Upload
others
View
5
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
TITLUL PROIECTULUI: ADER 25.4.1
,,TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR
ȘI/SAU BIOINSECTICIDELOR, DESTINATǍ SISTEMELOR DE
PRODUCŢIE ECOLOGICE”
Studiu tehnologic privind tehnologiile actuale in domeniul obtinerii de
biofertilizanti / bioinsecticide
CONDUCATOR PROIECT:
Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare pentru Mașini și Instalații
Destinate Agriculturii și Industriei Alimentare – (INMA Bucureşti)
PARTENER 1:
Institutul de Cercetare - Dezvoltare pentru Protecţia Plantelor Bucureşti
(ICDPP Bucureşti)
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
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
CUPRINS: 1. TEHNOLOGIILE ACTUALE IN DOMENIUL OBTINERII DE BIOFERTILIZANTI SI/SAU BIOINSECTICIDE
1.1. Factorii care influenţeazǎ obţinerea extractelor vegetale cu rol biofertilizator si/sau bioinsecticid
1.2. Tehnologia de prelucrare a plantelor medicinale pentru obţinerea extractelor
1.3 Tehnici de extractie a compusilor bioactivi din plantele medicinale
2. BAZA DE DATE CU PLANTELE MEDICINALE UTILIZATE IN AGRICULTURA ECOLOGICA
2.1. Plante medicinale cu potential de utilizare ca biofertilizanti (stimulatori de crestere) si/sau bioinsecticide
2.2. Substanţele bioactive extrase din plantele medicinale
2.3. Bolile si daunatorii culturilor de leguminoase
2.4. Baza de date privind utilizarea extractelor vegetale in protectia culturilor de leguminoase
3. STABILIREA TEHNOLOGIEI DE OBTINERE A BIOFERTILIZANTILOR / BIOINSECTICIDELOR SI A PARAMETRILOR TEHNICI PENTRU CELE DOUA ECHIPAMENTE
3.1. Tema de cerinte privind solutiile constructive ale echipamentelor de obtinere a extractelor vegetale cu rol biofertilizator si/sau bioinsecticid
3.2. Protocol de testare a acțiunii extractelor vegetale asupra germinației semințelor si creșterii radiculare ȋn vederea evaluării efectului stimulator/inhibitor
4.CONCLUZII
Bibliografie
1.TEHNOLOGIILE ACTUALE IN DOMENIUL OBTINERII DE BIOFERTILIZANTI SI/SAU BIOINSECTICIDE
Factorii care influenţeazǎ obţinerea extractelor vegetale cu rol biofertilizator si/sau bioinsecticid
La prepararea extractelor, în mod deosebit, trebuie să se ţină cont de influenţa urmatorilor factori:
•natura solventului: solvenţii trebuie să dizolve şi să extragă cu randament ridicat majoritatea componentelor active şi să conţină cât mai puţine materii inerte fără valoare terapeutică; cei mai utilizaţi solvenţi folosiţi în industria extractelor vegetale sunt: apa, alcool 50% sau 70% (pentru uleiuri volatile, hidrocarburi, taninuri, alcaloizi baze şi săruri ale acestora, glicozizi, rezine, clorofila etc.), eter etilic (pentru alcaloizi baze, rezine, uleiuri volatile etc.), ulei, vin, otet;
•gradul de mărunţire a plantei: cu cât produsul vegetal este adus la un grad de măruntire mai avansat, cu atât suprafaţa de contact este mai mare, deci extracţia este completă; pentru soluţiile extractive apoase se recomandă mărunţrea în funcţie de produsul vegetal;
•raportul dintre cantitatea de planta si solvent: Farmacopeea Română prevede
concentraţii de până la 6% pentru extractele apoase, de 20% pentru majoritatea tincturilor şi de 10% pentru tincturile preparate din produse vegetale care conţin substanţe puternic active;
•timpul de contact dintre plantă şi solvent: diferă în funcţie de tehnica de extracţie aplicată, dar şi de tipul de extract; pentru extractele apoase este de 5-6 ore, iar pentru cele alcoolice de 6-10 zile;
•efectul agitarii: prin agitare se scurtează timpul de obţinere a extractului;
•temperatura la care se lucreaza: influentează în mod pozitiv randamentul de extracţie, datorită creşterii solubilităţii principiilor active la cald; Farmacopeea Română prevede extracţia unor principii termostabili, la temperatura de 90-100°C, în cazul infuziilor şi a decocturilor;
•separarea amestecului şi modul de recuperare a compuşilor activi din reziduul solid.
1.TEHNOLOGIILE ACTUALE IN DOMENIUL OBTINERII DE BIOFERTILIZANTI SI/SAU BIOINSECTICIDE
Tehnici de extracție a compușilor bioactivi din plantele medicinale
Extracţia este operaţia de separare parţialǎ sau totalǎ a componentelor unui amestec pe baza diferenţei de solubilitate în unul sau mai multi dizolvanţi.
Procesul de extracţie a substanţelor bioactive din plantele medicinale are loc prin realizarea a două principii de bază, şi anume:
▪ Dizolvarea substanţelor protoplasmatice, în timpul atingerii dintre solvent şi celulele mărunţite.
▪ Extracţia propriu-zisă este complexă prin pătrunderea solventului în celulele întregi.
Tehnologiile moderne de obţinere a substanţelor bioactive din plante medicinale presupun: randamente optime de extracţie dar şi o calitate superioară a substanţelor extrase, calitate cât mai apropiată de starea lor din produsul vegetal.
