Valsts pētījumu programma Nr. 2010.10-4/VPP-5
“Vietējo resursu (zemes dzīļu, meža, pārtikas un transporta) ilgtspējīga  izmantošana - jauni produkti un tehnoloģijas (NatRes)”
(2010-2013)

Projekts Nr.2. Jauni produkti un inovatīvas meža apsaimniekošanas, meža koksnes un nekoksnes produktu ražošanas tehnoloģijas, racionāli izmantojot meža resursus un būtiski palielinot produkcijas pievienoto vērtību (MEŽS)

Projekta vadītājs: Dr.silv. Dagnis Dubrovskis, Latvijas Lauksaimniecības universitāte, Meža fakultāte

Projekta izpildītāji:

• Latvijas Valsts mežzinātnes institūts „Silava”
• Latvijas Lauksaimniecības universitāte
• Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts

Projekta īstenošanas ilgums: 48 mēneši (2010-2013)

Mērķis: izstrādāt inovatīvas meža apsaimniekošanas tehnoloģijas, radīt inovatīvus koksnes un nekoksnes produktus, racionāli izmantojot meža resursus un būtiski palielinot produkcijas pievienoto vērtību.

Lai veicinātu meža nozares un Latvijas tautsaimniecības attīstību, ilgtspējīgā veidā vairojot rūpnieciskai ražošanai pieejamos koksnes resursus un attīstot tehnoloģijas inovatīvai un racionālai šo resursu izmantošanai augstas pievienotās vērtības produktu ražošanai, projekts ietver 4 apakšprojektus, kuros plānoti sekojoši uzdevumi un aktivitātes:

1. apakšprojekts
Izstrādāt inovatīvas ilgtspējīgas meža apsaimniekošanas tehnoloģijas, lai nodrošinātu klimata izmaiņām pielāgotu mežsaimnieciskās ražošanas produktivitātes palielināšanu un Latvijas mežsaimniecības ekonomisko dzīvotspēju

Atbildīgais izpildītājs: Mg.silv. Jurģis Jansons, Latvijas Valsts mežzinātnes institūts „Silava”.

Mērķis: sinerģijā ar iepriekš veikto VPP projektu un saskaņā ar meža nozares definētiem prioritāriem pētniecības virzieniem attīstīt jaunas meža audzēšanas tehnoloģijas, tās formalizējot un panākot to ieviešanu ražošanā.

Aktivitātes:
1) Izstrādāt jaunas tehnoloģijas mežsaimnieciskās ražošanas intensifikācijai, tai skaitā.:
    a) tehnoloģiju meža koku sugu hibridizācijai un adaptācijai;
    b) tehnoloģiju kokaugu veģetatīvajai pavairošanai;
    c) tehnoloģiju koku dimensiju un kvalitātes palielināšanai saistībā ar individuālu koku un mežaudžu augšanas apstākļu uzlabošanu;  
   d) tehnoloģijas mežsaimniecības mehanizācijā meža atjaunošanā, kopšanā un mežizstrādē.
2) Izstrādāt un verificēt matemātiskos prognožu modeļus kvalitatīvu, ražīgu un veselīgu mežaudžu izaudzēšanas efekta novērtēšanai.
3) Izpētīt īstermiņa un ilgtermiņa koksnes resursu izmantošanas iespējas saistībā ar zemes efektīvu izmantošanu uz intensīvi audzētu mežu augšanas gaitas aproksimācijas pamata.

Jaunu meža audzēšanas tehnoloģiju attīstīšanai, formalizēšanai un ieviešanai tiks izmantoti LVMI Silava rīcībā esošie ilglaicīgie meža izpētes objekti un izveidotās laboratorijas. Tā kā mežzinātne var attīstīties tikai uz ilglaicīgu pētījumu objektu bāzes, meža objektu tīklu plānots papildināt ar jauniem objektiem. Matemātisko modeļu izpildē tiks izmantota Latvijas meža resursu statistiskās inventarizācijas informācija, kuras iegūšana neprasa papildus līdzekļus. Pētījumu rezultātā izstrādātie teorētiskie priekšnoteikumi ražīgu un kvalitatīvu mežaudžu izaudzēšanai un matemātiskie modeļi izaudzēšanas efekta novērtēšanai ļaus nodrošināt klimata izmaiņām pielāgotu mežsaimnieciskās ražošanas produktivitātes palielināšanu.

