiorul vasului de extracţie, alternanţa ciclurilor de presiune fiind înalte-joase. In urma experimentelor efectuate au fost obținute 3 extracte prezentate în figura urmatoare ce au fost utilizate de partenerul P1 _INCD Protectia Plantelor din București pentru a se valida activitatea lor atît biofertilizatoare cît și bioinsecticida asupra unor culturii legumicole.

Rezultate experimente cu ajutorul extractorului de biofertilizati/ bioinsecticide EBB

Page 17: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

In urma procesului de extracție au fost obținute trei bio-produse lichide transparente cu o ușoara nuanța de verde sau maro cu miros caracteristic de ceapa, decantabile la temperaturi de 4ºC. In locul de amplasare al experimentului au fost executate lucrări de arat si discuit. Răsadurile au fost transplantate in găuri cu diametrul de cinci centimetri si adâncime de 10-15 cm, la o distanta de un metru intre rânduri cat si pe rând. Tratamentul a fost efectuat cu 20 ml extracte (percolare, sonicare si mixt) iar pentru martor 20 ml de apa. La finalul transplantării fiecare planta a fost udata cu un litru de apa, iar stratul umed de sol de la baza tulpinii a fost acoperit cu sol uscat pentru a împiedica evaporația apei. La zece zile de la transplantare au fost efectuate observații cu privire la numărul de frunze pe planta, intensitatea atacului agenților de dăunare si indexul conținutului de clorofila. In cazul tomatelor conținutul de clorofila nu a fost determinat deoarece lățimea frunzei a fost mai mica decât diametrul de ferestrei de analiza a clorofilmetrului CCM 200 Plus. La tomate cele trei tipuri de extracte au stimulat creșterea numărului de frunze cu procente ce ating aproape 20% . Din analiza datelor se poate deduce ca extracția prin percolare are o influenta favorabila asupra dezvoltării răsadurilor de tomate.

Influenta tratamentelor cu extracte vegetale la cultura de tomate asupra numărului de frunze

Extractele vegetale au avut o influenta pozitiva asupra scăderii frecventei atacului pe frunze cu Septoria lycopersici, cele mai bune rezultate obținându-se la extractul percolat.

Frecventa atacului pe frunzele de tomate

In cazul răsadurilor de ardei gras, toate tratamentele cu extracte vegetale in găurile de transplantare au produs rezultate pozitive cu privire la numărul de frunze pe planta, valoarea cea mai mare de stimulare fiind de 8,3 % obținuta la tratamentul cu extracție prin sonicare.

Influenta tratamentelor cu extracte vegetale la cultura de ardei asupra numărului de frunze

Atacului pe frunzele de ardei a fost sporadic si cauzat de dăunători din familia limacidaelor atingand valori ale frecventei de aproape noua procente la plantele tratate cu extract prin percolare.

Page 18: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Frecventa atacului pe frunzele de ardei

Indicatorul privind conținutul de clorofila (CCI) obținut prin diferența valorilor de absorbanta optica a frunzelor la lungimile de unde de 653 nm si 931 nm arata o scădere a concentrației de clorofila producând un efect de inhibare de 1,3%. Din punct de vedere statistic, coeficientul de variație de 11,19 la plantele tratate cu bio-produs extras prin sonicare demonstrează ca tratamentul este activ prin limitarea diferențelor dintre probe. Deși valoare semnificației (P) din tabelul . de analiza statistica nu este suficienta pentru a recomanda acest tratament, valoarea ridicata de stimulare a creșterii numărului de frunze impune efectuarea unor observații la un interval de timp mai lung.

Tratamentul cu extracte vegetale la cultura de castravete in găurile de transplantare a produs rezultate pozitive nesemnificative pentru extractele obținute prin percolare si sonicare si negative semnificativ la extractul mixt

Influenta tratamentelor cu extracte vegetale la cultura de castravete asupra numărului de frunze

Extractul vegetal prin percolare a produs un spor de 8,3% in ceea ce privește conținutul de