Eficienţa tehnicilor convenţionale (extracţia Soxhlet, macerarea, percolarea, distilarea) şi neconvenţionale (extracţia cu ultrasunete, cu impulsuri electrice, cu microunde, cu fluide supercritice şi subcritice, cu solvenţi de extracţie) depinde în cea mai mare mǎsurǎ de autenticitatea plantelor, de compoziţia chimicǎ a substanţelor bioactive, de modalitatea şi succesiunea operaţiilor de prelucrare a plantelor, de natura şi volumul solventului utilizat la extracţie, de temperatura, de timpul de extracţie dar şi de dimensiunile fragmentelor [5].
Perfecționarea tehnicilor de extracție prin percolare, cu solvenț de extracție și distilare ȋn vid oferǎ posibilitatea valorificǎrii optime a tuturor produselor vegetale. Aceste tehnici sunt aplicabile pentru obținerea de substanțe biologic active care permit valorificarea superioarǎ a plantelor medicinale
1.TEHNOLOGIILE ACTUALE IN DOMENIUL OBTINERII DE BIOFERTILIZANTI SI/SAU BIOINSECTICIDE
Tehnici de extracție a compușilor bioactivi din plantele medicinale
Extracția Soxhlet este cea mai cunoscută tehnică care se efectuează practic într-un aparat de extracţie cu acelaşi nume compus dintr-un balon, un corp de extractie si un refrigerent ascendent, legate intre ele (fig. 9) [4]. Extracţia cu aparatul Soxhlet are loc în trei etape: prima etapă este atingerea punctului de fierbere de către solvent ( proba este introdusă în solvent); a doua etapă constă în urcarea cartuşului deasupra solventului (aburii de solvent coboară în cartuş şi preia substanţele solubile); şi a treia etapă este cea de concentrare, (solventul recuperat este evaporat la un volum mic.
Macerarea constǎ în tratarea produsului vegetal mǎrunţit cu o cantitate necesarǎ de solvent, menţinerea în contact pe o duratǎ determinatǎ (macerate ȋn apǎ 8-12 ore), concomitent cu agitare continuǎ sau intermitentǎ şi apoi separarea soluţiei extractive de reziduu prin filtrare sau decantare. În cazul maceratelor în soluţii de altǎ naturǎ (alcool, ulei, vin, oţet), timpul de macerare se mǎreşte, putând ajunge la câteva sǎptǎmâni
Percolarea este procesul prin care se extrag substanţele bioactive din plante, la rece, folosind solvent în contracurent. Procesul care are loc se desfasoara astfel: înainte ca solventul să devinǎ saturat în substanţe bioactive extrase, el este deplasat de un alt strat de solvent în care produsul vegetal suferǎ o macerare de scurtǎ duratǎ şi cedeazǎ încǎ o parte din substanţele bioactive. Acest proces este continuu, fiecare porţiune de solvent adǎugat venind în contact cu produsul vegetal pânǎ la epuizarea completǎ a acestuia.
1.TEHNOLOGIILE ACTUALE IN DOMENIUL OBTINERII DE BIOFERTILIZANTI SI/SAU BIOINSECTICIDE
Tehnici de extracție a compușilor bioactivi din plantele medicinale
Distilarea este o metodǎ convenţionalǎ de extragere a uleiurilor volatile din plantele
medicinale şi aromatice. Aceasta este definitǎ ca un proces de separare a
componentelor unui amestec care se bazeazǎ pe diferenţa dintre temperaturile de
vaporizare a constituenţilor, respectiv apa şi uleiul la distilarea plantelor medicinale.
Distilarea se poate realiza în trei moduri:
- distilare cu apǎ, prin fierberea amestecului de plante şi apǎ, condensarea vaporilor
rezultaţi şi separarea uleiului de apǎ;
- distilare cu apǎ şi abur, la care aburul obţinut prin evaporarea unei cantitǎţi de apǎ
trece prin şarja de plante;
- distilare cu abur sub presiune furnizat de un generator extern, procedeu denumit ȋn
literatura de specialitate şi antrenare cu vapori [1].
Procesul distilǎrii cu abur este aplicabil la multe plante medicinale şi aromatice care
cresc în ţara noastrǎ. Extracţia uleiurilor volatile prin acest proces depinde de
caracteristicile diferite ale plantelor dar şi de parametrii principali ai procesului,
presiune şi temperaturǎ, care sunt diferiţi.
Distilator cu condensator
multitube
1.TEHNOLOGIILE ACTUALE IN DOMENIUL OBTINERII DE BIOFERTILIZANTI SI/SAU BIOINSECTICIDE
Tehnici de extracție a compușilor bioactivi din plantele medicinale
Extracția asistatǎ de microunde se foloseşte tot mai mult în extracţia următorilor
compuşi activi: terpenele, alcaloizii, flavonele, glicozidele şi uleiurile esenţiale din
materiale vegetale.
Extracţia asistată de microunde (MAE) este o tehnică relativ recentă, care utilizează
energia microundelor pentru a încălzi solventul şi proba în vederea creşterii ratei
transferului de masă dintre substanţele dizolvate din matricea probei şi solvent,
contribuind la trecerea mai uşoară a acestora în solvent. În figura 5 se prezintă modul
de încălzire a probei de material vegetal şi solventului, în figura 5 a prin conducţie
respectiv figura 5 b cu microunde.
Firma RONEXPRIM produce echipamente de laborator cît și industriale (fig.6) pentru
extracția de substanțe bioactive și uleiuri volatile din plante medicinale si aromatice.
a) Încǎlzire prin conducţie b) Încǎlzire cu microunde
Fig. 5 - Principiu de încǎlzire a probei de material vegetal şi a
solventului [11] Fig.6 - Sistem de extracție cu microunde [26]
1.TEHNOLOGIILE ACTUALE IN DOMENIUL OBTINERII DE BIOFERTILIZANTI SI/SAU BIOINSECTICIDE
Tehnici de extracție a compușilor bioactivi din plantele medicinale
Extracția asistată de ultrasunete (UAE) este una dintre cele mai importante tehnici folosite pentru extracţia compuşilor valoroşi din materialele vegetale. Această metodă este utilă pentru extracţia constituenţilor termic sensibili care sunt folosiţi în industria alimentară, în obtinerea de produse cu rol biofertilizator / bioinsecticid, produsele de îngrijire corporală, cosmetică şi industria farmaceutică [3, 5].
