Embed Size (px)
Citation preview
2/240
2. MODUL DE DERULARE A PROGRAMULUI:
2.1. DESCRIEREA ACTIVITĂŢILOR (utilizând şi informaţiile din rapoartele de fază, macheta VIII)
PN 09 19 01 01: Dezvoltarea unui sistem de control si a metodologiei de validare experimentala
pentru un model dinamic cu celule de combustibil cu membrana polimerica
Obiectivul general al proiectului l‐a reprezentat realizarea unui sistem de control multivariabil, de
tip robust, pentru un ansamblu de celule de combustibil de tip PEM. Acest sistem a fost dedicat atat
aplicatiilor mobile cat si aplicatiilor stationare, intr‐o gama de puteri generate de ansamblul de pile
de pana la 10 kW.
In cadrul proiectului au fost elaborate studii privind tema abordata, a fost definit referentialul –
tema de proiectare si au fost stabilite procedurile experimentale, in conformitate cu complexitatea
temei si infrastructura angajata. De asemenea, a fost dezvoltat un model de simulare tridimensional a
raspunsului tranzitoriu pentru un ansamblu de pile de combustie la schimbari de faza, in functie de
nivelul de umidificare a fluidelor, la transferul de masa si caldura, in conditii de amorsare si
dezamorsare ciclica, si la modificari ale debitelor si presiunilor pe fluxurile de alimentare cu hidrogen
si oxigen/aer.
Tot in contextul tematicii proiectului, a fost realizat un ansamblu experimental de masura, prin
spectroscopie de impedanta cuplata cu determinari voltametrice si un stand complex de testare a
ansamblurilor de pile de combustie.
Faza 1/2009: Elaborare studiu comparativ privind metodele de control a ansamblurilor de pile de
combustie
Obiectivul fazei a constat in elaborarea unui studiu dedicat modului in care poate fi imbunatatit
randamentul dinamic al sistemelor de pile de combustie. In acest sens, au fost analizate tehnici care
au evidentiat caracteristicile de buna functionare a acestor sisteme.
S‐a urmarit prezentarea cat mai succinta a sistemelor de pile de combustie, plecand de la
definirea acestora si principiul de functionare si continuand cu prezentarea unor parametri ce
caracterizeaza operabilitatea pilelor de combustie (energie Gibbs, tensiune, randament, energie de
activare, curenti interni, pierderi ohmice si de concentratie), si prezentarea unor metode de control a
ansamblurilor de pile de combustie.
Faza 2/2009: Elaborare studiu privind posibilitatea aplicarii unei strategii de control multivariabil,
de tip robust, pe un ansamblu de pile de combustie PEM. Elaborare referential si intocmirea temei
de proiectare pentru sistemul de control propus.
Obiectivul fazei a constat in elaborarea unui studiu privind posibilitatea aplicarii unei strategii de
control multivariabil, de tip robust, pe un ansamblu de pile de combustie PEM. Acest studiu a fost
dedicat unui sistem clasic de control, care are rolul de a forta un set dat de variabile de proces de a
3/240
avea un comportament conform cerintelor prestabilite, fie prin satisfacerea unor criterii conform
domeniului de frecventa si timp, fie prin atingerea celei mai bune performante indicata prin indexul
de optimizare.
Principalul scop al sistemului de control a fost acela de a mentine operarea procesului in conditiile
initiale. In unele cazuri, procesul a trecut de la un punct de operare la un altul sau a emis un semnal
de referinta. In alte cazuri, s‐a urmarit obtinerea celor mai bune performante ale procesului, cum ar
fi, de exemplu, randament cat mai mare, poluare minima, consum de energie cat mai mic, timp
minim pentru indeplinirea sarcinilor date.
Faza 3/2009: Elaborarea modelului matematic, la schimbari de faza, pentru diferite grade de
umidificare a fluidelor ce alimenteaza pilele de combustie. Modelarea matematica a transferului de
masa si caldura intr‐un ansamblu de pile de combustie
Obiectivul fazei a constat in dezvoltarea unui model matematic, la schimbari de faza, pentru
diferite grade de umidificare a fluidelor ce alimenteaza pilele de combustie. De asemenea, a fost
prezentat un model matematic dedicat transferului de masa si caldura intr‐un ansamblu de pile de
combsutie.
In acest sens, au fost evidentiate ecuatiile modelului multifazic ce influenteaza functionarea
pilelor de combustie de tip PEM, cum ar fi curgerea multifazica in canalele de curgere a gazului,
curgerea in straturile de difuzie a gazului, precum si date privind gradul de umidificare si modul cum
acesta influenteaza functionarea pilelor de combustie de tip PEM.
Tot in conformitate cu tema etapei, au fost prezentate ecuatiile si principiile de conservare pentru
impuls, masa, specii chimice, energie si sarcini electrice, asociate pilelor de combustie de tip PEM.
In final, a fost dezvoltat un sistem de control al umiditatii relative in cadrul pilelor de combustie
de tip PEM, fara umiditate externa.
Faza 4/2010: Definirea functiei de amorsare‐dezamorsare. Elaborarea modelului de comportare in
regim tranzitoriu. Definirea functiei de raspuns pentru modificari ale debitelor si presiunilor de
alimentare cu hidrogen si oxigen/aer. Model matematic.
Obiectivul fazei a constat in definirea unui model matematic pentru functia de raspuns, aplicabil
la diferite modificari ale debitelor si presiunilor de alimentare cu hidrogen si oxigen.
In acest sens, s‐a apelat la cunostiintele existente privind termodinamica pilelor de combustie:
cinetica, transfer de sarcina, pierderi de tensiune, curenti interni si curenti de reductie.
A fost descris transportul de masa in pila de combustie: convectiv, in canalele de curgere, si
difuziv, in electrozi, si a fost dezvoltat modelul matematic asociat.
A fost descris procesul electrochimic al pilei de combustie si a fost dezvoltat modelul matematic
asociat.
4/240
Faza 5/2010: Dezvoltarea ansamblului experimental de masura – spectrometrie de impedanta
cuplata cu determinari voltametrice. Realizarea unui stand de testare pile de combustie.
Obiectivul fazei a constat in descrierea standului experimental de testare a ansamblului de pile de
combustie si a circuitelor componente. In acest sens, a fost testat si evaluat ansamblul de pile de
combustibil.
Faza 6/2010: Determinari experimentale pentru definirea raspunsului tranzitoriu pe un ansamblu
de pile de combustie de tip PEM.
Obiectivul fazei a constat in descrierea standului experimental de testare a ansamblului de pile de
combustie si a circuitelor componente. S‐a plecat de la prezentarea modelului electrochimic asociat
ansamblului de pile de combustie si de la prezentarea dinamicii canalelor de curgere anodice si
catodice. Au fost evidentiate rezultatele experimentale.
Faza 7/2011: Proiectarea sistemului de control a ansamblurilor de pile de combustie multivariabil,
de tip robust. Realizarea sistemului de control multivariabil, de tip robust, dedicat ansamblurilor de
pile de combustie de tip PEM.
Obiectivul fazei a constat in descrierea robustetii sistemului de control si a modurilor de
interconectare a subsistemelor de control existente. Ca puncte de plecare au fost considerate
sistemul de pile de combustie si cunostiintele privind controlul multivariabil.
Faza 8/2011: Testarea sistemului de control multivariabil, de tip robust, pe un ansamblu de pile de
combustie. Stabilirea performantelor functionale
Obiectivul fazei a constat in prezentarea sistemului de control multivariabil dezvoltat la ICSI Rm.
Valcea, precum si testarea si stabilirea performantelor functionale. Ca punct de plecare, au fost
amintite rolul si importanta sistemului de control multivariabil, dar si caracteristica de robustete
asociata acestui tip de sistem.
PN 09 19 01 02: Modelarea matematica si investigarea experimentala a degradarii materialelor
intr‐o pila de combustie de tip PEM
Proiectul a avut in vedere imbunatatirea performantei pilelor de combustie prin definirea si
intelegerea mecanismelor de degradare/defectare, coroziune, imbatranire prin modelare teoretica si
experimentala, astfel incat sa se optimizeze aceasta tehnologie si sa se faca recomandari privind
utilizarea unor materiale cu caracteristici superioare si a unor componente mai bune pentru pilele de
combustie.
Dintre obiectivele principale ale acestui proiect amintim: studierea si analizarea modurilor de
degradare/defectare a pilelor de combustie si deducerea unui model pentru obtinerea fiabilitatii
acestei tehnologii, elaborarea unui studiu matematic si numeric al efectelor transportului masic si
conditiilor de operare asupra degradarii anodului/catodului unei pile de combustie de tip PEM;
5/240
elaborarea unui studiu matematic si numeric al efectelor transportului masic si conditiilor de operare
asupra degradarii ansamblului MEA; investigarea teoretica si experimentala a tolerantei pilelor de
combustie de tip PEM la monoxid de carbon si alte impuritati; investigarea fenomenelor de
imbatranire ale componentelor unei pile de combustie de tip PEM si includerea lor intr‐un model
matematic; studierea efectelor produse ca catre fenomenele de coroziune asupra componentelor
unei pile de combustie de tip PEM; analizarea ciclului de viata si relatia dintre managementul apei,
contaminare si degradarea pilelor de combustie de tip PEM; elaborarea unei strategii care sa
incetineasca si sa previna fenomenele de degradare ale componentelor pilelor de combustie si a unor
recomandari privind imbunatatirea performantei/eficientei pilelor de combustie.
In cei trei ani de desfasurare a proiectului s‐au realizat 9 etape de activitate, cate 3 faze in fiecare
an. Pasii parcursi prin etapele realizate in cadrul acestui proiect au condus la implementarea si
utilizarea pilelor de combustie ca surse neconventionale de producere a energiei, stadiul actual la
care s‐a ajuns pe plan national fiind unul incipient la nivelul anilor 2009 ‐ 2011, astfel ca studiile
realizate sunt considerate materiale didactice pentru institutiile interesate de tehnologia pilelor de
combustibil si o baza solida pentru aplicatiile noastre viitoare in acest domeniu. Astfel, s‐a urmarit
obtinerea unor ansambluri de pile de combustibil cu caracteristici superioare prin utilizarea studiilor
si recomandarilor propuse in cadrul proiectului pentru a se obtine in acest fel energie din surse noi si
regenerabile cu un impact pozitiv asupra mediului.
Faza 1/2009: Analizarea factorilor ce conduc la degradarea/defectarea materialelor pilelor de
combustie de tip PEM ‐ studiu preliminar
Obiectivul acestei faze a constat in elaborarea unei documentatii pentru analizarea tuturor
factorilor ce afecteaza performanta unei pile de combustie si descrierea mecanismelor de
degradare/defectare a materialelor/componentelor unui ansamblu de pile de combustie de tip PEM
in vederea investigarii din punct de vedere teoretic si experimental.
Corespunzator fiecarei surse, fenomenul de degradare/defectare poate aparea in membrana
polimerica, in straturile de catalizatori, in electrozi, la interfata dintre membrana si catalizator, in
placile bipolare ale pilelor de combustie iar analizarea factorilor ale caror efecte pot modifica
semnificativ performanta straturile amintite anterior s‐a facut pentru fiecare in parte deoarece in
final afecteaza performanta totala a pilei de combustie.
Faza 2/2009: Metoda Lattice‐Boltzmann (MLB) ‐ instrument pentru caracterizarea curgerii fluidelor
intr‐o pila de combustie
Aceasta faza a avut in vedere descrierea detaliata a acestei metode noi, considerata o
metodologie promitatoare pentru simularea curgerilor multifazice in geometrii complexe, in
particular fiind aplicata cu succes in medii poroase precum straturile de difuzie si catalizatori ale pilei
de combustie sau microcanale. Obiectivul etapei a constat in dezvoltarea, evaluarea si aplicarea de
6/240
modele pentru curgerea monofazica si multifazica utilizand metoda MLB. Toate acestea au fost
realizate pentru ca metoda sa constituie punctul de plecare in studiul matematic si numeric al
efectelor transportului masic si conditiilor de operare asupra degradarii anodului/catodului unei pile
de combustie de tip PEM si ansamblului MEA, pentru investigarea teoretica si experimentala a
tolerantei pilelor de combustie de tip PEM la monoxidul de carbon si alte impuritati dar si pentru
analizarea fenomenelor de imbatranire ale componentelor unei pile de combustie de tip PEM si
includerea lor intr‐un model matematic.
Faza 3/2009: Studiu matematic si numeric al efectelor transportului masic si conditiilor de operare
asupra degradarii anodului/catodului unei pile de combustie de tip PEM
Etapa a constat in analiza din punct de vedere matematic si numeric a efectelor pe care
transportul masic si conditiile de operare le pot avea asupra degradarii anodului/catodului unei pile
de combustie de tip PEM utilizand pe de o parte tehnici CFD iar pe de alta parte metoda Lattice
Boltzmann. Avantajele utilizarii ultimei metode, considerata o tehnica de modelare promitatoare,
constau in faptul ca ofera un mijloc relativ simplu de a descrie si analiza curgerea la nivel de micro ‐
scara, precum si interactiunile lichid‐lichid, lichid‐vapori si lichid‐solid. Obiectivul etapei a constat in
dezvoltarea, evaluarea si aplicarea de modele pentru curgerea monofazica si multifazica utilizand
metoda MLB in placile bipolare, in canalele de curgere si in straturile de difuzie din anod si respectiv
catod.
Toate acestea au fost realizate pentru a elabora strategii care sa incetineasca si sa previna
fenomenele de degradare ale componentelor pilelor de combustie si de a face recomandari pentru
imbunatatirea performantei/eficientei pilelor de combustie prin includerea lor intr‐un model
matematic.
Faza 4/2010: Studiu matematic si numeric al efectelor transportului masic si conditiilor de operare
asupra degradarii ansamblului MEA
Obiectivul acestei faze a constat intr‐o analiza detaliata a degradarii straturilor de catalizatori si
membranei pilei de combustie datorita transportului masic si conditiilor de operare utilizate.
Transportul apei in forma lichida si vapori are o importanta foarte mare asupra performantei pilei de
combustie deoarece influenteaza o serie de parametri cu efect direct asupra degradarii membranei si
stratului de catalizator. Dintre acesti parametri am acordat o atentie deosebita continutului de apa si
fluxului de apa din membrana. Efectele produse de o distributie necorespunzatoare a fluidelor sau de
conditii de operare neadecvate conduc la efecte precum desprinderea ansamblului MEA, si ulterior la
scaderea drastica a performantei pilei de combustie.
Este foarte bine cunoscut faptul ca scaderea performantelor unei pile de combustibil este
inevitatbila. In acelasi timp, se doreste cresterea timpului de viata si de functionare a unei pile de
combustibil si acest lucru se poate realiza doar daca se cunosc si se inteleg bine mecanismele care
7/240
duc la degradarea acestei tehnologii. Pentru a clarifica aceste obiective propuse, in cadrul etapei s‐au
abordat analize teoretice si simulari matematice pentru a determina influenta mecanismelor de
degradare si de transport masic asupra unor fenomene precum: fiabilitatea, durabilitatea si
stabilitatea unei pile sau ansamblu de pile de combustibil de tip PEM.
Faza 5/2010: Investigarea teoretica si experimentala a tolerantei pilelor de combustie de tip PEM la
monoxid de carbon si alte impuritati
Analiza teoretica si experimentala a tolerantei pilelor de combustie de tip PEM la monoxidul de
carbon si alte impuritati a fost investigata in cadrul acestei etape, scopul fiind elaborarea unui model
matematic care sa simuleze otravirea cu monoxid de cabon si cu alte impuritati a componentelor
unei pile de combustie in vederea compararii rezultatelor numerice cu cele obtinute din
caracterizarea experimentala a degradarii materialelor. Toate aceste aspecte urmaresc obtinerea de
pile de combustibil cu materiale si proprietati net superioare celor obtinute pana in prezent, pentru a
propulsa aceasta tehnologie pe piata prin fiabilitate, stabilitate si competitivitate.
In aceasta etapa a proiectului a fost realizata o analiza teoretica si experimentala a tolerantei la
impuritati si a efectului lor asupra stratului catalitic si a membranei polimerice a unei pile de
combustibil tip PEM. Pentru caracterizarea experimentala s‐a utilizat voltametria ciclica. Toate aceste
preocupari legate de identificarea impactului contaminarii, intelegerea mecanismelor de contaminare
si dezvoltarea strategiilor de reducere a acestuia, au fost incurajate in ultimul timp datorita
importantei efectelor pe care le au asupra dezvoltarii tehnologiei pilelor de combustibil..
Faza 6/2010: Analizarea fenomenelor de imbatranire ale componentelor unei pile de combustie de
tip PEM si includerea lor intr‐un model matematic
Obiectivul acestei faze a avut in vedere combinarea unei analize teoretice cu o analiza
experimentala pentru optimizarea performantei pilelor de combustie prin studierea unor aspecte
importante precum: cresterea stabilitatii mecanice si chimice a materialelor incluse, prin evitarea
dizolvarii catalizatorului si recristalizarii in cadrul ansamblului MEA sau prin eliminarea scurgerilor
datorate sigilarilor necorespunzatoare sau degradarii materialelor. Includerea poceselor de
imbatranire in ecuatiile modelului matematic prin considerarea proprietatilor MEA si a placilor
bipolare ca functie de conditiile de operare si selectia initiala a proprietatilor de material a fost un
obiectiv specific al etapei curente. Parametrii analizati au fost activitatea catalzatorului, dimensiunea
particulelor de catalizator ca urmare a modificarii in timpul functionarii, conductivitatea protonica a
membranei si modificarile fizice, mecanice si chimice aferente acestei componente.
In aceasta etapa a proiectului s‐a realizat o analiza teoretica si experimentala a influentei
fenomenelor de imbatranire ‐ degradare ‐ fiabilitatii asupra componentelor unei pile de combustibil
tip PEM. Preocuparile legate de identificarea impactului degradarii si imbatranirii componentelor
unui sistem bazat pe pile de combustil sunt necesare pentru intelegerea mecanismelor care intervin
8/240
in buna functionare a acestei tehnologii dar si pentru dezvoltarea strategiilor de crestere a fiabilitatii.
Acest tip de studii asigura patrunderea acestei tehnologii pe piata astfel ca obiectivele specifice ale
acestei faze se incadreaza perfect in tematica de actualitate ce vizeza tehnologia pilelor de
combustibil.
Faza 7/2011: Studiu privind efectele fenomenelor de coroziune asupra componentelor unei pile de
combustie de tip PEM. Model matematic
In cadrul acestei etape s‐a urmarit investigarea cresterii rezistentei materialelor componente la
coroziune. S‐au investigat fenomenele analizate din punct de vedere teoretic si s‐a elaborat un model
matematic pentru descrierea coroziunii stratului de catalizator, pentru analizarea interactiunii cu
transportul gazelor si pentru includerea tuturor fenomenelor de coroziune cu impact asupra
functionarii pilelor de combustie. Studiul poate oferi, de asemenea, si informatii si detalii privind
materialele implicate in fabricarea unei pile de combustie de tip PEM.
In aceasta etapa a proiectului am realizat o analiza teoretica a efectelor si influentei fenomenelor
de coroziune asupra componentelor unei pile de combustibil tip PEM. Toate aceste preocupari legate
de identificarea impactului degradarii prin coroziune a componentelor unui sistem bazat pe pile de
combustil sunt necesare pentru intelegerea mecanismelor care intervin in buna functionare a acestei
tehnologii dar si pentru dezvoltarea strategiilor de crestere a fiabilitatii. Necesitatea cresterii
rezistentei materialelor componente la coroziune si patrunderea acestei tehnologii pe piata a impus
dezvoltarea de studii in acest domeniu.
Faza 8/2011:Studiu privind analiza ciclului de viata si relatia dintre managementul apei,
contaminare si degradarea pilelor de combustie de tip PEM
Obiectivul fazei a constat in trecerea in revista a studiilor de analiza a ciclului de viata existente in
literatura de specialitate, precum si estimarea si predictia ciclului de viata al pilelor de combustie,
determinarea relatiei dintre ciclul de viata si parametrii de operare ai pilelor de combustie,
determinarea impactului pilelor de combustie cu membrana polimerica pentru aplicatiile posibile
(mobile, stationare si portabile) si in stabilirea impactului utilizarii tehnologiilor bazate pe pile de
combustie asupra mediului, sanatatii si societatii.
Durata de viata (ciclul de viata) relativ scurta a unor componente din cadrul pilelor de
combustie (PEM), ca de exemplu membrana polimerica, reprezinta o bariera semnificativa
pentru comercializarea lor in aplicatii stationare si mobile. O durata de viata mai lunga pentru toate
componentele pilelor de combustibil ar trebui sa fie realizata pentru a asigura o fiabilitate ridicata
si costuri de intretinere reduse. Tinta pentru durata de viata stabilita de catre Departamentul
Energiei (DOE) pentru pilele de combustibil PEM este de 5000 ore pentru aplicatiile mobile si 40.000
de ore pentru aplicatiile stationare. Pana in prezent, performanta pe termen lung si
durabilitatea pilelor de combustibil a fost dificil de cuantificat, deoarece nu toate mecanismele de
9/240
degradare sunt pe deplin intelese. Ca urmare, mai multe cercetari pe componentele individuale au
fost si sunt si in prezent necesare pentru a intelege complet interactiunile care influenteaza durata de
viata a unui ansamblu de pile de combustibil
Faza 9/2011: Elaborarea unei strategii care sa incetineasca si sa previna fenomenele de degradare a
componentelor pilelor de combustie. Recomandari pentru imbunatatirea performantei/ eficientei
pilelor de combustie
Etapa a avut in vedere centralizarea informatiilor, datelor si rezultatelor obtinute in cadrul
proiectului intr‐o documentatie cuprinzatoare, o strategie care sa incetineasca si sa previna
fenomenele de degradare ale componentelor pilelor de combustie, sa facem recomandari pentru
imbunatatirea performantei/eficientei pilelor de combustie. S‐au analizat mecanismele de
degradare/defectare, de contaminare, de imbatranire si analiza a coroziunii, sugerandu‐se alternative
pentru materialele si conditiile de operare utilizate pentru formularea unei strategii pentru un
management optim din punct de vedere al energiei generate avand obiectiv imbunatatirea eficientei
pilelor de combustie, precum si evaluarea impactului si riscurilor tehnologiilor bazate pe pile de
combustie de tip PEM. Toate preocuparile legate de identificarea impactului degradarii prin
defectare, prin coroziune sau imbatranire a componentelor unui sistem bazat pe pile de combustibil
sunt necesare pentru intelegerea mecanismelor care intervin in buna functionare a acestei tehnologii
dar si pentru dezvoltarea strategiilor de crestere a fiabilitatii.
Proiectul a contribuit, in acest fel, la analizarea si optimizarea tehnologiilor bazate pe pile de
combustie de tip PEM din punct de vedere al degradarii materialelor, fiind parte a unei strategii mai
ample, promovata de INC‐DTCI ICSI Rm. Valcea prin care se propune imbunatatirea performantei
pilelor de combustie avand la baza definirea si intelegerea mecanismelor de degradare/defectare
prin modelare teoretica si experimentala, astfel incat sa se optimizeze aceasta tehnologie si sa se
propuna utilizarea unor materiale cu caracteristici superioare si a unor componente mai bune pentru
pilele de combustie.
PN 09 19 01 03: Cercetari teoretice si experimentale privind realizarea unor concentratoare
moleculare solare in vederea imbunatatirii eficientei energetice si economice a sistemelor de
conversie a energiei regenerabile
Proiectul si‐a propus realizarea si utilizarea concentratoarelor moleculare luminiscente in vederea
reducerii costurilor si imbunatatirii eficentei energetice a sistemele PV. Ca urmare, proiectul s‐a
concentrat asupra principalelor detalii stiintifice si tehnice legate de realizarea si utilizarea
concentratoarelor moleculare luminiscente, in sistemele de conversie energetica, bazate pe radiatia
solara.
10/240
In contextul in care utilizarea concentratoarelor moleculare luminiscente promite, prin rezultatele
deja anuntate la nivel international, ca va reduce substantial costurile celulelor solare, ICSI‐Rm.Valcea
si‐a propus sa demareze un astfel de proiect, in premiera la nivel national.
Abordarea inter‐ si multi‐ disciplinara a unei astfel de teme face parte din angajametul institutului
de a realiza si de a demonstra performante durabile privind protectia mediului, prin dezvoltarea de
noi tehnologii sigure si curate in domeniul energiei.
Lumina solara este o sursa de energie regenerabila, cu o densitate a puterii destul de joasa. In plin
soare, o suprafata de celule solare de 1 m2 poate furniza aproape 100 W sau putin mai mult, in
functie de eficienta sa. Deoarece suprafata aceasta, de exemplu, de siliciu cristalin, este scumpa,
orice efort pentru a reduce cantitatea de siliciu folosita e binevenit.
Eficienta unei celule solare este dependenta de temperatura, spectrul luminii si nivelul de
iluminare.
Proiectul de fata a urmarit sa dezvolte un concentrator solar luminiscent organic, care nu implica
racirea ansamblului sau orientarea activa a panourilor ‐ doua dintre tehnologiile scumpe utilizate in
realizarea altor concentratoare solare.
Concentratorul a absorbit lumina soarelui si a reeemis‐o pe lungimi de unda diferite. Lumina s‐a
absorbit si transportat prin sticla, intr‐o maniera asemanatoare circuitelor cu fibre optice, fiind in cele
din urma captata si transformata in energie electrica de celule fotovoltaice amplasate pe margine.
Realizarea unui astfel de concentrator solar luminiscent organic va permite oricarei cladiri sa‐si
asigure alimentarea cu energie electrica din suprafata exterioara vitrata, precum si din cea a
acoperisului.
In cadrul acestui proiect au fost identificati si testati colorantii organici cu proprietati optice care
pot fi utilizati in realizarea concentratoarelor solare luminiscente, au fost selectati polimerii adecvati
ca suport pentru colorantii organici, au fost realizate studii comparative privind caracteristicile
spectrale ale colorantilor organici in solutie si ale compozitelor coloranti/ polimeri.
De asemenea, s‐a realizat un sistem integrat utilizand concentratoare solare luminiscente si celule
fotovoltaice si s‐au evaluat performantele energetice si economice ale acestui sistem.
Proiectul a inclus activitati de cercetare‐dezvoltare in urmatoarele directii:
clasificarea colorantilor organici cu proprietati optice;
identificarea tipurilor de polimeri‐suport pentru colorantii organici;
realizarea metodelor de obtinere a compozitelor coloranti organici‐polimeri;
determinarea proprietatilor spectrale ale colorantilor organici si compozitelor;
realizarea modelului experimental concentrator solar luminiscent;
elaborarea sistemului integrat de conversie a energiei;
evaluarea performantelor energetice si economice ale sistemului integrat propus.
11/240
PN 09 19 01 04: Analiza procesului de contaminare a celulelor de combustibil cu Hidrogen, cu
membrana polimerica: impact, mecanisme si atenuari
Proiectul a urmarit sa rezolve una dintre problemele critice privind functionarea celulelor de
combustibil cu membrane polimerica: procesul de contaminare si impactul acestuia asupra
performantelor sistemului. Acest “pionerat” al propunerii de proiect de fata s‐a bazat pe faptul ca
cercetarea s‐a dorit a fi una completa, pornind de la stabilirea problematicii pentru fiecare tip de
contaminant si pana la stabilirea unui sistem de control si reglare a functionarii astfel incat efectele
procesului de contaminare sa fie minimizate.
Faza 1/2009: Analiza impactului contaminarii celulelor de combustibil cu hidrogen cu membrană
polimerică. Model matematic pentru procesele asociate la anodul unei celule PEM, în cazul unei
contaminări a combustibilului
Efectul de contaminare este unul dintre problemele esenţiale în operarea celulelor de combustibil
şi în evaluarea aplicabilităţii lor. Cercetările în acest domeniu al contaminării celulelor de combustibil
cu hidrogen au identificat trei domenii majore:
modelarea teoretica şi empirică a contaminării pentru a furniza o mai buna inţelegere
fundamentală a mecanismelor asociate;
observarea experimentală şi validarea;
reducerea efectelor contaminării prin tehnologii conexe.
În ultimii ani, activităţile îndreptate către identificarea potenţialului impact al contaminării,
întelegerii mecanismelor de contaminare şi dezvoltarea strategiilor de reducere a acestuia au fost
încurajate cu precadere în domeniul aplicaţiilor mobile a celulelor de combustibil cu hidrogen.
Astfel, obiectivul primei faze realizate a constat în elaborarea unui model matematic pentru
procesele asociate contaminării anodului celulelor de combustibil cu hidrogen cu membrană
polimerică. Modelul se bazează pe cinetica staţionară a reacţiilor competitive a impurităţilor şi a
hidrogenului pe centrii de adsorpţie/desorpţie ai catalizatorului de la anod.
Faza 2/2009: Proiectarea si realizarea unui ansamblu experimental de investigare a impactului
contaminarii cu CO in fluxul de alimentare la anod. Validarea modelului teoretic
Obiectivul etapei a constat in proiectarea si realizarea unui sistem de alimentare a ansamblului de
pile de combustie, sistem ce conţine următoarele elemente componente:
Circuitul de alimentare cu combustibil a anodului;
Circiutul de alimentare cu gaz a catodului;
Circuitul de racire a ansamblului de pile de combustie;
Circuitul de incalzire a ansamblului de pile de combustie;
Circuitul de generare a energiei electrice;
Circuitul de colectare a apei la anod si catod;
12/240
Modul de generare impurităţi pentru alimentarea la anod;
Sistemul de automatizare, masura si control.
Figura 1. Schema bloc a standului experimental pentru
evaluarea impactului cu CO în fluxul de alimentare la anod
Faza 3/2010: Determinarea parametrilor functionali si a degradarii unei celule de combustibil cu
hidrogen, cu membrana polimerica, pentru diferite grade de contaminare cu CO"
In cadrul acestei etape s‐a plecat de la prezentarea stadiului actual privind pilele de combustibil
cu electrolit polimer de tip PEFC, ce opereaza la temperaturi scazute, precum si de la metodele de
obtinere a hidrogenului ce reprezinta combustibilul pentru alimentarea pilei de combustibil. Etapa a
constat in determinarea curbelor de impact ale impuritatilor investigate pe baza rezultatelor
experimentale obtinute pentru diferite conditii de functionare – temperatura, presiune, debite, etc.
Efectele propriu‐zise au fost evaluate pe baza diferentei dintre alimentarea in conditii ideale –
hidrogen pur la anod si oxigen pur la catod si in conditii reale cu trasori contaminati in fluxurile de
gaze. A fost realizat un studiu cuprinzator cu privire la efectele impuritatilor de CO si CO2 existente in
H2 asupra performantei unui ansamblu presurizat PEFC. In acest sens, s‐au cautat raspunsurile la
unele intrebari legate de otravirea cu CO si CO2, si se poate spune ca:
orice impuritate de CO existenta in pila de combustibil este absorbita de catalizatorul de platina si
determina scaderea tensiunii pilei prin blocarea accesului H2 la situ‐rile catalizatorului. La
concentratii scazute de CO, <100 ppm, degradarea observata poate fi explicata pe baza absorbtiei
site‐urilor in punte a CO, urmata de o oxidare electrochimica a CO la CO2;
orice impuritate de CO2 existenta in pila de combustibil este absorbita slab de catalizatorul de
platina. La concentratii scazute de CO2, degradarea observata a pilei de combustibil poate fi
explicata pe baza producerii de CO in urma reactiei reversibile de transfer a apei gazoase dintre
13/240
CO2 si H2 absorbit. La concentratii mari de CO2, scaderea potentialului pilei datorata dilutiei de H2,
contribuie la scaderea performantei ansamblului;
pentru o utilizare ridicata a H2, functie de O2 de tranzitie si densitatea de curent, gazul de reciclare
anodic poate imbunatati gazul de recirculare cu impuritati de CO. Aceasta reciclare conduce
intotdeauna la acumulari de CO2 in canalele anodice;
acumularile de CO si CO2 pot fi controlate prin purjarea unei fractii de gaz anodic uzat. Exista un
nivel optim de purjare la care scaderea eficientei ansamblului sa fie minim. Aceasta eficienta este
mai mica decat cea optima in cazul unei purjari ridicate datorita pierderilor in exces de H2 din
gazul purjat. De asemenea, s‐a stabilit ca eficienta ansamblului este scazuta pentru o purjare mai
mica decat cea optima datorita scaderii tensiunii pilei generata de acumularile in exces de CO si
CO2.
Faza 4/2011: Investigarea mecanismului de "otravire" a celulelor de combustibil cu membrana
polimerica. Studii de model
In conformitate cu necesitatile previzionate in domeniul energetic, Centrul National de Hidrogen
si‐a propus investigarea cu precadere a sistemelor de conversie energetica – celula de combustibil de
tipul celor cu membrane polimerica datorita avantajelor esentiale pe care acestea le prezinta si dintre
care cea mai importanta este cea a unei densitati de putere foarte crescuta. Domeniul larg de
aplicabilitate a acestor sisteme PEMFC, de la aplicatii mobile (transporturi) si pana la microsisteme
pentru alimentarea sistemelor electronice a facut in plus ca aceasta structura sa fie considerata a fi
cea mai viabila pentru a reprezenta “fundatia” viitoarei preconizate economii energetice a
Hidrogenului.
Analiza teoretica si experimentala a mecanismului de otravire pentru fiecare tip de contaminant
in parte a permis evaluarea adecvata a impactului acestora asupra performantelor si timpului de
viata a sistemelor componente. Pentru fiecare tip de mecanism, s‐a formulat un set de ipoteze de
baza pentru modelul teoretic iar rezultatele obtinute reprezinta baza inter‐compararilor cu
rezultatele experimentale pentru evaluarea efectelor concrete ale impuritatilor din fluxurile de gaze,
utilizand diferite conditii de functionare – sarcini diferite, temperaturi , presiuni si debite de curgere
variabile.
