Journal on Processing and Energy in Agriculture

DELIGNIFIKACIJA KUKURUZNOG OKLASKA POMOĆU PEROKSIDNOG PREDTRETMANA POTPOMOGNUTOG MIKROTALASIMA

Dragana Mladenović — 2024-03-28

Lignoceluloznu biomasu čine ostaci poljoprivrednih kultura koji u velikim količinama zaostaju na obradivim površinama ili nastaju u različitim fazama njihove prerade. Glavne komponente lignocelulozne biomase (celuloza, hemiceluloza i lignin) su međusobno povezane vodoničnim i kovalentnim vezama stvarajući čvrstu i kompleksnu matricu koja je otporna na dejstvo enzima. Važan korak u procesu prerade lignocelulozne biomase je predtretman kojim je potrebno ukloniti lignin i tako omogućiti lakšu pristupačnost polisaharidnih frakcija enzimima.

U ovom radu je ispitivan uticaj peroksidnog predtretmana potpomognutog mikrotalasima na delignifikaciju kukuruznog oklaska sa ciljem dobijanja što čistije polisaharidne frakcije čime bi se omogućila efikasnija valorizacija ovog poljoprivrednog otpada u fermentacionim procesima. Tagučijev ortogonalni niz je korišćen za optimizaciju uslova predtretmana i određivanje uticaja pojedinačnih parametara (temperature, doze H₂O₂ i vremena predtretmana) na efikasnost delignifikacije. Dodatno, optimalni uslovi su primenjeni u eksperimentu sa konvencionalnim zagrevanjem kako bi se uporedili efekti mikrotalasnog i konvencionalnog predtretmana.

Dobijeni rezultati su pokazali da uslovi predtretmana značajno utiču na efikasnost uklanjanja lignina iz kukuruznog oklaska, a najveći stepen delignifikacije je ostvaren pri dozi H₂O₂ od 500 mg/g, temperaturi od 100 °C i vremenu predtretmana od 2 min. Utvrđeno je da doza H₂O₂ima najveći uticaj na proces delignifikacije, a zatim slede temperatura i vreme predtretmana. Delignifikacija od 81.6% i povećanje sadržaja celuloze od 61.9% su značajni za efikasnost enzimske hidrolize u kojoj se može očekivati bolja dostupnost i reverzibilno vezivanje enzima za aktivna mesta na molekulima celuloze i hemiceluloze, a time i bolji prinosi šećera.

PROCENA TEHNIČKIH I EKONOMSKIH ASPEKATA ZAMENE MHANIČKOG TRANSPORTA PNEUMATSKIM

Nikola Oluški — 2024-03-29

Ovaj rad istražuje isplativost pneumatskog transporta pšenice u odnosu na mehanički transport na poljoprivrednom dobru. Poređenje je napravljeno s postojećim mehaničkim transporterom na poljoprivrednom gazdinstvu „Aleksić” u Novom Slankamenu. Kao najpogodniji za potrebe transporta pšenice, odabran je leteći pneumatski transport. Eksperimentalno određivanje kapaciteta postojećeg mehaničkog transportera zapreminskom metodom poslužilo je kao osnova za proračun pneumatskog transporta. Maseni protok pšenice od 4,8 kg/s korišćen je kao polazni podatak. Cilj proračuna bio je utvrditi snagu elektromotora potrebnog za pogon duvaljke, zahtevajući izračunavanje pada pritiska u cevovodu. Nakon proračuna, rezultati su pokazali pad pritiska u cevovodu od 4230 Pa i snagu elektromotora duvaljke od 2,12 kW. Analizirani su rezultati, a usvojena je potrebna oprema za zamenu mehaničkog transportera pneumatskim. Početna investicija za novo postrojenje iznosi 97425 dinara na osnovu odabrane opreme i aktuelnih cena na tržištu. Analiza isplativosti primene pneumatskog transporta pokazuje teorijsku isplativost na nivou poljoprivrednog gazdinstva. Međutim, ekonomska analiza otkriva manje povoljne zaključke. Rok otplate dostiže 10500 radnih sati ili 436 radnih dana, što je uzrokovano sezonskom potrebom za transportom. Takođe, analiza po učinku sugerira potrebu preko 6000 prikolica za otplatu investicije. Važno je napomenuti da je analiza fokusirana samo na transport pšenice, bez uzimanja u obzir mogućnosti uslužnog rada ili najmodernijih rešenja za pneumatski transport. Ovi rezultati ističu potrebu za daljim istraživanjem kako bi se doneli relevantniji zaključci o isplativosti pneumatskog transporta.

