Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts

Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūts (LVKĶI) ir vadošais pētniecības institūts zināšanās balstītu, videi draudzīgu un zema atkritumu līmeņa tehnoloģiju izstrādē - ar mērķi iegūt konkurētspējīgus materiālus un produktus no augu biomasas ekonomiskā, sociālā un ekoloģiskā labuma gūšanai. LVKĶI ir vairāku pētniecības konsorciju partneris, kas ietver sadarbību ar industriju – “Biobased Industry Consortium” (BIC), “International Union of Forest Research Organizations” (IUFRO) un “European Polysaccharide Network of Excellence” (EPNOE). Institūts koordinē vairākus projektus “Furfural for Future”, “Superbinder” un “Sustainable Polyols”, kas vērsti uz LVKĶI izstrādāto tehnoloģiju komercializāciju. Inovatīvais uzņēmums “BetulinLab” ievieš LVKĶI izstrādātās tehnoloģijas. Laikā no 2019. līdz 2024. gadam LVKĶI ir īstenojis aptuveni 200 zinātnisko projektu. Institūtā izveidots moderns pilotiekārtu angārs, kas ļauj attīstīt tehnoloģijas līdz TRL 4–6 līmenim, tādējādi sekmējot inovāciju komercializāciju. Institūta rīcībā ir inventārs un nemateriālie aktīvi 7,7 miljonu eiro vērtībā (pēc bilances datiem), no kuriem aptuveni 6 miljoni eiro investēti zinātniskās infrastruktūras attīstībā – laboratorijās un pilotiekārtās.

LVKĶI veic pētījumus trīs galvenajās jomās

Koksnes materiāli ar uzlabotām īpašībām:

Uzlabotu koksnes izcelsmes būvmateriālu izstrāde, koncentrējoties uz koksnes aizsardzību, modificēšanu, atjaunošanu un uzturēšanu, lai palielinātu materiālu izturību un efektivitāti dažādās pielietojuma jomās.

Biorafinēšanas tehnoloģijas:

Pētījumi par koksnes biomasas frakcionēšanu un pārveidošanu uz bioloģiskas izcelsmes ķīmiskām vielām, kompozītmateriāliem, sorbentiem un bioeļļām, maksimāli palielinot atjaunojamo resursu vērtību.

Zaļā ķīmija un biotehnoloģijas:

Bioloģiskas izcelsmes polimēru, līmvielu un ķīmisko vielu izstrāde, lai aizvietotu fosilās izejvielas, veicinot ilgtspējīgas nozares prakses.

Pētījumi LVKĶI tiek organizēti sešās tematiskajās laboratorijās, no kurām katra specializējas konkrētā jomā

• Koksnes noārdīšanās un aizsardzība: pēta koksnes noārdīšanās procesus un izstrādā metodes koksnes īpašību uzlabošanai, lai paaugstinātu materiālu veiktspēju un ilgtspēju.
• Biorafinēšana: fokusējas uz efektīvu biomasas izmantošanu un kaskādes pieeju augstas pievienotās vērtības produktu radīšanai, izmantojot blakusproduktus turpmākai pārstrādei.
• Celuloze: izstrādā inovatīvus celulozes bāzes materiālus, lai aizvietotu plastmasu, tostarp izstrādā iepakošanas papīru, izmantojot vienīgo laboratorijas mēroga papīra ražošanas iekārtu Latvijā.
• Lignīna ķīmija: pēta lignīnu un augu polifenolus, lai izstrādātu aromātiskus bioloģiskas izcelsmes produktus, ar uzsvaru uz biorafinēšanu un transformācijas mehānismiem.
• Polimēri: izstrādā ilgtspējīgus polimērus un kompozītmateriālus, izmantojot atjaunojamos resursus, lai samazinātu atkarību no naftas produktiem.
• Bioinženierija: pēta mikroorganismu kultivēšanu un biosintēzes procesus, izmantojot bioinženierijas rīkus biotehnoloģisko procesu efektivitātes optimizēšanai.