Faza 5/2011: Investigarea experimentala a impactului compozitiei gazului de alimentare asupra
raspunsului dinamic al unei celule de combustibil cu Hidrogen
In cadrul acestei etape s‐a urmarit proiectarea si realizarea unui ansamblu experimental de
evaluare a impactului impuritatilor in fluxurile de gaze – hidrogen la anod si aer la catod, asupra unei
celule de combustibil de tip PEM. Ansamblul a fost gandit pentru a permite testarea efectului oxizilor
de carbon (CO si CO2), oxizilor sulfului la anod si a oxizilor de azot, azotului si a unor compusi organici
la catod. Nivele reglabile si bine definite de impuritati au fost amestecate in fluxurile de hidrogen si,
14/240
respectiv, aer, iar parametrii de iesire a celulei (caracteristicile electrice furnizate) au fost inregistrati
pentru diferite conditii de functionare
De asemenea, s‐a efectuat determinarea curbelor de impact ale impuritatilor investigate pe baza
rezultatelor experimentale obtinute pentru diferite conditii de functionare – temperatura, presiune,
debite, etc. Efectele propriu‐zise au fost evaluate pe baza diferentei dintre alimentarea in conditii
ideale – hidrogen pur la anod si oxigen pur la catod si in conditii reale cu trasori contaminati in
fluxurile de gaze.
Faza 6/2011. Solutii stiintifice si tehnologice pentru reducerea impactului contaminarii celulelor de
combustibil cu Hidrogen. Experimente privind reducerea contaminarii la anod si catod
Aceasta etapa a avut in vedere stabilirea unor mecanisme adecvate pentru procesele de otravire
la anod prin stabilirea unui model adecvat, ale carui rezultate sa fie in concordanta cu datele
experimentale obtinute, elaborarea modelului de tip Health Management Fuel Cell, de control si
management al functionarii unei celule de combustibil de tip PEM, destinat a minimiza impactul
impuritatilor asupra parametrilor functionali si a timpului de viata; stabilirea eficientei sistemului de
control HMFC in baza unei functionari pe perioada determinata si elaborarea unui caiet de
functionare pentru aceasta.
Faza 7/2012. Elaborarea codului pentru conducerea sistemului HMFC pe baza unei modelari
matematice a procesului de contaminare
In cadrul etapei s‐a elaborat modelul matematic al procesului de contaminare pentru anod, catod
si membrana. De asemenea, s‐a studiat efectul de otravire a catalizatorului in prezenta monoxidului
de carbon. In baza studiilor elaborate s‐a definitivat configuratia sistemului HMFC. Au fost prezentate
o serie de rezultate experimentale relative la contaminarea cu CO si procesul de curatare al anodului
unei pile de combustibil ce are un catalizator din aliaj platina/ruteniu. Aceste rezultate au inclus
curbele de polarizare ale pilei, masuratorile oscilatiilor spontane si tranzitorii ale potentialului anodic
si o analiza detaliata a comportamentului pilei in timpul transmiterii de impulsuri. S‐a aratat ca odata
ce potentialul anodului a crescut suficient pentru a permite extragerea CO si, ulterior, potentialul
anodic a scazut, trecerea unor curenti mari nu mai foloseste la nimic si, de fapt, doar reduce eficienta
pilei. Pentru a optimiza aceasta eficienta, s‐a aratat ca este important sa se aleaga o tensiune a pilei
care sa reprezinte tensiunea de initiere a impulsurilor. In general, aceasta va fi o valoare care
optimizeaza schimbul dintre beneficiul obtinut in urma reducerii tensiunii normale de operare a
anodului si energia parazitara necesara procesului de transmitere a impulsurilor.
Faza 8/2012: Experimentarea si determinarea performantelor sistemului HMFC prin cuplarea cu un
sistem de celule de combustibil cu Hidrogen cu membrana polimerica de 500 W. Furnizarea
procedurii de operare "
15/240
In aceasta etapa, au fost analizate tipurile de contaminare ale pilelor de combustibil tip PEM, au
fost mentionate elementele contaminate in cadrul pilelor de combustibil de tip PEM (anod, catod si
membrana), a fost investigat efectul contaminarii cu monoxid de carbon asupra performantei pilei. S‐
a analizat influenta debitului de intrare de la anod si a presiunii oxigenului de la catod asupra gradului
de contaminare cu monoxid de carbon a pilelor de combustibil de tip PEM. In final, a fost dezvoltat un
model dedicat acestor efecte precum si inventarierii concentratiei de monoxid de carbon din pila. S‐a
urmarit diagnosticarea starii de functionare a pilelor bazata pe retele neuronale utilizand tensiunea
de iesire. Pentru diagnosticarea unei pile de combustibil s‐au facut determinari experimentale si s‐au
corelat rezultatele obtinute cu modelul teoretic.
A fost propus un model de inventariere a monoxidului de carbon care a oferit explicatii referitoare
la efectele observate in ceea ce priveste debitul anodic si presiunea oxigenului la catod. Prin urmare,
oxidarea monoxidului de carbon a fost inclusa in modelare pentru a se determina performanta totala
a pilei de combustibil atunci cand este utilizat gazul de reformare pe post de combustibil. Prin analiza
statistica a tiparelor tensiunii de iesire pentru 20 de pile separate, s‐a aplicat metoda retelelor
neurale pentru identificarea tiparelor tensiunilor de iesire care se potrivesc cel mai bine cu tiparul
unei pile alese arbitrar alese.
PN 09 19 01 05: Sisteme de recuperare si purificare a matricilor de hidrogen bazate pe materiale
modificate structural
In cadrul proiectului au fost realizate urmatoarele activitati:
Faza 1: Studii privind producerea, separarea, purificarea si utilizarea H2
S‐a realizat un studiu privind producerea hidrogenului, cu accent pe fezabilitate, costuri si
utilizari, studiu care a inclus:
definirea surselor si metodelor de obtinere a H2
prezentarea metodelor de recuperare si purificare a H2
modalitati de aplicare
domenii de utilizare a gazului de inalta puritate
fezabilitatea metodelor de producere si costurile aferente.
Faza 2: Materiale nanoporoase utilizate ca adsorbanti in tehnologia separarii si purificarii H2
S‐au realizat studii cu privire la tipurile de materiale nanoporoase utilizate ca adsorbanti in
tehnologia separarii si purificarii H2 ;care au cuprins:
prezentarea tipurilor de materiale adsorbante si a caracteristicilor acestora
prezentarea mecanismelor de indepartare a impuritatilor din matricile de hidrogen
conditiile de reactie
tipuri de sisteme de separare si purificare a H2 ce sunt utilizate in astfel de procese.
16/240
Faza 3: Structura si aciditatea zeolitilor. Mecanismele care determina selectivitatea acestor
materiale
S‐a realizat un studiu cu privire la utilizarea zeolitilor in procese de separare si purificare a
matricilor de hidrogen care a inclus:
prezentarea structurii si aciditatii zeolitilor
prezentarea mecanismului de difuzie
stabilirea selectivitatii zeolitilor in functie de natura reactantilor, produsilor si subprodusilor
rezultati in reactiile de suprafata
s‐au elaborat lucrari stiintifice care au fost prezentate la conferinte stiintifice interne si
internationale si publicate.
Faza 4: Dezvoltarea de membrane carbonice pentru recuperarea si purificarea H2
In aceasta etapa a proiectului s‐a realizat un studiu cu privire la dezvoltarea de membrane
carbonice pentru recuperarea si purificarea H2 care prezinta :
tipuri de membrane pentru separarea gazelor
membrane relevante pentru separarea hidrogenului
membrane carbonice: structura si caracterizare
aplicatiile membranelor carbonice pentru separarea si purificarea hidrogenului
Faza 5: Prepararea membranelor carbonice‐proceduri experimentale
In aceasta etapa a proiectului s‐au preparat si realizat membrane carbonice, utilizate pentru
recuperarea si purificarea H2 , iar studiul prezinta :
programul experimental,
materiale utilizate la prepararea membranelor (gaze, solutii precursoare),
realizarea sistemului experimental de preparare si testare,
teste de preparare care includ etapa de pretratare, carbonizarea, depunerea de metal activ si
activarea membranelor precum si teste preliminare de evaluare a performantelor.
Faza 6: Modificarea suprafetei structurilor zeolitice pentru cresterea afinitatii fata de compusi
organici si anorganici
Etapa a constat in :
stabilirea structurii si aciditatii zeolitilor
imbunatatirea selectivitatii zeolitilor
determinarea influentei modificarilor de suprafata asupra distributiei starilor de aciditate
determinarea influentei modificarilor de suprafata prin depunere chimica
determinarea selectivitatii zeolitilor modificati cu metale si oxizi metalici.
17/240
Faza 7: Studii de caz si evaluare tehnico‐economica cu privire la separarea si purificarea
hidrogenului care s‐au referit la:
Teste de separare a H2 din gaz natural
Teste de separare a H2 din gazele de rafinarie
Teste de separare a H2 rezultat din conversia CO2 captat de la centrale termice
Teste de separare a H2 din alte surse.
PN 09 19 01 06: Modelarea si analiza experimentala a raspunsului tranzitoriu al unui sistem de pile
de combustibil pentru aplicatii automotive
Acest proiect a urmarit modelarea si analiza experimentala a raspunsului tranzitoriu al unui
sistem de pile de combustibil si utilizarea rezultatelor obtinute pentru realizarea unui sistem de
control al acestuia. Sistemul este necesar pentru aplicatii mobile intr‐o gama de puteri generate de
ansamblul de pile de pina la 12 kW.
In cadrul proiectului s‐au elaborat studii privind tema abordata si s‐au realizat procedurile
experimentale. Utilizand un ansamblu experimental de masura prin spectroscopie de impedanta
cuplata cu determinari voltametrice si un stand complex de testare a ansamblurilor de pile de
combustie s‐au facut determinari experimentale in conditiile alimentarii cu hidrogen si oxigen la
diferite debite si presiuni inclusiv la regimuri ciclice de pornire ‐ oprire si determinari privind
comportarea pilei la temperaturi cuprinse in intervalul 40‐ 800 C. In urma interpretarii rezultatelor
experimentale s‐au definit functiile de transfer pentru regimul tranzitoriu, s‐au elaborat algoritmi de
control si proiectul de executie a sistemului de control la nivel de model experimental. De asemenea, s‐a
realizat sistemul de control si s‐au efectuat teste preliminare pe subansamble functionale.
In final, s‐a testat sistemul proiectat si s‐au stabilit performantele functionale. S‐a demonstrat
conformitatea rezultatelor experimentale cu modelul matematic elaborat. S‐a prezentat
functionalitatea sistemului cu aplicatie directa pe echipamente automotive.
Pentru realizarea obiectivului au fost implicate urmatoarele activitati:
Faza 1/2013: Realizarea set‐up‐ului experimental si determinarea functiilor matematice de modelare
a raspunsului dinamic a unui ansamblu de pile de combustibil Definirea functiei de raspuns pentru
modificari ale debitelor si presiunilor de alimentare cu hidrogen si oxigen/aer si la variatii de
temperatura. Aplicatie de caz pentru un ansamblu de pile de 5 kW
Etapa a urmarit definirea functiei de raspuns pentru modificari ale debitelor si presiunilor de
alimentare cu hidrogen si oxigen/aer, in vederea elaborarii modelului de comportare in regim
tranzitoriu. In acest scop s‐au efectuat: determinari experimentale privind raspunsul tranzitoriu al
unui ansamblu de pile de combustibil la alimentarea cu hidrogen si aer la debite variabile si in
18/240
situatii de oprit – pornit‐oprit, determinari experimentale privind functionarea unui ansamblu de pile
de combustibil la temperaturi in domeniul 40‐1000 C
S‐au interpretarea rezultatelor experimentale si s‐au definit functiile de transfer pentru regimul
tranzitoriu.
Faza 2/2013: Analiza metodelor de recuperare a gazelor procesate la anod. Alegerea solutiei
optime. Proiectarea si realizarea sistemului de recuperare a gazului procesat la anod in vederea
optimizarii consumurilor. Implementarea sistemului de recuperare pe ansamblul pilei de
combustibil. Teste functionale
Etapa a constat in: analiza metodelor de recuperare a gazelor procesate la anod, alegerea solutiei
optime privind proiectarea si realizarea sistemului de recuperare a gazului procesat la anod in
vederea optimizarii consumurilor; implementarea sistemului de recuperare pe ansamblul pilei de
combustibil; teste functionale.
Faza 3/2013: Elaborarea algoritmului de control. Proiectarea si realizarea sistemului de control a
anasamblului de pile de combustibil. Testarea sistemului de control pe un ansamblu de pile de
combustibil. Stabilirea performantelor functionale
In cadrul aceastei faze s‐au elaborat algoritmii de control ai ansamblului de pile de combustibil, s‐
a proiectat unui model experimental ME a unui sistem de control pentru un ansamblu de pile de
combustibil si s‐a realizat sistemul de control.
Testele preliminare realizate pe subansamble functionale ale sistemului de control au condus la
stabilirea performantelor functionale.
Faza 4/2013: Implementarea sistemului de control pe o aplicatie automotiva. Determinarea
performantelor functionale pentru aplicatia automotiva. Intocmirea fisei de produs. Diseminarea
rezultatelor obtinute prin publicarea de articole in reviste de prestigiu. Diseminarea rezultatelor
obtinute prin participari cu lucrari stiintifice la manifestari stiintifice interne si internationale.
Demonstrarea utilitatii si functionalitatii sistemului si a rezultatelor obtinute intr‐un cadru organizat
cu participarea unor potentiali aplicanti.
Aceasta etapa a proiectului a vizat testarea sistemului de control a unui ansamblu de pile de
combustibil si stabilirea performantelor functionale, in vederea demonstrarii functionalitatii si
utilitatii sistemului. S‐a elaborat o specificatie tehnica pentru sistemul de control propus pentru
implementarea pe aplicatii mobile.
PN 09 19 01 07: Integrarea energiilor regenerabile utilizand tehnologii bazate pe hidrogen
Proiectul a avut in vedere promovarea si integrarea surselor regenerabile de energie, scopul fiind
reprezentat de realizarea unui sistem "concept" de mici dimensiuni pentru managementul energiei
electrice produse. S‐au dezvoltat in acest fel modele teoretice si investigatii experimentale care au
19/240
generat informatii in privinta: identificarii si utilizarii surselor regenerabile de producere a energiei
pentru configurarea unui sistem hibrid; alegerii solutiei optime privind scenariile alternative de
producere a energiei; fundamentarii teoretice, modelarii si intelegerii functionarii tuturor
componentelor sistemului de management a energiei produsa din surse regenerabile, realizarii si
testarii acestuia pentru demonstrarea utilitatii si aplicabilitatii lui.
Faza 1/2013: Modelarea si configurarea unui sistem de management a energiei electrice bazat pe
surse regenerabile si hidrogen functie de posibilele scenarii RES
Obiectivul acestei faze a avut in vedere o serie de activitati care au condus la:
investigarea de diferite configuratii posibile de sisteme hibrid de producere a energiei electrice
bazate pe surse regenerabile si hidrogen
modelarea componentelor incluse intr‐un astfel de sistem de management a energiei electrice
analiza Simulink pentru fiecare din aceste componente
analiza generala a scenariilor alternative de producere a energiei utilizand surse regenerabile
diferite si hidrogenul, in vederea stabilirii solutiei optime.
Faza 2/2013: Proiectarea unui sistem integrat de mici dimensiuni pentru managementul energiei
electrice provenite din surse regenerabile
Aceasta faza a vizat o serie de activitati ce au avut in vedere prezentarea unor aspecte generale
privind proiectarea asistata de calculator a unui sistem de producere a energiei, dimensionarea
componentelor acestui sistem, iar in final s‐a proiectat sistemul de management a energiei electrice
bazat pe surse regenerabile si hidrogen functie de posibilele scenarii RES. Motivatia pentru
elaborarea unui proiect initial pentru un sistem concept consta in producerea de energiei curata
profitand de oportunitatea folosirii vantului, de celulele fotoelectrice, de panourile solare si pilele de
combustie, solutii integrate de a scoate energie fara nici un efort si fara nici un cost. Toate aceste
obiective au fost atinse prin realizarea efectiva a sistemului de management a energiei electrice bazat
pe surse regenerabile si hidrogen, iar etapa curenta a reprezentat un pas intermediar in indeplinirea
scopului general al proiectului.
Faza 3/2013: Realizarea unui sistem integrat de mici dimensiuni pentru managementul energiei
electrice provenite din surse regenerabile
Obiectivul acestei faze a constat intr‐o serie de activitati ce au avut in vedere obtinerea sistemului
integrat de mici dimensiuni pentru managementul energiei produse. Conceptul sistem integrat
energetic, indiferent de sursa care genereaza energia, este un concept nou ce include intelegerea,
fundamentarea teoretica, analizarea, proiectarea, realizarea, evaluarea si utilizarea componentelor
sistemului. Un astfel de sistem consta dintr‐o turbina eoliana, panouri solare fotovoltaice, dispozitiv
de control complementar „vant‐soare”, invertor de tensiune, baterii reincarcabile, un ansamblu de
pile de combustibil, un electrolizor si un stocator de hidrogen pe carbune activ. Toate aceste
20/240
subsisteme au fost alese astfel incat sa aiba in vedere un management capabil sa gestioneze
obiectivele propuse, conversia energiei, integrarea si controlul, precum si evaluarea impactului si a
riscurilor. Realizarea efectiva a sistemului de management a energiei electrice bazat pe surse
regenerabile si hidrogen contribui la asigurarea disponibilitatii si a patrunderii pe piata a tehnologiilor
energetice curate si la generarea de beneficii publice semnificative.
Faza 4/2013: Experimentari privind sistemul integrat de mici dimensiuni pentru managementul
energiei electrice avand la baza sursele regenerabile si tehnologia hidrogenului. Demonstrarea
utilitatii si functionalitatii sistemului
Aceasta faza a constat in demonstrarea utilitatii si functionalitatii sistemului obtinut pentru
managementul energiei produse din surse regenerabile, care sa asigure continua adaptare a
productiei de energie la cerintele sarcinii. S‐au desfasurat mai multe activitati, care au avut in vedere:
conceperea unei strategii de management energetic care sa conduca la satisfacerea necesitatilor
consumatorului, in conditiile utilizarii unui minim de resurse, respectiv cu consumuri energetice
minime; implementarea strategiei de management energetic pe sistemul integrat de mici dimensiuni
realizat pentru managementul energiei electrice produse din surse regenerabile, utilizand
tehnologia hidrogenului, astfel incat sa se realizeze functionalizarea sa; studiul experimental al
comportarii sistemului, in vederea demonstrarii utilitatii si a functionalitatii acestuia.
Ca urmare, s‐a analizat, proiectat si realizat un sistem energetic durabil bazat pe celule
fotovoltaice, turbine eoliene si tehnologia hidrogenului, prin utilizarea abordarilor teoretice si
experimentale (modelare matematica, simulare, construire si testare) si s‐a demonstrat utilitatea si
aplicabilitatea acestuia in cadrul institutului.
PN 09 19 01 08: Studii cu privire la dezvoltarea proceselor termocatalitice si a tipurilor de
catalizatori utilizati pentru aplicatii in domeniul producerii energiei regenerabile
In cadrul proiectului au fost realizate urmatoarele activitati:
Faza 1/2013: Studii privind analiza potentialului de materii prime utilizate in procesele
termocatalitice si a tipurilor de catalizatori folositi pentru producerea gazului de sinteza cu
continut ridicat in hidrogen si a reactiei de termoliza intre dioxid de carbon si hidrogen
In aceasta etapa a proiectului s‐a analizat potentialului materiilor prime utilizate in procesele
termocatalitice, s‐au analizat tipurile de catalizatori folositi pentru producerea gazului de sinteza cu
continut ridicat in hidrogen, si reactia de termoliza intre dioxid de carbon si hidrogen.
In studiu au fost prezentate date referitoare la:
Potentialul de producere a energiei regenerabile, domeniile actuale de utilizare si perspective noi
de valorificare
21/240
Tipurile de procese termocatalitice utilizate pentru obtinerea gazului de sinteza cu continut ridicat
in hidrogen si continut redus in dioxid de carbon
Solutii alternative de tratare catalitica a dioxidului de carbon rezultat din procesele
termocatalitice pentru a realiza captarea si utilizarea sa in scopuri energetice
Analiza teoretica si studii experimentale preliminare pentru reactia de termoliza intre dioxid de
carbon si hidrogen.
Faza 2/2013: Realizarea de teste experimentale de laborator pentru dezvoltarea proceselor
termocatalitice cu selectarea si testarea catalizatorilor cu eficienta ridicata
In aceasta etapa a proiectului s‐a realizat un studiu care cuprinde date cu referire la :
Realizarea de teste experimentale de laborator pentru dezvoltarea proceselor termocatalitice cu
selectarea si testarea catalizatorilor cu eficienta ridicata
Prezentarea caracteristicilor materiei prime utilizate, realizarea de teste experimentale
preliminare de piroliza si gazeificare pentru obtinerea gazului de sinteza cu continut ridicat in
hidrogen
Analiza produsilor rezultati, metode de preparare si tehnici de caracterizare pentru catalizatorii
obtinuti, utilizati in reactia de termoliza intre dioxid de carbon si hidrogen
Realizarea de lucrari stiintifice care au fost prezentate la manifestari stiintifice interne/
internationale.
Faza 3/2013: Studii cu privire la optimizarea parametrilor de process si a catalizatorilor pentru
cresterea gradului de conversie si a stabilirii conditiilor optime pentru reactia dintre dioxid de
carbon si hidrogen
In aceasta etapa a proiectului s‐a realizat un studiu care cuprinde:
Rezultatele testelor de evaluare a performantelor proceselor termocatalitice
Determinarea eficientei proceselor de piroliza si gazeificare a glicerolului si shrotului de rapita
pentru obtinerea gazului de sinteza cu continut ridicat in hidrogen
Parametrii optimi de proces stabiliti, prezentarea procedurilor experimentale
Rezultatele analizelor experimentale realizate pentru definirea tipului de catalizator si a
conditiilor optime pentru reactia intre dioxid de carbon si hidrogen
Determinarea bilantului energetic si analiza exergetica
Realizarea a doua lucrari stiintifice.
Faza 4/2013: Studiu comparativ de evaluare tehnico‐economica cu privire la dezvoltarea
proceselor termocatalitice si a performantelor catalizatorilor utilizati pentru producerea de gaz
de sinteza cu continut ridicat in hidrogen si integrarea procesului de termoliza intr‐o solutie de
captare si conversie a dioxidului de carbon.
In aceasta etapa s‐a realizat un studiu care a cuprins :
22/240
Prezentarea tehnologiei de obtinere a gazului de sinteza cu continut ridicat in hidrogen prin
procesarea termocatalitica a glicerolului si shrotului de rapita
Prezentarea datelor de proiectare pentru transpunerea tehnologiei la scara
Prezentarea de randamente, consumuri energetice si eficientele reactiilor de conversie la gaz de
sinteza
Modalitati de inlocuirea a produselor petroliere cu biocarburanti si hidrogen
Procedurile experimentale realizate
Evaluarea criteriilor de performanta obtinute prin aplicarea proceselor termocatalitice si
elaborarea specificatiei tehnice privind integrarea procesului de termoliza intr‐o statie micro‐pilot
de captare si conversie a dioxidului de carbon la metan
Realizarea a 4 lucrari stiintifice, publicarea si prezentarea lor la manifestari stiintifice interne /
internationale.
PN 09 19 01 09: Investigatii teoretice si experimentale privind sistemele de retentie a CO la
temperaturi joase pentru pilele de combustibil tip PEM si aplicatiile lor
Obiectivul general al proiectului a constat in investigarea din punct de vedere teoretic si
experimental a unor sisteme catalitice complexe pentru retentia monoxidului de carbon din fluxul
anodic al pilelor de combustibil tip PEM, prin utilizarea modelarii matematice, a simularii numerice, a
metodelor de preparare, caracterizare si testare a catalizatorilor in vederea evaluarii criteriilor de
performanta obtinute si elaborarii unei specificatii tehnice privind integrarea rezultatelor obtinute in
tehnologia pilelor de combustibil pentru imbunatatirea performantelor acestora, a fiabilitatii si
durabilitatii.
Faza 1/2014: Elaborare model matematic si numeric pentru mecanismul de reactie privind retentia
CO pe diferiti catalizatori
Obiectivul fazei l‐a reprezentat dezvoltarea unui mecanism de reactie detaliat privind retentia
monoxidului de carbon pe suprafata a diferite tipuri de catalizatori. Pornind de la modelul matematic
elaborat s‐a realizat un model numeric pentru a simula retentia CO pe diferite tipuri de catalizatori in
vederea determinarii conditiilor optime de operare si a catalizatorului cu performanta cea mai buna.
Studiul adsorbtiei în conditii de echilibru este necesar pentru evidenţierea condiţiilor în care poate fi
atins gradul de adsorbţie maxim. Scopul etapei a constat in obtinerea unor rezultate preliminare, prin
stabilirea unor parametri optimi de functionare pentru a fi utilizati ca punct de plecare pentru etapa
de testare experimentala. De aceea, determinarea cineticii procesului prin includerea tuturor
caracteristicilor fizico‐chimice ale amestecului reactant si respectiv ale catalizatorului a constituit un
pas intermediar al proiectului iar rezultatele obtinute sunt baza investigatiilor experimentale, care
conduc la validarea numerica.
23/240
Faza 2/2014: Metode de preparare si caracterizare pentru catalizatorii necesari pentru retentia CO
la temperaturi scazute
Etapa a urmarit prezentarea detaliata a metodelor de preparare si caracterizare a catalizatorilor
utilizati pentru retentia CO. A fost necesara purificarea gazelor anodice ale pilelor de combustibil tip
PEM, astfel ca o importanta deosebita in desfasurarea proiectului si in indeplinirea scopului general
declarat: dezvoltarea unor sisteme de retentie a CO la temperaturi joase care sa fie integrate in
tehnologia pilelor de combustibil tip PEM, a fost de a alege corespunzator metodele de preparare si
caracterizare a catalizatorilor ce vor fi utilizati. Ca urmare, parcurgerea unor pasi precum analizarea
metodei adecvate de preparare si caracterizare a catalizatorilor necesari pentru retentia CO la
temperaturi scazute s‐a concretizat ca o etapa indispensabila pentru realizarea obiectivului general al
proiectului.
Faza 3/2014: Analize experimentale pentru definirea tipului de catalizator si a conditiilor optime
pentru retentia CO la temperaturi scazute. Validare model numeric
Obiectivul fazei a avut in vedere prepararea de catalizatori pentru retentia CO, caracterizarea lor
si compararea rezultatelor experimentale cu cele ale unor catalizatori comerciali precum si validarea
modelului numeric elaborat anterior prin discutarea acelor parametri importanti pentru obtinerea
performantei dorite.
Sinteza unor catalizatori capabili sa oxideze monoxidul de carbon la temperatura ambientala
reprezenta o solutie pentru multe probleme ce tin: de pilele de combustibil, de protectia mediului
sau de imbunatatirea calitatii vietii. Etapa a constat in prepararea si caracterizarea de catalizatori
necesari pentru retentia CO la temperaturi scazute, fiind un pas important in indeplinirea scopului
general al proiectului.
Faza 4/2014: Evaluarea criteriilor de performanta obtinute si elaborarea unei
specificatii tehnice privind integrarea sistemelor de retentie a CO in tehnologia pilelor de
combustibil
In aceasta etapa s‐au concentrat studiile teoretice si experimentale realizate pe parcursul
proiectului, si s‐au stabilit si evaluat criteriile de performanta ale sistemelor de retentie a CO. Scopul
final a fost acela de a elabora o specificatie tehnica pentru integarea celor doua componente (reactor
pentru retentia CO si ansamblu de pile de combustibil tip PEM), in vederea optimizarii factorilor
externi care influenteaza functionarea si performantele pilelor de combustibil. S‐a stabilit ca
alimentarea cu hidrogen (indiferent de sursa de producere) a unei pile de combustibil trebuie sa aiba
un continut de monoxid de carbon mai mic de 10 ppm, iar dezvoltarea unui sistem de retentia a
acestuia a fost considerata primordiala pentru indeplinirea acestui obiectiv.
24/240
PN 09 19 01 10: Studii si cercetari privind implementarea algoritmilor de tip Fuzzy pentru
managementul ansamblurilor de pile de combustibil de tip PEM in vederea cresterii eficientei
energetice a acestora
Proiectul a urmarit realizarea unui sistem de control pe baza algoritmilor fuzzy pentru un
ansamblu de pile de combustibil de tip PEM. Sistemul va fi utilizat atit pentru aplicatii mobile cit si
pentru aplicatii stationare intr‐o gama de puteri generate de ansamblul de pile de pana la 5 kW.
Controlul Fuzzy reprezinta un standard in ansamblul metodelor de control moderne. Nu exista
practic un model matematic exact al instalatiilor de automatizat. Din acest motiv, implementarea
unei legi de reglare obtinute pe baza unei metode de proiectare ce utilizeaza modelul matematic al
instalatiei poate conduce la performante mult diferite de cele impuse in proiectare. Acest fapt se
datoreaza diferentei dintre modelul matematic folosit in proiectare si cel real. Proiectarea pe baza de
algoritmi Fuzzy, reprezinta metoda de proiectare care ia in consideratie aceasta diferenta intre
modele, diferenta care se transpune in modelarea incertitudinilor de sistem.
Proiectarea pe baza de algoritmi Fuzzy ia in considerare doua tipuri de incertitudini de sistem:
nestructurate si structurate. Incertitudinile nestructurate provin din insuficienta cunoastere a
dinamicii complexe a sistemului sau din neglijarea acestor dinamici, iar cele structurate provin din
necunoasterea cu precizie a valorilor exacte ale parametrilor modelului matematic al sistemului.
Rezultatele teoretice se transpun atat in planul analizei cat si al sintezei sistemelor de reglare.
Deoarece considerarea incertitudinilor nestructurate poate conduce la sinteza unor regulatoare prea
conservative, teoria moderna a controlului fuzzy se bazeaza pe considerarea incertitudinilor
structurate (parametrice). Rezultatele sunt asemanatoare atat ca problematica cat si ca forma cu
singura execeptie ca in locul valorilor singulare se folosesc valorile singulare structurate. Prin acest
proiect s‐a urmarit aplicarea algorimilor fuzzy pentru controlul ansamblurilor de pile de combustibil si
cresterea nivelului de eficienta a acestora. Un pas inainte l‐a reprezentat utilizarea unor metode de
reglare neconventionale, dar care prezinta un grad de acuratete intrinsec: conducerea in regim
alunecator si conducerea vibrationala.
Faza 1/ 2013: Elaborarea unui studiu comparativ privind metodele de control a ansamburilor de pile
de combustibil. Definirea unei configuratii experimentale pentru sistemul de testare a eficientei
algoritmilor de control implementati pe ansamblul de pile de combustibil . Proiect de executie.
In cadrul etapei s‐au analizat principalele metode de control al ansamblurilor de pile de
combustibil, evidentiind avantajele si dezavantajele fiecareia. De asemenea s‐a stabilit o configuratie
pentru standul de testare al sistemului de control al ansambului de pile de combustibil, realizat intr‐o
varianta suficient de flexibila incat sa permita testarea a diferite strategii si metode de control. S‐a
elaborat proiectul de executie pentru standul de testare. S‐au avut in vedere: realizarea sistemului
experimental de testare, punerea in functiune si stabilirea parametrilor functionali, determinari
25/240
experimentale privind raspunsul tranzitoriu a unui ansamblu de pile de combustibil la modificarea
parametrilor functionali, precum si interpretarea rezultatelor experimentale.
Faza 2/2014: Realizarea sistemului de testare a eficientei algoritmilor de control implementati pe
ansamblul de pile de combustibil. Punere in functiune si determinarea parametrilor functionali
In aceasta etapa s‐a urmarit: realizarea sistemului experimental de testare, punerea in functiune
si stabilirea parametrilor functionali. S‐au efectuat determinari experimentale privind raspunsul
tranzitoriu a unui ansamblu de pile de combustibil la modificarea parametrilor functionali, urmate de
interpretarea rezultatelor experimentale, definirea functiilor de transfer pentru regimul tranzitoriu,
elaborarea unei baze de date.
Faza 3/2014: Implementarea unui algoritm de control fuzzy pentru optimizarea densitatii de putere
intr‐o pila de combustibil de tip PEM, pe baza modelului dinamic elaborat pentru puterea generata.
Determinarea experimentala a eficientei algoritmului.
S‐a evidentiat elaborarea modelului dinamic pentru puterea generata de o pila de combustibil,
precum si implementarea unui algoritm de control fuzzy pentru optimizarea densitatii de putere intr‐
o pila de combustibil de tip PEM pe baza modelului dinamic elaborat pentru puterea generata.
Faza 4/2014: Elaborarea unui model si a unei metode de implementare a unui algoritm fuzzy
pentru controlul temperaturii unui ansamblu de pile de combustibil de tip PEM. Determinari
experimentale privind acuratetea algoritmului de control utilizat.
Aceasta etapa a constat in: elaborarea unui model si a unei metode de implementare a unui
algoritm fuzzy pentru controlul temperaturii unui ansamblu de pile de combustibil de tip PEM,
determinari experimentale privind acuratetea algoritmului de control utilizat.