DINAMIKA OTPUŠTANJA VLAGE U LISTOVIMA KLIPA KUKURUZA U ODNOSU NA GUSTINU SETVE

Marijenka Tabaković — 2024-04-04

Masa listova klipa utiče na dinamiku otpuštanja vlage zrna kukuruza. Cilj ovog rada bio je da se posmatra dinamika otpuštanja vlage u listovima klipa-komušine u odnosu na primenjenu tehnologiju gustine setve. Ogled je postavljen na lokaciji Zemun Polje, sa tri hibrida (H1- ZP 4708,H2- ZP4242, H3-ZP4790), i tri gustine (G1-40.816, G2-69.689, G3-89.286). U toku vegetacije 15 dana nakon završetka oplodnje pristupilo se prvom uzimanju uzoraka za merenje mase listova klipa, četitri puta u razmaku od deset dana (V1-V4). Listovi su sušeni u sušnici na 60˚C.12 h.

Efekat genotipa ogledao se u različitoj masi listova klipa i dinamici gubitka vlage. Najizraženiji bio je kod hibrid ZP4242 gde je zabeležen najveći gubitak vlage , između V1 i V4, 9.86 % g. Ujedno to je i hibrid sa najvećom svežom masom listova, 88,71 g. Dinamika smanjivanje mase, odnosno gubitka vlage, kod svih hibrida bila je linearna, sem izuzetaka gde je usled padavina koje su bile u julu (66,7 mm) i augustu (58,2 mm), došlo do povećanja mase listova klipa u kasnijim terminima. Ovo ostupanje zabeleženo je kod ZP4242, u svim gustinama u četvrtom terminu uzorkovanja V4. Prosečna masa listova po gustinama kretala se od 70,88 g do 89,97 g dok je dinamika smanjenja vlage bila najveća u G1, 26, 6% vlage. Na manjim gustinama masa listova klipa bila je veća. Krajnji rezultat efekta gustne setve i genotipa na otpuštanje vlage iz listova klipa a time i zrna kukuruza, je optimalana berba i smanjnje rizika od gubiraka u prinosu.

UTICAJ ESENCIJALNIH ULJA NA OSOBINE BIOPOLIMERNIH FILMOVA NA BAZI DIVLJEG LANA (CAMELINA SATIVA)

Danijela Šuput — 2024-04-04

Poslednjih decenija naučna istraživanja su fokusirana na oblast biopolimernih materijala zbog njihovih brojnih prednosti i činjenice da se mogu koristiti kao dodatak ili potpuna zamena komercijalnih polimernih materijala. Ipak, zbog svoje jake hidrofilnosti, biopolimerni materijali imaju slabe barijerne osobine prema vodenoj pari i umerene mehaničke osobine, što je glavno ograničenje za njihovu široku primenu. Optimizacija svojstava predstavlja izazov u oblasti biopolimernih materijala, odnosno u oblasti aktivne ambalaže. Cilj ovog rada je aktivacija biopolimernog materijala na bazi pogače divljeg lana (Camelina Sativa) esencijalnim uljima eukaliptusa i ruzmarina dodatim u različitim koncentracijama (0,5%, 1% i 2%). Pogača divljeg lana, zaostala nakon hladnog ceđenja ulja, iskorišćena je za dobijanje biopolimernih filmova. U cilju dobijanja aktivne ambalaže, esencijalna ulja su dodata u ovaj biopolimerni material i ispitan je uticaj dodatka essencijalnih ulja na fizičko-hemijske, mehaničke, barijerne i biološke osobine biopolimernih filmova na bazi pogače divljeg lana. Dobijeni rezultati su pokazali najznačajniji uticaj na propustljivost vodene pare. Kontrolni uzorak imao je vrednost propustljivosti vodene pare 5,43 g/m2h, dok je kod uzorka sa 2% dodatog esencijalnog ulja eukaliptusa ta vrednost iznosila 3,14 g/m2h. Antioksidativna aktivnost je potvrđena i kod kontrolnog uzorka bez dodatih esencijalnih ulja (60,10%), ali je dodatkom 2% esencijalnog ulja eukalipusa ova vrednost povećana na 78,54%. Esencijalno ulje eukaliptusa se pokazalo efektnijim od ulja ruzmarina na ispitane osobine filmova. Dodavanje esencijalnih ulja biopolimernim filmovima proširuje spektar funkcionalnih svojstava, uključujući unapređenje mehaničkih, barijernih i bioloških osobina. Dalja istraživanja potrebno je usmeriti ka kompatibilnosti, stabilnosti i prihvatljivosti za potrošače.