Metoda de extracţie cu ultrasunete este bazatǎ pe principiul osmozei şi difuziunii activate ultrasonic, având un randament de extracţie crescut şi implică utilizarea de ultrasunete, cu frecvenţe variind de la 20 kHz la 2000 kHz, aceastea crescând permeabilitatea pereţilor celulari şi producând liza celulelor, favorizând astfel extracţia de compuşi biologic activi [3].
În prezent, majoritatea sistemelor de extracţie folosite pe scarǎ largǎ în laboratoare sunt alcǎtuite din bǎi sonice sau sonde cu ultrasunete care lucreazǎ în serie sau în flux, aşa cum se prezintǎ în figura 7. [13].
a) baie cu ultrasunete b) traductor într-un reactor în serie c) traductor într-un reactor în flux
Fig. 7 - Tipuri de configuraţie a reactorului cu ultrasunete [13]
1.TEHNOLOGIILE ACTUALE IN DOMENIUL OBTINERII DE BIOFERTILIZANTI SI/SAU BIOINSECTICIDE
Tehnici de extracție a compușilor bioactivi din plantele medicinale
Firma HIELSCHER din Germania [7], produce procesoare cu ultrasunete industriale la amplitudini foarte mari, de până la 200 μm care pot fi ușor de rulat în mod continuu si sonotrode cu ultrasunete pentru amplitudini mai mari.
Echipamentele de extractie cu ultrasunete, prezentate in fig. 8, se bazează pe principiul cavitației acustice. Aplicarea ultrasunetelor de mare putere la lichide și reziduuri duce la cavitație intensă și forțe de forfecare. Într-o tulpină cu frunze, muguri, flori și alte părți vegetale, celulele vegetale sunt perturbate de forțele de forfecare cu ultrasunete pentru a elibera compușii bioactivi. Extracția cu ultrasunete este o tehnică extrem de eficientă și fiabilă pentru izolarea compușilor bioactivi din plante. Aplicarea undelor cu ultrasunete este un tratament mecanic, care este non-toxic, sigur, cu randament ridicat, producție de calitate, timp rapid de procesare și ecologic [7].
Avantajele extracției cu ultrasunete sunt: randament mare; calitate superioară; nici o degradare termică (non-termică); extracție rapidă (în câteva minute); operație simplă și sigură; extracția verde [7].
1.TEHNOLOGIILE ACTUALE IN DOMENIUL OBTINERII DE BIOFERTILIZANTI SI/SAU BIOINSECTICIDE Tehnici de extracție a compușilor bioactivi din plantele medicinale
Extracția cu fluide supercritice, în special dioxid de carbon, din materii solide este procedeul cel
mai răspândit pentru produsele alimentare (cafea, ceai,etc), ingrediente alimentare (arome,
uleiuri volatile, coloranti, extracte bogate în vitamine, etc.) [15].
Componentele unui sistem de extracţie cu fluide supercritice, prerzentate in figura 11, sunt
urmǎtoarele: o sursǎ de dioxid de carbon pur, un cuptor cu vas de extracţie, un regulator de
presiune şi un vas de colectare pentru recuperarea analiţilor extraşi. Colectarea probelor se poate
face prin trecerea extractului printr-un solvent sau peste un adsorbant potrivit.
Firma World-Class Extractions din Canada [24] produce echipamente de extractie cu CO2, care
este un gaz pur, ușor disponibil, sigur pentru mediu și durabil; este un solvent ideal care lasă zero
reziduuri sau subproduse toxice pentru a furniza un extract curat și de calitate. CO2 are avantajul
suplimentar de a permite extracția selectivă a compusului.
Echipamentul (fig. 12) este prevăzut cu sistem de curatare; touch screen pentru control si
monitorizare la distanță, cicluri programabile. Vasul de extracție are 45 litri, putandu-se process
intre 10-30 kg de planta, cu încărcare / descărcare rapidă la aproximativ 15 minute, debit ridicat
de CO2 pentru o extracție eficientă: 3,1 L / min
Fig. 11 - Schema unui sistem de extracţie cu fluide supercritice [14] Fig. 12 - Sistem de extractie cu dioxid de carbon [24]
1.TEHNOLOGIILE ACTUALE IN DOMENIUL OBTINERII DE BIOFERTILIZANTI SI/SAU BIOINSECTICIDE
Tehnici de extracție a compușilor bioactivi din plantele medicinale
Extracţia accelerată cu solvent (ASE – „Accelerated Solvent Extraction”) este o
metodă nouă de extracţie, bazată pe utilizarea temperaturii şi presiunii înalte pentru a
accelera cinetica dizolvării şi a desface legăturile de interacţiune dintre analit si
matrice. În plus, prin creşterea temperaturii scade vâscozitatea solventului, ceea ce
face ca acesta să penetreze mai uşor matricea solidă a probei. În felul acesta, timpul
de extracţie se reduce de la zeci de minute la maximum câteva minute, iar probele de
extras pot fi în cantităţi mici [12].
Sistemele ASE sunt total automatizate. Schema unui sistem bazat pe extracţie cu
solvent accelerată, realizat pentru prima dată de Dionex Corporation, este redată in
figura 13 [12].
1 – rezervor; 2 – pompă; 3 – electrovalvă; 4 – valvă de
presiune; 5 – celula de extracţie; 6 – termostat; 7–valvă de
omogenizare; 8 – fiolă colectoare
Fig. 13 - Componentele unui sistem de extracţie acceleratǎ cu solvent
[5, 12]
2. BAZA DE DATE CU PLANTELE MEDICINALE UTILIZATE IN AGRICULTURA ECOLOGICA 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, bioinsecticid
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 soricelului 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.