Faza 5/2014: Elaborarea unui model Fuzzy pentru predictia dinamicii parametrilor de iesire ai unei
pile de combustibil de tip PEM in functie de parametrii de intrare cei mai relevanti. Determinari
experimentale pentru validarea modelului in vedereaz extinderii aplicabilitatii sale pentru un
ansamblu de pile de combustibil de tip PEM
Etapa a urmarit: elaborarea unui model Fuzzy pentru predictia dinamicii parametrilor de iesire ai
unei pile de combustibil de tip PEM in functie de parametrii de intrare cei mai relevanti, determinari
experimentale pentru validarea modelului in vederea extinderii aplicabilitatii sale pentru un
ansamblu de pile de combustibil de tip PEM, precum si diseminarea rezultatelor obtinute prin
publicarea de articole in reviste internationale de prestigiu
Sistemul de pile de combustibil luat în calcul in proiect are o putere generata de 5 kW. Intrările
în sistem sunt hidrogenul şi aerul, iar ieşirile sunt tensiunea şi curentul pilei.
In cadrul etapei s‐au elaborat studii privind tema abordata, s‐a definit configuratia standului de
experimentare si testare si s‐a elaborat proiectul de executie pentru acesta. Realizarea standului ,
punerea in functiune si determinarea performantelor functionale a reprezentat o alta etapa in derularea
26/240
proiectului. De asemenea, s‐a elaborat un model de simulare tridimensional a raspunsului tranzitoriu
pentru un ansamblu de pile de combustibil la schimbari de faza in functie de nivelul de umidificare a
fluidelor, la transferul de masa si caldura, in conditii de amorsare si dezamorsare ciclica si la
modificari ale debitelor si presiunilor pe fluxurile de alimentare cu hidrogen si oxigen/aer.
In continuare s‐au facut determinari experimentale in conditiile alimentarii cu hidrogen si oxigen
la diferite debite si presiuni inclusiv la regimuri ciclice de pornire ‐ oprire, la diferite densitati de
putere si determinari privind comportarea pilei la temperaturi cuprinse in intervalul 40 ‐ 1000 C. In
urma interpretarii rezultatelor experimentale si a centralizarii rezultatelor intr‐o baza de date, s‐au
definit functiile de transfer pentru regimul tranzitoriu, s‐au elaborat algoritmi de control. S‐a procedat la
implementarea unui algoritm de control fuzzy pentru optimizarea densitatii de putere intr‐o pila de
combustibil de tip PEM, pe baza modelului dinamic elaborat pentru puterea generata si s‐au facut
determinari experimentale a eficientei algoritmului. S‐a elaborat un model si o metoda de
implementare a unui algoritm fuzzy pentru controlul temperaturii unui ansamblu de pile de
combustibil de tip PEM pentru care s‐au facut determinari experimentale privind acuratetea
algoritmului de control utilizat. De asemenea s‐a elaborat un model Fuzzy pentru predictia dinamicii
parametrilor de iesire ai unei pile de combustibil de tip PEM in functie de parametrii de intrare cei
mai relevanti urmat de determinarile experimentale pentru validarea modelului in vederea extinderii
aplicabilitatii sale pentru un ansamblu de pile de combustibil de tip PEM.
In final s‐a testat sistemul proiectat si se stabilesc performantele functionale. Proiectul are definit
prin planul de realizare o componenta majora privind diseminarea rezultatelor obtinute prin articole,
lucrari stiintifice, etc, iar prin insasi metodologia propusa, cu un continut original autentic, deschide
noi directii de cercetare in domeniu. In consecinta activitatile de baza ce s‐au derulat in cadrul acestui
proiect au fost, in esenta, axate pe studiul teoretic si experimental al sistemului de control propus.
PN 09 19 01 11: Prospectii si oportunitati tehnico‐economice privind reciclarea CO2 la metan,
utilizand hidrogen regenerabil
Obiectivul general al proiectului a avut in vedere investigarea din punct de vedere teoretic si
experimental a oportunitatilor tehnico‐economice privind reactia de metanare utilizand hidrogen
regenerabil, avand la baza: utilizarea diverselor metode de preparare, caracterizare si testare a
diferite sisteme catalitice in vederea evaluarii criteriilor de performanta obtinute in reactia de
metanare, furnizarea de date experimentale pentru elaborarea unui studiu de pre‐fezabilitate privind
integrarea rezultatelor obtinute in tehnologia nepoluanta de reciclare a CO2 prin conversie la
combustibil metan, utilizand hidrogen regenerabil. Astfel s‐a urmarit cuplarea unui sistem de reactie
format din dioxidul de carbon rezidual si hidrogen regenerabil, cu tehnologia de producere a unui
combustibil.
27/240
Faza 1/2014: Investigari experimentale si dezvoltarea unui set‐up experimental pentru reciclarea
dioxidului de carbon la metan, utilizand hidrogen regenerabil
Obiectivul fazei a constat in elaborarea de studii experimentale privind procesul de metanare a
CO2 prin reactia Sabatier, urmarindu‐se atat selectarea unor catalizatori eficienti cat si influenta
conditiilor de reactie. Pornind de la performantele catalitice obtinute in conditii blande de reactie
(temperatura, presiune) in prezenta a mai multe sisteme catalitice pe baza de metale din grupa a VIII‐
aB depuse pe suporturi oxidice diverse (SiO2, TiO2, Al2O3, ZrO2si CeO2), catalizatorii de Ni pe suport au
fost selectati si investigati experimental in procesul de metanare.
Faza 2/2014: Metode de preparare si tehnici de caracterizare pentru catalizatorii necesari in reactia
de metanare a dioxidului de carbon
S‐a urmarit elaborarea de studii teoretice si experimentale privind sistemele catalitice optime
pentru reciclarea CO2 la metan. S‐au descris principalele metode de preparare a catalizatorilor
utilizate in literatura de specialitate, au fost selectate compozitiile chimice ale catalizatorilor necesari
a fi preparati pentru conversia CO2 si s‐au preparat cateva sisteme catalitice complexe. Sistemele
catalitice preparate pe baza de Ni si Cu s‐au dovedit mai active decat catalizatorii disponibili
comercial.
Etapa a implicat si o serie de obiective specifice intre care amintim caracterizarea fizico‐chimica a
catalizatorilor comerciali precum si a celor preparati.
Faza 3/2014: Evaluarea criteriillor de performanta privind integrarea procesului de metanare intr‐o
instalatie micro‐pilot de obtinere a metanului. Furnizarea de date pentru studiul de pre‐fezabilitate
Obiectivul fazei a constat in stabilirea criteriilor de performanta necesare pentru compararea
sistemelor catalitice studiate, in scopul selectarii catalizatorului cu cele mai bune performante in
reactia de metanare a dioxidului de carbon si elaborarea unui model matematic pentru simularea
procesului de metanare a CO2 intr‐un reactor catalitic in pat fix, in conditii de presiune atmosferica si
temperatura de reactie relativ mica. Toate aceste informatii si rezultate reprezinta datele de intrare
ale unui studiu de pre‐fezabilitate.
PN 09 19 01 12: Investigari experimentale privind realizarea de ansambluri membrane‐electrozi
optimizate pentru pile de combustibil tip PEM
Proiectul a vizat promovarea si integrarea surselor de energie bazate pe hidrogen, ca vector
universal de energie curata si sustenabila. In cadrul acestui proiect s‐a tintit la problema „proof of
concept” a unei pile de combustibil de tip PEM, bazata pe hidrogen. Ideologic vorbind, principiul
sistemului studiat este defalcat in problemele adiacente legate de implementarea pilelor de
combustibil de tip PEM: costurile ridicate si eficientizarea conversiei energiei prin intermediul
reactiilor electrochimice la nivelul ansamblului membrana‐electrod.
28/240
Obiectivul acestui proiect a fost crearea cadrului stiintific pentru mai buna intelegere a relatiei
dintre morfologia interfetelor membrana – electrod si a partilor constituente (GDL, configuratia
canalelor de umidificare si geometria placilor bipolare), in vederea optimizarii parametrilor de
functionare in pile de combustibil de tip PEM. In acest context, s‐a urmarit gasirea unor solutii de a
evita umidificarea neomogena a membranei protonice, pentru a imbunatati parametrii functionali ai
celulelor de combustibil de tip PEM prin eliminarea GDL‐ului din arhitectura ansamblului membrana‐
electrod si controlul dispersiei dimensiunii porilor activi din electrozii de carbon. Aceasta presupune o
solutie inovativa de reproiectare a ansamblului membrana‐electrod, pornind de la membrana
protonica si terminand cu colectorii de curent (bottom‐up). Avantajul acestei metode este facilitarea
accesului direct al combustibilului si oxidantului la centrii de conversie electrochimica (reducere /
oxidare) cat si eliminarea eficienta a produsului de reactie (apa) din canalele de drenare. Aditional,
optimizarea geometriei si morfologiei colectorilor de curent care, in acest design „proof of concept”
ar putea juca si rolul canalelor de drenare, ofera posibilitatea eliminarii placilor bipolare, lucru care ar
imbunatati substantial raportul de energie obtinut per greutate in pile de combustibil de tip PEM.
In alta ordine de idei, obiectivul acestui proiect a constat in eficientizarea incarcarii cu Pt a
electrozilor porosi, cu ajutorul unor metode solid‐state si chimice, pentru obtinerea unor incarcari
specifice de catalizator de pana la 0.3‐0.4 g/cm2. Gradul de noutate in acest studiu l‐a reprezentat
implementarea metodelor solid‐state de depuneri de straturi subtiri de catalizator, fie direct pe
membrana schimbatoare de protoni, fie pe un mediu poros, GDL. Avantajul acestei metode fata de
metodele folosite in prezent este timpul scurt de procesare, controlul parametrilor de depunere
(grosime, spre exemplu) si, nu in cele din urma posibilitatea de a controla morfologia nano‐
particulelor de catalizator depuse, prin controlul plasmei de evaporare.
De asemenea, a fost realizat un studiu cantitativ si calitativ al noilor arhetipuri de ansambluri
membrana‐electrod si presupune fabricarea si testarea acestora intr‐o celula de combustibil, si
corelarea prorietatilor electronice de transport (voltametri ciclica, curbe de impedanta si polarizare)
cu cele obtinute din analiza morfologica si stoichiometrica a specimenelor prin spectroscopie
electronica de baleaj (SEM/EDS).
Studiile din cadrul acestui proiect au demonstrat gradul ridicat de interdisciplinaritate al temei
abordate, in special cu referire la alte tipuri de celule electrochimice de putere, cum ar fi celulele
supracapacitive. In acest context, s‐au discutat asemanarile si deosebirile dintre pilele de combustibil
de tip PEM si un supracapacitor comercial.
29/240
PN 09 19 01 13: Convertor energetic de tip PEM pentru producere de hidrogen ultrapur
Proiectul a urmarit ideea realizarii de sisteme energetice de producere a hidrogenului. Hidrogenul
este considerat combustibilul viitorului ce urmeaza a inlocui combustibilii fosili. Utilizarea
hidrogenului pentru producerea de energie CURATA folosind pilele de combustie este considerata
cea mai buna alegere atat pentru aplicatii stationare cat si pentru cele mobile si portabile.
Obiectivul general al proiectului a avut in vedere proiectarea si dezvolatarea unui convertor
energetic regenerativ de tip electrolizor cu membrana polimera schimbatoare de protoni, prin
utilizarea de solutii tehnologice si stiintifice alternative in vederea sintezei de materiale noi,
multifunctionale si cu costuri scazute care sa asigure obtinerea hidrogenului, la costuri scazute, prin
metoda electrolizei (PEM).
Proiectul a fost structurat pe trei etape de realizare, prezentate dupa cum urmeaza:
Faza 1/2015: Elaborarea unor modele structurale de catalizatori pentru electrozi
Obiectivul fazei a constat in sinteza de catalizatori nanostructurati si caracterizarea de electrozi
nanostructurati pe baza de oxizi metalici pentru aplicatii la electrolizoarele cu membrane
schimbatoare de protoni PEM. In acest sens au fost realizaţi folosind metoda de pulverizare RF in
camp magnetic electrozi care folosesc materiale catalitice active cum sunt TiO2 si ZnO.
Nanostructurile de oxizi au fost distribuite uniform pe suprafaţa stratului de difuzie a gazului iar ca
substrat s‐a folosit ţesătură carbonică teflonată și neteflonată. In urma analizelor structurale, s‐a
demonstrat faptul ca oxizii metalici de tipul TiO2 si ZnO reprezinta o alternativa la electrozii comerciali
bazati pe catalizatori de tipul Pt/Ru.
Faza 2/2014: Realizarea si demonstrarea functionalitatii unui model experimental de convertor
energetic de tip PEM pentru producere de hidrogen ultrapur
Faza a avut ca obiective realizarea unui ansamblu membrana‐electrod (MEA) si proiectarea,
realizarea si caracterizarea unui model experimental si versatil de celula electrochimica. În scopul
creșterii temperaturii de funcţionare a celulelor eletrochimice la valori mai mari de 80°C, au fost
sintetizate diferite membrane polimere compozite pe bază de polifenilen oxid (PPO) sulfonat cu
diferite grade de sulfonare și particule de silice. Aceste membrane au fost utlizate la realizarea unui
ansamblu membrane‐electrod MEA care apoi au fost testate functional prin voltametrie ciclica,
spectroscopie de impedanta electrochimica si curbe de polarizare.
Faza 3/2014: Îmbunătăţirea performanţelor de funcţionare ale unui model experimental de
electrolizor cu membrană schimbătoare de protoni PEM
Etapa a avut in vedere dezvoltarea de membrane sulfonate pe baza de polimeri ieftini de tipul
pulisulfonelor sulfonate cu grupare Cardo si imbunatatirea performanţelor de funcţionare ale unui
model experimental de electrolizor cu membrană schimbătoare de protoni PEM realizarea si sa
demonstram functionalitatii unui model experimental de convertor energetic de tip PEM cu eficienta
30/240
ridicata si costuri de productie scazute. In acest sens, s‐au sintezat si morfologic, structural și
funcţional diferite materiale membranare de tipul polieteretercetone cu grupare Cardo sulfonate
destinate celulelor de electroliza. De asemenea, s‐a realizat si testat din punct de vedere functional al
unui ansamblu membrana‐electrod MEA optimizat si cu continut scazut de metale nobile.
PN 01 19 01 14: Studii teoretice şi experimentale privind creşterea eficienţei sistemelor de
conversie termochimică a deşeurilor pentru producerea de energie regenerabilă
Activitatile desfasurate in cadrul proiectelor au constat in:
1. Dezvoltarea de metode pentru cresterea eficientei sistemelor de conversie termochimica a
deseurilor de biomasa bazate pe procese de eliminare a gudronului care au inclus:
Dezvoltarea de procese de conversie a deseurilor de biomasa
Elucidarea aspectelor privind influenta prezentei gudronului in sistemele de conversie asupra
eficientei acestor sisteme
Stabilirea conditiilor optime de procesare termochimica a biomasei si deseurilor
Stabilirea de metode eficiente de eliminare a gudronului
Stabilirea tipurilor de catalizatori utilizati pentru eliminarea gudronului
Elaborare lucrari, stiintifice si prezentarea rezultatelor la manifestari stiintifice interne/
internationale
Elaborare si depunere cerere de brevet la OSIM
2. Teste experimentale de descompunere a gudronului rezultat in timpul procesarii termochimice a
deseurilor de biomasa utilizand tipurile de catalizatori preparati care s‐au concretizat prin:
Prepararea catalizatorilor pe baza de fier
Caracterizarea catalizatorilor preparati
Teste de reformarea catalitica cu abur a gudronului in timpul procesului de gazeificare
Determinarea efectelor parametrilor de proces asupra procesului de reformare
Determinarea eficientei catalizatorilor in procesul de eliminare a gudronului din sistemele de
conversie
Stabilirea de concluzii si recomandari asupra cercetarilor realizate
Elaborarea de lucrari stiintifice si prezentarea rezultatelor la manifestari stiintifice interne/
internationale.
PN 09 19 01 15: Tranzitia Metal‐Semiconductor in Complexul Hidrogenat Mg‐Ni‐H
Proiectul a avut in vedere studiul detaliat al proprietatilor fizice fundamentale(structurale,
morfologice, electrice, optice, etc) ale filmelor subtiri hidrogenate ale aliajelor intermetalice cu
magneziu, de tipul Mg‐Ni‐H, cu aplicatii diverse, de la senzori de hidrogen simicro‐dispozitive de
31/240
stocare a energiei sub forma de hidrogen, pana la convertori de energe solara si ferestre optice
inteligente. Acest studiu este de o importanta vitala din doua motive esentiale: pe de o parte are in
vedere o maibuna intelegere a mecanismului de absorbtie de hidrogen in matricea metalor
hidrogenate pentru imbunatatirea raportului gravimetric de stocare de hidrogen si, pe de alta parte,
gasirea unui domeniu de aplicarea materialelor hidrogenate sub forma de filme subtiri care isi pot
schimba prorietatile electrice si optice prin simplaschimbare a unui potential electric (e.g., intr‐o
celula electrolitica), a presiunii partiale de hidrogen (i.e., sub forma de "switchable metal‐hydrides", a
temperaturii mediului ambiant (i.e., sub forma de dispozitive cromatice).
In comparatie cu materialele hidrogenate de tip bulk, posibilitatea de a studia filmele subtiri
hidrogenate, care au capacitatea de a absorbi hidrogen reversibil la temperatura camerei la presiuni
partiale mici, ofera posibilitatea unica de a studia proprietatile lor fizice si chimice fundamentale.
Astfel de studii au ca rezultat stabilirea legaturilor specifice dintre marimile fizice intrinseci
determinate (e.g., rezistivitate electrica, densitate de purtatori de sarcina, indici optici de material
(n,k), etc) si proprietatile macroscopice asociate (i.e., grad de cristalinitate, proprietati elastice,
rezistenta electrica, reflexie si transmisie optica, etc). Acest tip de studiu este important in special
pentru solutionarea si optimizarea parametrilor specifici ai absorbtiei reversibile de hidrogen ‐ in
speta a functiilor termodinamice asociate si a parametrilor cinetici ai absorbtiei de hidrogen in
materialele de tip bulk si filme subtiri.
Obiectivul general al proiectului a avut in vedere o serie de activitati specifice. Acestea au fost:
fabricarea si demonstrarea efectului hidrogenarii filmelor subtiri bazate pe aliaje intermetalice de
Mg‐Ni‐H
studiul detaliat al tranzitiei metal‐semiconductor in complexele hidrogenate de tip Mg‐Ni‐H si
extinderea acestuia la alte aliaje intermetalice hidrogenate (Mg‐Co si Mg‐Fe)
elaborarea unui cadru specific cadrului de referinta pentru interpretarea rezultatelor obtinute
intr‐un concept teoretic general ce implica proprietatile fizice fundamentale ale mediilor
dielectrice efective de tip metal / semiconductor.
Acest proiect a reprezentat un pas important in stimularea eforturilor ce se desfasoara in prezent
in domeniul implementarii sistemelor energetice avand drept scop promovarea unor tipuri curate de
energie care sa conduca la reducerea emisiilor de gaze cu efect de sera, la obtinerea eficientei
energetice si la dezvoltarea durabila a domeniului prin oferirea unor solutii promitatoare.
Faza 1/2015: Sistem versatil de studiu in extenso a proprietatilor fizice fundamentale a filmelor
subtiri hidrogenate pentru evidentierea tranzitiei metal‐semiconductor in urma hidrogenarii ex‐situ
la temperatura camerei
Obiectivul fazei l‐a reprezentat realizarea si testarea unui concept experimental ce a permis
monitorizarea concomitenta a proprietatilor optice (reflexie si/sau transmisie) si de transport
32/240
electronic (rezistivitate electrica) in timpul hidrogenarii ex‐situ a filmelor subtiri de Mg‐Ni‐H, pentru a
pune in evidenta tranzitia metal‐semiconductor. Reflexia si transmisia se pot monitoriza concomitent
in geometrie near‐incidence, fie la o lungime de unda constanta (e.g., rosu, verde, albastru) sau pe
intreg spectrul vizibil. Acest lucru este esential din doua motive: in primul rand, punerea in evidenta a
tranzitiei metal‐semiconductor este dovada directa a fenomenului de absorbtie de hidrogen in filme
subtiri si, in al doilea rand, stabileste un criteriu de comparare a tranzitiei metal‐semiconductor a
diferitelor filme subtiri depuse in conditii de evaporare diferite. Cele doua criterii de evaluare sunt
apoi corelate cu masuratorile de rezistivitate electrica (in patru puncte ‐ van der Pauw) impreuna cu
presiunea de hidrogenare, pentru elaborarea cadrului de referinta si comparatie cu masuratorile
ulterioare, indomeniul de temperaturi criogenice. In acest fel, fiecarei concentratii de hidrogen din
sistem (corespunzatoare unui palier de absorbtie din faza gazoasa), se pot atasa: o valoare
corespunzatoare prorietatilor optice (reflectator metalic sau transparent semiconductor), o valoare a
rezistivitatii electrice si, ulterior, o densitate de purtatori de sarcina. Un astfel de studiu este definit
ca un set complementar si ce este esential, complet de determinari experimentale.
Faza 2/2015: Studiul tranzitiei metal‐semiconductor in complexul hidrogenat Mg‐Ni‐H prin metode
criogenice in campuri magnetice ridicate
Obiectivul celei de‐a doua faze din cadrul proiectului a constat in studiul detaliat al proprietatilor
de transport electronic al filmelor subtiri hidrogenate de tipul Mg‐Ni‐H in functie de campul
magnetic aplicat si de concentratia de hidrogen din proba.
Pentru realizarea obiectivului celei de‐a doua faze a poiectului de fata, s‐a avut in vedere
utilizarea unui sistem criogenic consacrat (Physical Property Measurement System ‐ PPMS) in
conjunctie cu un ansamblu de manipulare a gazelor (hidrogen si heliu), pentru stabilirea concentratiei
de hidrogenare a specimenelor de Mg‐Ni‐H la temperatura camerei. Cu ajutorul sistemului PPMS s‐a
masurat rezistenta specimenelor in configuratie de masura van der Pauw ‐ din care se determina
valoarea rezistivitatii electrice, potentialul Hall in functie de camp magnetic, in conjunctie cu
densitatea purtatorilor de sarcina si magnetorezistenta in camp magnetic. In acest studiu, s‐au folosit
campuri magnetice externe aplicate de pana la 7 T.
Faza 3/2015: Tranzitii metal‐semiconductor in sistemele aliajelor intermetalice complexe cu multi
atomi de hidrogen
Obiectivul acestei faze a avut in vedere intocmirea unui cadrul specific de descriere a
proprietatilor electronice fundamentale a complecsilor hidrogenati cu multi atomi de hidrogen (i.e.,
de tipul Mg‐Ni‐H, Mg‐Co‐H, Mg‐Fe‐H), pornind de la aliajele intermetalice a materialelor tranzitionale
cu Mg, in vederea intelegerii legaturii dintre prorietatile macroscopice (i.e.; rezistivitate electrica,
densitate depurtatori de sarcina, etc) si cele microscopice care denota mecanismul intrinsec de
hidrogenare a acestor sisteme in urma expunerii in condictii moderate de presiune de H2 la
33/240
temperatura camerei. Pentru aceasta, s‐a pornit de la un model simplist, insa realist, in ceea ce
priveste relatia dintre rezistivitatile electrice ale fazelor: metalic Mg2NiH0.3 si semiconductoare
Mg2NiH4 ‐ pe de o parte pentru a indica necesitatea abordarii acestui studiu de caz si, pe de alta
parte, pentru a pregati cadrul largit si mai riguros de abordare a fenomenelor de transport electronic
in medii compozite bifazice metal‐semiconductor. In acest context, pornind de la abordari anterioare
referitoare la medii compozite, s‐a introdus un factor de forma a incluziunilor de tip
metalic/semiconductor, in speta elipsoid de rotatie cu orientare preferentiala. Aceasta s‐a realizat in
cadrul teoriei generalizate Bruggeman pentru medii compozite, in care proprietatile electronice (i.e.,
rezistivitatea electrica si coeficientul Hall) ale unui mediu compozit poate fi explicit descrisa de
proprietatile electronice ale fazelor corespunzatoare si de forma incluziunilor metalice/
semiconductoare. Mecanismul de segregare a fazei bogate de hidrogen in urma absorbtiei de
hidrogen nu este o raritate in natura, aceasta fiind specifica complecsilor hidrogenati cu multi
electroni, cum ar fi: Mg ‐ Ni ‐ H, Mg‐Co‐H sau Mg‐Fe‐H.
PN 09 19 01 16: Utilizarea de noi tehnologii pentru sinteza materialelor nano‐compozite tip
grafena, cu proprietati catalitice si electrocatalitice si aplicatii in domeniul PEMFC
Proiectul a urmarit sinteza de materiale grafenice, cu proprietati catalitice si electrocatalitice, cu
aplicabilitate in domeniul PEMFC. S‐au ales aceste materiale, deoarece prin proprietatile specifice
ofera oportunitatea de a dezvolta catalizatori ieftini si fiabili, comparativ cu catalizatorii clasici
Pt/carbon.
Faza 1/2014: Metode de preparare prin tehnologii clasice sau neconventionale si caracterizarea
morfo‐structurala a materialelor nano‐compozite tip grafena
S‐au analizat diferite solutii tehnice si posibilitati de implementare pentru diferite tehnologii de
sinteza pe baza configuratiilor din literatura de specialitate, pe baza evolutiei alotropilor de carbon,
cu accent pe structura chimica, cristalina si de banda a materialelor nano‐structurate de interes. S‐au
efectuat diferite investigatii privind dezvoltarea unui set‐up experimental pentru sinteza materialelor
nano‐structurate tip grafena. Functie de proprietatile fizico‐chimice studiate s‐au trecut in revista
potentiale aplicatii corespunzatoare pentru incadrarea rezultatelor experimentale. In acest sens s‐a
dezvoltat un mecanism de reactie detaliat privind sinteza materialelor sintetizate in prezenta
diferitelor tipuri sisteme catalitice.
Faza 2/2015: Testarea materialelor micro si nanostructurate simple sau compozite pentru utilizarea
in domeniul PEM
Etapa a constat in caracterizarea si testarea materialelor micro si nanostructurate si imbunatatirea
metodelor de sinteza pe baza rezultatelor experimentale obtinute in urma analizelor. Etapa a vizat
obtinerea unor materiale complexe care sa se dovedeasca mai eficiente decat cele disponibile
34/240
comercial. In legatura directa cu investigarea sistemelor experimentale, s‐au facut studii asupra
metodelor de caracterizare si testare intalnite in literatura de specialitate si au fost caracterizate prin
metodele alese o serie de materiale sintetizate in cadrul proiectului. Caracterizarea a fost facuta atat
pentru materialul final: grafena, Pt/PDDA/grafena, cat si pentru produsii obtinuti in etapele
intermediare. Pe baza rezultatelor experimentale s‐au selectat compozitii si metode de sinteza care
au avut ca rezultat materiale cu caracteristici optime pentru utilizarea in pilele de combustie PEM.
Etapa a implicat si o serie de obiective specifice dintre care amintim caracterizarea fizico‐chimica
a materialelor grafenice comerciale precum si a compozitelor pe baza de grafene. Caracterizarea
structurala a fost realizata cu ajutorul următoarelor tehnici experimentale: difractia de raze X
(utilizată pentru stabilirea compozitiei, a structurilor cristaline si amorfe), tehnici de spectroscopie de
absorbtie atomica (metoda recunoscuta pentru analiza calitativa si cantitativa pentru mai multe
elemente, in special metale, semi‐metale sau urme ale acestora), termoreducerea programata.
Caracterizarea suprafetei, locul unde se desfăsoară reactiile chimice, s‐a facut cu ajutorul tehnicilor:
adsorbie de azot, porozimetria cu Hg, SEM.
Faza 3/2014: Elaborarea de noi procedee de preparare a materialelor nano‐structurate tip grafena
cu proprietati predeterminate si aplicatii in domeniul PEM
O cale comuna pentru sinteza grafenelor din grafit se bazeaza pe exfolierea ‐ reducerea GO. In
aceasta etapa, a fost adoptata si utilizata o metoda diferita de exfoliere‐reducere comparativ cu cele
prezentate in etapele anterioare ale proiectului. Structurile grafenice obtinute prin aceste metode
sunt generic numite ca si grafene incretite cu putine straturi (FLwG). Caracteristicile FLwG au fost
evidentiate prin tehnici diferite.
Foile de grafena sunt foarte dezordonate si contin un numar mare de ondulatii sau riduri/striatii
pe suprafata lor. Aceste striatii nu sunt considerate ca fiind defecte, dar sunt considerate ca defecte
de suprafata formate ca urmare a plierii sau rasucirii a catorva coli de straturi de grafena. Aceste
striatii pot provoca abateri de la caracterul plan sp2 asteptat al grafenei. Mai mult, din moment ce
aceste defecte (striatii) sunt distribuite aleator pe suprafata, distanta interdefectuala (Ld) nu este
constanta in aceste probe. Comparativ, foile de grafena par a fi aranjate intr‐o arhitectura poroasa
tri‐dimensionala aleatorie si dezordonata. Aceasta diferenta de aparitie sub forma de pulbere si
forma dispersata este fundamentala pentru foile de grafena sintetizate de GO. Acest comportament
este unic doar pentru grafena incretita, neregasindu‐se la nici o alta nanostructura de carbon.
Produsele obtinute din grafena prin aceste proceduri sunt sifonate, dezordonate in proportii diferite
si au continut diferit de oxigen. Aceste aspecte afecteaza in mod semnificativ proprietatile lor
electronice. In ceea ce priveste natura experimentala a etapei s‐au sintetizat grafene dopate cu
halogen (iod) prin reducerea grafitului cu HI, in absenta catalizatorilor. Materialele obtinute au fost
caracterizate prin tehnici de investigare specifice grafenelor: SEM‐EDX, RAMAN, DRX.
35/240
Faza 4/2014: Utilizare materiale grafenice nano structurate in aplicatii PEM. Diminuarea gradului
de incarcare cu metale nobile la electrozi
Etapa a urmarit prepararea, caracterizarea si testarea materialelor micronanostructurate tip
grafena dopata cu atomi de halogen, precum si imbunatatirea metodelor de sinteza pe baza
rezultatelor experimentale obtinute in urma analizelor, tinand cont de utilizarea informatiei feed‐
back pentru imbunatatirea metodelor de sinteza
Modificarea chimica a grafenei constituie o metoda importanta de obtinere a unor proprietati
specifice si poate influenta comportamentul electric, electrochimic si chimic. Aceasta schimbare
poate urmari doua scopuri: 1) pentru producerea de grafene cu proprietati diferite in aplicatiile
viitoare care includ senzori electrochimici precum si sisteme sisteme de stocare a energiei si 2) pentru
a efectua proceduri suplimentare de modificare a nanostructurii grupurilor atasate. In ceea ce
priveste natura experimentala a etapei s‐au sintetizat grafene dopate cu halogen (iod) prin
urmatoarele procedee: reducerea grafitului cu HI, in prezenta catalizatorilor si substitutia electrofila
pornind de la grafena. Etapa a implicat si o serie de obiective specifice, dintre care amintim
caracterizarea fizico‐chimica a materialelor grafenice dopate sintetizate.
PN 09 19 01 17: Concept inovativ de producerea a hidrogenului prin electroliza PEM
Hidrogenul este considerat combustibilul viitorului ce urmeaza a inlocui combustibilii fosili.
Tehnologia de obtinere a hidrogenului utilizand sistemele de electroliză PEM este la ora actuala
perfect adaptata cerinţelor în materie de aplicaţii ale surselor de energie regenerabilă, fiind o solutie
flexibilă și sustenabilă de stocare a energiei regenerabile pe termen lung și la scale diferite. Electroliza
utilizeaza surplusul de electricitate generat pentru a produce hidrogen, care este ulterior stocat și
reconvertit în energie electrică/termică prin diverse tehnologii.
Proiectul a avut ca obiectiv principal dezvoltarea unei solutii originale de realizare a unui sistem
energetic de producere a hidrogenului utilizand materiale si metode cu performante imbunatatite si
costuri de realizare scazute.
Proiectul a fost structurat pe trei etape de realizare, prezentate dupa cum urmeaza:
Faza 1/2015: Dezvoltarea de catalizatori nanostructurati pe baza de oxizi metalici cu continut
scazut de metale pretioase
Obiectivul acestei faze l‐a reprezentat gasirea unei solutii originale de realizare de catalizatori
nanostructurati pe baza de oxizi de Nb utilizand metoda depunerii prin pulverizare DC in camp
magnetic. Elementul de noutate al acestei etape l‐a constituit dezvoltarea metodei de sinteza care a
presupus obtinerea de filme subtiri de oxizi de niobiu la diferite presiuni de Ar utilizand un sistem DC
magnetron sputtering. Filmele astfel obtinute au fost caracterizate structural (difractia cu raze X
(XRD), microsopie de forta atomica (AFM), microscopia electronică cu baleiaj (SEM), spectroscopie
36/240
FTIR si spectroscopie in ultraviolet (UV‐Vis) si electrochimic. S‐a aratat astfel ca nanostructurile
obtinute au stabilitate electrochimica ridicata si pot fi utulizate atat ca si suport catalitic cat si drept
catalizator in reactia de producere de hidrogen si oxigen prin electroliza PEM.
Faza 2/2015: Realizarea unui concept inovativ de ansamblu de membrane‐electrod cu cost scazut
de productie si eficienta ridicata si testarea functionalitatii
Obiectivul fazei a avut in vedere parcurgerea tuturor pasilor necesari pentru proiectarea si
dezvoltarea unui ansamblul membrana electrod, element esential in realizarea unui electrolizor cu
membrana PEM. Cateva criterii au fost esentiale in activitatea desfasurata: elementul inovativ, pretul
de cost scazut si performantele obtinute compatibile cu alte produse similar. In cadrul etapei s‐a
realizat de asemenea modelarea matematica a proceselor electrochimice, termodinamice si de
curgere a fluidelor intr‐un electrolizor utilizand programul Fluent. De asemenea, s‐a efectuat calculul
şi proiectarea unei celule de electroliză de tip PEM in care s‐a tinut cont de condiţile
limitative/constrângeri reprezentate de domeniul densităţilor de curent, suprafata si grosimea
membranei polimere, curentul nominal de lucru, randamentul de curent minim, domeniul de
tensiune aplicabil si de temperatură si de presiunea de lucru. In functie de toti acesti parametri, s‐a
proiectat, realizat si testat un model experimental de electrolizor de tip PEM cu o densitate de curent
de 0,25/cm2 si debit de hidrogen de 3,63 10‐7 m3/s.