Papildus sešām zinātniskajām laboratorijām LVKĶI darbojas arī divas infrastruktūras vienības:

Šķidruma hromatogrāfijas centrs ir aprīkots ar modernām un jaudīgām analītiskajām iekārtām, piemēram, ultraaugstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfiem ar dažādiem detektoriem, augstas izšķirtspējas tandēma masas spektrometru. Centrs atbalsta LVKĶI tradicionālās pētniecības jomas, sniedzot padziļinātu izpratni par biomasas izejvielu un iegūto ķīmisko produktu sastāvu.

Savukārt pilotiekārtu angārs, kas izveidots nesen, nodrošina LVKĶI un tā partneru izstrādāto tehnoloģiju ieviešanu plašākā mērogā.

LVKĶI aktīvi atbalsta jauno zinātnieku paaudzi, nodrošinot doktorantiem un pēcdoktorantūras pētniekiem praktisku pieredzi lietišķajā pētniecībā. Sadarbībā ar vadošajām Latvijas augstskolām institūts ne tikai veicina studiju programmu satura attīstību koksnes un biomasas ķīmijas un tehnoloģiju jomās, bet arī līdzdarbojas promocijas darbu vadībā bioekonomikas nozarēs. Institūts iesaistās arī starptautiskās iniciatīvās, piesaistot pēcdoktorantūras pētniekus tādās programmās kā Marie Skłodowska-Curie Actions un PostDoc Latvia. LVKĶI saviem darbiniekiem piedāvā karjeras attīstības programmas, stabilu pētniecības finansējumu un starpdisciplināras sadarbības iespējas.

No 2019. līdz 2024. gadam Latvijas Valsts Koksnes ķīmijas institūts īstenojis vairāk kā 200 pētniecības projektus

Vairāk par pētniecības projektiem un sasniegumiem

Pētniecības infrastruktūra

Institūts ir būtiski modernizējis savu pētniecisko infrastruktūru un stiprinājis zinātnisko kapacitāti pateicoties ES struktūrfondu līdzekļiem. Ir veikta laboratoriju renovācija – modernizētas ventilācijas sistēmas un paplašinātas analītiskās iespējas, iegādājoties augstas precizitātes hromatogrāfijas un masas spektrometrijas iekārtas.

LVKĶI darbojas divas specializētas infrastruktūras vienības. Šķidruma hromatogrāfijas centrs ir aprīkots ar mūsdienīgām, jaudīgām analītiskajām iekārtām – tostarp ultraaugstas veiktspējas šķidruma hromatogrāfiem ar dažāda veida detektoriem un augstas izšķirtspējas tandēma masas spektrometru, kas nodrošina padziļinātu biomasas izejvielu un iegūto produktu ķīmiskā sastāva analīzi, tādējādi atbalstot institūta tradicionālās pētniecības jomas.

Viens no nozīmīgākajiem sasniegumiem ir Pilotiekārtu angāra izveide, kas nodrošina tehnoloģiju pārnesi no laboratorijas līmeņa uz rūpniecisku mērogu, ļaujot sasniegt 4.–6. tehnoloģiskās gatavības līmeni (TRL). Nesen izveidotais Pilotiekārtu angārs kalpo kā platforma LVKĶI un tā partneru izstrādāto tehnoloģiju mērogošanai līdz rūpnieciskajai ražošanai.

Energoefektivitātes projekti ir samazinājuši institūta ekspluatācijas izmaksas par aptuveni 30%, kas saskan ar Eiropas zaļā kursa ilgtspējas mērķiem. Galvenā institūta ēka, kas uzcelta 1964. gadā, ir būtiski modernizēta, nodrošinot mūsdienīgus laboratorijas apstākļus.

Lai saglabātu konkurētspēju, LVKĶI turpina ieguldīt nākamās paaudzes laboratoriju aprīkojumā un ar mākslīgo intelektu balstītos analītiskajos rīkos.

Informācija par zinātniekiem

Vairāk informācijas