2. BAZA DE DATE CU PLANTELE MEDICINALE UTILIZATE IN AGRICULTURA ECOLOGICA 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. Isopul, 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
17. 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
22. Rozmarin, bioinsecticid
23. Salvia, protejeaza varza de atacul fluturelui alb
2. BAZA DE DATE CU PLANTELE MEDICINALE UTILIZATE IN AGRICULTURA ECOLOGICA
Plantele medicinale cu efectele cele mai bune in controlul daunatorilor sunt [28]:
Afide – coriandru; Capuse – levantica; Curculinoide - galbenele, rozmari Fluturii albi ai varzei - menta, oregano, rozmarin, salvie, cimbru, pelin, iso Furnici - pelin, ment Gandacul de Colorado - urzic Gandacul de sparanghel - galbenel Melci - menta, salvie, chimen, cicoare, pelin; Muste – busuioc; Musculite morcovi - salvie, rozmarin, coriandru; Molii – levantica; Nematode – galbenele; Tantari - rozmarin, busuioc; Viermi tomate – galbenele.
Principalele tipuri 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 (Mg); fosforul (P) Calciul (Ca); alcaloizii; substanţele amare; glicozidele (heterozidele), saponinele ; flavonoidele; mucilagiile vegetale , taninurile, acizii organici, enzimele, uleiurile volatile (eterice); uleiurile grase (lipide); răşinile ; fitoncidele.
2. BAZA DE DATE CU PLANTELE MEDICINALE UTILIZATE IN AGRICULTURA ECOLOGICA Bolile si daunatorii culturilor de leguminoase 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, castraveți, ridichii si salata. La aceste cullturi au fost identificate
patruzeci și una de boli și patru zeci și patru de dǎunǎtori.
Tabel 3- Bolile tomatelor, castraveților , ridichilor si salatei Tomate (Solanum
lycopersicum
L.)
Castraveți (Cucumis
sativus L.),
Ridichii (Raphanus
sativus L.)
Salata (Lactuca
sativa L.)
Alternaria tomatophila, A.
lycopersici, A. tenuissima -
Alternarioza
Botrytis cinerea-
putregaiul cenușiu la
castraveți
Albugo candida -
rugina albă
Bremia lactucae -
mana salatei
Botrytis cinerea - Putregaiul
cenușiu
Colletotrichum lagenarium
- Antracnoza
curcubitaceelor
Alternaria brassicae -
Alternarioza
Botrytis cinerea-
Putregaiul cenușiu
Clavibacter michiganensis
subsp. michiganensis - Ofilirea
bacteriană a tomatelor
Cucumber mosaic virus -
Mozaicul comun
Couliflower mosaic
virus - Mozaicul
conopidei
Cercospora
longissima -
Cercosporioza
Colletotrichum coccodes -
Antracnoza
Didymella bryoniae -
Putreaiul tulpinilor de
castravete
Fusarium oxysporum-
Ofilirea fuzariana ?
Fusarium
oxysporum -
Fuzarioza salatei
Cucumber Mosaic Virus -
Filozitatea tomatelor
Erysiphe cichoracearum,
Sphaerotheca fuliginea -
Făinarea curcubitaceelor
Peronospora brassicae
- mana
Golovinomyces
cichoracearum -
Făinarea salatei
Fusarium oxyporum f.sp.
lycopersici - Ofilirea fuzariană
(Fuzarioaza)
Fusarium oxysporum f. sp.
cucumerinu; Verticillium
dahliae - Ofilirea micotică
Plasmodiophora
brassicae- Hernia
radacinilor ?
Microdochium
panattonianum -
Antracnoza salatei
Fusarium oxysporum f. sp.
radicis-lycopersici - Fuzarioza
radiculară
Pseudomonas syringae pv.
Lachrymans - Pătarea
unghiulară a frunzelor de
castraveți
Pseudomonas syringae
pv. Maculicola-
Patarea bacteriana a
frunzelor
Pythium ultimum -
Căderea plăntuțelor
Leveillula taurica; Oidium
neolycopersici - Făinurile
tomatelor
Pseudoperonospora
cubensis - Mana
cucurbitaceelor
-
Sclerotinia
sclerotiorum -
Putregaiul alb
2. BAZA DE DATE CU PLANTELE MEDICINALE UTILIZATE IN AGRICULTURA ECOLOGICA
Bolile si daunatorii culturilor de leguminoase
Tabel 4 - Daunatorii tomatelor, castraveților , ridichilor si salatei
Tomate (Solanum
lycopersicum L.)
Castraveti (Cucumis
sativus L.),
Ridichii (Raphanus
sativus L.)
Salata (Lactuca sativa
L.)