Faza 3/2015: Proiectarea si realizarea unui electrolizor cu eficienta imbunatatita de producere a
hidrogenului si timp de functionare ridicat
Obiectivul acestei faze a avut in vedere proiectarea si realizarea unui model experimental si de
convertor energetic de tip PEM, caracterizat din punct de vedere functional. In acest sens, s‐au
sintetizat prin metoda de depunere filme subtiri DC sputtering mai multe tipuri de catalizatori de
evolutie a oxigenului pe baza oxide niubiu si niobiu/ruteniu. Catalizatorii au fost utilizati la realizarea
de ansamble membrana electrod (MEA) care au fost incorporate in celule de electroliza PEM care au
fost apoi evaluate finctional utilizand o instalatie proiectata si realizata in cadrul proiectului. S‐au
trasat astfel, la temperatura camerei, curbele de polarizare in urma carora s‐a aratat ca cele mai bune
performante s‐au obtinut pentru catalizatorii de oxide Nb si respectiv Nb/Ru depusi la presiune de Ar
de 9 mbar.
Proiectul constituie un pas important in stimularea eforturilor ce se desfasoara in prezent in
domeniul implementarii sistemelor energetice avand drept scop promovarea unor tipuri curate de
energie care sa conduca la reducerea emisiilor de gaze cu efect de sera, la obtinerea eficientei
energetice si la dezvoltarea durabila a domeniului prin oferirea unor solutii promitatoare.
37/240
PN 09 19 01 18: Propulsor electric cu pile de combustibil cu hidrogen pentru aplicatii mobile
Proiectul avut in vedere realizarea unui sistem de propulsie bazat pe pile de combustibil de tip
PEM si ansamblu acumulator‐ ultracapacitor pentru un vehicul electric, precum si elaborarea unei
solutii de management energetic in timp real cu divizarea energiei pe propulsor.
Proiectul s‐a derulat pe parcursul a 3 etape, dupa cum urmeaza:
Etapa 1: Proiectarea si realizarea unui sistem complex de stocare a energiei electrice utilizand un
ansamblu baterie reincarcabila‐ultracapacitor. Determinari experimentale cu activitatile:
Proiectarea unui sistem complex de stocare a energiei electrice utilizand un ansamblu baterie
reincarcabila – ultracapacitor
Realizarea sistemului de stocare a energiei electrice utilizand un ansamblu baterie reincarcabila –
ultracapacitor
Dezvoltarea unui sistem experimental de testare a dinamicii sistemului de stocare baterie –
ultracapacitor
Determinari experimentale privind determinarea parametrilor functionali si comportarea in regim
dinamic a ansamblului baterie – ultracapacitor comparativ cu elementele componente.
Etapa 2: Proiectarea si realizarea sistemului de propulsie electrica alimentat cu hidrogen, format
din pile de combustibil de tip PEM si ansamblul baterie – ultracapacitor cu activitatile:
Definirea modelului unui sistem de propulsie pentru un vehicul electric, bazat pe pile de
combustibil de tip PEM si sistem de stocare a energiei electrice baterie ‐ ultracapacitor
Proiectarea si realizarea sistemului de propulsie electrica alimentat cu hidrogen, format din pile
de combustibil de tip PEM si ansamblul baterie – ultracapacitor
Elaborarea unui formalism matematic pentru managementul energetic al sistemului de propulsie
bazat pe splitarea (divizarea) puterii in timp real.
Etapa 3: Evaluarea eficentei energetice pentru strategia de management cu divizarea puterii
aplicata propulsorului electric. Diseminarea rezultatelor cu activitatile:
Determinari experimentale privind raspunsul tranzitoriu al sistemului de propulsie la modificarea
parametrilor functionali
Experimente si teste pentru stabilirea solutiei optime de divizare a puterii
Evaluarea eficientei energetice pentru strategia de management cu divizarea puterii
Diseminarea rezultatelor obtinute prin publicarea de articole in reviste internationale de prestigiu
Diseminarea rezultatelor obtinute prin participari cu lucrari stiintifice la manifestari stiintifice
interne si internationale.
Contributia proiectului raportata la stadiul actual se refera la realizarea unui propulsor electric,
intr‐o tehnologie hibrida care sa includa o baterie (acumulator – supracondesator) si un ansamblul de
pile de combustibil, un management optimizat al energiei prin metoda splitarii astfel incit sa se
38/240
obtina o durata de viata mai mare a bateriei si a pilei, in conditiile obtinerii unor performante
compatibile cu produse similare. Prin dezvoltarea unui astfel de concept se doreste a se depasi doua
blocaje / dezavantaje majore ale vehiculelor electrice: autonomia si durata de incarcare.
Se stie ca, in prezent, in vehiculele electrice alimentate de la baterii, cele mai scumpe elemente
sunt tocmai aceste subansamble. Functie de tipul constructiv, de capaciatate, de configuratie, pretul
acestora poate depasi 10 000 EURO si, in acest, caz ne referim la bateriile de tip litiu – ion sau
asemanatoare, cu avantaje evidente: capacitate mare, greutate redusa, cicluri de incarcare
descarcare ce pot depasi cifra de 10 000. Acesta este motivul pentru care prelungirea duratei de viata
a bateriilor printr‐un management optimizat al energiei in sistemul de tractiune reprezinta o
contributie importanta a proiectului in domeniu. De asemenea, daca se face referire la Romania,
costurile pe care le implica astfel de vehicule restring mult piata de vinzari, motiv pentru care
utilizarea unor baterii clasice de plumb, mult mai ieftine, este oportuna. Din pacate, acestea au o
capacitate mai redusa, sunt mai grele, au un volum mai mare si numarul ciclurilor de incarcare
descarcare se situeaza in jurul valorii de 5 000. In aceste conditii, proiectul propus rezolva citeva
probleme importante dupa cum urmeaza :
‐ Asigura o exploatare optima a bateriei astfel incit ciclurile de incarcare –descarcare sa se regaseasca
respectiv in domeniul 90% ‐ 70% si, astfel, numarul acestora poate depasi 10 000.
‐ Prin faptul ca o parte din sarcina electrica a vehiculului este suportata de ansamblul de pile de
combustibil si aplicand rezultatele obtinute din modelul matematic elaborat pentru configuratia
aleasa se reduce semificativ dimensiunile bateriei si implicit si greutatea si volumul ocupat de
acestea. Ansamblul de pile nu trebuie sa suporte toata sarcina electrica a vehiculului deci si
dimensiunile acestuia , din toate punctele de vedere este mai redus.
Utilizarea directa a pilelor de combustibil fara un tampon de baterii sau ultracapacitoare prezinta
mai multe dezavantaje :
actionarea trenului de rulare al unui vehicul doar cu un sistem de pile de combustibil ca singura
sursa de putere, duce la supradimensionarea acesteia, astfel incat varfurile de putere cerute de
motorul electric sa fie indeplinite. Rezulta un gabarit mai mare si costuri ridicate
durata de viata a pilei de combustibil va fi mai redusa din cauza ca va fi supusa la regimuri
tranzitorii si variatii de incarcare defavorabile specificului functionarii unei pile de combustibil
o mare parte a energiei va fi pierduta prin consumul de hidrogen in momentele cand necesarul de
curent este in scadere.
Aceste situatii pot fi evitate prin proiectarea/dimensionarea unui sistem hibrid in care alaturi de
aportul de putere al pilei de combustibil contribuie la puterea generala a sistemului si un banc de
baterii reincarcabile si/sau un banc de ultracapacitori . In cazul acesta pila de combustibil poate fi mai
mica decat puterea maxima necesara situandu‐se undeva la valoarea medie a puterii necesare.
39/240
Durata de viata a pilei poate fi, de asemenea, crescuta prin operarea acesteia la punctul optim de
functionare (tensiunea pe o singura pila sa fie in intervalul (0,6 – 0,7 V) si atenuarea regimurilor
transitorii prin stocarea energiei in baterii sau ultracapacitor .
In proiect s‐a propus un sistem hibrid cu trei fluxuri in care puterea necesara motorului de
tractiune este asigurata de pila de combustibil si doua sisteme de stocare a energiei (ESS), compus
dintr‐un banc de ultracapacitoare si un sistem de baterii reincarcabile. Un sistem hibrid cu trei fluxuri
poate consta dintr‐o magistrala de alimentare a puterii, unde sunt conectate cele trei componente
(pila de combustibil, ultracapacitorii si baterii). Fiind conectate direct la aceasi magistrala DC (bus) ,
acestea opereaza la aceeasi tensiune, distributia de curent pe magistrala fiind dictata de impedanta
interna a fiecarei componente la un moment dat. Ultracapacitorul avand impedanta cea mai mica se
descarca cel mai rapid si poate prelua regimurile tranzitorii rapide. Bateria are impedanta mai mare
decit ultracapacitorul, dar poate sustine curenti mai mari pentru perioade mai lungi, ceea ce
inseamna ca poate prelua regimurile tranzitorii cu frecvente mai scazute decit supercapacitorul. Pila
de combustibil are cea mai mare impedanta interna. Cu toate acestea, ea poate furniza putere
constanta cu care se poate incarca si ultracapacitorul si bancul de baterii in perioadele cu necesar
scazut de putere a sarcinii .
Pentru a creste puterea pilei de combustie de la 10% la 90% sunt necesare aproximativ 2‐5
secunde, iar pe de alta parte, variatiile bruste de putere ale sarcinii duc la scaderea dramatica a
duratei de viata a pilei. Pila de combustibil, hibridizata cu alte surse de putere pentru aplicatii
automotive, poate tolera astfel mult mai bine regimurile tranzitorii decat o pila singulara. Sistemul
hibrid are un raspuns dinamic mult mai bun, contribuind deci la cresterea duratei de viata a pilei de
combustibil .
In cazul tranzitilor de putere ale sarcinii, aportul de putere al pilei de combustibil este relativ
constant, bateria si ultracapacitorul preluand regimurile tranzitorii. Ultracapacitorul suprima foarte
eficient varfurile tranzitorii. Fara bancul de ultracapacitore pila de combustibil ar resimti aceste
schimbari bruste in defavoarea duratei de viata si a raspunsului dinamic de curent debitat catre
sarcina.
Un sistem cu trei surse de putere (pila de combustibil, ultracapacitor si baterii) si trei convertoare
intercalate catre bus, prezinta cea mai buna flexibilitate din punct de vedere al controlului curentului
debitat pe bus de fiecare din cele trei surse. Totusi pot sa apara cateva probleme :
i) Un numar mare de convertoare poate avea un impact negativ asupra eficientei globale a sistemulu
avand in vedere ca un convertor DC/DC poate avea un randament de 80‐95% dependent de punctul
unde opereaza si de topologia utilizata.
ii) Apare necesitatea controlului curentului debitat de fiecare convertor pentru a mentine tensiunea
busului la valoare ceruta de sarcina.
40/240
iii) Datorita separarii surselor de magistrala apare o problema in mentinerea si controlul tensiunii
magistralei, aceasta problema poate fi mediata prin conectarea direct la bus a unui ultracapacitor sau
baterii tampon.
iv) Sistemul creste ca si complexitate si pret.
Avantajul utilizarii ultracapacitorului direct conectat este acela ca ofera o buna suprimare a
regimurilor tranzitorii. Prin folosirea convertorului DC/DC la pila de combustibil se poate controla mai
rapid puterea debitata si se asigura protectia la curentii inversi ce pot sa apara.
In cadrul proiectului a fost stabilita o arhitectura a sursei hibride de putere prin integrarea pilei
de combustibil cu un banc de ultracapacitoare, destinata a fi utilizata in aplicatii automotive. Varianta
cu o singura magistrala DC a fost aleasa deoarece in urma studiului s‐a constatat ca este cea mai buna
alegere pentru interconectarea mai multor surse de energie, in scopul de a satisface profilul de
sarcina in cel mai eficient mod. Solutia aleasa este de top si, chiar daca se pastreaza ansamblul de
acumulatoare, acesta este utilizat doar in etapa de pornire a sistemului, energia de propulsie fiind
generata din pila si ultracapacitor.
Sistemul de putere este bazat pe un stack de pile de combustibil (APC) de 5 kW, acesta fiind
compus prin inserierea a 40 de pile singulare, avand tensiunea la bornele de iesire intre 20 si 38 de
Volti, iar curentul la puterea maxima ajungand la 230A. Bancul de ultracapacitoare a fost construit din
23 de celule avand capacitatea de 130F si tensiunea maxima de 56Volti.
Ansamblul de pile de combustibil (APC) a fost alimentat cu hidrogen si aer umidificat, la o
stoichiometrie de 1.25, respectiv 2. Sarcina sursei de putere a fost realizata prin programarea
diferitelor profile de sarcina corespunzatoare domeniului automotive pe o sarcina electronica
IT8518C, avand parametrii de 60V, 240A si putere maxima de 5kW.
Deoarece sistemul de putere are doua surse, au fost necesare cel putin doua convertoare DC/DC
pentru a controla tensiunea pe magistrala DC si a separa puterea dintre cele doua surse de putere.
Controlul independent prin convertoarele DC/DC al tensiunii la iesire a pilei de combustibil si
ultracapacitor a permis combinarea surselor de putere pe un singur bus, fiecare functionand la o
tensiune diferita. Un convertor unidirectional DC/DC a fost utilizat pentru a conecta APC la BUS si
doua convertoare unidirectionale ridicatoare au fost utilizate pentru a conecta bancul de
ultracapacitoare la APC pentru incarcarea UC si descarcarea UC pe BUS.
Obiectivul sursei de putere a fost de a satisface cererea de putere a sarcinii cu cel mai mic consum
de hidrogen si de a reduce regimurile tranzitorii de pe APC, simultan cu pastrarea starii de incarcarea
a ultracapacitorului mai mare de 20%. Starea de incarcarea a ultracapacitorului o reprezinta raportul
dintre tensiunea citita la borne si tensiunea maxima in circuit deschis inmultita cu 100. Aceasta
variaza intre 0% (complet descrcat UC) si 100% (maxim incarcat)
41/240
Puterea sarcinii Pload(t), in orice moment este furnizata de catre ansamblul de pile de combustibil,
PAPC(t) si de ultracapacitor, PUC(t), astfel incat bilantul de putere de pe magistrala de curent continuu
trebuie sa fie indeplinit in fiecare moment.
PAPC(t)∙ηFC∙ηFC/B+PUC(t) )∙ηUC∙ηFC/UC∙ηUC/B = Pload(t) , ∀ t (1)
Unde: ηFC, ηFC/B, ηUC, ηFC/UC, ηUC/B reprezinta eficienta pilei de combustibil, eficienta convertoarelor
si eficienta ultracapacitorului.
Pentru stabilirea strategiei de management energetic (EMS) a sursei hibride de putere compusa
din pila si ultracapacitor a fost efectuata o analiza a eficientei prin determinarea hartii de eficienta si
a consumului de hidrogen a ansamblului de pile de combustibil in functie de puterea sarcinii care
trebuie sa indeplineasca conditia mentionata la punctul (1).
Eficienta ansamblului de pile de combustibil este definita ca raportul dintre puterea maxima
generata (PAPC) si valoarea puterii calorifice a hidrogenului consumat la anod (PH2):
(2)
unde, mH2, reprezinta debitul masic de hidrogen, MH2 greutatea molara a hidrogenului si Δh
entalpia hidrogenului. Puterea maxima a ansamblului pilei de combustibil este derivata din curentul
masurat IAPC si tensiunea stackului VAPC. Valoarea debitului masic de hidrogen in ecuatia (2) a fost
citita direct de la debitmetru.
Deoarece un sistem cu pile de combustibil PEM are in componenta si alte echipamente auxiliare
(care alcatuiesc asa‐numitul BOP – balance of plant), cum ar fi radiatoare, pompe de racire si
ventilatoare, o parte a energiei ansamblului de pile de combustibil este utilizata pentru alimentarea
acestora, pentru a mentine sistemul in functionare. In plus, convertorul DC/DC pentru reglarea
tensiunii la iesirea sistemului introduce pierderi de energie. Rezulta pentru eficienta sistemului
energetic bazat pe pile de combustibil expresia (3):
(3)
In figura urmatoare se prezinta harta de eficienta a pilei in sarcina. Aceasta a fost determinata din
curba de functionare a pilei in modul de alimentare flux continuu si ecuatia (2) si (3). Eficienta pilei
este dependenta de puterea maxima furnizata de stackul de pile de combustibil. Aceasta harta este
impartita in cinci zone a 1000W per zona. Dupa cum se observa din figura, zona cu eficienta maxima
este Zona 2. Eficienta sistemului creste pana la valori mai mari de 60% la PAPC = 1,85kW. La puteri mai
mari, eficienta sistemului scade usor. Pentru a realiza unul din obiectivele sistemului de management
a energiei, EMS, ar fi de dorit ca pila sa functioneza perioade cat mai lungi in aceasta zona avand cel
mai mic consum de hidrogen raportat la sarcina.
42/240
Algoritmul EMS este bazat pe harta de eficienta a ansamblului de pile si a fost implementat intr‐o
rutina principala si cinci subrutine. Rutina principala stabileste in functie de puterea sarcini zonele in
care functioneaza SHP. In fiecare din cele cinci zone ruleaza o subrutina care stabileste fluxul de
putere cerut de sarcina, sa protejeze pila de tranzitiile de sarcina prin controlul convertorelor dintre
APC ‐ UC si UC ‐ sarcina, sa cresca eficienta SHP prin urmarirea hartii de eficienta care implicit duce la
scaderea consumului de hidrogen si sa protejeze ultracapacitorul in domeniul 20 % si 100%.
In figura urmatoare se prezinta schematic rutina principala. Aceasta rutina este executata din
mediul de programare Labview folosind tehnica „state machins”. Primul bloc de decizie al rutinei, Run
Control, daca are valoarea adevarat (true) atunci algoritmul EMS este executat, daca este fals, atunci
programul ruleaza numai partea de citire senzorii ai SHP. Ultimul bloc de decizie, Stop Control, daca
este true atunci controlerul comuta sursa hibrida de putere, SHP, in modul de siguranta (opreste
regulatoarele de debit, inchide convertroarele DC/DC). Aceasta metoda reduce tranzitiile ansamblului
de pile, domeniul de putere a fost impartit in cinci subdomenii egale de cate 1000W, depinzand de
puterea sarcini, Pload, iar algoritmul executa una din cele cinci secvente. Puterea ansamblului in
fiecare din aceste secvente a fost stabilita corespunzator eficientei maxime locale si permitind in
acest fel o liniarizare a tranzitiilor. Pentru a evita functionarea ansamblului de pile de combustibil in
zone cu eficienta scazuta, algoritmul comuta punctul de functionare al ansamblului de pile in punctul
cu eficienta maxima asigurand alimentarea acestuia cu fluxurile de hidrogen si de aer corespunzator.
43/240
In figura urmatoare este prezentata o secventa (Secventa 2) aceasta a fost aleasa ca exemplu, dar
trebuie mentionat faptul ca toate secventele sunt identice ca structura, avand parametrii de control
corespunzatori zonei. Semnale de intrare ale algoritmului EMS sunt: starea de incarcare a UC
(SoC_UC), puterea ansamblului de pile de combustibil (PAPC), curentul total al ansamblului de pile
(IAPC), curentul sarcinii (IL), curentul de descarcare al UC (IUC_ch1), curentul ansamblului inainte de
convertorul APC (IAPC1), curentul ansamblului dupa convertorul APC (IAPC2) si semnale de iesire sint
valorile debitelor de gaze (hydrogen si aer H2_SP, Air_SP) si referintele convertoarelor DC/DC pentru
comutare (Conv_APC, Conv_UC‐inc., Conv_UC‐desc.)
44/240
Un software dedicat a fost dezvoltat in mediu de programare NI LabVIEW 2015 pentru a controla
functionarea sursei hibride si de achizitie a datelor experimentale. Toate convertoarele DC/DC
(control tensiune la iesire, control cuplare/decuplare) si regulatoarele de debite (hirogen si aer) sunt
controlate de acest software. Curentul, tensiunea si fluxurile de gaze sunt masurate. Software‐ul
permite vizualizarea datelor in timp real prin interfata grafica GUI. Toate datele sunt salvate intr‐o
baza de date la o frecventa de 0.2 Hz. In figura urmatoare este inclusa interfata sinoptica a statiei de
testare in care este prezentat panoul frontal care include controale si indicatoare pentru fiecare
subsistem.
Testele experimentale au fost realizate pe un profil cunoscut de sarcina. Acest profil a fost
implementat prin programarea unei sarcini electronice IT8518C (racita cu aer). Profilul este alcatuit
din 8 segmente, care au fost stabilite ca regimuri de functionare in domeniul aplicatiilor automotive,si
de asemenea sa contina toate zonele implementate in algoritmul EMS (Figura urmatoare).
45/240
In figura urmatoare se prezinta modelul experimental pentru o sursa hibrida realizata in cadrul
proiectului.
46/240
In cadrul proiectului s‐a proiectat si realizat un sistem de stocare a energiei compus dintr‐un
acumulator si un ultracapacitor, care a fost testat pe un stand realizat in cadrul proiectului. Testele au
vizat determinarea parametrilor functionali si comportarea in regim dinamic a ansamblului baterie –
ultracapacitor. S‐a proiectat si realizat modelul experimental pentru propulsorul electric cu pile de
combustibil si sursa hibrida de putere pe baza unei configuratii alese. De asemenea, s‐a elaborat modelul
matematic pentru managementul energetic al sistemului de propulsie bazat pe divizarea puterii in timp
real. Testele intregului sistem au urmarit: determinari experimentale privind raspunsul tranzitoriu al
sistemului de propulsie la modificarea parametrilor functionali, stabilirea solutiei optime de divizare
a puterii, evaluarea eficientei energetice pentru strategia de management cu divizarea puterii.
Proiectul a avut si o componenta majora privind diseminarea rezultatelor obtinute prin articole,
lucrari stiintifice, etc, iar prin insasi metodologia propusa, cu un continut original autentic, a deschis
noi directii de cercetare in domeniu.
In consecinta, activitatile de baza ce s‐au derulat in cadrul acestui proiect au fost in esenta axate
pe studiul teoretic si experimental al unui sistem de propulsie pentru un vehicul electric.
PN 09 19 01 19: Studii cu privire la utilizarea deseurilor de la centralele de energie pe baza de
carbune pentru dezvoltarea de materiale adsorbante selective fata de poluantii prezenti in gazele
de ardere evacuate
In cadrul proiectului au fost realizate urmatoarele activitati:
1. Achiziţia şi caracterizarea de probe de carbune şi cenuşă zburătoare de la diferite statii de
producere a energie si prezentarea riscului de poluare a mediului de catre aceste deseuri
Aceasta activitate s‐a concretizat prin:
Un studiu care cuprinde caracterizarea din punct de vedere fizic, structural si chimic a tipurilor
de combustibili utilizati
Recoltarea de probe de la diferite surse care utilizeaza diferite tipuri de carbuni si stabilirea
compozitiei acestor probe
Caracterizarea constituentilor toxici din cenusa zburatoare si prezentarea riskul asupra mediului
Caracterizarea fizico‐structurala a probelor de cenusa zburatoare
Prezentarea factorilor care afecteaza reactivitatea cenusilor zburatoare
Elaborare lucrari, stiintifice si prezentarea rezultatelor la manifestari stiintifice interne /
internationale
2. Prepararea prin tehnici inovative de sorbenti derivati din fractia carbonica separata din probele
de cenusa zburatoare si caracterizarea fizico‐chimica a sorbentilor obtinuti
In cadrul acestei activitati s‐a realizat un studiu care include:
47/240
Caracterizarea de probe de cenușă zburătoare de la diferite statii de producere a energie si
stabilirea constituentilor cenusii zburatoare
Procedurile de lucru privind obtinerea sorbentilor selectivi prin utilizarea fractiei de carbune nears
din compozitia cenusii zburatoare
Tehnicile de activare si functionalizare a sorbentilor care sa asigure selectivitatea acestor sorbenti
fata de poluantii prezenti in gazele de ardere cum ar fi CO2 ;caracterizarea din punct de vedere
fizic, structural si chimic a sorbentilor selectivi obtinuti
Determinarea capacitatii de adsorbtie fata de CO2 si compararea datelor cu cele a unui sorbent
comercial
Elaborarea si depunere cerere de brevet la OSIM
Elaborare lucrare stiintifica si prezentarea rezultatelor la manifestari stiintifice interne/
internationale; raportul de cercetare
3. Evaluarea nivelui de poluanti din gazele de ardere evacuate, prezentarea riscului asupra
sanatatii si mediului si tehnologii de tratare pentru reducerea gradului poluarii
In aceasta etapa a proiectului s‐a realizat un studiu care se refera la:
Caracterizarea si prezentarea riscurile de sănătate și de mediu generate de poluantii prezenti in
gazele de ardere
Prezentarea tehnologiile de tratare a gazelor de ardere pentru reducerea gradului de poluare a
mediului
Prezentarea gradului de afinitate al poluantilor prezenti in gazele de ardere fata de diferite tipuri
de adsorbanti selectivi precum si la eficienta lor in ceea ce priveste separarea si captarea CO2 din
gazele de ardere prin adsorbtie, cu o posibila extindere si la separarea si captarea NOx, VOC si
Hg.
4. Teste de laborator cu privire la utilizarea adsorbanţilor selectivi derivati din cenusa zburatoare
pentru îndepărtarea poluantilor din gazele de ardere si evaluarea impactului socio‐economic si de
mediu .
In aceasta etapa a proiectului s‐a realizat un studiu care include:
Datele obtinute din testele realizate la nivel de laborator privind captarea CO2 prezent in gazele
de ardere de catre sorbentii selectivi derivati din de cenușă zburătoare inainte si dupa activare;
Capacitatea de adsorbtie fata de CO2 a sorbentilor selectivi derivati din cenușă zburătoare inainte
si dupa activare si functie de parametrii de proces
Compararea datelor obtinute cu cele ale sorbentilor comerciali
Evaluarea impactului socio‐economic si de mediu
Elaborarea unei lucrari stiintifice
Elaborarea si depunerea unei cereri de brevet la OSIM.
48/240
PN 09 19 02 01: Cercetări privind aplicarea metodelor de analiză izotopică şi multi‐element în
vederea definirii autenticităţii şi clasificării geografice a vinurilor româneşti
Proiectul a urmărit rezolvarea unei probleme de mare actualitate şi necesitate la nivel naţional, şi
anume definirea autenticităţii, clasificarea geografică a vinurilor româneşti şi crearea unei bănci de
date pentru vinurile din România, în vederea asigurării serviciilor de evaluare a conformităţii în acord
cu prevederile standardelor europene asociate directivelor privind calitatea alimentelor (în particular,
vin) necesare atât autorităţilor publice în procesul de supraveghere a pieţei româneşti de produse
vitivinicole, a celei europene, cât şi producătorilor, pentru îndeplinirea obligaţiilor lor, derivate din
prevederile acestor directive.
Principalul obiectiv al cercetării a fost dezvoltarea unui sistem complex de urmărire a influenţei
anumitor compuşi în controlul calităţii vinurilor, în particular influenţa izotopilor în caracterizarea
originii materiei prime şi a identificării adaosului de zahăr, apă şi alcool, a compuşilor organici volatili,
a metalelor grele şi a compuşilor fenolici, dar şi dezvoltarea unei banci de date pentru vinurile
româneşti. Rezolvarea optimă a acestei probleme a presupus dezvoltarea şi armonizarea metodelor
analitice utilizate la nivel internaţional, şi stabilirea şi largirea bazei de date necesara îmbunătăţirii
eficienţei controlului alimentar.
Evaluarea autenticităţii vinurilor implică mai multe aspecte, ca de exemplu originea geografică,
anul recoltării strugurilor, cultivatorul/producătorul, varietatea şi calitatea. Este important ca dovada
de autenticitate a vinului să se bazeze pe parametri specifici ai originii ce nu suferă modificări în
timpul vinificării sau care sunt dificil de falsificat. Acesta a fost şi considerentul pentru care proiectul
s‐a bazat pe dezvoltarea şi validarea celor mai avansate metode de analiza multi‐element şi izotopice
în domeniul securităţii alimentare – în particular, dezvoltarea acelor metode care să ateste calitatea
şi originea vinului, aplicaţiile fiind făcute pe probe originale provenite de la podgorii recunoscute pe
plan naţional.
Principalele tehnici care au stat la baza investigaţiilor noastre s‐au referit la:
Metode de analiza a rapoartelor izotopilor stabili (SIRA), în special determinarea deuteriului în
molecula specifică de etanol, prin rezonanţa magnetică nucleară (2H‐NMR) şi determinarea prin
spectrometrie de masă a rapoartelor izotopice (IRMS), pentru izotopii oxigenului şi carbonului.
Metode cromatografice: gas‐cromatografia (GC), GC cuplată cu spectrometrie de masă (GC‐MS) şi
lichid cromatografia la presiune mare (HPLC) a compuşilor naturali volatili sau nevolatili din
struguri sau vinuri. Aplicarea acestor metode poate furniza informaţii cu privire la autenticitatea
cultivatorului/productorului de vinuri si identificarea unor fraude precum adăugarea de glicoli,
glicerol, substanţe aromatice sau alţi compuşi ce nu pot fi folosiţi la producerea vinului.
Tehnici spectrometrice (ICP‐MS) – pentru identificarea prezenţei în vin a metalelor, mai ales a
metalelor grele. In prezent, există un interes foarte mare pentru identificarea diverselor surse
49/240
care conduc la prezenţa metalelor în vin, urmărindu‐se reducerea conţinutului în aceste metale
prin folosirea diverselor tratamente permise de legislaţia în vigoare.
Pentru procesul de autentificare este important să se cunoască în mod realist cât mai multe date
cu privire la influenţa diverşilor factori de natură endogenă, cum ar fi soiul de struguri, localizarea
culturilor de viţă de vie, solul şi condiţiile climatice ale anului de recoltă. Totodată, este bine să se ştie
pe cât posibil, influenţa diferiţilor factori de natură exogenă: conditiile culesului (ex. cantitatea de
precipitaţii în perioada de coacere şi maturare a strugurilor, sau cantitatea de precipitaţii anterioară
culesului), tehnologia de vinificare, diferitele practici enologice aplicate, condiţiile de conservare a
vinurilor.
Obiective/activităţi atinse:
I. Evaluarea metodologiilor curente de analiză şi control al calităţii vinului, la nivel european şi
stabilirea principalelor tehnici de autentificare şi clasificare a originii vinului aplicabile la nivel
naţional, în vederea creării cazierului vitivinicol
I.a. s‐au identificat principalele soiuri de vin supuse investigaţiilor plecând de la considerentul că
România prezintă importante deosebiri sub raport geoclimatic. Datorită acestor deosebiri, maturarea
strugurilor, pentru acelaşi soi, se realizează cu circa 4‐5 săptămâni mai devreme la Greaca (jud.
Giurgiu), comparativ cu Cluj‐Napoca (jud. Cluj). Unele diferenţe sunt generate de altitudine, de
expunere, de pantă sau de prezenţa în vecinătate a unor mari bazine hidrologice. Pe acest fond se
instalează deosebirile ecopedologice care fac ca la Dabuleni (jud. Dolj), pe nisipurile ameliorate, la
soiul Muscat Perlă de Csaba, maturarea strugurilor să se realizeze cu 4‐5 zile mai devreme, faţă de
Zimnicele (jud. Teleorman). Datorită condiţiilor de climă, sol şi sortiment, care diferă chiar şi pe areale
restrânse, în România se produce o gamă largă de vinuri şi băuturi pe bază de must şi vin. Astfel, sunt
prezente în sortimentul românesc vinurile albe seci (cu zahăr de cel mult 4 g/l), demiseci (zahăr
cuprins între 4 şi 12 g/1), demidulci (zahar între 12 şi 50 g/1) şi dulci (zahăr peste 50 g/l), vinurile roşii
(în general seci), şi vinurile aromate, realizate în mod obişnuit ca vinuri demidulci şi dulci.
In funcţie de soi, podgorie şi an de recoltă, vinurile se încadrează în categoria celor de consum
curent (cu tărie alcoolică de 8 ‐10,5°) şi a celor de calitate superioară (tarie alcoolică peste 10,5°).
Unele vinuri de înaltă calitate care se disting prin însuşirile lor de originalitate imprimate de locul de
producere, de soi, de metodele de cultură şi de procedeele de vinificare se încadreaza în categoria
vinurilor cu denumire de origine controlată (DOC). Gama vinurilor şi băuturilor pe bază de must şi vin
produse în România se completează cu vinurile spumante (produse prin procedeul tradiţional de
fermentare în butelii), cu vinurile spumoase (impregnate cu bioxid de carbon), cu vinurile aromatizate
(mai ales vermuturi), precum şi cu băuturile alcoolice de tip Brandy (denumite ,,vinars") obţinute prin
învechirea distilatelor de vin în butoaie de stejar.
50/240
I.b. s‐au identificat normele şi regulamentele care stau la baza controlului calităţii vinului – în
prezent, Comunitatea Europeană şi‐a realizat un instrumentar pentru evaluarea calităţii vinurilor,
bazat pe tehnici izotopice şi gaz‐cromatografice. Instrumentarul bazat pe tehnici izotopice este
constituit din 2 reglementări, 2 rezoluţii şi 3 metode de analiză. Aceste tehnici au la bază
determinarea raportului izotopic stabil al carbonului, oxigenului şi hidrogenului din vin.