KVALITET SEMENA LUCERKE IZ RAZLIČITIH REGIONA SRBIJE U PERIODU ČUVANJA DO 42 MESECA

Rade Stanisavljević — 2024-04-04

U овом istraživanju su prikazani rezultati ispitivanja kvaliteta semena lucerke kolekcionisane iz tri regiona Srbije: u svakom regionu su ispitivane partije semena sa šest lokaliteta. Ispitivani su sledeći parametri: udeo semena; dormantnog, klijalih, mrtvog% i udeo nenormalnih klijanaca (%). Analiza kvaliteta semena je rađena nakon čuvanja šest, osamnaest, trideset, i četrdeset dva meseca. Najbolji kvalitet semena je ostvaren nakon trideset (klijavost 91%) i osamnaest meseci čuvanja semena (klijavost 89%). U periodu čuvanja od 42 meseca povećalo se učešće mrtvog semena (8%) i nenormalnih klijanaca (7%), a klijavost je opala na 84%. U perodu čuvanja od šest meseci učešće dormantnog semena od 21% je uticalo na klijavost koja je bila 77%, bez obzira na nizak udeo mrtvog semena (1%) i nenormalnih klijanaca (2%).

PROCENA FUNDAMENTALNIH FAKTORA KOJI UTIČU NA KARAKTERISTIKE MATERIJALA NA BAZI MICELIJUMA: PREGLED

Maja Karaman — 2024-04-11

Materijali na bazi micelijuma (MBM) nastaju gajenjem vegetativnog dela gljiva koje formiraju gljive – grupa Dikarya iz razdela Basidiomycota i Ascomycota, na različitim organskim supstratima, uglavnom zbog posedovanja važnih karakteristika micelijuma: prisustvo sept i ianastomoza. Funkcija ovih kompozita može se dodatno podesiti kontrolom sledećih faktora: vrsta gljive, uslovi rasta i metode obrade finalnog proizvoda kako bi se ispunili specifični mehanički zahtevi u njihovoj kasnijoj primeni. Materijal nastao nakon pune kolonizacije supstrata, treba da se izloži suvom zagrevanju kako bi se uklonio sadržaj vlage i deaktivirao micelijum, dajući nam lagani i biorazgradivi material sa velikim potencijalom da zameni fosilne i sintetičke materijale npr. poliuretan i polistiren.Njihova niska emisija ugljendioksida, niska energija i troškovi obrade, ali i biorazgradivost, niska toplotna provodljivost, visoka akustična apsorpcija i kvalitet i zaštite od požara jesu neke od glavnih karakteristika koje su podstakle upotrebu kompozita na bazi micelijuma u građevinarstvu i građevinskom sektoru, sa posebnom primenom u oblogama, izolacijama i materijalima za nameštaj. Međutim, micelijumski proizvodi su prilično novi i podaci o njihoviom testiranju su veoma oskudni. Zbog toga postoji potreba za standardizovanim svojstvima materijala: mehaničkim, univerzalnim zahtevima za ispitivanje i objavljenim standardima (ISO, ASTM) kako bi se osiguralo da se program kvalifikacije i testiranja mogu razviti za podršku proizvodnji i upotrebi kompozita na bazi micelijuma (MBC).