Agriotes spp. - viermi sârmă Agrotis spp.- viermii
cenușii
Agriotes spp. -
Viermii sarma
Agriotes spp.- viermii
sârmă
Buha semanaturilor (Agrotis
segetum), A. ipsilon -
viermii cenușii
Aphis gossypii -
păduchele verde al
castraveților
Agrotis segetum -
buha semănaturilor
Aleyrodes brassicae-
Musculița albă a
verzei
Delia platura - musca
plăntuțelor
Delia platura - musca
plăntuțelor
Brevicoryne
brassicae -
paduchele cenusiu
al verzei
Aphis gossypii -
Păduchele verde al
castraveților
Deroceras reticulatum -
limaxul gălbui Epitrix spp. - purici
Delia floralis -
Musca ridichiilor
Deroceras agreste -
limaxul cenușiu
Frankliniella occidentalis -
tripsul Californian
Frankliniella
occidentalis - tripsul
Californian
Delia platura -
musca plăntuțelor
Phyllotreta atra-
puricele negru
Gryllotalpa gryllotalpa -
coropișnița
Myzus persicae -
păduchele verde al
piersicului
Deroceras agreste -
limaxul cenușiu
Leptinotarsa decemlineata -
gândacul de Colorado
Peridroma saucia -
viermii cenușii
Helicoverpa
armigera
Liriomyza trifolii - musca
minieră
Tetranicus urticae -
păianjanul roșu comun
Melolontha
melolontha -
Carabusul de mai
Macrosiphon euphorbiae -
păduchele verde al
solanaceelor
Thrips tabaci - tripsul
comun
Phyllotreta spp. -
Puricii cruciferelor
2. BAZA DE DATE CU PLANTELE MEDICINALE UTILIZATE IN AGRICULTURA ECOLOGICA
Baza de date privind utilizarea extractelor vegetale in protectia culturilor de leguminoase
La tomate au fost identificate patruzeci de referințe bibliografice de utilizare a extractelor vegetale in controlul daunatorilor
specifici (Tabel 5), iar la castraveti noua (Tabel 6), la ridichii cincisprezece (Tabel 7). iar la salata trei (Tabel 8). In tabele se
redau cateva dintre ele.
Tabel 5 - Baza de date privind utilizarea extractelor vegetale in protectia tomatelor Dăunători la tomate Extract vegetal
Buha semanaturilor (Agrotis segetum), viermii cenușii (A. ipsilon)
Usturoi (Allium sativum), menta (Mentha piperita)
Deroceras reticulatum - limaxul gălbui -
Musca miniera Americana (Liriomyza trifolii)
Neem (Azadirachta indica)
Castravete amar (Momordica charantia)
Conifere, busuioc (Ocimum basilicum), ienupar (Juniperus communis), cuisoare (Syzygium aromaticum)
Drosophyllum lusitanicum
păduchele verde al piersicului (Myzus persicae)
Rozmarin (Rosmarinus officinalis)
Menta (Mentha piperita)
Lavanda (L. angustifolia), cimbru (T. vulgaris)
Patchouli (Pogostemon cablin)
Ocimum basilicum, C. annuum
acarianul lat (Polyphagotarsonemus latus) Neem (Azadirachta indica)
Neem (Azadirachta indica),
Păianjanul roșu comun Tetranicus urticae
chimen dulce, chimen, usturoi, scortisoara, talpa gastei (chenopodium) eucalypt
Cimbru (T. vulgaris) Santalum album
Salvia officinalis L., Rosmarinus officinalis L. si Hyssopus
officinalis L
Menta (Mentha piperita)
2. BAZA DE DATE CU PLANTELE MEDICINALE UTILIZATE IN AGRICULTURA ECOLOGICA
Baza de date privind utilizarea extractelor vegetale in protectia culturilor de leguminoase
Tabel 6 - Baza de date privind utilizarea extractelor vegetale in protectia castravetilor
Dăunători la castraveti Extract vegetal
Păduchele verde al castraveților (Aphis
gossypii)
Liliac indian (Azadirachta indica) Eucalipt (Eucalyptus globules) și Ocimum basilicum. (busuioc)
Coriandru (Coriandrum sativum) Lavandă (Lavandula spica), Fenicul (Foeniculum vulgare) Oregano (Origanum vulgare) Ienupăr
(Juniperus communis) Cuișoare(Syzygium aromaticum)
Neem (Azadirachta indica)
Epitrix spp. -
Viermii cenușii (Peridroma saucia)
Obligeană (Acorus calamus)
Neem (Azadirachta indica)
Extract de conifere
Tripsul comun (Thrips tabaci)
Rozmarin (Rosmarinus officinalis) Maghiran (Origanum majorana), Mentă (Mentha arvensis), Lavandă (Lavandula angustifolia), Salvie
Cuișoare (Syzygium aromaticum) Scorțișoară (Cinnamomum verum)
lemon grass (Cymbopogon), Busuioc Busuioc (Ocimum basilicum), Eucalipt (Eucalyptus globules)
2. BAZA DE DATE CU PLANTELE MEDICINALE UTILIZATE IN AGRICULTURA ECOLOGICA
Baza de date privind utilizarea extractelor vegetale in protectia culturilor de leguminoase
Tabel 7 - Baza de date privind utilizarea extractelor vegetale in protectia ridichiilor Dăunători la ridichii Extract vegetal
Agriotes spp. - Viermii sarma Rozmarin (Rosmarinus officinalis)
Agrotis segetum - buha semănaturilor Neem (Azadirachta indica A. Juss.)
Brevicoryne brassicae - paduchele cenusiu al verzei Lavandula augustifola, Rosmarinus officinalis, Nepeta cataria si Origanum majorana
Delia floralis - Musca ridichiilor eucalyptol si citrinol
Delia platura - musca plăntuțelor Phaseolus vulgaris
Deroceras agreste - limaxul cenușiu Abies alba, Chrysanthemum balsamita
Helicoverpa armigera Ageratum conyzoides
Melolontha melolontha - Carabusul de mai
Phyllotreta spp. - Puricii cruciferelor Chromolaena odorata
Pieris brassicae - Fluturele alb al verzei Rosmarinus officinalis L.
Plutella xylostella - Molia verzei Thymus vulgaris
Trialeurodes vaporariorum- Musculita alba de sera Pimenta racemosa, Ocimum basilicum
Dăunători la salata Extract vegetal
Agriotes spp.- viermii sârmă Azadirachta indica A. Juss
Aleyrodes brassicae- Musculița albă a verzei -
Aphis gossypii - Păduchele verde al castraveților -
Deroceras agreste - limaxul cenușiu Abies alba, Chrysanthemum balsamita
Phyllotreta atra- puricele negru Chromolaena odorata
Tabel 8 - Baza de date privind utilizarea extractelor vegetale in protectia salatei
3. STABILIREA TEHNOLOGIEI DE OBTINERE A BIOFERTILIZANTILOR / BIOINSECTICIDELOR SI A
PARAMETRILOR TEHNICI PENTRU CELE DOUA ECHIPAMENTE Tema de cerinte privind solutiile constructive ale echipamentelor de obtinere a extractelor vegetale
cu rol biofertilizator si/sau bioinsecticide.