Instrumentarul bazat pe tehnici gaz‐cromatografice este mai vast, cuprinzând peste 8 metode de
analiză pentru determinarea unor compuşi precum: acetatul de etil, carbamatul de etil, digliceroli
ciclici, pirocarbonatul de etil, metanol, polioli, 3‐metoxipropan 1,2‐dioli si dietilenglicol.
Comisia Europeană a stabilit prin Regulamentul (EEC) 2348/91 (modificat prin Regulamentul (CE)
1932/97) realizarea, la JRC (Joint Research Center) – Ispra, Italia, unei banci de date cu analizele
izotopice ale produselor din vin, pentru determinarea originii produselor din vin. Banca de date
cuprinde rezultatele obţinute din analiza compoziţiei izotopice a alcoolului etilic şi a apei din
produsele din vin, conform anexei Regulamentului (EEC) 2769/90. Această banca de date este utilă în
armonizarea interpretării rezultatelor obţinute de către laboratoarele de încercări recunoscute ale
statelor europene.
I.c. s‐au stabilit metodele adecvate pentru autentificarea şi clasificarea originii vinului aplicabile la
nivel naţional, conform cerinţelor UE, în vederea creării cazierului vitivinicol ‐ calitatea vinului se
bazează în principal pe trei factori, denumiţi “triunghiul calităţii”: tipul de struguri, (specia viţei de vie
– varietatea); climatul şi solul (care afecteaza calitatea strugurilor); factorul uman, ce include tehnicile
de cultivare, producţie, conservare şi metodele de maturare. In mod special, teritoriul (clima‐sol) este
factorul decisiv în formarea vinului, astfel aceleaşi soiuri de viţă de vie, prelucrate in mod similar, dar
in regiuni diferite, vor fi substanţial diferite.
Analiza datelor asigurate de instrumentele analitice ce pot determina simultan mai mult de un
component, poate stabili originea alimentului. Concentraţiile componenţilor pot forma o amprenta
corespunzătoare originii geografice, iar analiza lor statistică este utilă daca numărul de compuşi
necesari autentificării este mare.
Dintre metodele investigate, analiza izotopilor stabili s‐a dovedit a fi un instrument de bază în
verificarea conformităţii produselor alimentare cu normele naţionale şi internaţionale, motiv pentru
care prin aplicarea acestora în analiza şi controlul produselor vinicole se doreşte stabilirea unor
standarde internaţionale care să permită compararea analizelor izotopice ale acestor produse la nivel
internaţional.
In natură, majoritatea bio‐elementelor organice reprezintă amestecuri de doi sau mai mulţi
izotopi stabili. Din punct de vedere al conţinutului izotopic, variaţia moleculelor depinde de originea
lor.
51/240
Hidrogen Carbo
n
Oxigen Azot
Raport izotopic 2H/1H 13C/12C 18O/16O 15N/14N
R x 106 155,76 11237,2 2005,2 3676,5
Standard
(molecule)
V‐SMOW
H2O
V‐PDB
CaCO3
V‐SMOW
H2O
Aer
N2
Tehnica IRMS
RMN
IRMS IRMS IRMS
Validarea datelor analitice date de analiza izotopilor stabili este o temă foarte importantă a
evaluării şi documentării temeiniciei datelor obţinute de un laborator, demonstrând astfel
competenţa în domeniu. O schema de testare a acurateţei special pentru analiza izotopică a
alimentelor, inclusiv vin, a fost implementată de Eurofins Scientific în 1994 şi a fost continuată în
cadrul unui program de cercetare european (1996‐1998) „Food Analysis using Isotope Techniques”
(FIT). Din 1999, această schemă de testare a acurateţei (FIT‐PTS Proficiency Testing Scheme) a fost
extinsă la toate laboratoarele din lume ce utilizeaza SIRA pe alimente. Validarea reciprocă
suplimentară a datelor analitice ale unor probe selectate aleator pentru baza de date despre vinuri a
EU se realizeaza între Member States Official Laboratories (MSL) şi/sau Joit Research Centre, Ispra
(JRC) în fiecare an, conform Commission Regulation (EC) No.2729/2000. Pentru a demonstra
corectitudinea măsurătorilor efectuate şi competenţa în analiza izotopilor pe matrici alimentare,
începând cu anul 2009, ICSI Rm. Valcea a intrat în programul internaţional de intercomparari FIT‐PTS
organizat de JRC Ispra şi Eurofins Scientific.
ANALIZELE IZOTOPICE SPECIFICE PENTRU CONTROLUL VINULUI
- analiza prin IRMS APARATURA ICSI Rm. Valcea - spectrometrul IRMS DELTA V PLUS
- sistem automat de echilibrare Gas Bench II
- schimb izotopic Apa-CO2
VIN
APA
OXIGEN (18O/16O)
ETANOL (CH2-CH3-OH)
DEUTERIU (D/H)I – metil
CARBON (13C/12C)
- analiza prin SNIF-RMN
Gruparea (D/H)I – metil: in timpul fermentatiei, 80% din deuteriu din zahar este transferat in gruparea metil. Gruparea (D/H)II – metilen: in timpul fermentatiei, 75% din deuteriu din apa este transferat in gruparea metilen. APARATURA ICSI Rm. Valcea - spectrofotometru de rezonanta magnetica nucleara de tip SNIF-RMN
- analiza prin IRMS APARATURA ICSI Rm. Valcea - spectrometrul IRMS DELTA V PLUS
- sistem de combustie al etanolului ELEMENTAL TC/EA
52/240
II: Dezvoltarea unei bănci de date pentru vinuri, ca instrument de implementare a legislaţiei
europene în controlul calităţii alimentelor, cerinţă pentru atingerea aquis‐ului la nivel european.
II.a. s‐au identificat principalele reglementări europene şi naţionale privind crearea băncii de date
cu analize izotopice ale probelor de vin;
II.b. s‐a stabilit structura sistemului informatic pentru realizarea băncii de date;
II.c. s‐a dezvoltat o bază de date cu analizele izotopice ale produselor din vin;
III: Consolidarea expertizei şi controlului calităţii vinului prin tehnici ICP‐MS pentru identificarea
metalelor grele. Studiu privind conţinutul de metale grele pentru vinurile româneşti.
III.a. s‐au identificat normele şi regulamentele care stau la baza controlului calităţii vinului privind
conţinutul de metale;
III.b. s‐au dezvoltat metode adecvate pentru determinarea conţinutului de metale din vinuri
utilizând spectrometria de masă cu plasmă cuplată inductiv (ICP‐MS) ‐ ICP‐MS este o tehnică de
analiză care permite detecţia simultană a majorităţii elementelor din sistemul periodic. Tehnica a fost
concepută pentru determinarea elementelor cu numere atomice de masă între 7 şi 250, asigurând
determinarea până la 75 de elemente şi a izotopilor acestora, in orice probă (excepţie: H, C, N, O,
gaze). Principalul avantaj al acestei tehnici este limita de detecţie foarte joasă. Experienţele realizate
în cadrul proiectului au urmărit elaborarea, dezvoltarea şi validarea metodelor de analiză a metalelor
prin spectrometrie de masă cu plasmă cuplată inductiv (ICP‐MS), după mineralizarea cu microunde a
probelor de vin. Cercetările realizate în vederea elaborării şi validării unor metode de determinare a
metalelor prin ICP‐MS, după mineralizare cu microunde, au condus la concluzia că aceste metode
sunt relativ uşor de realizat, sunt sensibile, nu necesită prelucrări dificile ale probei, sunt exacte,
precise şi robuste.
III.c. s‐a determinat originea geografică a vinurilor, prin intermediul conţinutului de minerale şi a
rapoartelor izotopice ale acestora ‐ cunoaşterea compoziţiei minerale a vinurilor prezintă o deosebită
importanţă: (i) în vinificaţie ‐ pentru controlul asupra stabilităţii fizico‐chimice şi a proprietăţilor
organoleptice; (ii) în depistarea prezenţei unor contaminanţi în vin ‐ un subiect la ordinea zilei pentru
oenologia modernă îl reprezintă prezenţa în vinuri a metalelor contaminante, mai ales a metalelor
grele; (iii) în evaluarea aportului nutritiv în dieta zilnică prin consumul raţional de vin. Consumul
moderat de vin contribuie la aportul zilnic necesar de multe metale esenţiale, incluzând Ca, Co, Cr,
Cu, Fe, K, Mg, Mn, Mo, Ni şi Zn; (iv) în depistarea vinurilor falsificate (fie în scopul de a le ascunde
anumite defecte de preparare sau de păstrare, fie pentru a se comercializa un vin de calitate
inferioară sub eticheta unui produs superior); şi (v) în recunoaşterea zonei de provenienţă a unui vin
pe baza compoziţiei minerale şi a elementelor în urme, aceasta fiind corelată cu compoziţia
elementară a solului din arealul viticol.
53/240
III.d. s‐a realizat un studiu privind conţinutul de metale grele în vinuri Româneşti ‐ au fost
analizate, în ceea ce priveşte conţinutul de metale, vinuri albe şi rosii, seci, demiseci şi dulci, din
următoarele regiuni viticole româneşti: Vrancea,Transilvania, Moldova, Muntenia, Oltenia şi
Dobrogea.
S‐au observat conţinuturi de metale oarecum apropiate la soiurile care provin din aceeaşi regiune
şi diferite la cele provenite din areale viticole diferite. In vinurile albe s‐au înregistrat valori ale
conţinutului de crom variabile de la 18,84 μg/L până la 104,80 μg/L, cu o medie de 44,73 μg/L crom.
Vinurile roşii au avut un conţinut cuprins între 15,71 μg/L şi 115,83 μg/L cu o medie de 49,91 μg/L
crom. S‐au observat diferenţe între vinurile din comerţ şi cele achiziţionate direct de la producători.
In ultimul caz, şi în mod deosebit la vinurile albe, s‐au observat conţinuturi mai mici şi oarecum
apropiate la soiurile care provin din aceeaşi podgorie şi mult diferite de cele provenite din alte areale
viticole. In unele cazuri apar diferenţe între soiuri sau între anii de producţie.
Cantitatea totală de fier determinată în 44 de vinuri româneşti (24 albe şi 20 roşii) variază între
0,836 mg/L şi 9,305 mg/L cu o medie de 4,043 mg/L la vinurile albe şi între 1,951 mg/L şi 11,08 mg/L
cu o medie de 4,386 mg/L la vinurile roşii. In mod frecvent, vinurile conţin între 2 mg/L şi 5,5 mg/L
fier, cantităţi care nu afectează stabilitatea fizico‐chimică a vinului. Fierul este mai puţin folosit în
studiile de stabilire a zonei de provenienţă a unui vin, deoarece acesta este de multe ori corelat cu
surse exogene.
Din datele experimentale s‐a observat că vinul sec are cel mai mare conţinut de metale grele. S‐a
observat că temperatura de depozitare nu influenţează concentraţia ionilor metalici.
Probele de vin supuse analizei prin ICP‐MS au prezentat un conţinut de metale, care se încadreaza
în limitele maxime admise de legislaţia în vigoare.
IV: Investigaţii privind metodele optime de determinare a profilului aromatic al vinurilor (GC‐MS şi
HPLC). Completarea băncii de date privind vinurile Româneşti.
Evaluarea analitică a aromelor din vin se realizează cu metode chimice sau metode gaz‐
cromatografice. Foarte importantă în evaluarea aromelor din vin este extracţia lor. In principal, se
folosesc următoarele metode de extracţie: antrenarea aromelor din vin cu vapori de apa (distilarea),
adsorbţia pe răşini de copolimeri sintetici şi extracţia cu solventi organici. Pentru dozarea aromelor se
utilizează metode spectrofotometrice şi cromatografice.
Autentificarea naturaleţii vinului se poate face prin evaluarea compuşilor naturali ai vinului şi
stabilirea conformităţii acestora cu reglementările legale şi/sau cu limitele din vinurilor naturale
obţinute în arealul viticol şi anul de recoltă respectiv. Compuşii naturali ai vinului sunt alcoolul etilic,
acizii organici, glicerolul, compuşii fenolici, compuşii de culoarea şi aromele. Evaluarea analitică a
compuşilor menţionati anterior se face prin tehnici analitice performante, precum tehnicile HPLC, GC
şi GC‐IRMS.
54/240
Tehnicile care au stat la baza investigaţiilor noastre privind profilul aromatic al vinului se referă în
principal la metodele de analiză cromatografice (i) cromatografia în fază lichidă la presiune mare
(HPLC) pentru analiza compuşilor fenolici din struguri sau vinuri, (ii) gas‐cromatografia (GC) şi GC
cuplată cu spectrometria de masă (GC‐MS) pentru analiza compuşilor naturali volatili sau nevolatili
din struguri sau vinuri. Aplicarea acestor metode poate permite identificarea acelor fraude legate de
adăugarea de glicoli, glicerol, substanţe aromatice sau alţi compuşi ce nu pot fi folosiţi la producerea
vinului.
IV.a. In cadrul proiectului s‐a realizat un studiu privind profilul aromatic al vinurilor ‐ în vin, aroma
se îmbogăteşte în continuu, începând cu perioada procesării strugurilor şi continuând cu perioada de
evoluţie a vinului. La vinificare, strugurii vin cu o zestre de arome care se numeşte aromă primară. In
timpul procesării, se formează aroma secundară sau aroma de fermentaţie, iar în evolutie, vinul se
înnobilează cu aroma terţiară. Responsabilă de tipicitatea de soi a vinului este aroma primară sau
aroma varietală. Criteriile de clasificare a substanţelor de aromă din vin sunt multiple, studiul realizat
utilizând criteriul oenologic de diferenţiere. S‐au prezentat substanţele volatile ale aromei primare
(terpene, pirazine, compuşi C6, precursori de aromă), aromei secundare (alcool etilic, dioxid de
carbon, alcooli superiori, acizi graşi, esteri compuşi carbonilici, compuşi formati din precursori de
aroma) şi aromei terţiare a vinurilor (esteri, alcooli superiori, terpene, compuşi nor‐izoprenoizi,
aroma de miere, aroma de rancio şi aroma de maturare).
IV.b. s‐a dezvoltat o metodă de determinare a profilului aromatic al vinului utilizând
cromatografia în fază lichidă ‐ datorită faptului că fiecare plantă sau fruct prezintă compuşi fenolici
caracteristici, detectarea de compuşi fenolici care nu sunt specifici strugurelui este un posibil indiciu
de contrafacere în industria vinului. Tinând cont de marea diversitate de compuşi fenolici care intră în
compoziţia vinului, s‐a realizat un studiu referitor la compoziţia în acizi fenolici (acid galic, acid cafeic,
acid clorogenic, acid syringic, vanilin, acid feruluic, acid p‐cumaric), (+)‐catechina, (‐)‐epicatechina,
resveratrol, rutin a unor vinuri caracteristice zonei Valea Calugarească. In vederea realizării profilului
aromatic s‐a realizat un micro‐studiu pe 10 probe de vin din soiuri diferite, producţie 2009, specifice
zonei Valea Călugarească: Feteasca Regală, Riesling Italian, Sauvignon, Chardonnary, Muscat Ottonel,
Burgund Mare, Feteasca Neagra, Cabernet Sauvignon, Pinot Noir, Merlot. Probele au fost analizate
prin injecţie directă în sistemul cromatografic, după filtrare prin membrane cu dimensiunea porilor de
45 μm fără a realiza o etapă anterioară de preparare a probei.
Cei mai abundenţi compuşi fenolici în aceste soiuri de vin au fost (+)‐catechina şi (‐)‐epicatechina
ca flavonoide, şi acidul galic din clasa acizilor fenolici. Pe de altă parte, acidul ferulic şi acidul trans
cinamic nu au fost identificaţi în toate probele. Deasemenea, s‐a observat o diferenţă între
compoziţia aromatică a vinurilor albe faţă de cele roşii. S‐a constatat că acidul galic este caracteristic
55/240
vinurilor roşii, fiind în cantitate mai mare decât în vinurile albe. (+)‐Catechina şi (‐)‐epicatechina sunt
specifice atât vinurilor albe cât şi celor roşii, dar în vinurile roşii se găsesc în cantităţi aproape duble.
Din acest studiu reiese faptul că o caracterizare a diferitelor tipuri de vin se poate face şi pe baza
conţinutului în compuşi fenolici şi anume: acidul galic, (+)‐catechina, (‐)‐epicatechina, acidul p‐
cumaric, acidul cafeic, acidul clorogenic, acidul syringic, vanilin.
Se vor continua studiile privind profilul aromatic al vinurilor provenite şi din alte regiuni viticole
(Iaşi, Murfatlar, Bujoru, Blaj), realizând în acest fel o bază informaţională care să reflecte compoziţia
în compuşii de aromă pe fiecare soi în parte, şi de ce nu, care să ilustreze eventuale diferenţe în
compoziţia aromatică între acelaşi soi provenit din zone viticole diferite.
Cromatograma inregistrate la 298 nm, pentru un vin alb
Cromatograma inregistrata la 298 nm, pentru un vin rosu
56/240
IV.c. s‐a dezvoltat o metodă de determinare a profilului aromatic al vinului utilizând
cromatografia în fază gazoasă. S‐a stabilit că diferenţele dintre compoziţiile volatile ale
cultivatorilor/producătorilor de vinuri sunt mai degrabă cantitative decât calitative.
S‐a realizat un studiu de determinare a aromelor din probe de vin comerciale; produse din
struguri, fara adaos de apa sau zahar de alte origine. Astfel, au fost analizate prin tehnica Head‐space
Cromatograma arome foarte volatile din vin alb
Cromatograma arome foarte volatile din vin rosu
57/240
GC/MS o serie de compusi foarte volatili (puncte de fierbere mai mici de 40°C), volatili si semivolatili
(cu puncte de fierbere cuprinse in domeniul 50‐190°) din vin.
Probele de vin Fetească Regală din ani şi podgorii diferite au prezentat o compoziţie de arome
foarte asemănătoare (10 compuşi dintr‐un total de 13), diferind doar concentraţia acestora. De
asemenea, acest soi a prezentat un număr mare de compuşi de aromă, spre deosebire de soiurile
Fetească Neagră şi Merlot analizate. Profilul aromatic cel mai puţin variat este atribuit soiului Merlot.
De asemenea, pentru probele de Fetească Neagră şi Merlot, de Valea Calugarească, s‐a observat un
profil aromatic ceva mai bogat pentru anul 2009, faţă de anul 2006.
Cromatograma arome volatile si semivolatile din vin rosu
Cromatograma arome volatile si semivolatile din vin alb
58/240
Profilul aromatic a zece soiuri diferite de vin a fost investigat în scopul caracterizării şi diferenţierii
vinurilor. S‐au identificat 27 de compuşi volatili, dintre care cele mai abundente au fost acetaldehida,
acetatul de etil şi 2‐feniletanolul. Alcoolii au fost gruparea abundentă pentru soiurile Sauvignon,
Muscat Ottonel, Chardonnay şi Merlot (între 39,7 şi 82,4%), esterii pentru soiurile Riesling Italian,
Fetească Regală, Cabernet Sauvignon şi Pinot Noir (de la 59,1 la 83,6%), iar aldehidele pentru
Burgund şi Fetească Neagră (între 85,5 şi 87,7%) soiuri. Terpenele (linalool şi terpineol) au fost
identificate doar în două vinuri ‐ Muscat Ottonel şi Fetească Regală.
Conform valorilor activităţii de miros (OAVs ‐ odor activity values), numai 14 compuşi au
prezentat concentraţii mai mari decât pragurile de miros. Compuşii care au influenţat în mare parte
aroma au fost octanoatul de etil, acidul izovaleric şi acetatul de izoamil. Vinurile albe s‐au dovedit a fi
mai aromate decât cele roşii, Rieslingul Italian şi Muscatul Ottonel fiind cele mai aromate.
Compoziţia în compuşi volatili a vinurilor investigate (μg/L)
C – Chardonnay, FR – Fetească Regală, S – Saugvinon, RI – Riesling Italian, MO –
Muscat Ottonel, CS – Cabernet Saugvinon, PN – Pinot Noir, FN – Fetească Neagră, B ‐ Burgund
Valorile activităţii de miros totale (OAVtotal) pentru vinurile studiate
59/240
V. Determinarea influenţei condiţiilor climatice şi a solului asupra amprentei izotopice a vinurilor.
Colectarea şi analiza datelor existente despre climă, condiţii meteorologice şi sol, ca factori ce
influenţează rapoartele izotopice.
Raportul natural al izotopilor stabili în materiile organice vegetale nu este constant, ci depinde de
conţinutul izotopic originar al moleculelor folosite de plantă pentru fotosinteză – apa şi bioxidul de
carbon ‐ şi de fracţionarea izotopică ce are loc de‐a lungul căilor biosintetice. Amândouă moleculele
precursor sunt caracterizate de rapoarte izotopice specifice ale elementelor hidrogen, carbon şi
oxigen.
Factorii climatici şi geografici influenţează raportul izotopic (D/H)I şi 13C/12C al zahărului şi
etanolului extrase din vin. Rapoartele izotopice 13C/12C si 2H/1H ale zahărului şi etanolului sunt în
principal determinate de cele două căi fotosintetice diferite de formare a carbohidraţilor biologici.
Plantele‐C4 (calea Hatch‐Slack), precum porumbul şi trestia de zahăr, folosesc enzima fosfo‐enol‐
piruvat‐carboxilaza (PEP‐carbixilaza), rezultând rapoarte izotopice 13C/12C si 2H/1H mai mari în
comparaţie cu plantele‐C3 (calea Calvin) precum viţa de vie, grâul, sfecla de zahăr, ce fixează bioxidul
de carbon direct prin ribuloz‐bifosfat‐carboxilaza (RuBP‐carboxilaza).
Principiul metodei 2H‐SNIF®‐NMR (Site‐specific Natural Isotopic Fractionation studied by
deuterium Nuclear Magnetic Resonance) pentru detectarea îmbogăţirii cu zahăr din sfeclă de zahăr
este reprezentat de transferul raportului izotopic 2H/1H din zahăr şi apă prin SNIF (Site‐Specific
Natural Isotope Fractionation) în poziţiile metil şi metilen ale moleculei de etanol. Aproximativ 80%
din deuteriul din zahăr este transferat în timpul fermentarii în gruparea metil reprezentând raportul
(D/H)I şi aproximativ 75% din deuteriul din apă este transferat în gruparea metilen, reprezentând
raportul (D/H)II. Raportul (D/H)II este important pentru conţinutul în deuteriu al apei de fermentaţie
din struguri şi reflectă condiţiile climatice din arealul geografic de productie si anul de recoltă.
Raportul intramolecular al celor două rapoarte (D/H) este valoarea ‚R’ calculată prin R =
2*(D/H)II/(D/H)I. Valoarea lui R caracterizează de asemenea originea etanolului.
Limite ale (D/H)I, δ13C şi R ale etanolului din zahărul din sfeclă şi trestie, vinuri autentice din
Europa centrala şi sudica şi vinurile chaptalizate cu zahăr din sfeclă şi amestecuri de zahăr din sfeclă şi
trestie
Materialul brut (D/H)I ppm R δ13C (‰PDB)
Vin (Europa centrală) 99‐103 2.4‐2.5 (‐26)‐(‐29)
Vin (Europa sudică) 102‐105 2.4‐2.5 (‐25)‐(‐27)
Zahăr din trestie 92‐93 2.7 (‐27)‐(‐28)
Vin şaptalizat (Europa
centrală)
97‐101 2.5‐2.6 (‐27)‐(‐28)
60/240
Vin şaptalizat (Europa sudică) 100‐103* 2.5‐2.6 (‐26)‐(‐28)
Zahar din trestie, porumb 109‐110 2.2 (‐11)‐(‐13)
Vin şaptalizat cu zahăr 50%
din sfeclă şi 50% din trestie
101.5* 2.5 <(‐25*)
* în funcţie de şaptalizarea cu zahăr din sfeclă
Valorile izotopice ale vinurilor din regiunile nordice ale Europei sunt mult mai scăzute decât cele
ale vinurilor provenite din zonele viticole aflate în părţile sudice ale Europei. Valori ale δ13C mai mari
de ‐23‰ şi rapoarte (D/H)I ce depăşesc 106 ppm pot indica o chaptalizare cu zaharuri C4, rapoarte
(D/H)I mai mici de 97 ppm sunt cauzate de obicei prin şaptalizare cu zahăr din sfecla. Totuşi, pentru o
dovedire a falsificării în cazul unor valori extreme ale (D/H)I şi δ13C ar trebui luate în considerare mai
multe informaţii şi date despre alte rapoarte ale izotopilor stabili (18O/16O ale apei, (D/H)II ale
etanolului) şi date despre probe autentice de referinţă cu aceeaşi origine.
Raportul izotopic 18O/16O al apei din vin şi raportul (D/H)II al etanolului din vin sunt parametrii ce
pot fi folosiţi pentru verificarea provenienţei geografice, perioadei de recoltare sau detectarea diluarii
cu apă a vinului sau mustului. Aplicabilitatea conţinutului izotopic se bazează pe faptul că
precipitaţiile şi apele subterane au un anumit spectru în funcţie de originea geografică. Semnătura
izotopică a apei este de obicei schimbată de modificările de fază în ciclul atmosferic al apei.
Diferenţele temporale şi spaţiale rezultate în valorile δ18O şi δ2H ale apei depind de cantitatea de
precipitaţii, temperatură (efecte anuale şi sezoniere), distanţa de mare (efecte continentale) şi
altitudine. Valorile δ18O şi δ2H ale apei au o corelaţie liniară. Corespunzător fracţionării izotopice a
deuteriului şi 13C în etanol în timpul unei distilări fracţionate, plantele discriminează speciile izotopice
uşoare ale apei în timpul transpiraţiei. Astfel, apa din ţesuturile plantelor este îmbogăţită în 18O şi 2H.
Corelaţia între valorile δ18O şi δ2H ale apei poate fi schimbată datorită unui factor de îmbogăţire a
oxigenului, relativ mai puternic faţă de hidrogen. Deoarece marimea transpiraţiei şi astfel gradul de
îmbogăţire al izotopilor grei este influenţat de climatul local, conţinutul de 18O şi 2H din apa din
struguri, în comparaţie cu apa subterană sau de suprafaţă, poate fi utilizat la dovedirea adaugării de
apă în vinuri. Deoarece raportul (D/H)II al grupării metilen din etanol reprezintă aproximativ 75% din
deuteriul din apă poate fi folosit de asemenea pentru autentificarea apei din vin.
In cadrul proiectului s‐a realizat un studiu de caz pentru zona vitivinicolă Dealu Mare – Valea
Calugarească. Analizele izotopilor stabili pe probele de ape din precipitaţii şi sevă de viţă de vie, s‐au
realizat pe un spectrometru de masa cu sector magnetic in flux continuu CF‐IRMS Delta V Plus, cuplat
la un sistem de echilibrare Gas Bench II. In urma analizei rezultatelor obţinute din probele de
precipitaţii căzute în perioada 19 februarie ‐ 02 aprilie 2009 în arealul vitivinicol Valea Calugarească,
relaţia dintre deuteriu şi oxigen‐18 este: 241,4Ox136,7H 182 , semnul minus indicând o sărăcire în
61/240
deuteriu în apa din precipitaţii. S‐a confirmat faptul că în anumite perioade ale anului, valoarea
H2 este diferită de 10‰, în funcţie de condiţiile de umiditate şi temperatură ale regiunii unde se
produce evaporarea.
Plantele discriminează speciile izotopice uşoare ale apei în timpul transpiraţiei. Pentru a
demonstra acest lucru, s‐a studiat vita de vie inca de la prima etapa din ciclul vegetativ si anume
dezmuguritul. Dezmuguritul este prima fază a ciclului vegetativ al viţei de vie, când aceasta se
trezeşte la viaţă, seva începe să circule din nou în plantă şi mugurii să crească şi să se deschidă. Apar
primele frunzuliţe şi se formează florile pe viitorul ciochine. Au fost prelevate în luna martie 2009
probe de sevă de viţă de vie pentru soiuri diferite din 10 parcele diferite (trei probe sunt din acelaşi
soi: Fetească Regală) şi analizate rapoartele izotopice D/H si 18O/16O.
De asemenea, s‐a prezentat potenţialul tehnicilor analitice prin CF‐IRMS şi ICP‐MS, aceasta din
urmă cu aplicaţii în determinarea cantitativă a metalelor grele din sol, rezultate utile în diferenţierea
geografică a vinurilor.
Linia Meteorica a apei în regiunea Valea Călugarească
(latitudine 44058” N, longitudine 26009” E) in
perioada 19 februarie – 02 aprilie 2009
Amprenta izotopică pentru seva de viţă de vie provenind din soiuri diferite, din 10 parcele diferite ‐ arealul viticol Valea
Calugarească ‐ martie 2009
62/240
VI. Determinarea influenţei rapoartelor izotopice (izotopi stabili) şi metalelor grele asupra modului
de stabilire a originii vinului
Ceea ce diferenţiază calitatea unui vin obţinut din acelaşi soi, dar produs în podgorii diferite, este
un anumit specific datorat vocaţiei locului, condiţiilor naturale la care s‐ar putea adăuga şi o anumită
tehnologie adecvată podgoriei. Investigarea conţinutului de oligoelemente şi evaluarea rapoartelor
izotopilor stabili s‐au dovedit a fi principalele instrumente aplicabile în vederea deosebirii vinurilor
după regiunea lor de origine. In amplul proces de identificare de noi tehnici, rapide, exacte şi
rentabile, evaluarea multi‐element a vinurilor şi a rapoartelor izotopice în vederea determinării
influenţei acestora de originea produsului, s‐a dovedit a fi un instrument valoros în diferenţierea
vinurilor relativ la influenţele de mediu şi procesele tehnologice aplicate pe parcursul procesului de
fabricaţie.
Stabilirea originii geografice şi contrafacerea vinului utilizând analiza mineralelor din vin se
bazează pe relaţia de interdependenţă dintre compoziţia mineralelor din vin şi sol, practicile de
fertilizare, condiţii de procesare şi locaţia pogoriei (ex. în apropiere de zone cu trafic rutier intens).
Mineralele permit diferenţierea în condordanţă cu originea geografică datorată relaţiei directe cu
compoziţia solului. Cele mai utile elemente pentru identificare sunt aluminiu, bariu, calciu, potasiu,
litiu, magneziu, mangan, molibden, rubidiu, strontiu si vanadiu.
Studiul nostru s‐a bazat pe analiza unui număr de 50 de probe de vin, de diferite soiuri, de la cele
autohtone precum Feteasca Regală (FR), Feteasca Albă (FA), Mamaia (MM), Columna (CO),
Tămâioasa Romanească (TR), Grasa de Cotnari (GR), Babeasca Neagră (BN), Feteasca Neagră (FN),
Francuşa(FC), la cele de origine străina precum Saugvinon (S), Pinot Gris (PG), Chardonnay (CH),
Riesling Italian (RI), Cabernet Saugvinon, Pinot Noir (PN), Merlot (ME), Burgund Mare (BM), Muscat
Ottonel (MO) din diferite zone viticole ale României şi anume Murfatlar, Valea Calugarească, Dealul
Bujorului, Cotnari, Panciu, Odobesti şi Iaşi. Toate probele au fost analizate din punct de vedere al
conţinutului de markeri elementali precum Pb, Cd, Se, Sr, Zn, Mn, Co, V, Cr, Ni, Rb, Ag, U, Cu si Be.
63/240
O abordare completă a autenticităţii unui vin este furnizată de către determinările izotopice.
Stabilirea conţinutului de 14C din vin poate fi cu succes aplicată pentru stabilirea anului de producţie.
De asemenea, valoarea raportului izotopic 2H/1H al etanolului din vin este în directă corelare cu
condiţiile de mediu din anul de recoltă. Una dintre cele mai fiabile metode de determinare a anului
de producţie al unui vin se bazează pe corelarea conţinutului de 18O din apa extrasă din vin şi
conţinutul de 13C din etanolul extras din vin. Analiza izotopică a oxigenului‐18 permite determinarea
originii unui vin şi poate verifica dacă asupra acestuia au fost practicate proceduri de îmbunătăţire
interzise prin lege, precum mărirea tăriei şi creşterea volumului. Deoarece compoziţia izotopică a
mustului de struguri şi prin urmare a vinului sunt guvernate de condiţiile climatice ale podgoriei,
investigarea izotopilor stabili pot furniza informaţii esenţiale privind provenienţa unui vin dat. O bază
Concentraţia elementelor în vinurile investigate
Distribuţia vinurilor investigate, dupa regiuni, în funcţie de compoziţia în Mn,
Cu şi Sr
64/240
de date izotopice conţinând date de referinţă pentru diferitele regiuni producătoare de vinuri, pe ani
ani de producţie permite încadrarea unei probe de vin în zona ei de origine şi an de productie.
In mod normal, abundenţa izotopică a elementelor este constantă în natură, dar există unele
elemente cu compoziţie izotopică variabilă, din care fac parte stronţiul şi plumbul. Determinarea
rapoartelor izotopice ale elementelor cu abundenţă izotopică variabilă pot fi utile pentru
caracterizarea diferitelor matrici omogene, cum ar fi vinuri, soluri etc., această variaţie putând fi
explorată pentru a determina originea radiogenă a unor izotopi, care se corelează cu istoria geologică
a sitului de origine. Un avantaj al determinarii 87Sr/86Sr este legat de faptul că procesele de
fermentaţie şi de îmbătrânire nu modifică rapoartele izotopilor de stronţiu în vin faţă de al
strugurilor. Mai mult, soiul de strugure folosit pentru producerea vinului nu afectează rezultatul.