OCENA POKAZATELJA KVALITETA SEMENA HIBRIDA PAPRIKE TOKOM KLIJANJA

Dobrivoj Poštić — 2024-04-11

Cilj istraživanja je bio da se izvrši ocena uticaja hibrida i podloge za ispitivanje klijavosti na pokazatelje kvaliteta semena paprike. Dobijeni rezultati treba da daju odgovor da li primena različitih podloga za ispitivanje klijavosti može dovesti do neslaganja između rezultata ispitivanja u pokazateljima kvaliteta kod hibridnog semena paprike. Ispitivani su tri različita hibrida paprika: KG 2025 F1, KG 2129 F1 i KG 2032 F1 na dve različite podloge (filter papiru (TP) i supstratu (S)). Statistička analiza energije klijanja, ukupne klijavosti, bolesnih klijanaca i mrtvog semena pokazala je visoko značajne razlike (р<0,01) pod uticajem faktora hibrid (G), dok je uticaj hibrida na broj nenormalnih klijanaca izostao. Faktor podloga (M) značajno je uticala na nivou (р<0,01) na sve ispitivane pokazatelje kvaliteta, osim na ukupnu klijavost. Veoma značajna interakcija (р<0,01) ispitivanih faktora u pogledu svih ispitivanih pokazatelja kvaliteta semena paprike dobijena je kod međusobnog uticaja faktora G × M. Kod hibrida KG 2025 F1 konstatovana je prosečno vrlo značajno veća energija klijanja i ukupna klijavost, u odnosu na ostala dva hibrida. Ispitivani hibridi su značajno brže klijali sedmog dana u proseku za 26% na podlozi (TP), u odnosu na utvrđenu energiju klijanja na podlozi (S). Na podlozi (TP) konstatovan je značajno manji broj nenormalnih i bolesnih klijanaca u odnosu na podlogu (S). Visoko negativna značajna korelacija (r = -0,90951, p≤0.001) zabeležena je samo između ukupne klijavosti i bolesnih klijanaca. Ostvareni rezultati ukazuju da primena različitih podloga za ispitivanje klijavosti hibridnog semena paprike može dovesti do nepodudarnosti dobijenih vrednosti kod svih ocenjivanih pokazatelja kvaliteta.

Metode vizuelizacije

Andreja Živkov — 2024-04-22

У раду је дат преглед метода визуелизација струјања. Методе визуелизације су подељене на методе које подразумевају додавање страног материјала у флуидну струју, додавање енергије у флуидну струју, оптичке методе и рачунарску динамику флуида. За сваку од методологија одабрано је неколико карактеристичних метода визуелизације у циљу сагледавања могућности употребе методологија на широк спектар струјања, као и различитих медијума и процеса који захтевају познавање понашања флуида. Методе визуелизације струјања које подразумевају додавање страног материјала су најједноставније, са становишта потребног материјала и поставке експеримента, у оквиру којих се најчешће примењује један „трејсер“ и адекватан извор светлости, изузев слојева осетљивих на притисак и смицање. Методе визуелизације које подразумевају додавање енергије флуидној струји користе јаке изворе електромагнетног зрачења, најчешће ласера, зарад побуде молекула који се налазе у флуидној струји производећи адекватан

квантно-механички ефекат који омогућава визуелизацију. Оптичке методе визуелизације струјања се базирају на променама индекса преламања светлости које су проузроковане присуством флуида у покрету у испитној секцији, поред тога се користи и принцип суперпозиције светлосних таласа у методама интерферометрије. Оптичке методе су углавном највише примењиване у областима изучавања надзвучног струјања и ударних таласа. Како је рачунарска динамика флуида сама за себе засебна област представљени су физички закони на основу којих је РДФ базирана, као и примери визуелизације струјања, која је саставни део у већини прорачуна изведених овом методом. Поред класификације и описа метода визуелизације струјања у раду је дато објашњење поступка апроксимативног прорачуна на основу употребе једне од оптичких метода, шлирен фотографије, у циљу израчунавања силе отпора приликом суперсоничног струјања пројектила.