În urma analizei soluțiilor constructive existente în momentul actual pe piața națională și internațională și în funcție de disponibilitatea materiei prime vegetale utilizatǎ la obtinerea de compuși bioactivi cu proprietăți biofertilizatoare si/sau bioinsecticide se va realiza in cadrul etapelor 2 si 3 ale proiectului, proiectarea a doua modele experimentale pentru realizare extracte bioactive destinate sistemelor de producţie ecologice.
1. Extractorul de biofertilizanti concentrati, cu urmatoarele caracteristici principale: -recipient de extracție sub presiune de aprox. 20 litri; - sistem ultrasunete,care generează alternativ unde de înaltă și joasă presiune în lichidul expus; - sistem de încălzire; - sistem automat programabil de control al procesului de extractie; - senzori de temperatura si de presiune.
2. Echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune pentru obtinere uleiuri volatile, care va fi
alcatuit din: 1. Recipient distilare plante cu capacitate de aprox. 80- 100 litri, care va fi prevazut cu racord de golire
apa si racord pentru abur; 2. Recipient racire , care va fi prevazut cu tevi si racorduri pentru recirulare; 3. Generator de abur electric, care va permite reglarea debitului, presiunii si temperaturii aburului; 4. Recipient separare, care va fi prevazut cu racord de intrare condens si 3 racorduri, cate unul pentru:
ulei volatil, hidrolat (apa florala) si golire. 5. Aparaturǎ de măsură, comandă şi control, care vor fi montate pe diferite circuite ale echipamentului
(termometre, manometre, supape, contorul cantităţii de apă de răcire, indicatorul de nivel din rezervorul de apă inferior, etc.).
Toate componentele se vor confecționa din inox alimentar AISI 304.
3. STABILIREA TEHNOLOGIEI DE OBTINERE A BIOFERTILIZANTILOR / BIOINSECTICIDELOR SI A
PARAMETRILOR TEHNICI PENTRU CELE DOUA ECHIPAMENTE Protocol de testare a acțiunii extractelor vegetale asupra germinației semințelor si creșterii radiculare ȋn
vederea evaluării efectului stimulator/inhibitor
• Pregătirea amestecului pe baza de extracte vegetale: 1.Se dizolva 0,2 g agar in 95 ml apa distilata la temperatura 95-100 ºC, 2.Se raceste la temperatura camerei, 3.Se adaugă 5 ml extract vegetal si se agita pe plita magnetica pana se omogenizează, 4.Se păstrează in loc ferit de lumina.
• Pregătirea loturilor pentru testarea efectului extractelor vegetale la diferite concentrații: 1.Se pregătește un lot de 1200 de semințe (cu incarcatura microbiologica proprie nealterata) 2.Se amesteca bine semințele si se repartizează in 24 de loturi a cate 50 de semințe (pentru semințe mici ex. tomate, salata, ridichi) sau 48 de loturi a cate 25 de semințe (semințe mari ex. castravete), 3.Se etichetează plăcile Petri (90 mm x 16,2 mm, cu ventilație) începând cu V1R1 pana la V6R4, sau V6R8. 4.Se etalează semințele in plăcile Petri, 5.In capacul plăcii Petrii sunt introduse cinci discuri de hârtie industriala (trei straturi) de celuloza.
• Executarea tratamentului: 1.Se cântăresc patru loturi a cate 50 sau 25 de semințe si se determina masa medie, 2.Se calculează cantitatea de amestec echivalenta a 500 ppm, 1000 ppm, 2000 ppm, 3000 ppm si 5000 ppm pentru masa medie de seminte, 3.Se adauga doza de testare din amestecul de extract vegetalintr-o parte a plăcii fara sa atingă semințele, 4.Se adauga o cantitatea de apa necesara omgenizarii cu extractul vegetal si se amesteca bine împreuna cu semințele 5.Se aseaza discurile de celuloza deasupra semințelor 6.Se îmbiba discurile de celuloza cu 10 mL de apa, 7.Se incubează la temperatura optima timp de trei zile.
• Efectuarea masuratorilor si observațiilor: 1.Se cantaresc semintele germinate, 2.Se număra semințele germinate, 3.Se masoara lungimea radicelei/hipocotilului 4.Se cantaresc embrionii, 5.Se fac observații asupra activității microbiene vizibile, 6.Se determina CIM (concentratia minima inhibitoare).
Pe baza rezultatelor experimentelor se vor realiza produse de tratat semințe, produse de tratat ȋn găurile de transplantare, produse de
tratat ȋn vegetație și produse de fumigație.
Concluzii:
Plantele medicinale şi aromatice sunt din ce în ce mai des folosite ca remedii naturiste în tratarea bolilor si daunatorilor plantelor de cultura. Cercetarile au demonstrat de-a lungul timpului efectul biofertilizator/bioinsecticid al substantelor bioactive continute de plantele medicinale asupra cultivarii fructelor si legumelor.
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 (extracte, tincturi, uleiuri esenţiale, etc.) cu rol biofertilizator/bioinsecticid.
În cadrul procesului de prelucrare primară a plantelor medicinale succesiunea operaţiilor şi fazelor este determinată de tipul de materie primă şi de scopul urmărit.