Strontiul este un element din grupa a II‐a, un metal alcalino‐pământos care are 4 izotopi cu
abundenţe naturale relative de 82,29 – 82,75 % pentru 88Sr, 6,94 – 7,14% pentru 87Sr, 9,75 – 9,99%
pentru 86Sr şi 0,55 – 0,58 % pentru 84Sr, conform IUPAC (International Union of Pure and Applied
Chemistry). Din cei patru izotopi, 87Sr este radiogen. Abundenţa raportului izotopic 87Sr/86Sr oferă o
amprentă izotopică pentru diferite tipuri de roci, abundenţa lui în minerale crescând în timp datorită
degradării radioactive a 87Rb. Concentraţia absolută a 87Sr variază cu varsta geologică, respectiv cu
locaţiile geografice. Rocile acide (granite bogate în silice) au valori ale raportului 87Sr/86Sr ridicate
(0,710 – 0,750) datorită raportului originar Rb/Sr ridicat, în timp ce rocile bazice (de exemplu rocile
carbonate şi bazaltice) au valori relativ scăzute ale acestui raport (0,702 – 0,706). Calcarele au valori
ale raportului izotopic 87Sr/86Sr intermediare (0,706 – 0,709) şi un continut ridicat de stronţiu (600‐
1000μg/g). Amprenta izotopică a stronţiului poate astfel fi utilă în determinările de autenticitate,
analiza raportului izotopic 87Sr/86Sr putând furniza un nivel suplimentar de rezoluţie geografică, în
măsura în care există diferite litologii referitoate la regiunea investigată.
Rezumând, o metodă de analiza complementară, extrem de sensibilă, o reprezintă investigarea
amprentei izotopice a metalelor grele, cu preponderenta a raportului 87Sr/86Sr.
VII: Validarea metodelor în vederea implementării lor în industria vitivinicolă pentru autentificarea
şi clasificarea vinului românesc după originea materiei prime.
Validarea metodelor analitice dezvoltate în cadrul ICSI Rm. Valcea pentru autentificarea calităţii şi
autenticităţii vinului au avut ca scop asigurea integrităţii şi calităţii acestora din punct de vedere al
preciziei, exactităţii, limitei de detecţie, limitei de determinare, selectivitate, domeniului de liniaritate
si nu în ultimul rând al transferabilităţii metodei. Prin procesul de validare confirmăm faptul că
procedurile de analiză utilizate pentru anumite teste specifice sunt adecvate. Mai mult, validarea
poate fi folosită pentru a judeca calitatea, fiabilitatea şi consecvenţa rezultatelor analitice, fiind parte
integrantă a unei bune practici analitice.
65/240
Echipamentele şi aparatura laboratoarelor ICSI, dublate de procedee, tehnici şi metode de
investigaţie de înaltă tehnicitate permit în prezent cunoaşterea analitică a vinului. Cea mai
promiţătoare metodă de autentificare a vinurilor o reprezintă combinarea analizelor convenţionale
(ex. determinarea concentraţiei etanolului, glucozei, fructozei, acizilor, glicerolului şi mineralelor) cu
analiza izotopilor stabili (2H, 13C si 18O). La stabilirea originii vinului se au în vedere şi eventuale
influenţe externe provenite din tratamentele aplicate viei (reziduuri de substanţe de combatere a
bolilor şi dăunatorilor), precum şi contaminărilor accidentale în vie, în cursul transportului sau în
crama (îndeosebi cand se discuta despre metale grele).
Tehnicile care au stat la baza investigaţiilor noastre privind analiza vinurilor au fost: (i)
spectrometria de masă a rapoartelor izotopice în flux continuu (CF‐IRMS), pentru determinarea
rapoartelor izotopilor stabili ai hidrogenului, carbonului şi oxigenului; (ii) spectroscopia de rezonanţă
magnetică de tip SNIF‐RMN pentru determinarea raportului (D/H) din grupările metil si metilen; (iii)
spectrometria de masă cu plasmă cuplată inductiv (ICP‐MS), pentru analiza urmelor de metale grele şi
a izotopilor metalelor din vin; (iv) cromatografia lichidă de înaltă performanţă (HPLC) pentru analiza
compuşilor fenolici din struguri sau vinuri; (v) gas‐cromatografia (GC) şi GC cuplată cu spectrometria
de masă (GC‐MS) pentru analiza compuşilor naturali volatili sau nevolatili din struguri sau vinuri.
Pentru fiecare din aceste metode s‐au realizat procedurile de validare.
Rezumând, în cadrul acestei etape au fost validate metodele analitice de bază aplicate în cadrul
laboratoarelor ICSI pentru autentificarea originalităţii şi clasificarea produselor vinicole.
PN 09 19 02 02: Amprentarea izotopica a hidrocarburilor din titei, cu aplicatii in caracterizarea
originii si a maturitatii zacamintelor de petrol
Obiectivul principal al acestui proiect a constat in principal in definirea strategiei privind modul de
amprentare izotopica a fractiei saturate si aromatice din hidrocarburi prin spectrometrie de masa cu
flux continuu CF‐IRMS cuplata cu gaz cromatografia, contribuind la determinarea originii (sursei)
zacamintelor petroliere, a maturitatii termice a acestora. Procedurarea fiecarui nou tip de analiza
desfasurat in laboratoarele INC‐DTCI – ICSI contribuie la aplicatiile din domeniul studiilor de mediu,
amprentarea izotopica ajutand la identificarea surselor de poluare in urma unor accidente ecologice.
Impreuna cu datele geologice, pot ajuta la intelegerea proceselor care au condus la formarea
aranjamentelor structurale de care sunt legate zacamintele de petrol si de minerale.
Faza 1/2012: Amprentarea izotopica a hidrocarburilor din titei, cu aplicatii in caracterizarea originii
si a maturitatii zacamintelor de petrol ‐ partea I
Obiectivele specifice ale acestei faze au fost:
Analiza normelor si procedurilor Comunitatii Europene cu privire la exploatarea experimentala a
zacamintelor de titei, in vederea determinarii conditiilor tehnice si economice de valorificare
66/240
Studiul geologiei fizicii, a apelor asociate zacamintelor de petrol si gaze, rolul lor in geneza
zacamintelor de petrol
Utilizarea tehnicilor analitice elementare pentru caracterizarea originii si a maturitatii termice a
petrolului (determinarea puterii calorifice superioare si inferioare prin metoda bombei
calorimetrice, determinarea hidrocarburilor aromatice policlice prin cromatografie lichida HPLC);
Metode de laborator/proceduri de lucru / Rapoarte de analiza
Punerea la punct a procedurilor specifice pe analizorul elemental Flash EA 1112 EA Thermo
pentru amprentarea izotopica Carbon 13 total, amprenta izotopica utila in conceperea procedurii
specifice pe sistemul gaz cromatograf GC C/TC; Metode de laborator/proceduri de lucru /
Rapoarte de analiza.
Faza 2/2012: Amprentarea izotopica a hidrocarburilor din titei, cu aplicatii in caracterizarea originii
si a maturitatii zacamintelor de petrol‐ partea a II‐a
Obiectivele specifice ale acestei faze au fost:
Amprentarea izotopica a apelor asociate zacamintelor de petrol si gaze (determinarea deuteriului
si oxigenului 18 prin CF‐IRMS)
Analize calitative si cantitative a compusilor anorganici si organici volatili prin gaz cromatografie
GC‐MS si lichid cromatografie HPLC
Elaborarea metodelor analitice prin gaz cromatografie cuplata cu spectrometria de masa,
amprentarea izotopica (Carbon 13) a fractiilor aromatice si saturate din hidrocarburi prin CF‐
IRMS–dezvoltare proceduri de lucru specifice.
PN 09 19 02 03: Evaluarea impactului antropic asupra mediului inconjurator prin investigatii asupra
poluantilor din aer,apa, sol si compararea cu o zona protejata de Parc National
La nivelul Comunitatii Europene, politica de mediu este un domeniu prioritar aflat intr‐o continua
si intensa dezvoltare. Legea internationala a mediului a evoluat intr‐o perioada in care eterogenitatea
comunitatii internationale s‐a intensificat rapid si in care problemele economice au crescut in mod
corespunzator.
Scopul proiectului a fost realizarea unui sistem complex de evaluare si monitorizare a calitatii
mediului inconjurator (aer,apa,sol), sistem ce s‐ai propune o tinta ambitioasa si anume:
studierea,identificarea si urmarirea celor mai importanti poluanti din aer apa si sol dintr‐ o zona
industriala si compararea valorilor acestora cu cele dintr‐o zona protejata de Parc National.
67/240
Astfel, initial a fost realizat un studiu aprofundat asupra noilor prevederi legislative europene si
nationale referitoare la calitatea mediului.
1. S‐a realizat configurarea ariei de studiu si stabilirea pachetului optim de analiza
S‐au urmarit:
in aer: poluantii gazosi(oxizii de carbon, azot si sulf),compusii organici volatili (COV‐uri),
hidrocarburi aromatice policiclice, pulberi in suspensie si sedimentabile
in apa: compusii organici volatili (COV‐uri),hidrocarburi aromatice policiclice, carbonul organic
total (COT),metale grele
in soluri: compusii organici volatili (COV‐uri), metale grele.
2. Analiza compusilor organici volatili prin gaz‐cromatografie cuplata cu spectrometrie de masa
Una dintre tehnicile utilizate in determinarea concentratiei de compusi organici volatili si
semivolatili din probele gazoase sau solide a fost termodesorbtia cuplata la un sistem gaz‐
cromatograf/spectrometru de masa (GC/MS). Laboratorul de spectrometrie de masa al INC‐DTCI‐ICSI
Rm.Valcea are in dotare un cuplaj GC/MS Varian 2100T ce contine ca modul de preparare o unitate
de termodesorbtie AMA impreuna cu o pompa automata de prelevare AMA PN7500.
Cuplajul gaz‐cromatograf/spectrometru de masa cu trapa ionica permite analiza urmelor de
compusi organici volatili si semivolatili.
Utilizand sistemul de analiza GC/MS Varian 2100T impreuna cu modulul de termodesorbtie KAD‐4
AMA si pompa de prelevare automata PN7500, laboratorul a dezvoltat o metoda de analiza a COV din
probe gazoase.
3. Pentru analiza poluantilor gazosi s‐a dezvoltat o metoda de analiza a poluantilor gazosi
(COx,NOx,SO2) prin spectrometria de masa
Spectrometria de masa se bazeaza pe posibilitatea obtinerii ionilor, a separarii acestora in functie
de raportul dintre masa si sarcina, precum si a inregistrarii si cuantificarii acestora.
Spectrometria de masa functioneaza dupa urmatorul principiu: proba de analizat se injecteaza in
aparat si este ionizata in vid inalt. Ionii formati sunt propulsati si focalizati, sunt fragmentati intr‐un
analizor de masa electric si magnetic, apoi sunt colectati si , in detector se cuantifica fiecare specie
ionica. Ionii sunt detectati de o cusca Faraday sau un multiplicator de electroni si amplificati, formând
un curent masurabil. Acest curent este convertit apoi in unitati de concentratie volumica (procente
sau ppm).
4. Apoi s‐a trecut la Delimitarea zonei de studiu si algoritmul de prelevare
S‐a ales pentru monitorizare Platforma Industrială Rm. Valcea,o zonă unde se găsesc mai multe
unităti poluatoare dintre care cele mai reprezentative sunt: Combinatul chimic Oltchim,Uzinele
Sodice Govora,CET Govora.
68/240
Pentru comparatie, s‐a ales Parcul Naţional Buila‐Vânturariţa. Parcul Naţional Buila‐Vânturariţa,
viitor sit al Retelei Ecologice Europene NATURA 2000, a fost infiintat prin H.G. nr. 2151/2004 in urma
studiilor şi demersurilor realizate de Asociaţia Kogayon, organizatie nonguvernamentala de protectie
a mediului cu sediul in comuna Costeşti şi este administrat de RNP Romsilva in parteneriat cu
Asociaţia Kogayon.
S‐au prelevat si analizat poluantii studiati in aria de studiu.
5. S‐au studiat si au inceput analizele pentru monitorizarea poluararii atmosferei cu metale grele
din pulberi în suspensie si sedimentabile.
Dupa cum s‐a precizat, pulberile în suspensie sunt particule fine, cu dimensiuni mai mici de cca.
20 µm, care raman in atmosfera un timp indelungat, ca aerosoli solizi fin dispersati în aer, avand deci
un comportament asemanator gazelor.
Metalele grele intra in categoria substantelor toxice datorită faptului ca in procesul de
preparare a hranei metalele nu se descompun, dimpotriva concentratia lor pe unitatea de masa
creste. De asemenea, metalele poseda proprietatea de a se acumula in organismulul uman, astfel
încat ele franeaza sau chiar blocheaza procesele biochimice intracelulare, majoritatea metalelor
poseda proprietăţi mutagene si cancerigene si sunt greu de eliminat din organism.
Analizele de metale grele s‐au efectuat prin spectrometria de masa cu plasma cuplata inductiv
(ICP‐MS) care este considerata a fi metoda cea mai adecvata pentru cele mai multe dintre aplicatiile
de mediu datorita unui larg domeniu multi‐elemental ce poate fi determinat si unei limite de detectie
excelente la nivel de urme (ppb), adesea la nivel de parti per trilion (ppt). Aceste caracteristici permit
analiza unei varietati de probe pentru un numar larg de elemente ce sunt astfel imposibil de
determinat printr‐o singura alternativa instrumentala.
S‐au studiat si analizat emisiile de poluanţi organici persistenţi (POPS) dintre care Hidrocarburile
aromatice policiclice (PAH) provenite din procesele industriale de productie, alaturi de PCBs si dioxine
rezultate din arderea deseurilor reprezinta una din principalele surse de poluanţi organici persistenţi
ai mediului inconjurator.
6. Pe langa poluarea atmosferei au alt aspect luat in calcul a fost poluarea apelor.
Pentru aceasta s‐au dezvoltat Metoda de analiza a Hidrocarburilor Aromatice Policiclice prin
tehnica HPLC, Metoda de analiza a Carbonului Organic Total din apa cu analizorul de carbon organic
total precum si Metoda de analiza a metalelor grele din apa prin spectrometrie de masa cu plasma
cuplata inductiv (ICP‐MS).
7. Poluarea solului reprezinta contaminarea prin diferite surse a scoartei terestre cu substante
daunatoare mediului inconjurator.
69/240
Astfel, pentru verificarea poluarii solului s‐au implementat urmatoarele metode: Metoda de
analiza a Compusilor Organici Volatili din soluri prin tehnica GC/MS si Metoda de analiza a metalelor
grele din soluri prin tehnica ICP‐MS.
A urmat dezvoltarea Metodei de analiza a hidrocarburilor aromatice policiclice din soluri prin
tehnica HPLC.
S‐au elaborat metode de analiza in vederea validarii acestora, prin umatoarele tehnici: HPLC, ICP‐
MS, GC‐MS, MS si IR nedistructiv.
Toate aceste metode de analiza au fost validate si s‐a realizat un Studiu al evolutiei factorilor de
influenta asupra calitatii mediului din zona studiata.
In fiecare etapa a proiectului s‐au prelevat si analizat poluantii din aria de studiu IV.
S‐au prelevat si analizat poluantii in aria de studiu si s‐a obtinut un set de date anual. Au fost trasate
curbele de variaţie în timp a principalilor parametri legaţi de încărcarea organică si anorganica în
scopul monitorizarii acestora in vederea stabilirii calităţii mediului, in conformitate cu standardele
Europene.
Ativitatile asociate proiectului s‐au bazat pe realizarea unei baze de date complexe cu informatii
asupra variatiei concentratiilor si evolutiei principalilor poluanti organici si anorganici (hidrocarburi
policiclice aromate PAH‐uri, compusi organici volatili COV‐uri, poluanti atmosferici CO, NO, SO2, CO2,
NOx si metale grele (Ni, Cd, Cr, Co, Pb, Cu si Mn)) din aer, apa si sol.
8. Studiul se bazeaza pe realizarea unor harti in baza valorilor obtinute in urma monitorizarii
factorilor de mediu apa, aer, sol, pentru diferiti parametri organici si anorganici, din doua areale
distincte, o Zona Industriala, localizata in imediata apropiere a unei platforme chimice si o zona
protejata ‐Verde.
S‐a utilizat tehnica GIS pentru a realiza hărţi de impact, de distribuţie a anumitor concentratii de
poluanţi importanti ai mediului inconjurator, inregistrati ca si puncte de recoltare, si implicit
posibilitatea de a reprezenta evolutia lor, în timp si spatiu, in vederea stabilirii calităţii mediului.
Pentru atingerea obiectivelor, personalul implicat in desfasurarea proiectului a participat la
cursuri de instruire, manifestari internaţionale şi naţionale, de asemenea au fost publicate lucrări în
reviste ISI, reviste recunoscute naţional şi lucrari în volumele unor conferinţe internaţionale din ţară
şi străinătate.
Scopul acestui proiect a fost realizarea unui studiu complex de monitorizare a calitatii mediului
inconjurător prin investigatii asupra poluanţilor din aer, apă, sol şi compararea cu o zonă Verde.
Pe baza măsurătorilor efectuate pe probele de apă, aer si sol din cele patru puncte tinta Priza Olt
si Tatarani Olt din Zona Industriala si Bistrita Barbatesti si Govora Stoenesti din Zona Verde au fost
determinate valorile concentratiilor poluantilor din mediul inconjurator. Au fost trasate curbele de
70/240
variaţie în timp a principalilor parametri legaţi de încărcarea organică si anorganica în scopul
monitorizarii acestora in vederea stabilirii calităţii mediului, in conformitate cu standardele Europene.
În domeniul mediului inconjurator am utilizat tehnica GIS pentru a realiza hărţi de impact, de
distribuţie a anumitor concentratii de poluanţi importanti ai mediului inconjurator, inregistrati ca si
puncte de recoltare, si implicit posibilitatea de a reprezenta evolutia lor, în timp si spatiu, in vederea
stabilirii calităţii mediului.
PN 09 19 02 04: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de extractie si separare a unor
compusi de tip antocianic si antocianidinic de origine vegetala in scopul utilizarii drept coloranti
naturali in alimentatie
Principalul obiectiv al proiectului a constat in realizarea de noi metode de extractie, separare si
purificare a antocianinelor si antocianidelor si imbunatarirea randamentului de proces in scopul
utilizarii in domeniul alimentar.
Etapa 1/2012: Stadiul actual al dezvoltarii cunostintelor in domeniul colorantilor alimentari
Obiectivul etapei: studiu teoretic privind clasificarea si obtinerea colorantilor alimentari.
In prima etapa s‐a urmarit clasificarea colorantilor utilizati pana in momentul de fata in industria
alimentara, precum si evidentierea unor metode de obtinere a acestora.
Asadar, colorantii alimentari sunt substante care redau sau intensifica culoarea produselor
alimentare. Ei pot fi constituenti naturali ai produselor alimentare si / sau alti compusi naturali, care
in mod normal nu sunt consumati ca alimente si nu sunt utilizati ca ingrediente caracteristice in
alimentatie. Colorantii alimentari sunt folositi in scop comercial, deoarece prin culoare se da impresia
unei calitati mai bune si se stimuleaza apetitul. In ceea ce priveste colorantii alimentari, acestia pot
avea atat surse naturale cat si artificiale. De exemplu, in familia colorantilor galbeni intalnim: E100 ‐
Curcumina, care are ca sursa naturala sofranul de India. In familia colorantilor rosii, intalnim: E120,
acidul carminic, obtinut din surse naturale si anume din crusta insectelor gestante. In familia
colorantilor albastrii se intalnesc: E131, E132, E133, cu sursa naturala gudronul de huila. Ca si
coloranti alimentari naturali sunt folositi: carotenul, xantofila si clorofila. In aceasta etapa au fost
prezentate date cu privire la :
Clasificarea colorantilor alimentari
Metode de extractie si separare a colorantilor naturali
Metode de obtinere a colorantilor sintetici.
Etapa 2/2012: Studii privind compusii cu structura flavilica de origine vegetala
Obiectivul etapei: studiu teoretic privind clasificarea si extractia compusilor cu structura flavilica
de origine vegetala
71/240
In a doua faza s‐a urmarit identificarea compusilor cu structura flavilica cunoscuti pana in
momentul de fata, precum si evidentierea unor metode de caracterizare a acestora.
Metabolitii plantelor sunt intalniti de obicei sub forma unui amestec complex de mai multe
substante cu polaritate si hidrofobicitate diferite. Cele mai importante grupe de substante in
materialul plantelor sunt impartite in: substante cu polaritate scazuta (terpene), semi‐polare
(flavonoide, lipide) si polare (unele carotenoide, glicozide polare, proteine).
Termenul de flavonoid a fost utilizat pentru prima data de Geissman si Heinreiner (1952) pentru
a desemna toti compusii a caror structura contine flavona (2‐fenilcroman). Aceasta denumire este
comuna grupului extrem de mare de substante cu scheletul carbonic C6–C3–C6. Flavonoidele si
polimerii lor alcatuiesc un grup mare de constituienti alimentari, multe dintre aceste substante
participând la procesele metabolice si având un impact pozitiv pentru sanatate.
In aceasta etapa au fost prezentate date cu privire la:
Identificarea compusilor flavilici de origine vegetala
Metode de determinare a continutului flavilic.
Etapa 3/2012: Investigatii privind metodele de extractie si separare a compusilor polifenolici
Obiectivul etapei: clasificarea metodelor de extractie si separare a compusilor polifenolici.
Compusii polifenolici reprezinta una dintre cele mai raspandite clase de metaboliti secundari din
plante, fiind compusi esentiali in asigurarea cresterii si dezvoltarii normale a plantelor si nu numai,
unii dintre ei contribuind la pigmentarea si apararea impotriva agentilor patogeni si a pradatorilor.
Extractele polifenolice se supun caracterizarii fizico‐chimice in vederea determinarii pH‐ului,
densitatii si a randamentului de extractie. Metodele colorimetrice se aplica pentru determinarea
continutului total de polifenoli, taninuri, flavonoide, flavani si antociani.
Spectroscopiile FTIR, 1H‐RMN si 31P‐ RMN permit evidentierea unor caracteristici functionale
referitoare la compozitia probelor vegetale coreland spectrele compusilor standard cu cele ale
extractelor obtinute. Mai mult, varianta 31P‐RMN a permis si o evaluare cantitativa a principalelor
clase de metaboliti secundari din materialele analizate.
Folosirea cromatografiei lichide de inalta performanta alaturi de cromatografia in faza gazoasa
asociata cu spectrometria de masa a permis identificarea si cuantificarea polifenolilor in probele
vegetale pe baza standardelor utilizate.
Compusii majoritari identificati in extractele alcoolice si apoase analizate sunt de tipul: acid galic,
catechina si acid vanilic. Hidroliza bazica aplicata cu scopul eliberarii acizilor fenolici legati in matricea
vegetala de alte grupari functionale are un efect benefic, in urma acesteia identificandu‐se o serie de
compusi polifenolici in toate extractele alcaline realizate pe materialele vegetale extrase in prealabil
cu etanol. In extractele alcoolice se poate identifica de asemenea si prezenta unor flavonoide.
72/240
In aceasta etapa au fost prezentate date cu privire la:
Metode de extractie a compusilor polifenolici
Metode separare a compusilor polifenolici
Metode de purificare a compusilor polifenolici.
Etapa 4/2012: Studiu comparativ asupra efectelor biologice ale antocianinelor naturale si ale
colorantilor sintetici cu proprietati asemanatoare
Obiectivul etapei a constat intr‐un studiu asupra efectelor biologice ale antocianinelor naturale si
ale colorantilor sintetici cu proprietati asemanatoare.
Actorii din industria alimentara constientizeaza pericolul colorantilor artificiali. Colorantii naturali
au inceput sa fie din ce in ce mai utilizati in industria alimentara in ultima perioada, din cauza
numeroaselor semnale de alarma pe care medicii si oamenii de stiinta le‐au tras in legatura cu
pericolul la care se expun consumatorii daca apeleaza la aditivi artificiali. Totul a pornit de la studiul
pe care cercetatorii de la Universitatea din Southampton l‐au facut asupra a sase aditivi, tartrazina (E
102), galbenul de chinilina (E 104), galbenul portocaliu (E 110), azorubina (E 122), rosul ponceau 4R (E
124a) si rosul allura (E 129), in urma caruia s‐a stabilit ca acestia provoaca sindromul de
hiperactivitate si deficienta de comportament.
Antocianinele si antocianidinele sunt colorantii solubili in apa si au fost utilizati ca si coloranti
alimentari inca din cele mai vechi timpuri. Cu toate acestea, exista cateva restrictii in utilizarea lor in
alimentatie. Ele sunt solubile in apa si sunt dependente de pH. Cand aciditatea se schimba se schimba
si culoarea. In practica, colorantul pur este foarte greu de obtinut si de aceea, se utilizeaza cel mai
adesea extractul brut.
Antocianinele si antocianidinele utilizate ca si coloranti alimentari nu sunt toxice si nu depasesc
limitele prin consumul de legume sau fructe ce contin acesti compusi. Exista numeroase indicii ca
antocianinele si antocianidinele ca si antioxidanti au numeroase efecte benefice asupra organismelor
vii, printre care se numara reducerea riscului de accidnet vascular, imbunatatirea activitatii vizuale si
activitatii antivirale. Proprietatile de baza ale antocianinelor determina, conceptual, realizarea de
tehnologii pentru obtinerea lor din surse vegetale. In aceasta etapa au fost prezentate date cu privire
la:
Evidentierea efectelor biologice ale antocianinelor naturale
Evidentierea efectelor biologice ale colorantilor sintetici.
Etapa 5/2012: Identificarea continutului de antocianine si antocianidine din fructe si flori prin
tehnici cromatografice avansate
Obiectivul etapei a fost identificarea continutului de antocianine si antocianidine din fructe si flori
prin tehnici cromatografice
73/240
Antocianii, in forma lor cea mai stabila, sunt sarurile cationului de 2‐fenilbenzopiriliu (flaviliu) cu
anionii acizilor organici si minerali. Structura moleculara a lor contine un atom de oxigen oxonic.
Termenul “antocian” este de origine etimologica greaca, provenind de la cuvintele “anthos” (floarea)
si “cyanos” (albastru). Trebuie de mentionat, ca pigmentii cu structura flavilica se caracterizeaza
printr‐o diversitate mare, amplificata datorita variatiilor structurale in functie de pH si de complexare,
manifestand practic toate culorile spectrului.
Materia prima, supusa extractiei, contine factori straini, care pot sa interfereze cu antocianii,
mascand sau modificand proprietatile lor. Obtinerea extractului veritabil de antociani necesita in
majoritatea cazurilor о prelucrare preventiva a materiilor prime cu scopul eliminarii influentei
nedorite ale factorilor straini, care include utilizarea metodelor mecanice, fizico‐chimice si chimice.
Cromatografia lichida de performanta inalta se caracterizeaza prin separarea eficienta a
componentilor amestecului, si reproductibilitatea inalta a rezultatelor. Aparatajul HPLC permite
trecerea concomitenta a 2 sisteme de eluanti prin coloana cromatografica. Se relateaza, ca elutia in
gradientul concentratiilor este mai eficienta, decat cea izocratica. Timpul destul de indelungat (zeci
de minute) al analizei HPLC necesita ca eluantii, sau cel putin unul dintre ei sa aiba un caracter acid.
Pentru determinarea antocianilor monoglucozidici liberi, neacilati din vinuri s‐a utilizat cromatografia
in faza lichida de inalta performanta cu detectie spectrofotometrica. Astfel, se pot separa antocianii
monoglucozidici: glucoza‐3‐delfinidol, glucoza‐3‐cianidol, glucoza‐3‐petunidol, glucoza‐3‐peonidol si
glucoza‐3‐malvidol. Analiza calitativa se realizeaza prin compararea timpilor de retentie si a
spectrelor UV‐VIS ale antocianilor din probe luate ȋn studiu cu diverse standarde (cianidin‐3‐
galactozid, cianidin‐3‐glucozid, delfinidin‐3‐ramnozid, pelargonidin‐3‐glucozid, delfinidina, peonidin‐
3‐glucozid, malvidin‐3‐glucozid, cianidin, malvidin), precum si cu date din literatura. Analiza
cantitativa se realizeaza cu ajutorul curbelor de calibrare obtinute pentru standard. In aceasta etapa
au fost prezentate date cu privire la:
Identificarea continutului de antocianine si antocianidine din fructe si flori prin tehnici
cromatografice.
Metode cromatografice de analiza a continutului de antocianine.
Etapa 6/2013: Elaborare metode de extractie si separare a antocianinelor si antocianidinelor din
fructe si flori
Obiectivul etapei a avut in vedere realizarea unei metode de extractie si separare a antocianinelor
si antocianidinelor din materiale vegetale. S‐a urmarit realizarea unor metode de extractie si separare
a antocianinelor si antocianidinelor din materiale vegetale.
In urma studiului comparativ al profilului metabolic a unor varietati de Aronia melanocarpa si
Vaccinium sp. s‐au tras urmatoarele concluzii:
74/240
extractul de Aronia melanocarpa "Nero' a fost cel mai bogat in antociani, rezultat obtinut in urma
analizei HPLC. Cianidininele glicozilate sunt antocianii majoritari in fructele de aronia, in particular
cianidin 3‐O‐galactozidul si cianidin‐3‐O‐arabinozidul.
extractul de afine Wild 1 a prezentat valori ridicate in ceea ce priveste continutul total antociani.
Antocianii majoritari din Vaccinium myrtillus au fost delfinidina si petunidina, in timp ce in
Vaccinium corymbosum a fost delfinidina si malvidina.
In urma rezultatelor obtinute putem afirma ca fructele de aronia si afine (de cultura si din flora
spontana) din Romania sunt o sursa bogata de antociani. Afinele din flora spontana contin o cantitate
ridicata de antociani.
Ultimul capitol a prezentat extractia, separarea si caracterizarea unor compusi antocianici din
mure si struguri, care au fost recoltati in perioada august‐octombrie 2012 si pastrati la ‐20ºC. In cazul
extractului de struguri au fost identificate 11 picuri cromatografice, analiza MS elucidand prezenta a
14 compusi antocianici. Cromatograma HPLC‐PDA extractului de mure contine 4 picuri
cromatografice, identificandu‐se 4 compusi antocianici prin analiza LC‐MS.
Etapa 7/2013: Cercetari aprofundate cu privire la identificarea si caracterizarea compusilor
polifenolici din struguri si vinuri
Etapa a constat in identificarea si caracterizarea compusilor polifenolici din struguri si vinuri. In
aceasta etapa s‐a urmarit identificarea si caracterizarea compusilor polifenolici din struguri si vinuri.
Calitatea vinurilor este direct proportionala cu compozitia strugurelui, a aromelor si a
precursorilor de aroma din acestia. Compusii fenolici sunt un indicator important in definitivarea
aromatica a vinurilor, valorile identificate reprezentand o oglinda fidela a conditiilor pedoclimatice
regionale, a stadiului fiziologic al soiurilor studiate, dar si de anul de recoltare. Se constata valori
oscilante ale compusilor fenolici, dar care in combinatie cu alte elemente odorante confera in final
particularitatea fiecarui vin in parte. Compusii identificati confera savoare si fructuozitate vinurilor,
dar in acelasi timp si astringenta.
De asemenea, in cazul continutului de resveratrol, s‐a constat ca acesta este prezent in cantitati
insemnate in pielitele strugurilor si difera in functie de soi dar si de perioada de recoltare.
Etapa 8/2013: Elaborare metode de purificare a antocianinelor si antocianidinelor obtinute in
scopul utilizarii drept coloranti alimentari naturali
Obiectivul etapei: elaborarea de metode de purificare a antocianinelor si antocianidinelor.
Trei metode SPE (C18, Oasis‐MCX Amberlite XAD‐7& Sephadex LH‐20) au fost utilizate pentru
obtinerea fractiilor bogate in antociani din aronia și afine. Sorbentul Oasis MCX s‐a dovedit a avea
eficacitate mai mare decat celelalte metode SPE folosite pentru obtinerea extractelor bogate in
antociani. Acest fapt poate fi explicat prin adsorbtia și desorbtia antocianilor pentru sorbentul Oasis‐
MCX, influentata de pH‐ul si de incarcatura electrica electrica a acestora. Antocianinii, molecule
75/240
incarcate pozitiv interactioneaza cu sorbentul Oasis‐MCX puternic schimbator de cationi, in timp ce
alti compuși, neincarcati pozitiv si care nu raman legati de sorbent pot fi indepartati cu ușurinta.
Valorile obtinute prin metoda HPLC pentru extractele de aronia au variat intre 97,7% si 82,6%,
pentru coloana Oasis MCX, respectiv Amberlite XAD‐7 & Sephadex LH‐2, iar pentru extractele afine
valorile obtinute au variat intre 99,9% si 75.90% pentru coloana Oasis MCX, respectiv Amberlit XAD‐7
& Sephadex LH‐20.
Puritatea cea mai mare pentru extractele din aronia s‐a obtinut prin purificarea pe coloana Oasis
MCX fata de puritatea obtinuta in urma purificarii pe celelalte coloane, Amberlite XAD‐7 & Sephadex
LH‐20, respectiv C‐18 Sep Pack. Puritatea cea mai mare pentru extractele de afine a fost mai mare in
urma purificarii pe coloana Oasis MCX, fata de C18 Sep Pack și Amberlit XAD‐7 & Sephadex LH‐20.
Etapa 9/2013: Determinarea randamentului de extractie si separare a antocianinelor si
antocianidinelor prin tehnici cromatografice si valorificarea rezultatelor in industria alimentara
Obiectivul etapei: determinarea randamentului de extractie si separare a antocianinelor si
antocianidinelor prin tehnici cromatografice.