2. apakšprojekts
Novērtēt vietējo koksnes resursu mobilizācijas iespējas jaunu augstākas pievienotās vērtības produktu ražošanas pieprasījuma nodrošināšanai un bioenerģijas ražošanai

Atbildīgais izpildītājs: Dr.silv. Dagnis Dubrovskis, Latvijas Lauksaimniecības universitāte, Meža fakultāte.

Mērķis: izstrādāt priekšlikumus koksnes resursu uzmērīšanas metožu pilnveidei, izpētīt un novērtēt vietējo koksnes resursu mobilizācijas iespējas (pieejamība, loģistika) jaunu augstākas pievienotās vērtības produktu ražošanas pieprasījuma nodrošināšanai.

Aktivitātes:
1) izstrādāt priekšlikumus koksnes resursu uzmērīšanas metožu pilnveidei;
2) izstrādāt metodiku vietējo koksnes resursu pieejamības modelēšanai atbilstoši inovatīvo, augstas pievienotās vērtības koksnes produktu ražošanas pieprasījumam;
3) izpētīt kokmateriālu transportēšanas loģistikas problēmas, izveidot koksnes resursu transportēšanas un finansu plūsmas modeli.

Vietējo koksnes resursu mobilizācijas iespēju noskaidrošanai augstākas pievienotās vērtības produktu un bioenerģijas ražošanai tiks veikti pētījumi par iespējamām novirzēm, kas rodas, lietojot dažādas uzmērīšanas metodes kokmateriālu un koksnes produktu ražošanas ciklā, šādu noviržu mazināšanas iespējām. Tiks turpināti pētījumi par koksnes resursu pieprasījuma un piedāvājuma attiecībām Latvijas reģionu līmenī, to ietekmi uz resursu pieejamību atkarībā no sociālajiem, ekoloģiskiem un ekonomiskiem faktoriem. Turpināsies koksnes resursu racionālas izmantošanas pilnveidošanas iespēju izpēte, samazinot ražošanas izmaksas kokmateriālu sagatavošanas, pievešanas un izvešanas procesā. Darba rezultātā tiks noskaidrota vietējo koksnes resursu pieejamība augstākas pievienotās vērtības koksnes produktu ražošanai, izstrādāti koksnes resursu plūsmas modeļi un optimālie loģistikas risinājumi.

3. apakšprojekts
Izpētīt un izstrādāt jaunus tehnoloģiskos risinājumus inovatīvai augstākas pievienotās vērtības materiālu un produktu attīstībai visā koksnei pievienotās vērtības ķēdē

Atbildīgais izpildītājs: Prof., Dr.habil.sc. Henna Tuherm, Latvijas Lauksaimniecības universitāte, Meža fakultāte.

Mērķis: radīt jaunus produktus racionālai meža resursu izmantošanai un būtiskai produkcijas pievienotās vērtības palielināšanai. Darba uzdevumi ietver jaunus tehnoloģiskos risinājumus augstākas pievienotās vērtības produktu un materiālu ieguvei.

Aktivitātes:
1) izpētīt zema blīvuma koksnes racionālas izmantošanas iespējas un piedāvāt priekšlikumus to ekspluatācijas īpašību paaugstināšanai (modifikācija, blīvināšana u.c.);
2) izstrādāt priekšlikumus koksnes izstrādājumu materiālu un energoietilpības pazemināšanai, lai iegūtu inovatīvo produkciju ar paaugstinātu pievienoto vērtību;
3) izstrādāt priekšlikumus inovatīvo kompozītmateriālu un vieglo plātņu ražošanai;
4) izstrādāt metodes un līdzekļus koksnes materiālu uguns un ilgizturības īpašību uzlabošanai.