Prelucrarea plantelor medicinale şi aromatice constă ȋn transformarea materiilor prime vegetale (herba, frunze, flori, rădăcini, muguri, fructe, seminţe, scoarţă) în produse vegetale cu rol biofertilizator/bioinsecticid: ceaiuri, tincturi, uleiuri volatile, etc).
Natura produsului vegetal influenţează calitatea substanţelor active care depind de foarte mulţi factori şi anume: umiditatea produsului vegetal, gradul de mărunţire si de umectare cu solvent, tipul de solvent, timpul de extractie, tehnica de extractie, etc.
Tehnologiile moderne de obţinere a substanţelor bioactive din plante medicinale presupun: randamente optime de extracţie dar şi o calitate superioară a substanţelor extrase, calitate cât mai apropiată de starea lor din produsul vegetal.
Eficienţa tehnicilor de extracţie depinde în cea mai mare mǎsurǎ de autenticitatea plantelor, de compoziţia chimicǎ a substanţelor bioactive, de modalitatea şi succesiunea operaţiilor de prelucrare a plantelor, de natura şi volumul solventului utilizat la extracţie, de temperatura, de timpul de extracţie dar şi de dimensiunile fragmentelor.
Concluzii:
Perfecționarea tehnicilor de extracție prin ultrasunete, cu solvenți de extracție și distilare ȋn vid oferǎ posibilitatea valorificǎrii optime a tuturor produselor vegetale. Aceste tehnici sunt aplicabile pentru obținerea de substanțe biologic active cu actiune biofertilizanta/bioinsecticida, care permit: valorificarea superioarǎ a plantelor medicinale si obtinerea de culturi ecologice.
Din punct de vedere nutrițional extractele vegetale pot avea un efect fertilizant, dar utilizarea extractelor vegetale doar ca sursa pentru fertilizare nu este fezabila din punct de vedere economic. Însǎ, utilizarea acestor extracte poate contribui la schimbarea echilibrului populațiilor microbiene ȋn sol oferindu-i plantei un avantaj competițional pentru resursele minerale existente. Acest avantaj se manifestǎ printr-o creștere viguroasǎ a plantei și o acumulare crescutǎ de biomasǎ producând efecte asemănătoare fertilizării solului cu macro elemente.
Efectul „bio-fertilizant” al extractelor vegetale 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. Printre acțiunile extractelor vegetale aupra plantelor se număra: acțiunea repelentǎ, prin care insectele sunt alungate; acțiunea deterentǎ, prin care insectele sunt descurajate; acțiunea antihrǎnire, prin care insectele nu consumǎ hrana; acțiunea perturbatoare a prolificității, prin care 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.
Pe baza rezultatelor experimentelor se vor realiza produse de tratat semințe, produse de tratat ȋn găurile de transplantare, produse de tratat ȋn vegetație și produse de fumigație.
Concluzii:
În urma analizei soluțiilor constructive existente în momentul actual pe piața națională și internațională și în funcție de disponibilitatea materiei prime vegetale utilizatǎ la obtinerea de compuși bioactivi cu proprietăți biofertilizatoare si/sau bioinsecticide se vor realiza doua modele experimentale pentru realizare extracte bioactive destinate sistemelor de producţie ecologice:
1. Extractorul de biofertilizanti concentrati;
2. Echipament de distilat cu abur saturat umed sub presiune pentru obtinere uleiuri volatile
Tehnologia de obtinere a biofertilizantilor si/sau bioinsecticidelor va fi ȋmbunatațita cu un sistem de ultrasonicare pentru echipamentul de obtinere biofertilizanti/bioinsecticide concentrati(e) si cu un generator electric de abur pentru echipamentul de obtinere a uleiurilor volatile dintr-o gama variata de plante medicinale si aromatice, care vor intra in compozitia retetelor de biofertilizanti si/sau bioinsecticide.
Avantajul sistemului de ultrasonicare consta in permeabilizarea membranei celulare a plantelor, favorizand astfel extractia de substante bioactive cu proprietati biofertilizatoare si/sau bioinsecticide.
Avantajul generatorului de abur electric consta in productia rapida de abur astfel incat să se asigure un control eficient asupra extracției si obtinerea de noi substante ecologice biofertilizante si/sau bioinsecticide.
Prin proiectarea echipamentelor şi realizarea tehnologiei de obtinere a produselor ecologice se vine cu o soluție la problema folosirii fertilizanților de natură chimică pentru îmbunătățirea calității producțiilor.
Bibliografie:
[1] Despa Gh., Pop A., Romanek A., Valorificarea superioarǎ a plantelor medicinale şi aromatice prin extragerea uleiurilor volatile,
Revista INMATEH, nr.5, 2007
[4] Păun G., Gheorghe O., Diaconu M., Ghid de procesare a plantelor medicinale, MedPlaNet, 2012
[5] Pruteanu A., Cercetări privind procesul de sortare al plantelor medicinale în vederea obţinerii unor extracte vegetale bioactive,
Teza de doctorat, Universitatea Politehnica din București, 2018
[9] Farmacopeea Românǎ, Ediţia X, Ed. Medicală, Bucureşti, 1993
[10] European Pharmacopoeia, The 8th Edition, European Directorate for de Quality of Medicines and Healthcare; Strassbourg, 2011
[11] Kaufmann B., Christen P., Recent extraction techniques for natural products: microwave-assisted extraction and pressurised
solvent extraction, Phytochemical Analysis, vol.13, issue 2, 2002, p. 105-113.
[12] http://www.cachescan.bcub.ro/2008_05_28/cap_5_pagini_82_89.pdf
[13] Esclapez M. D. , Garcıa-Perez J. V., Mulet A., Carcel J. A., Ultrasound-Assisted Extraction of Natural Products, Food Eng Rev,
vol. 3:108–120, 2011, DOI 10.1007/s12393-011-9036-6
[17] Huie W. Carmen, A review of modern sample-preparation techniques for the extraction and analysis of medicinal plants, Anal
Bioanal Chem, vol. 373, 2002, p. 23-30.