Continutul de trans‐resveratrol in struguri fost mai mare in 2012 decat anul 2013, fiind in
concordanta cu conditii climatice care confirma ca schimbarile climatice viticole reprezinta un factor
foarte important in acumularea de trans‐resveratrol din struguri.
Trans‐resveratrolul in pielite de struguri de soiuri rosii cercetate din zona producatoare de vin
Dobrogea a scazut, in Pinot Noir, Feteasca Neagra urmate de Merlot, Mamaia si Cabernet Sauvignon.
Aceeasi tendinta a fost observata in vinurile rosii obtinute in anul 2012. Putem concluziona ca a
existat o corelatie semnificativa intre concentratia de trans‐resveratrol in pielite de struguri si in vinul
respectiv.
Acest studiu a demonstrat de asemenea aplicarea cu succes a materialelor mezoporoase de tip
SBA‐15 pentru indepartarea eficienta si concentrarea unor compusi fenolici importanti din vin rosu ca
o metoda rapida si usoara. SBA‐15 a fost preparat folosind metoda hidrotermala si caracterizat prin
BET, SEM, IR, TG‐DSC, confirmand structura mezoporoasa ordonata.
Proprietatile de adsorbtie a SBA‐15 au fost investigate prn retentia compusilorfenolici din vin la
4C timp de 48 h, folosind 1,02 g‐SBA 15 pentru 100 ml vin rosu. Continutul total de fenoli, exprimat
in mg GAE/L a fost in conformitate cu valorile din literatura de specialitate pentru vinurile rosii.
Analiza cromatografica a demonstrat ca, prin utilizarea SBA‐15 ca adsorbant, cantitati mari de
principii biologice importante pot fi concentrate la vinuri, care pot fi utilizate de asemenea ca surse
alimentare sau farmaconutrienti.
Diferite valori ale temperaturii si pH‐ului au influentat in mod semnificativ atat randamentul de
extractie a compusilor fenolici din tesuturi vegetale cat si activitatea antioxidanta a antocianilor
extrasi. Cea mai eficienta extractie s‐a obtinut la pH 4,0, in timp ce temperatura de 60°C pentru o
76/240
extractie eficienta poate fi folosita in functie de efectele combinate ale randamentului de extractie de
compusi fenolici si stabilitatea antocianilor extrasi. De asemenea, temperaturile de la 45‐60°C si de
pH 3‐4 au prezentat o activitate antioxidanta relativ ridicata. Ca si eficienta metodei de extractie si
activitatea antioxidanta a antocianilor extrasi depinde in mare masura de efectele combinate ale
temperaturii si pH‐ului.
Rezultatele cercetarilor au demonstrat univoc, ca profilul antocianic al materialelor vegetale
studiate consta din monoglucozide cianidinice în cantitati considerabile, care permit utilizarea
acestora în calitate de materie prima autohtona pentru obtinerea colorantilor rosii naturali
individuali.
A fost elaborata baza stiintifica a tehnologiilor de separare a antocianilor din extractul
policomponent si de obtinere a unor coloranti individuali în starea pura (cianidina, glucozida de
cianidina). Puritatea si individualitatea colorantilor obtinuti au fost confirmate cu datele analizelor
cromatografice si a spectrelor UV‐Vis si de masa.
PN 09 19 02 05: Cercetări privind caracterizarea şi autentificarea produselor naturale pe baza
evaluării profilului lor proteic
Calitatea şi preţul sunt factorii primordiali ce stimulează interesul, acceptarea şi atracţia
consumatorului pentru un anumit produs de consum ce are la bază compuşi naturali, fiind
determinate în principal de varietatea, puritatea şi originea materiei prime. Dezvoltarea unor metode
analitice valide, dar şi stabilirea şi lărgirea bazelor de date referenţiale necesare eficientizării
controlului unor astfel de produse pe piaţă au reprezentat şi încă reprezintă priorităţi la nivel
naţional/internaţional.
Un concept relativ nou este cel al investigării proteomice, utilizarea acesteia în domeniul
ştiinţelor, în special a celor direct relaţionate cu siguranţa şi securitatea alimentară fiind în continuă
creştere, prezentând un real interes datorită potenţialului sau de a genera o imagine sistematică atât
asupra compoziţiei proteice şi biologice a unui produs, cât şi asupra interacţiunilor chimice.
Principalul obiectiv al acestui proiect a constat în dezvoltarea şi validarea celor mai avansate
metode de investigare a profilului proteic pentru produse naturale, cu aplicaţie specifică pentru
produsele apicole – în particular, dezvoltarea acelor metode de separare, identificare, determinare
cantitativă şi amprentare a acelor constituenţi ai apitoxinei – veninul de albină, care să‐i ateste
calitatea şi originea.
Obiective/activităţi atinse:
I. Evaluarea şi asimilarea principalelor cercetări cu privire la caracterizarea profilului proteic al
produselor naturale, în particular al veninului de albine, în vederea identificării metodelor optime
de autentificare. Stabilirea principalelor tehnici aplicabile pentru amprentarea produselor apicole, în
77/240
special miere şi apitoxină, în scopul creionării principalelor caracteristici pentru o bancă de date cu
amprente proteice.
I.a. Aprofundarea cercetărilor efectuate la nivel naţional/internaţional cu privire la compoziţia
chimică a veninului de albine şi a factorilor de influenţă, în scopul izolării principalelor fracţiuni ‐
Proteinele sunt în mare parte responsabile pentru caracteristicile multor produse alimentare în
timpul procesului de fabricaţie. Proprietăţile lor fizico‐chimice, dar şi proprietăţile nutriţionale şi
senzoriale ale produselor pe bază de carne, lapte sau derivate din cereale depind toate de compoziţia
şi conţinutul proteic. De asemenea, caracteristicile optime ale produselor derivate din făină de grâu
sunt determinate de proteinele care formează glutenul, în timp ce în sectorul laptelui şi produselor
lactate, proteina dominantă este cazeina. Spre deosebire de produsele derivate din făina de cereale şi
a lactatelor, compoziţia în proteine a altor alimente, cum ar fi carnea şi produsele din carne, a
fructelor şi legumelor, precum şi a unor produse viticole şi apicole este mult mai complexă.
Conform rezultatelor cercetărilor se poate afirma că spectrometria de masă şi proteomica bazată
pe diferite tehnici de spectrometrie de masă au extins în mare măsura cunoaşterea componentelor
alimentare. Aceste tehnologii analitice permit identificarea şi caracterizarea componentelor
alimentare, în special a proteinelor, dar şi a glucidelor şi lipidelor şi a modificările lor în timpul
procesului de producţie şi de depozitare. Totodată, tehnicile izotopice de marcare pentru
determinarea cantitativă a componentelor bazate pe proteine, care au fost dezvoltate în ultimii ani
pot da o măsură suplimentară evaluărilor cantitative, validării proceselor tehnologice şi identificării
variaţiilor de lot.
Datorită contribuţiei majore a industriei apicole la dezvoltarea economiei, ne‐am orientat spre
acest sector pentru demonstrarea posibilităţii de autentificare pe baza profilului proteic. Produsul pe
care majoritatea oamenilor îl asociază cu albinele este mierea, deşi apicultura furnizează mult mai
multe produse, cele mai valoroase beneficii fiind reprezentate de menţinerea biodiversităţii şi
polenizarea culturilor agricole, precum şi numeroase alte produse precum: ceara de albine, polenul,
lăptişorul de matcă şi veninul.
Referitor la tehnicile analitice de investigare proteică, introducerea cromatografiei de lichide de
înaltă performanţă (HPLC) în analiza proteinelor şi peptidelor, acum 25 de ani, a revoluţionat
domeniul cunoştinţelor în biologie oferind posibilitatea dezvoltării unor metode rapide şi sensibile de
analiză a structurii proteinelor şi peptidelor, subliniind caracteristicile de performanţă ale metodelor
precum selectivitatea, rezoluţia şi eficienţa. In prezent, HPLC a devenit tehnica pivot care a stabilit
fundamentele caracterizărilor peptidelor, jucând un rol critic atât în înţelegerea proceselor biologice
cât şi în dezvoltarea produselor farmaceutice bazate pe peptide şi proteine. Dezvoltarea aplicaţiilor
HPLC pentru purificarea peptidelor şi proteinelor continuă să se extindă într‐un ritm extrem de alert.
78/240
I.b. Stabilirea principalilor markeri necesari pentru caracterizarea produselor naturale şi în special
a produselor apicole (ex. miere şi apitoxina) şi a tehnicilor analitice aplicabile.
Principalii compuşi ţintă ai apitoxinei pe care i‐am urmărit în cadrul procesului de autentificare au
fost melitina, fosfolipaza A2 şi apamina.
S‐a urmărit în cadrul acestui proiect dezvoltarea unei metode de separare, identificare şi
determinare cantitativă a componenţilor majoritari din veninul de albine utilizând cromatografia de
lichide de înaltă performanţă (HPLC) ca tehnică principală şi determinarea compoziţiei chimice a
produsului natural, complementar cu aplicarea unor tehnici de amprentare proteică (MALDI‐TOF) şi
izotopica (IRMS, RMN).
Abordarea proteomică prin spectrometrie de masa de tip MALDI‐TOF asupra problematicii
specifice a apitoxinei poate conferi, prin evaluarea profilului proteic, informaţii utile privind
compoziţia, originea şi autenticitatea acestui produs apicol. Studiul exhaustiv al complexului
polipeptidic din compoziţia apitoxinei, precum şi al inter‐relaţiilor stabilite între polipeptidele
constitutive poate fi utilizat pentru realizarea unei baze de date cu amprentele proteice (”protein
fingerprints”, respectiv ”peptide mass fingerprints”), ale diferitelor tipuri de venin de albine.
Cât priveşte utilizarea rezonanţei magnetice nucleare în studiul compoziţional al apitoxinei,
aceasta poate fi orientată spre determinarea structurii primare, iar in unele cazuri a structurii
secundare şi terţiare a substanţelor organice care se găsesc în veninul de albine; identificarea
componentelor veninului de albine sau al fracţiilor separate din acesta; şi cuantificarea anumitor
compuşi specifici apitoxinei. Spectrele RMN cele mai uzuale în cazul caracterizării compuşilor proteici
sunt spectrele: 1H (mono ‐ 1D si bidimensionale ‐ 2D); 13C (1D si 2D) şi 1H‐13C în cazul compuşilor
marcaţi cu 13C; si 15N (1D si 2D) şi 1H‐15N în cazul compuşilor marcaţi cu 15N.
Deoarece există un număr mare de protoni în molecula studiată, lucru ce duce la suprapuneri de
semnale, nici cele mai mici peptide nu pot fi caracterizate doar cu ajutorul spectrelor
monodimensionale (1D), fiind necesară obţinerea spectrelor bidimensionale de corelare.
Structura spaţială a D‐Pro14 melitinei (20 de variate structurale suprapuse), precursor
sintetic al melitinei – imagine generată cu Molegro Molecular Viewer 2.0 (freeware) pe baza identificatorului RCSB‐PDB
(Research Collaboratory for Structural Bioinformatics – The Protein Data Bank) 1BH1
79/240
II. Implementarea de metode avansate de investigatie a compoziţiei produselor apicole, în special
miere şi apitoxina, bazate pe tehnicile analitice prin spectrometrie de masă (MALDI‐TOF, IRMS, ICP‐
MS), cromatografie (GC‐MS, HPLC) şi determinarea principalilor factori perturbatori pentru
caracterizarea originii.
S‐a urmărit dezvoltarea procedurilor analitice specifice pentru caracterizarea produselor apicole
(miere şi venin de albine) prin rezonanţă magnetică nucleară şi a veninului de albine prin
cromatografie lichidă de înaltă performanţă.
Tehnica rezonanţei magnetice nucleare poate fi folosită pentru identificarea originii şi a
biomarkerilor, prin obţinerea profilului 1H şi 13C. Această tehnică spectroscopică poate oferi
informaţii cantitative, cu preparări de probe relativ simple. Avantajul tehnicii RMN este că oferă şi
informaţii structurale pentru o gamă largă de specii chimice, totul într‐o singură analiză. In acest sens,
s‐au caracterizat 5 probe de miere de provenienţă diferită, atât ca origine botanică, geografică cât şi
ca an de producţie. Probele au fost preparate ca soluţii de 10%m (90mg miere, 750μl D2O şi 40μl TMS
‐ tetrametilsilan, compus de referinţă (0 ppm) pentru analiza 1H şi 13C RMN). Soluţiile apoase ale
probelor de miere au fost analizate în decurs de 24h, nemaifiind utilizate ulterior.
Spectrele 1H RMN ale probelor de miere studiate au fost împărţite în 2 regiuni majore, respectiv
1) regiunea H ‐ aminoacizi şi acizi organici (0 ‐ 3 ppm şi 6 ‐ 10 ppm) şi 2) H‐carbohidrati (3 ‐ 6 ppm).
Aria semnalelor din fiecare regiune a fost integrată, aceasta fiind apoi raportată sub formă de
procente la aria totală a semnalelor din domeniul 0 ‐ 10 ppm. Toate spectrele au fost aduse în faza
pozitivă, linia de bază a fost corectată şi au fost calibrate cu ajutorul semnalului TMS la 0,0 ppm.
Deoarece distribuţia probelor de miere în ceea ce priveşte originea botanică, anul de producţie şi
zona de provenienţă nu este reprezentativă şi suficientă, nu se pot trage concluzii generale privind
autentificarea acestora doar cu ajutorul tehnicii 1H şi 13C RMN. In acest sens, este necesară analizarea
unei game mult mai variate de probe, cu crearea unei baze de date cu profilul RMN al acestora, care
va putea fi folosită ulterior la autentificarea unor probe necunoscute.
80/240
Informaţii complementare privind autenticitatea mierii se pot obţine prin determinarea raportului
izotopic 2H/1H măsurat la gruparea metil a etanolului obţinut prin fermentarea mierii, acesta fiind
puternic corelat cu sursa botanică a nectarului. Pentru analiza SNIF‐RMN a etanolului (Site‐Specific
Natural Isotope Fractionation Nuclear Magnetic Rezonance ‐ rezonanţă magentică nucleară ce
măsoară distribuţia deuteriului în grupările metil şi metilen ale etanolului) probele de miere au fost
fermentate şi distilate pentru extragerea alcoolului, după care au fost supuse unei operaţiuni de
preparare constând în amestecarea a 3,2 ml alcool cu 1,3 ml TMU (tetrametiluree) şi 150 μl amestec
10% acid trifluoroacetic în hexafluorobenzen. Probele filtrate pe filtre PTFE de unică folosinţă au fost
ulterior introduse în fiole RMN de 10mm.
Analiza SNIF‐RMN a distribuţiei deuteriului în molecula de etanol obţinută din fermentarea mierii
poate identifica: 1) adiţia de zaharuri din plante C4 (de ex. sirop de porumb cu conţinut mare de
fructoza, zahăr din trestie) în miere produsă din plante C3 (miere polifloră, miere de trifoi etc.) şi 2)
adiţia de zaharuri din plante C3 (de ex. din sfeclă sau zahăr derivat din amidon de cartofi) în anumite
tipuri de miere, de ex. mierea de citrice sau mierea de salcâm.
Totodată au fost studiate şi caracterizate 5 probe de venin recoltate în ani diferiţi. Probele de
venin de albine studiate şi caracterizate au fost prelevate în trei sezoane apicole consecutive (2009‐
2011), o singură probă fiind mult mai veche şi de provenienţă necunoscută. Spectrele 1H RMN au fost
împărţite în 3 regiuni majore, respectiv 1) regiunea H alifatic, 2) H legat de carbonul şi de azotul din
catena principală şi 3) H aromatic şi cel legat de N din catenele laterale.
Spectre 1H
RMN ale probelor de miere ‐
regiunea
carbohidraţilor (3 ‐ 6 ppm)
81/240
Ulterior, s‐a urmărit identificarea şi determinarea cantitativă a 3 componente importante,
melitina, fosfolipaza A2 şi apamina, prin analiza HPLC. S‐a urmărit practic dezvoltarea unei metode de
identificare şi determinare cantitativă a componenţilor majoritari din veninul de albine utilizând
cromatografia de lichide de înaltă performanţă (HPLC) ca tehnică principală şi determinarea
compoziţiei chimice a produsului natural, complementar cu aplicarea unor tehnici de amprentare tip
RMN.
III. Studiul factorilor de influenţa geo‐climatici asupra amprentei proteice. Determinarea influenţei
izotopilor stabili asupra modului de stabilire a originii produselor naturale – prin care s‐a urmarit
obtinerea unor date preliminare de caracterizare a diverse sortimente de miere, preponderent
originare din România, prin identificarea unor markeri de origine, în special amprentare proteică şi
izotopică, în scopul discriminării mierii după varietatea florală şi originea geografică.
Este extrem de greu de catalogat o miere după sursa de colectare, cazurile în care albinele
colectează nectarul de la o singură specie de plantă fiind extrem de rare. In consecinţă, atunci când
cantitatea de polen dominant (de ex. rapita) scade, cantitatea altui tip de polen (de ex. salcie,
păpădie etc.) creşte. Fiecare plantă utilizată la colectarea nectarului poate avea o influenţă asupra
compoziţiei mierii. Cu cât este mai mare cantitatea dintr‐un polen minoritar, cu atât este mai dificilă
diferenţierea mierii utilizând posibili indicatori fitochimici asociaţi cu polenul principal. Compilarea
datelor cu privire la markerii florali sugerează faptul că se poate obţine o clasificare mai bună a
tipurilor de miere utilizând grupuri de compuşi (volatili, fenoli, amino‐acizi şi carbohidraţi) şi, posibil,
incluzând alţi parametri suplimentari de tipul conductivitate electrică, culoare sau activitate
enzimatică.
In plus, aplicarea analizei statistice multivariabile la autentificarea şi clasificarea mierii, poate fi un
instrument complementar important pentru o mai sigura identificare şi control al calităţii acesteia.
Spectre
1H RMN a 4 probe de venin
82/240
Astfel, am caracterizat un număr însemnat de probe de miere de diferite origini botanice şi
geografice, cu accent pe analiza proteică şi izotopică. Ca o primă concluzie se poate spune că
amprentarea proteică a mierii cât şi determinarea rapoartelor (D/H)I şi corelarea acestora cu valorile
13C/12C furnizează informaţii specifice discriminării varietăţilor de miere.
Practic s‐a reuşit stabilirea unei corelaţii între factorii geochimici şi bioclimatici şi amprenta
izotopică şi proteică a mierii, furnizând date preliminare ce vor putea fi ulterior aplicate pentru
autentificarea mierii. Totodată, s‐a procedat la introducerea de noi taxoni (probe de miere) în baza de
date "Apitoxin Taxonomy" (banca bioinformatică cu spectre de masă: ”protein fingerprints”,
respectiv ”peptide mass fingerprints” obţinute prin spectrometrie de masă de tip MALDI‐TOF). Baza
de date a fost dezvoltată cu scopul de a stabili un sistem amplu de caracterizare al apitoxinei şi
produselor melifere pe baza fracţiei proteice, respectiv a componentelor proteice/peptidice care
intră în compoziţia veninului de albine.
Prezentarea comparativă a spectelor obţinute pentru veninul de
albine purificat (albastru), una dintre cele mai importante fracţii
proteice secundare ale veninului de albine ‐ apamina (roşu) şi o
probă de miere de rapiţă recoltată în anul 2013 (verde).
83/240
Tehnica rezonanţei magnetice nucleare a fost de asemenea folosită pentru identificarea originii şi
a biomarkerilor, prin obţinerea profilului 1H şi 13C. Această tehnica spectroscopică poate oferi
informaţii cantitative, cu o procedură relativ simplă de preparare a probei. Avantajul tehnicii RMN
este că oferă şi informaţii structurale pentru o gamă largă de specii chimice, totul într‐o singură
analiză. In acest sens, au fost analizate şi caracterizate 37 probe de miere cu diferite provenienţe
florale (salcâm, floarea soarelui, tei, rapiţă, castan, zmeur, maracine şi mentă, de mană, polifloră) şi
geografice.
Raportul 2H/1H măsurat la gruparea metil a etanolului obţinut din fermentarea mierii (D/H)I diferă
semnificativ cu sursa botanică a nectarului, din acest motiv el poate fi utilizat pentru verificarea
calităţii şi autenticităţii mierii. Conform măsuratorilor efectuate, putem face o clasificare a mierii
după valorile înregistrate pentru (D/H)I ppm şi (D/H)II ppm, observandu‐se diferenţe semnificative
faţă de valorile prezentate în literatură pentru miere de acelaşi tip, provenită din zone geografice
diferite.
S‐a observat că doar prin utilizarea parametrului δ13C este imposibilă discrimarea varietăţilor de
miere uniflorală, rezultatele fiind dispersate în domeniul de valori ‐26,65 ‰ (floarea soarelui) şi ‐
23,29 ‰ (poliflora), cu o medie de ‐25‰ (deviaţie medie standard 0,83).
IV. Validarea metodelor de amprentare proteică în scopul implementării lor pentru autentificarea
calităţii şi provenienţei produselor naturale – s‐a realizat o caracterizare a mierii monoflorale şi
poliflore din România folosind amprentarea izotopică, dezvoltând tehnici alternative pentru o
Prezentarea comparativă a spectelor obţinute pentru trei probe de miere:
polifloră (431M, produsă în anul 2013, în judeţul Braşov– M
essendorf,
Buneşti), polifloră (396M, produsă în anul 2012, în judeţul V
âlcea
– Cornetu,
Râmnicu Vâlcea), de rapiţă (375M, produsă în anul 2013, în judeţul
Teleorm
an – Călineşti).
84/240
clasificare de încredere şi reproductibilă a mierii din anumite specii florale în funcţie de originea lor
botanică şi geografică.
Probele de miere au fost colectate din diferite regiuni geografice din România, de la apicultori de
încredere, în decursul unui singur an de producţie (2013). Inainte de analiză probele au fost
depozitate la întuneric la o temperatură de 20‐22°C. In acest studiu, o serie de 40 de probe de miere
din România au fost analizate: 13 probe de salcâm (Robinia pseudoacacia), 6 probe de floarea‐
soarelui (Helianthus annus), 4 probe de tei (Tilia platyphyllos), 4 probe de rapiţă (Brassica napus
oleifera), 4 probe de mană şi 9 probe de miere poliflora. Nici una dintre aceste probe nu au suferit
procese ce ar putea modifica compoziţia lor. Au fost achiziţionate şi 12 probe comerciale din
străinătate: 4 din Italia, 4 din Rusia şi 4 din Turcia. Informaţiile cu privire la regiune de producere,
datele de recoltare, tipul şi calitatea au fost înregistrate folosind datele declarate pe etichetă.
Două modalităţi de investigare au fost abordate, în primul rând prin măsurarea δ13C, δ18O şi δ2H
din miere, iar al doilea prin determinarea izotopilor stabili (deuteriu şi carbon 13) din proba de miere
supusă fermentării.
Variaţia conţinutului de δ13C în probele de miere din România analizate este specifică pentru
grupul de plante C3, variind de la ‐22,34 ‰ la ‐26,65‰. Un caz special este mierea de salcâm cu
valori izotopice mai puţin negative comparativ cu celelalte soiuri (între ‐24,23‰ şi ‐22,34‰), şi
mierea de rapiţă, cu valori mai negative (între ‐26,22‰ şi ‐25,02‰). Este evident că utilizarea δ13C ca
parametru unic de discriminare a originii mierii monoflore nu este posibil, valorile măsurate fiind
relativ dispersate (abaterea medie standard de 1,17).
Metoda SNIF‐RMN a implicat toate probele de miere din România şi prima observaţie a fost că
raportul (D/H)I este specific originii botanice date. Media raportului (D/H)I în mierea de salcâm a fost
de 100,85 ppm (deviaţia standard 0,70), în mierea de floarea‐soarelui 93,52 ppm (deviaţie standard
de 1,55) şi în mierea de rapiţă 93,40 (deviaţia standard 1,40). Din aceste date se poate diferenţia
mierea de salcâm de alte grupuri, dar în cazul probelor de miere de floarea‐soarelui şi rapiţă se poate
observa o suprapunere datorită valorilor medii similare ale raportului izotopic (D/H).
Totodată, metodele de caracterizare a veninului de albine prin cromatografie de lichide pe fază
inversă (RPLC) au fost validate. Au fost determinaţi următorii parametri: specificitatea, selectivitatea,
linearitatea, limita de detecţie (LD), limita de cuantificare (LQ), precizia (repetabilitatea) şi acurateţea
metodei. Metoda HPLC de determinare a conţinutului proteic al probelor de venin de albine a fost
aplicată pe probe reale şi s‐a realizat determinarea concentraţiei de apamină, fosfolipaza A2 şi
melitina din proba de venin de albine, obţinute în anul 2013, provenite din diferite regiuni geografice
din Romania şi Ungaria.
Ulterior, s‐a procedat la introducerea de noi taxoni în baza de date "Apitoxin Taxonomy" şi la
identificarea precisă a domeniului de aplicabilitate practică a tehnicii PMF (”peptide mass
85/240
fingerprinting”) prin spectrometrie de masă de tip MALDI‐TOF (care prin aranjarea fragmentelor
peptidice pe baza masei moleculare într‐un spectru, generează o amprentă proteică individuală
pentru un anumit analit) în contextul certificării/autentificării anumitor categorii de produse apicole.
Scopul dezvoltării bazei de date "Apitoxin Taxonomy" a fost înregistrarea amprentelor proteice
(pe baza spectrele de masă obţinute prin tehnica PMF) în cadrul‐general al unui amplu sistem de
certificare/autentificare al produselor alimetare – cu accent pe cele cu origine apicolă, respectiv
mierea, veninul de albine şi produsele apicole derivate din acestea dintâi. In acest sens s‐au introdus
în baza de date noi seturi de spectre (taxoni) pentru diferite probe de apitoxină, precum şi pentru
probe de miere, astfel că s‐a obţinut un set de 61 de amprente proteice diferite introduse în baza de
date "Apitoxin Taxonomy".
In procesul de analiză/evaluare/validare al metodei dezvoltate s‐a utilizat funcţia de scoring a
modulului MALDI Biotyper RTC v3.0 care a reliefat faptul că tehnica PMF prin spectrometrie de masă
de tip MALDI‐TOF pentru certificarea/autentificarea produse apicole este o metodă extrem de rapidă,
dar suferă şi de o serie de neajunsuri.
PN 09 19 02 06: Cercetari suport privind aplicarea investigatiilor multi‐element si multi‐izotopice in
stabilirea unor markeri de origine pentru trasabilitatea alimentelor
Obiectivul principal al acestui proiect a constat in principal in definirea strategiei privind
identificarea unor markeri de origine (botanica si geografica) cu aplicatie in investigarea materiei
prime din alimente cu ajutorul analizelor multi‐izotopice prin IRMS (Isotope Ratio Mass
Spectrometry), SNIF‐NMR (Site‐Specific Natural Isotope Fractionation ‐ Nuclear Magnetic Resonance)
si ICP‐MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry), precum si multi‐element prin ICP‐MS,
AAS (Atomic Absorbance Spectroscopy) si HPLC (High Performance Liquid Chromatography). Markerii
utilizati au fost: rapoartele izotopilor stabili: 2H/1H, 18O/16O, 13C/12C si 15N/14N in diferite fractii de
produs, combinate cu izotopii de strontiu ‐ ca element de noutate pe plan national, formand
impreuna o amprenta multi‐izotopica, corelate cu analizele multi‐element (ex. determinarea
metalelor grele, a aminoacizilor, acizilor organici, compusi fenolici, componenti volatili etc. ).
Cercetarile suport din cadrul proiectului privind identificarea unor markeri de origine cu aplicatie
in investigarea materiei prime din alimente cu ajutorul analizelor izotopice si multi‐element au dus la
dezvoltarea unui sistem avansat de clasificare a produselor naturale din Romania. Certificarea originii
si calitatii acestora reprezinta o importanta oportunitate economica, dat fiind faptul ca dezvoltarea
managementului de producere şi marketing al produselor alimentare este in continua crestere in
Romania, iar UE impune respectarea normelor si procedurilor emise de catre Comunitatea
Europeana. Tehnicile analitice performante ce fundamenteaza metodele si metodologiile aplicate in
86/240
cadrul acestui proiect dau valoare rezultatelor proiectului. Procedurarea fiecarui nou tip de analiza
desfasurat in INC‐DTCI – ICSI contribuie in domeniul confirmarii calitatii produselor alimentare.
Faza 1/2013: Studiu privind consolidarea sigurantei alimentare prin aplicarea tehnicilor de analiza
multi‐element si multi‐izotopic in trasabilitatea alimentelor. Sinteza asupra cercetarilor anterioare
si identificarea posibilitatilor de extindere a acestor tehnici pentru diverse matrici alimentare
complexe a avut drept obiective specifice:
sinteza principalelor reglementari, norme, proceduri ale UE cu privire la utilizarea tehnicilor
izotopice si multi‐element in determinarea calitatii si autentificarii materiei prime (origine
botanica si geografica) din alimente (ex. ape minerale, sucuri de fructe, bauturi slab alcoolice si
distilate, miere, branza etc)
aprofundarea cercetarilor existente cu privire la aplicarea unor markeri de origine in investigarea
materiei prime din alimente pe baza investigatiilor multi‐element si multi‐izotopice.
Faza 2/2014: Elaborarea si experimentarea metodelor analitice multi‐element pentru determinarea
markerilor de origine din produse alimentare naturale. Crearea unui sistem informatic si a unei
baze de date ‐ obiective specifice ale acestei faze au fost legate de:
studiul privind elaborarea metodelor de preparare a probelor in vederea determinarii markerilor
prin analize multi‐element
experimentarea metodelor analitice multi‐element (ICP‐MS, AAS, HPLC) si validarea metodelor
pentru determinarea markerilor de origine din produse alimentare naturale
crearea unui sistem informatic si a unei baze de date cu markerii de origine pe fiecare matrice in
parte (ex. vin, sucuri de fructe, miere, etc), corelarea rezultatelor obtinute prin analize multi‐
element
diseminarea a rezultatelor prin publicarea in reviste de specialitate si participare conferinte.
Faza 3/2014: Elaborarea si experimentarea metodelor analitice multi‐izotopice pentru
determinarea markerilor de origine din produse alimentare naturale ‐ obiective specifice ale acestei
faze au fost legate de:
studiul privind elaborarea metodelor de preparare a probelor in vederea determinarii markerilor
prin analize izotopice;
experimentarea metodelor analitice izotopice (IRMS, ICP‐MS, SNIF‐NMR) pentru determinarea
markerilor de origine din produse alimentare naturale.
crearea unei baze de date cu markerii de origine pe fiecare matrice in parte (ex. vin, sucuri de
fructe, miere, etc), corelarea rezultatelor obtinute prin analize izotopice;
diseminarea a rezultatelor prin publicarea in reviste de specialitate si participare conferinte.
87/240
Faza 4/2014: Validarea sistemului informatic prin expertizarea markerilor de origine pentru fiecare
matrice in parte ‐ obiective specifice ale acestei faze au fost legate de:
crearea unei baze de date cu markerii de origine pe fiecare matrice in parte (ex. vin, sucuri de
fructe, miere, etc);
demonstrarea functionalitatii sistemului informatic prin expertizarea markerilor de origine pentru
fiecare matrice in parte.
diseminarea rezultatelor prin publicarea in reviste de specialitate si participare la conferinte.
PN 09 19 02 07: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a
profilului compozitional al unor produse cu matrice complexa
Activitatile aferente acestui proiect au fost:
1. Studiu de sinteza privind utilizarea tehnicilor spectroscopice si spectrometrice (RMN si HPLC) in
investigarea profilului compozitional al unor produse cu matrice complexa
In prezent, activitatile de cercetare legate de certificarea produselor alimentare si clasificarea lor
dupa origine, sunt intr‐un stadiu incipient, metodele de aplicare in trasabilitatea alimentelor fiind
departe de a fi metode de rutina, tendinta actuala fiind aceea de a se folosi metode de analiza rapide
si care sa permita obtinerea unor informatii cat mai complete privind compozitia, autenticitatea si
existenta contaminantilor in produsele alimentare.
Spectroscopia RMN reprezinta instrumentul cel mai eficient pentru atribuirea structurii
compusilor organici proveniti din produse naturale sau din sinteza organica. In cazul unor amestecuri
de substante, suprapunerea semnalelor provenite de la componentele individuale genereaza zone
spectrale ce pot fi utilizate ca "amprente" pentru caracterizarea si compararea acestor amestecuri.
Dintre toate metodele fizice (spectroscopie in infrarosu ‐ IR, UV‐Viz, spectrometrie de masa – MS
etc.), rezonanta magnetica nucleara este analiza care ofera cea mai bogata si completa informatie
structurala asupra compusilor organici.
Dintre aplicatiile care utilizeaza tehnica cromatografiei de lichide de inalta performanata amintim:
determinarea continutului proteic, identificarea si cuantificarea pigmentilor naturali din diferite
matrici alimentare, depistarea falsificarii uleiului de masline virgin cu uleiuri rafinate etc.
Evaluarea statistica a rezultatelor pentru gruparea produselor alimentare in functie de originea
botanica si geografica se face utilizand metode recunoscute in chemometrie, respectiv, PCA (Principle
Component Analysis), analiza multivariata de tip SIMCA (Soft Independent Modelling of Class
Analogy), ANOVA (Analysis of Variance), TCA (Tree Clustering Analysis), LDA (Liniar Discriminant
Analysis), in functie de variabilele alese si de rezultatul dorit.