clorofila in frunzele de castravete (Fig. 15) cu un coeficient de variație mai scăzut ca in cazul martorului, însa cu valori ale semnificației P cu mult mai mari decât nivelul alfa al analizei (Tabel 10) Acest fapt impune realizarea unei noi serii de observații la un interval de timp mai lung de 10 zile. In concluzie Extractele vegetale din ceapa, mazăre si soia utilizând cele trei metode de extracție au dat rezultate mixte, in general predominant pozitive, cu privire la aplicarea acestora ca tratamente in momentul transplantării. In urma experimentelor, se poate concluziona ca metodele de extracție mai blânde, unde partea componentelor biochimice este predominant hidrofila induce răspunsuri de acumulare de biomasa in plantele tratate. Metodele de extracție mai energice produc si o acumulare de compuși biochimici cu caracter hidrofob in masa bio-produsului, compuși care au un caracter inhibitor al dezvoltării patogenilor dar si efect fitotoxic la anumite concentrații. Se recomanda efectuare de observații asupra variantelor experimentale si in etapa următoare. In continuare se vor realiza o serie de experimente pentru obținerea unor extracte ce urmeaza a fi validate experimental în cultura de legume privind activitatea acestora biofertilizatoare cît și bioinsecticidă. În cadrul acestora se va utiliza ca materie primă vegetala urzica planta intreagă cât si tocată aflată in stare prospată sau uscată, hrean atît radacină cât și frunze in stare proaspată, usturoi atât planta subterana cât și aeriană, ceapă plantă verde. Ca solvent va fi folosit pe langa apa distilată, ulei de floarea soarelui cît și ulei de măsline, se va folosi deasemenea și amestec alcool etilic 96% cu apă distilată. Activitate 4.2. Definitivare soluții tehnice si documentație de execuție extractor. Documentatie definitivata. În urma testelor efectuate cu ajutorul extractorului de biofertilizati/ bioinsecticide EBB a fost luată decizia a se echipa acesta și o manta de încalzire adiacentă ce permite ajustarea gradientului de temperatură a solventului în care are loc extracția fie prin percolare/fie ultasonicare/fie mixta.

Manta flexibila HM3 pentru încalzire

Page 19: ADER 25.4.1 TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR

Date si caracteristici tehnice principale identificate pentru manta flexibilă de încălzire sunt: asigură o încalzire sigură sau control constant al temperaturii, poate asigura o încalzire corespunzătoare pentru vase de plastic, inox sau oțel până la un volum util de 200 litri, Circumferinta recipientului min: 1800 mm, Din poliamida rezistenta si hidrofoba, Cu spirala de incalzire izolata cu silicon, Inclusiv termostat cu interval de reglare 0 - 90°C, Putere: 450 W, Racord electric: 230 V, Tip de protectie: IP 44,. In anul perioada aferentă etapei a fost publicat in cadrul 20th International Scientific Conference Engineering for Rural Development, 26.-28.05.2021. Jelgava, LATVIA, articolul cu denumirea: Experimental research on obtaining an extract with bio-insecticidal / bio-fertilizer action from Ocimum basilicum with application for organic agriculture ,autori: Iulian Voicea, Iuliana Gageanu, Viorel Fatu articol indexat ISI.Au fost trimise către: ISB-INMA TEH' 2021International Symposium 2 articole ce vor fi indexate BDI si la care se asteaptă recenzia de specialitate pentru a fi publicate in volumul simpozionului de anul acesta.

Stadiul de implementare al proiectului este în conformitate cu calendarul activităților prevăzute în propunerea de proiect la Contract de cercetare: ADER 25.4.1 / 24.09.2020 cu act aditional nr 1 /27.02.2020 cu titlu TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR ȘI/SAU BIOINSECTICIDELOR, DESTINATǍ SISTEMELOR DE PRODUCŢIE ECOLOGICE, astfel încât realizarea fazei nr. - EXPERIMENTARE SI DEFINITIVARE MODEL EXPERIMENTAL DE EXTRACTOR DE BIOFERTILIZANTI CONCENTRATI, PREVAZUT CU CAMERA DE EXTRACTIE SUB PRESIUNE SI SISTEM DE ULTRASONICARE. EXPERIMENTARI IN LABORATOR/CAMP A EXTRACTELOR VEGETALE OBTINUTE DIN PLANTELE SELECTATE PE MINIM 3 TIPURI DE LEGUMINOASE(II) nu a necesitat modificări, activitățile realizate Activitate 4.1. Experimentare tehnologie si model experimental de extractor de biofertilizanti concentrati. Experimentari in laborator/camp a extractelor vegetale obtinute din plantele selectate pe minim 3 tipuri de leguminoase, anul 2. Activitate 4.2. Definitivare soluții tehnice si documentație de execuție extractor sunt aceleași cu cele planificate atingându-se în totalitate obiectivele propuse.Activitățile de cercetare-dezvoltare ale INMA și partenerul P1 s-au desfășurat în condiții optime ca urmare a infrastructurii performante de cercetare cu care sunt dotate cele 2 institute.Având în vedere cele prezentate, CP - INMA (București) propune trecerea la următoarea fază (Faza 5) de realizare prevăzută în propunerea de proiect și in planul de realizare:Experimentare model experimental de echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune (pentru obtinerea uleiurilor volatile) si validarea rezultatelor. Experimentari in laborator/camp a extractelor vegetale obtinute din plantele selectate pe minim 3 tipuri de leguminoase (III), in vederea validarii rezultatelor, cu termen de predare 29.10.2021, cu respectarea cerințelor elaborate în acest scop.