Jaunu produktu ieguvei ar būtiski augstāku pievienoto vērtību, konkurētspēju un plašākām izmantošanas iespējām, t.sk. no ātraudzīgās lapkoku koksnes, tiks izstrādātas tehnoloģijas kompozītmateriālu un vieglo plātņu ražošanai, zema blīvuma koksnes racionālai izmantošanai un ekspluatācijas īpašību paaugstināšanai (modifikācija, blīvināšana u.c.), paņēmieni un līdzekļi koksnes bioloģiskās, uguns un atmosfēras izturības paaugstināšanai, priekšlikumi materiālu un energoietilpības pazemināšanai. Iegūtie jaunie produkti – plātnes un kompozītmateriāli ar uzlabotām mehāniskām īpašībām, modificēta mīksto lapkoku koksne, šķīdinātājus nesaturoši ugunsaizsardzības sastāvi u.c. - tiks vispusīgi raksturoti un testēti. Izpētes rezultātā tiks iegūti produkti ar uzlabotām, prognozējamām īpašībām un apliecināta koksnes produktu un būvizstrādājumu konkurētspēja, veicinot lietkoksnes un koksnes kompozītmateriālu plašāku izmantošanu būvniecībā un dzīves vidē.
 
4. apakšprojekts
Izstrādāt pamatojumu maztonnāžas produktu ar augstu pievienoto vērtību ieguvei, integrējot biorafinērijas tehnoloģijas bezatlikuma koksnes komponentu izmantošanai

Atbildīgais izpildītājs: Dr.chem. Bruno Andersons, Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts.
 
Mērķis: Koksnes un nekoksnes izejvielu dziļās pārstrādes tehnoloģiju izstrāde un optimāla integrēšana koksnes komponentu bezatlikuma izmantošanai augstas pievienotās vērtības nišas produktu ieguvei. 

Aktivitātes:
1) Tehnoloģisko risinājumu pamatojums bezatlikumu koksnes konversijai individuālos ogļhidrātos, to atvasinājumos un sorbentos.
2) Funkcionāli produkti un ķīmikālijas ar augstu pievienoto vērtību no koku mizām.
3) Koksnes un koku atlieku biorafinērijas produktus saturoši kompozītmateriāli. 

Plaša spektra augstas pievienotās vērtības nišas produktu ieguvei no koku mizas, koksnes atliekām un komponentiem tiks izstrādātas optimālās dziļās pārstrādes tehnoloģiju integrēšanas shēmas, ietverot gan tradicionālus, gan inovatīvus paņēmienus, izstrādātas produktu izdalīšanas, frakcionēšanas un attīrīšanas metodes, noskaidrotas optimālās izmantošanas iespējas un tirgus nišas. Tiks izstrādātas un integrētas ekstrakcijas, hidrolīzes, pirolīzes tehnoloģijas daudzveidīgu produktu (ksilozes, hemiceluložu, anhidrocukuru, sorbentu) bezatlikuma ieguvei no bērza koksnes, šim nolūkam noskaidrojot optimālos procesu parametrus un izvēloties ekoloģiskākos paņēmienus. Tiks izstrādāti inovatīvi ekstrakciju režīmi (superkritiskā ekstrakcija, ekstrakcija virstošā slānī) polifenolu un suberīnu izdalīšanai no mizas un attīrīšanai, noskaidrotas savienojumu īpašības un pielietošanas jomas, nanodaļiņu iegūšanas režīmi no lignocelulozes pārpalikuma pēc mizu ekstrakcijas, noskaidrota to izmantošana poliuretānu kompozītu un papīra īpašību uzlabošanai. Koksnes un koku atlieku biorafinērijas produkti tiks izmantoti kā saistvielas un pildvielas kompozītmateriālu, t.sk. pašsaistošos plātņu, ieguvei. Rezultāti veicinās racionālu koksnes biomasas, t.sk. no ātraudzīgo lapkoku koksnes, bezatlikuma izmantošanu plaša spektra produktu ieguvei ar maksimāli dabai draudzīgām metodēm.