[18] Ming Y. H., Swee N. T., Wan H. Y., Eng S. O., Emerging green technologies for the chemical standardization of botanicals and
herbal preparations, Trends in Analytical chemistry 50, 2013, p.1-10.
[19] Pruteanu A., Muscalu A., Ferdeş M., Efficiently extraction of bioactive compounds from medicinal plants using organic and
sustainable techniques, 3nd International Conference on Thermal Equipment, Renewable Energy and Rural Development, TE-RE-RD,
12-14 iunie, 2014, Mamaia, România, ISSN 2359-7941, p. 297-302.
[21] Gruia R., Lazurcă D., Cercetări privind perfecţionarea metodelor de extracţie a compuşilor bioactivi din produse vegetale,
Buletin AGIR, Secţiunea Tehnologii, produse, Lucrările celei de-a VIII-a ediţii a Conferinţei anuale a ASTR 2004, p. 170-178.
TITLUL PROIECTULUI: ADER 25.4.1
,,TEHNOLOGIE DE OBŢINERE A BIOFERTILIZANŢILOR
ȘI/SAU BIOINSECTICIDELOR, DESTINATǍ SISTEMELOR DE
PRODUCŢIE ECOLOGICE”
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)
CONDUCATOR PROIECT:
Institutul Național de Cercetare – Dezvoltare pentru Mașini și Instalații
Destinate Agriculturii și Industriei Alimentare – (INMA Bucureşti)
PARTENER 1:
Institutul de Cercetare - Dezvoltare pentru Protecţia Plantelor Bucureşti
(ICDPP Bucureşti)
CUPRINS:
ACTIVITATE 2.1-Proiectare extractor biofertilizati/ bioinsecticide
ACTIVITATE 2.2-Proiectare tehnologie de obtinere biofertilizati / bioinsecticide
ACTIVITATE 2.3-Executie model experimental de extractor
ACTIVITATE 2.4-Realizare tehnologie.
CONCLUZII
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 care integrează 2 procese simultane de extracție: percolarea-
extracție cu ajutorul factorului presiune și ultrasonicare - extracție în câmp de 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 a extractorului biofertilizanți / bioinsecticide concentrate ecologice EBB este prezentata in
figura 1.
Fig.1. 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 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.
Fig. 2. Proiecție 3D model experimental extractor biofertilizanti/ bioinsecticide
concentrate EBB
Activitate 2.2-Proiectare tehnologie de obținere biofertilizanți / bioinsecticide
Realizarea activității 2.2 de proiectare tehnologie de obținere biofertilizanți / bioinsecticide a fost
realizată prin integrarea modelului experimental de Extractor de biofertilizanți/ 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 spontană cu ajutorul modelului
experimental de Extractor de biofertilizati/ bioinsecticide - EBB, materia primă (plantele) este supusă 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 ultrasunete și percolare, model experimental rezultat direct al fazei 2 a proiectului
ADER 25.4.1.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.
Activitate 2.3-Executie model experimental de extractor
În figura 3 avem prezentat modelul experimental de Extractor de biofertilizanți/ bioinsecticide - EBB
compus din componentele din figura 1 și anume vasul de încărcare – descărcare solvent, pompa care
încarcă vasul de extracție propriu-zis, generatorul cu ultrasunete care produce un câmp sonic de
amplitudine înaltă, respectiv joasă, electrovalve care acționează cilindrul hidro-pneumatic , grupul de
aer comprimat, distribuitorul pneumatic 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.
Fig.3. Model experimental extractorului de biofertilizati/ bioinsecticide EBB
Activitate 2.4-Realizare tehnologie.
Reprezentarea proiectului de flux tehnologic a fost integrat și rezultatul activității 2.3 și anume
modelul experimental de extractor de biofertilizati/ bioinsecticide EBB.
Fig. 4. Realizare tehnologie de obținere biofertilizanți / bioinsecticide
Metoda rapida de testare a eficacității si de determinare a concentrației optime de extract vegetal din
produsul final destinat tratamentelor fitosanitare. In vederea identificării extractelor vegetale cu potențial
insecticid dar si cu capacitate de stimulare a germinației si creșterii a fost elaborat un protocol de lucru ce
presupune tratarea semințelor cu extractele condiționate folosind o serie de concentrații de la 500 parti per
milion (ppm) pana la 5000 ppm, germinarea acestora in placi Petri cu ventilație, determinarea masei embrionare
si măsurarea lungimii radiculare. Evaluarea lungimii radiculare a fost efectuata cu programul de analiza a
imaginii Assess 2.0 Image (Img….) pentru semintele de ridichii, salata si tomate si cu sublerul electronic pentru
semintele de castraveti.
Determinarea automata a lungimii radicelelor de ridichii (intensitate 119-255) Determinarea automata a lungimii radicelelor de salata (intensitate 105-145)
Concluzii:
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.2 Proiectare extractor si tehnologie de obtinere
biofertilizanți / 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) nu a necesitat modificări, activitățile realizate Activitate 2.1-Proiectare extractor
biofertilizati/ bioinsecticide, Activitate 2.2-Proiectare tehnologie de obtinere biofertilizati / bioinsecticide,
Activitate 2.3-Executie model experimental de extractor, Activitate 2.4-Realizare tehnologie sunt aceleași cu
cele planificate atingându-se în totalitate obiectivele propuse.
Având în vedere cele prezentate, CP - INMA (București) propune trecerea la următoarea fază (Faza 3) de
realizare prevăzută în propunerea de proiect și in planul de realizare: Proiectare echipament de distilat cu abur
saturat umed sub presiune. Execuție model experimental, cu termen de predare 30.10.2020, cu respectarea
cerințelor elaborate în acest scop.