88/240
2. Obtinerea profilului compozitional al uleiurilor vegetale folosind RMN.
S‐a obtinut profilul compozitional al profilul compozitional al uleiurilor vegetale utilizand
rezonanta magnetica nucleara (RMN). Rezultatele au fost procesate statistic utilizand chemometria,
in vederea clasificarii in functie de originea botanica si geografica a produselor alimentare. Intreaga
metodologie de analiza s‐a dovedit a fi una rapida, cu preparare minima a probei si clasificare
statistica a probelor intr‐un anumit grup, in vederea dezvoltarii bazei de date cu probe de referinta,
ce va fi utilizata ulterior la clasificarea produselor din comert sau a celor cu sursa necunoscuta.
Discriminarea unor varietati de ulei vegetal prin PCA (Principle Component Analysis) a spectrelor
RMN
3. Clasificarea mierii in functie de originea botanica folosind chemometria.
Mierea contine proportii variabile de glucide, apa, aminoacizi, proteine, uleiuri, saruri minerale,
pigmenti, compusi volatili, enzime produse de albine etc. Proprietatile si compozitia mierii depind de
specia de plante ce furnizeaza nectarul, de specia albinelor, zona geografica de provenienta, de clima,
modul de depozitare si chiar de tehnologia si conditiile de recoltare. In ultima perioada s‐au folosit cu
succes diverse metode analitice (fizico‐chimice, HPLC, GC, RMN etc.) in combinatie cu analiza
statistica multivariata in clasificarea mierii in functie de originea botanica sau geografica, pentru a
identificarea adulterarea acesteia sau pentru a o caracteriza din punct de vedere chimic.
Scopul acestui studiu a fost de caracterizare a diferitelor varietati de miere produse in Romania,
pentru a le clasifica in functie de originea lor botanica si pentru a determina calitatea si conditiile de
depozitare. In vederea acestui lucru, au fost analizate fizico‐chimic si prin 1H si 13C‐RMN 53 de probe
de miere, parametrii masurati fiind: profilul RMN, pH‐ul, conductivitatea, continutul de apa prin
tehnica Karl‐Fisher, continutul total de solide (°Brix) si raportul F/G (fructoza/glucoza). Varietatile de
miere poliflora, de floarea‐soarelui si de tei au prezentat o conductivitate ridicata (400 ‐ 550 μS/cm),
in timp ce varietatile de salcam si de miere poliflora au avut rapoarte F/G si solide totale cu valoare
89/240
mare. Chemometria a ajutat la separarea varietatilor de salcam si rapita de cele de tei si floarea‐
soarelui. Ultimele doua varieitati de miere s‐au suprapus, datorita proprietatilor fizico‐chimice
asemanatoare. Cei mai importanti parametri de separare a varietatilor de miere au fost
conductivitatea si raportul F/G. Majoritatea probelor comerciale clasificate folosind AHC, s‐au grupat
in varietatile de miere poliflora, de floarea‐soarelui si de tei.
Observations (axes F1 and F2: 95.17 %)
‐6
‐4
‐2
0
2
4
6
8
10
‐8 ‐6 ‐4 ‐2 0 2 4 6 8 10
F1 (80.46 %)
F2 (14.71 %)
A
L
R
SF
Analiza discriminanta (DA) a 4 varietati de miere: salcam (A), tei (L), rapita (R) si floarea‐soarelui
(SF)
4. Clasificarea sucurilor de fructe in functie de originea botanica folosind chemometria
Datorita potentialului nutritional si biologic, sucurile de fructe au un impact important asupra
alimentatiei. Din punct de vedere al compozitiei chimice, acestea contin apa si materie organica, din
care fac parte fibrele vegetale (celuloza), acizii (citric), glucidele (glucoza, fructoza, zaharoza), pectina,
polifenolii, vitaminele, mineralele etc. Prin combinarea materiilor prime din fructe, a ingredientelor
alimentare, a metodelor de preparare si de procesare a fructelor, se obtine un numar foarte mare de
sucuri de fructe, ce variaza in calitate, pret si valoare. Usurinta cu care sucurile pot fi adulterate cu
zaharuri, apa sau sucuri de calitate inferioara a favorizat practici neetice. Astfel, chimia analitica,
echipamentele existente si crearea unor banci de date trebuie sa descopere si sa tina pasul cu aceste
adulterari.
Caracterizarea chimica a sucurilor de fructe se realizeaza prin aplicarea a numeroase metode de
preparare, ce depind de tipul de compus ce va fi investigat, astfel incat, caracterizarea generala a
acestui tip de produs alimentar este laborioasa si de durata. Avantajele rezonantei magnetice
nucleare (RMN) sunt date de o etapa simpla de preparare (dizolvarea in solvent deuterat), analiza
neinvaziva a probei, timpul scurt de analiza si, in principal, de obtinerea informatiilor privind
compozitia organica globala, mentinand in acelasi timp raportul natural al compusilor din proba.
In ultima perioada s‐au folosit cu succes diverse metode analitice (RMN, IR, UV‐Vis etc.) in
combinatie cu analiza statistica multivariata in clasificarea sucurilor de fructe in functie de originea
90/240
botanica sau geografica, pentru determinarea calitatii produsului, pentru identificarea adulterarii
acestora sau pentru a le caracteriza din punct de vedere chimic.
Scopul acestui studiu a fost de clasificare a sucurilor de fructe in functie de originea lor botanica
folosind spectrul 1H‐RMN obtinut pentru fiecare proba. In vederea acestui lucru, au fost analizate 31
de probe de sucuri de fructe. 3 varietati de suc de fructe s‐au diferentiat foarte clar de restul
grupurilor (sucurile de pere, pepene galben si cirese), datorita compozitiei chimice diferite a acestora.
Sucurile de mure si capsuni au fost cel mai putin separate. Separarea sucurilor de fructe se datoreaza
picurilor 1H‐RMN specifice zaharozei si fructozei libere astfel:
1) zaharoza a separat sucurile cu F/G mare (proportie de fructoza libera mare): pere (3.56), mere
(3.31), pepene rosu (1.85), pepene galben (1.23), piersici (1.09), prune (1.07), caise (0.87) si zarzare
(0.85);
2) iar fructoza libera a separat sucurile cu F/G mic (proportie de fructoza libera mica): visine
(0.65), cirese (0.75), mure (0.8), capsuni (0.87), afine (1.11) si zmeura (1.19).
Observations (axes F1 and F2: 99.02 %)
CirCir
CirNegCirNeg
PepGPepG
PerPer
‐200
0
200
400
‐500 ‐300 ‐100 100 300 500 700
F1 (88.30 %)
F2 (10.72 %)
Afi
Cai
Cap
Cir
CirNeg
Mer
Mur
PepG
PepR
Per
Pie
Pru
Vis
Zar
Zme
Observations (axes F1 and F2: 97.40 %)
‐30
20
‐100 ‐50 0 50 100 150
F1 (92.08 %)
F2 (5.32 %)
Afi
Cai
Cap
Mer
Mur
PepR
Pie
Pru
Vis
Zar
Zme
Analiza discriminanta (DA) a varietatilor de sucuri de fructe
Continutul de acizi organici variaza in functie de natura fiecarui fruct in parte si este in stransa
legatura cu o serie de factori cum sunt caracteristicile solului si conditiile de mediu din timpul
dezvoltarii si maturarii fructelor. Pe baza profilului acizilor organici masurat prin HPLC s‐a putut
realiza o diferentiere a tipului de fruct si a regiunii geografice de provenienta a acestora, astfel, acizii
organici fiind potentiali markeri de origine pentru trasabilitatea fructelor.
91/240
Observations (axes F1 and F2: 96.26 %)
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
-50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
F1 (88.46 %)
F2 (7.79 %)
Afine
Caise
Cirese
Mere
Mure
Piersici
Prune
Visine
Zmeura
Diferentierea sucurilor naturale de fructe pe baza profilului acizilor organici
5. Caracterizarea bauturilor alcoolice cu potential crescut de falsificare (bauturi fermentate, vinuri
aromatizate si bauturi distilate)
Directiva 92/83/EEC clasifica bauturile alcoolice in 5 categorii:
Berea
Vinul, specificatii ca alcoolul trebuie sa provina integral din fermentare
Alte bauturi fermentate. In Directiva 92/83/EEC adaugarea de alcool este permisa pentru
bauturile cu o tarie de 1.2 ‐ 10% vol. (13% vol. pentru bauturile spumante). Nota explicativa a
categoriei 2206 permite, de asemenea, ca bauturile fermentate fortifiate (cu adaos de alcool) sa
ramana in aceasta categorie, daca isi pastreaza caracterul grupului
Produse intermediare, sau produse care contin alcool ce nu provine in totalitate din fermentare,
avand o tarie alcoolica mai mica de 22%
Alcool etilic, cu o tarie alcoolica mai mare de 22%
Cele mai multe probleme sunt legate de diferentierea bauturilor fermentate si a bauturilor
spirtoase, cele mai importante doua fiind:
gradul procesului de "purificare" (ultra‐filtrare, osmoza inversa etc.) al unui produs fermentat ce
poate fi inca considerat ca o bautura fermentata, produs intermediar sau alcool etilic, in scopul
accizarii acestora
cantitatea de alcool etilic ce poate fi adaugata unei bauturi fermentate, fara ca aceasta sa rezulte
intr‐o bautura spirtoasa. Explicatiile de la codul 2206 permit adaugarea de alcool distilat in "alte
bauturi fermentate", fara a specifica insa marimea acesteia.
Compozitia bauturilor spirtoase (in principal compusi volatili si foarte volatili) a fost studiata pana
in acest moment folosind metode fizico‐chimice clasice, prin gaz‐cromatografie (GC‐FID, GC‐MS etc.)
92/240
si prin rezonanta magnetica nucleara. Aceste tehnici au fost asistate de metode multivariate
statistice, pentru procesarea datelor. De asemenea, Organizatia Internationala a Viei si Vinului (OIV) a
realizat un Compendium al metodelor de analiza pentru bauturile spirtoase de origine vitivinicola.
6. Clasificarea bauturilor fermentate linistit, a vinurilor aromatizate si a bauturilor distilate cu
ajutorul rezonantei magnetice nucleare si a chemometriei
Producerea bauturilor distilate incepe cu selectarea varietatii materiei prime, care sa asigure o
fermentare cat mai completa a maceratului (in cazul strugurilor, a tescovinei), urmate de o distilare
lenta si gradata a produsului fermentat. Anumiti producatori adauga plante aromatice pentru
imbunatatirea gustului (anason, fenicul, sofran, frunze de nuc, pelin etc.) sau pentru crearea de
sortimenet de bauturi (gin, absint, bitter, pelin etc.). Distilatele din vin sau tescovina sunt inregistrate
sub Denumire de Origine Controlata (DOC) in mai multe tari, astfel in Grecia se produce tsipouro, in
Cipru este zivania, grappa (Italia), orujo in Spania etc.
Scopul acestui studiu a fost de clasificare a bauturilor distilate in functie de originea lor botanica,
folosind spectrul 1H‐RMN obtinut pentru fiecare proba si analiza statistica discriminanta. In vederea
acestui lucru, au fost analizate 94 de probe de bauturi distilate, dintre care 59 bauturi distilate din
vin, 29 de bauturi distilate din fructe si 6 probe test. Spectrul 1H‐RMN este relativ simplu si contine
compusii specifici fractiei foarte volatile a bauturilor distilate (alcooli, esteri, aldehide etc.). Separarea
bauturilor distilate din vin s‐a realizat foarte clar in functie de originea lor geografica (Bulgaria si
Republica Moldova) si partial in functie de originea botanica, acestea fiind amestecuri cu alcool din
cereale in proportii variate. Bauturile distilate din piersici, zmeura, struguri si pere sunt cele mai
distincte fata de celelalte varietati. In domeniul opus, bauturile distilate din caise, prune si visine nu
se diferentiaza foarte bine intre ele, indicand o compozitie volatila asemanatoare. Baza de date
creata pentru bauturile distilate a ajutat la clasificarea si determinarea autenticitatii probelor test.
Observations (axes F1 and F2: 68.45 %)
AtaAta
BFLBFL
Cai‐AleCai‐Ale
GinGin
Pru‐AlePru‐Ale
StrStr
TescTesc
‐10
‐5
0
5
10
‐10 ‐5 0 5 10 15
F1 (51.98 %)
F2 (16.47 %)
ALK
Afi
Ale
Ata
BFL
Cai
Cai‐Ale
Cap
EA
Gin
MD
MRF
Mer
Mur
Pep
Per
Pie
Pru
Pru‐Ale
Str
Tesc
Vis
Zar
Zme
Analiza discriminanta (DA) a probelor de bauturi distilate
93/240
7. Clasificarea bauturilor fermentate linistit, a vinurilor aromatozate si a bauturilor distilate
folosind tehnici de amprentare izotopica ‐ SNIF‐RMN si IRMS
Tehnica denumita SNIF‐RMN (Site‐Specific Natural Isotope Fractionation Nuclear Magnetic
Resonance) sau rezonanta magnetica nucleara pentru determinarea fractinarii izotopice naturale la
gruparile specifice moleculei studiate, masoara in cazul vinului si al altor bauturi alcoolice, raportul
izotopic al deuteriului in gruparile metil si metilen ale alcoolului etilic. Aceasta tehnica de analiza este
utilizata pentru autentificarea geografica si pe an de recolta a probelor de vin (sau bauturi alcoolice)
si pentru identificarea materiei prime din care s‐a obtinut bautura alcoolica (de ex. plante C3, plante
C4, plante CAM si amestecuri ale acestora), cand poate fi evaluata procentual proportia de alcool din
fiecare tip de planta. Rezultatele obtinute din masuratori sunt comparate cu valorile de referinta din
baza de date existenta in cadrul laboratorului, baza de date ce contine referinte colectate de
laborator si referinte existente la nivel european si mondial. Tehnica SNIF‐RMN aplicata vinului este
recunoscuta si utilizata in Comunitatea Europeana si la nivel mondial incepand cu anul 1990, fiind
reglementata prin Regulamentul European CEE 2676/1990, adoptat la nivel national prin Ordinele
Ministerului Agriculturii nr. 541/2002 si 1025/2002.
Spectrometrul de masa cu sector magnetic in flux continuu CF‐IRMS (Isotope Ratio Mass
Spectrometer) Delta V Plus este configurat si destinat masurarii rapoartelor izotopice 2H/1H, 13C/12C,
18O/ 16O si 15N/14N din probe organice si anorganice. Izotopii stabili (2H, 18O, 13C, 15N) se regasesc in
diferite varietati de compusi chimici gazosi, lichizi sau solizi. Amprenta izotopica a fiecarui tip de
compus este transferata unui compus in faza gazoasa (H2,, O2, CO2, N2) inaintea masuratorilor cu
spectrometrul de masa. Odata ajunsa in faza de gaz, este usor de comparat o astfel de “proba”
modificata chimic cu un gaz standard corespondent, utilizand aceeasi metoda de introducere (si
ionizare) pentru probe si standarde. In cazul probelor alcoolice, cu ajutorul acestei tehnici se
analizeaza raportul izotopic 13C/12C global din etanolul extras din proba, ce furnizeaza informatii
despre originea botanica si geografica a alcoolului, si raportul izotopic 18O/16O din apa extrasa din
proba, ce indica gradul de diluare cu apa al acesteia.
Originea botanica a probelor necunoscute (test) de bauturi fermentate linistit, vinuri
aromatozate si bauturi distilate a fost verificata cu ajutorul amprentei izotopice SNIF‐RMN si IRMS,
aceste metode fiind considerate de referinta in autentificarea bauturilor si alimentelor.
8. Compararea tehnicilor de obtinere a profilului compozitional cu tehnicile de amprentare
izotopica. Identificarea elementelor de noutate.
S‐au comparat clasificarea/autentificarea probelor necunoscute cu ajutorul tehnicilor de obtinere
a profilului compozitional (RMN si HPLC) cu clasificarea/autentificarea realizata cu ajutorul tenicilor
94/240
SNIF‐RMN si IRMS. Au fost evidentiate avantajele si dezavantajele fiecarei tehnici de autentificare, iar
elementele de noutate ale tehnicilor de obtinere a profilului compozitional au fost identificate.
9. Evaluarea markerilor caracteristici pentru diferentierea vinurilor conventionale si ecologice
Identificarea vinurilor ecologice, si diferentierea lor fata de vinurile obtinute in sistem
conventional este importanta pentru autoritatile de certificare, cat si pentru consumatori si pentru
aceasta este necesara identificarea si evaluarea unor markeri care sa ateste caracteristicile relevante
pentru ambele tipuri de vinuri.
In acest sens, s‐a stabilit profilul compusilor fenolici pentru doua soiuri de vinuri Cabernet
Sauvignon si Feteasca Neagra, obtinute din struguri cultivati in sistem conventional si ecologic, din
regiunea Murfatlar, utilizand tehnica cromatografiei de lichide de inalta performanta. Suplimentar s‐a
urmarit influenta aplicarii unor lucrari de rarire aplicate vitei de vie pentru a avea o recolta bogata si
de calitate.
Au fost identificati si cuantificati compusi fenolici apartinând diferitelor clase: acizi fenolici (ex.
acid galic, acid cafeic, acid syringic, acid p‐cumaric, acid trans‐cinamic, acid ferulic, vanilină) si flavan‐
3‐oli (ex. (+)‐catechină, (‐)‐epicatechină, resveratrol, rutin).
Pentru a imbunatati procesul de masurare si de extragere a informatiilor cat mai utile si mai
complete din datele brute ale masuratorilor analitice cantitative au fost aplicate metode statistice
chemometrice si anume analiza discriminanta, DA (Discriminant Analysis) pentru fiecare soi de vin in
parte, in sistem ecologic si conventional. Astfel, probele au fost diferentiate în functie de tipul de vin,
ecologic sau conventional, si, de asemenea, cele unde au fost realizate lucrari in verde de reducere a
lastarilor.
Discriminarea vinurilor Cabernet Sauvignon in sistem conventional (Conv. M + Conv. R) si ecologic
(Eco. M si Eco. R).
95/240
10. Clasificarea vinurilor rosii cu ajutorul unor markeri specifici si a analizei statistice
multicomponent
In studiile anterioare, s‐a realizat caracterizarea unor vinuri produse în cele mai importante
podgorii din Romania pe baza compozitiei elementale, a compusilor fenolici si, de asemenea, în
functie de amprenta izotopica a acestora. S‐a obtinut o buna diferentiere a vinurilor in functie de
zona geografica de provenienta utilizand profilul elemental si cel isotopic al vinurilor, dar in schimb,
nu s‐a reusit o diferentiere satisfacatoare a vinurilor in functie de varietatea acestora si anul de
productie, si din acest motiv, studiile s‐au concentrat în aceasta directie.
In aceasta etapa s‐au identificat posibili markeri care sa stea la baza dezvoltarii unor metodologii
de clasificare a vinurilor autentice. Ca urmare, au fost investigate cinci soiuri de vinuri rosii autentice
(Cabernet Sauvignon, Merlot, Feteasca Neagra, Pinot Noir si Mamaia) provenite din una dintre cele
mai valoroase podgorii ale tarii noastre, podgoria Murfatlar, care prezinta un climat generos, ce
favorizeaza producerea de vinuri de calitate superioara. Au fost investigate atat vinuri tinere, cat si
vinuri invechite, anii de productie studiati fiind 2009‐2013.
Pe baza datelor analitice referitoare la compozitia antocianica, a acizilor organici, parametrii
izotopici (13C/12C, 18O/16O si D/H) cat si a informatiilor obtinute din spectrele RMN (1H si 13C) ale
acestor vinuri, s‐a realizat analiza liniar discriminanta (LDA) si s‐a obtinut o buna diferentiere a
acestora in functie de varietate si anul de productie, ilustrand validitatea pentru autentificarea
vinurilor a variabilelor analitice selectate. Tehnicile analitice utilizate in acest sens au fost:
cromatografia de lichide de inalta performanta (HPLC) si spectroscopia de rezonanta magnetic
nucleara (RMN) pentru obtinerea profilurilor pentru diferitele clase de compusi organici din
compozitia vinurilor; spectrometria de masa pentru rapoarte izotopice (IRMS) si rezonanta
magnetica nucleara pentru determinarea separarii izotopice la nivel natural la gruparile specifice ale
moleculei studiate (SNIF‐NMR), pentru determinarea rapoartelor izotopice.
Dintre aceste variabile, anumite rapoarte ale antocianilor (Mva/Mv, Ra/c), (D/H)I si R (distributia
deuteriului in molecula de etanol) ca parametrii izotopici, 1,2‐butandiolul, 2,3‐butandiolul, C3‐
histidina si C5‐leucina au fost identificati ca markeri importanti pentru clasificarea vinurilor in functie
de varietate.
96/240
Analiza discriminanta (LDA) aratand diferentierea varietatii vinurilor
Pentru diferentierea vinurilor in functie de anul de productie, drept markeri relevanti au fost
identificate anumite rapoarte ale antocianilor (De/Mv, Cy/Mv, Sant/Mv), zaharuri cum ar fi β‐D‐
glucoza si β‐D‐fructopiranoza, aminoacizi precum alanina, dar si parametrii izotopici, si anume δ18O.
Analiza discriminanta (LDA) aratand diferentierea vinurilor in functie de anul de productie
11. Autentificarea bauturilor alcoolice ‐ Masurarea distributiei deuteriului in etanol ‐ Compararea
metodei BBO‐RMN cu metoda SNIF‐RMN
Rezonanta magnetica nucleara pentru determinarea separarii izotopice la nivel natural la
gruparile specifice etanolului (SNIF‐RMN Site‐Specific Natural Isotope Fractionation ‐ Nuclear
Magnetic Resonance) este metoda analitica ce se aplica pentru a determina abundenta izotopica a
deuteriului (2H), precum si distributia sa în etanol. Tehnica a fost folosita incepand cu anul 1990
pentru analiza vinurilor si a altor bauturi, pentru a identifica produsele contrafacute, a detecta
dilutiile si adaosurile de zaharuri, înainte si dupa procesul de fermentare. De asemenea, metoda
97/240
certifica un produs care este pus pe piata internationala, oferind informatii despre originea
geografica si botanica a bauturii alcoolice.
Exista doua metode de masurare a unui spectru de deuteriu (2H) prin RMN, cea dintâi prin
utilizarea unui semnal lock, altul decât cel pentru deuteriu (de exmplu 19F, metoda SNIF‐RMN, o
optiune destul de costisitoare) si cea de‐a doua prin utilizarea spectrometrului fara lock. Cea de a
doua metoda, care utilizeaza o sonda RMN cu de banda larga (BBO – broad band), necesita shimming
cu semnalul FID al protiului (1H). Rularea spectrometrul fara lock va duce la devierea semnalului
instrumentului. Conditia pentru obtinerea de date reproductibile este aceea de a obtine cel mai mare
raport semnal‐zgomot (S/N) în cel mai scurt timp posibil.
În aceast studiu s‐au folosit ambele metode RMN pentru a analiza bauturi spirtoase de referinta,
avand origini botanice diferite (struguri, cereale, melasa de sfecla etc.). Rezultatele au fost comparate
cu scopul de a optimiza metoda RMN cu sonda BBO.
Distributiile deuteriului masurate prin metoda SNIF‐RMN au fost considerate valori de referinta.
Trei probe analizate prin metoda BBO‐RMN au avut valori similare cu ale referintelor. Diferentele
dintre valori au fost si pozitive si negative, fiind mult mai mari decat deviatiile standard (SD) sau
incertitudinile de masurare. Dupa cum era prevazut, deviatiile standard ale masuratorilor BBO‐RMN
au fost mai mari. Testele de optimizare a metodei BBO‐RMN vor continua, in vederea obtinerii unor
rezultate mai corecte si reproductibile.
12. Caracterizarea si autentificarea alimentelor cu ajutorul profilului compozitional RMN si HPLC ‐
Insumarea principalelor concluzii si rezultate. Descrierea bazelor de date dezvoltate
Principalele rezultate si concluzii privind caracterizarea si autentificarea alimentelor cu ajutorul
profilului compozitional obtinut prin analiza RMN si HPLC si procesare statistica a datelor au fost
prezentate. Astfel, in cadrul proiectului de cercetare s‐au obtinut urmatoarele rezultate:
Matrice Baza de date Rezultate obtinute Tehnici utilizate
Uleiuri
alimentare 55 probe
‐ determinare compozitie
‐ determinare procente de amestec
‐ separare in functie de originea botanica
‐ baza de date cu probe de referinta
RMN
Chemometrie
Miere 160 probe
‐ caracterizarea fizico‐chimica
‐ separare in functie de originea botanica
‐ baza de date cu probe de referinta
‐ testare probe necunoscute
RMN
HPLC
Metode fizico‐
chimice
Chemometrie
98/240
Fructe 170 probe
‐ determinare compozitie
‐ separare in functie de originea botanica
‐ baza de date cu probe de referinta
RMN
HPLC
Chemometrie
Bauturi spirtoase 145 probe
‐ separare in functie de originea botanica
‐ baza de date cu probe de referinta
‐ testare probe necunoscute
RMN
Chemometrie
Bauturi
fermentate 70 probe
‐ separare in functie de originea botanica
‐ baza de date cu probe de referinta
‐ testare probe necunoscute
RMN
Chemometrie
Vinuri
aromatizate
255 probe
‐ separare in functie de originea botanica
‐ baza de date cu probe de referinta
RMN
Chemometrie
Vinuri
conventionale si
ecologice
‐ determinare compozitie
‐ separare in functie de categoria de calitate
‐ determinarea efectelor raririi butucilor
HPLC
Chemometrie
Sucuri
concentrate 15 probe ‐ determinare compozitie RMN
Extracte din
plante si fructe 50 probe ‐ determinare compozitie HPLC
13. Descrierea metodologiei si a software‐lor de procesare a datelor privind profilul compozitional
si autentificarea alimentelor
XLSTAT ‐ Addinsoft
XLSTAT se bazeaza pe introducerea datelor si afisarea rezultatelor in Excel, calculele fiind realizate
cu ajutorul unor componente autonome de software. Din operatiile statistice de analiza a datelor ce
se pot realiza cu ajutorul acestui software se pot nominaliza:
Factor analysis (fa)
Principal component analysis (PCA)
Discriminant Analysis (DA)
Corespondance Analysis (CA)
Multiple Corespondance Analysis (MCA)
Multidimensional Scaling (MDS)
k‐means clustering
Agglomerating hierarchical clustering (AHC)
Univariate clustering.
99/240
AMIX ‐ Bruker
Soft‐ul AMIX Bruker este dedicat pentru analiza de amestecuri (1D si 2D) si este alcatuit din AMIX‐
Viewer si AMIX‐Tools. AMIX‐Viewer este folosit in vizualizarea eficienta a datelor RMN, MS (date de
spectrometrie de masa), LC‐MS (lichid‐cromatografie cuplata cu spectrometrie de masa) si UV
(spectroscopie ultraviolet‐vizibil); a structurilor moleculare si a analizei acestor date ce implica picuri,
adnotari, integrale, modele spectrale etc. Soft‐ul permite procesarea simultana a mai multor spectre
(de ex. 96 de spectre 2D RMN). AMIX‐Viewer permite accesul la AMIX‐Tools: analiza componentilor,
grupare de date, pregatirea datelor, baze de date cu spectre, aplicatii statistice, integrare multipla,
profiling analitic etc.
14. Diseminarea rezultatelor obtinute in cadrul proiectului
Rezultatele obtinute in cadrul acestui proiect de cercetare au fost diseminate prin publicarea in
reviste de specialitate din tara (5 lucrari) si din strainatate (8 lucrari), prin prezentarea lor in cadrul
unor manifestari stiintifice din tara si din strainatate (20 de lucrari in cadrul a 13 manifestari
stiintifice) si prin participarea la 7 colaborari internationale.
PN 09 19 02 08: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de control al unor contaminanti si
aditivi in alimentatie
Principalul obiectiv al proiectului l‐a constituit dezvoltarea de studii teoretice si aplicative care
urmaresc problematica compusilor contaminanti si aditivanti in produsele alimentare si alinierea la
normativele Uniunii Europene
Faza 1/2014: Evaluarea surselor contaminante si aditivilor in alimentatie
Obiectivele fazei:
Clasificarea contaminatilor si principiile ce guverneaza evaluarea toxicologica a acestora.
Evaluarea tipurilor de aditivi din produsele alimentare.
Stabilirea unor solutii analitice performante pentru controlul unor contaminati si aditivi in
alimentatie.
Evaluarile riscurilor produselor chimice in produsele alimentare traditionale s‐au concentrat
asupra potentialelor efecte negative asupra sanatatii care decurg din prezenta componentelor unice
sau grupe de produse chimice strans legate in produsele alimentare. Astazi ‘Alimentele traditionale’
nu mai sunt in intregime produse facute in casa sau produse facute de catre intreprinderile mici de
familie. Industrializarea a necesitat utilizarea unui numar de produse chimice in productia de
alimente, de exemplu, in scopul de a pastra produsele alimentare sau de a mentine culori si arome in
timpul transportului si depozitarii, sau pentru a pregati alimentele traditionale proaspete pentru
consum. In prezent exista un acord international in cadrul Organizatiei Mondiale a Comertului (OMC)
referitoare la principiile utilizate in evaluarea sigurantei aditivilor alimentari si a altor substante
100/240
chimice in scopuri comerciale in productia de alimente. Aceste principii au fost convenite la Runda
Uruguay si sunt stabilite in ’’Acordul privind aplicarea masurilor sanitare si fitosanitare‘’ (Acordul
SPS). Acest acord necesita masuri de sanatate si securitate care sa se bazeze pe o evaluare stiintifica a
riscurilor solide OMC FAO / OMS Comisia Codex Alimentara (CAC sau Codex), standardele ca punct de
referinta pentru siguranta produselor alimentare comercializate pe plan international (OMC, 1994).
Aceste standarde sunt, de exemplu, stabilite in Comitetul Codex pentru aditivii si contaminantii
alimentari (CCFAC), care utilizeaza mixul FAO / OMS de experti pentru aditivii alimentari (CMEAA), ca
un comitet consultativ cu privire la evaluarea sigurantei aditivilor alimentari si contaminanti. Conform
normelor oficiale, prin aditivi alimentari se intelege orice substanta care in mod normal nu este
consumata ca aliment in sine si care nu este utilizata ca ingredient alimentar caracteristic, avand sau
nu o valoare nutritiva, prin a carei adaugare intentionata la produsele alimentare in scopuri
tehnologice pe parcursul procesului de fabricare, prelucrare, preparare, tratament, ambalare a unor
asemenea produse alimentare, devine o componenta a acestor produse alimentare. E‐urile sunt acei
aditivi adaugati in alimente cu rol de indulcitori, coloranti, emulgatori, conservanti. Alinierea la
normele Uniunii Europene a presupus folosirea codurilor de tip „E“ pentru aditivii alimentari. Potrivit
definitiei din Council Regulation 353/93 CEE, „sunt contaminanti toate substantele prezente in
alimente care nu au fost adaugate intentionat dar care pot rezulta din productia, procesarea,
prepararea, ambalajul si ambalarea, transportul si depozitarea alimentelor sau din mediul
inconjurator”. Substantele chimice prezinta in marea lor majoritate, un circuit care intereseaza
concomitent sau succesiv toate cele trei componente ale biosferei; apa, aerul, solul precum si
produsele alimentare. Cunoasterea circuitului diverselor substante nocive in mediu este necesara
pentru a putea estima cantitatile totale de substante care patrund in organism, pentru a intrerupe
acest circuit si a realiza o protectie a mediului ambiant.
Faza 2/2015: Identificarea si cuantificarea anumitor contaminanti si aditivi alimentari
Obiectivele fazei:
Studiu comparativ privind tehnicile analitice cele mai performante pentru identificarea si
cuantificarea unor contaminanti in alimentatie
Dezvoltarea de proceduri standard pentru determinarea ftalatilor din diverse matrici alimentare
Izolarea si estimarea continutului anumitor aditivi din produsele aliment.
Monitorizarea contaminantilor/reziduurilor/aditivilor este o parte importanta a strategiei de
reducere a riscului prezentei substantelor nedorite in alimente. Este utila in special la identificarea
problemelor potentiale ridicate de prezenta contaminantilor/reziduurilor/aditivilor, iar pe baza
rezultatelor acestora se pot planifica masurile necesare. In cadrul expertizei marfurilor alimentare,
indiferent ca sunt materii prime, semifabricate sau produse finite, pentru a asigura valoarea nutritiva
101/240
corespunzatoare compozitiei lor naturale si pentru a preveni eventualele efecte nocive asupra
organismului uman, se urmareste indeplinirea unor cerinte de ordin igienico‐sanitar cum sunt:
sa nu prezinte semne organoleptice de alterare (miros de alterat, modificare de consistenta,
culoare sau gust)
sa nu fie contaminate cu agenti patogeni si cu agenti conditionat patogeni peste limitele admise
sa nu prezinte miros sau pete de mucegai (cu exceptia celor selectionate admise)
sa nu contina substante chimice neautorizate sau peste limitele admise
sa nu contina corpi straini peste limitele admise
sa nu prezinte urme de rozatoare
sa nu aiba miros sau gust strain de natura produsului
sa nu fie falsificate
In cadrul acestui proiect, a fost dezvoltata o metoda de determinare si control a concentratiei de
ftalati in vinuri. Metoda se bazeaza pe masurarea concentratiei de ftalat in vin pe baza extractiei in
cloroform, separarea pe coloana capilara, identificarea timpului de retentie si a spectrului de masa,
precum si cuantificarea ionului caracteristic cu m/z 149, cu ajutorul echipamentului Varian 450‐240
MS. In vederea obtinerii curbei de calibrare, s‐a preparat o proba de vin sintetic, ce a constat din 15%
solutie etanol si 5 g/L solutie acid tartric, reglandu‐se pH‐ul la 3,5 prin adaos de solutie hidroxid de
sodiu 5M. Vinul sintetic a fost utilizat pentru calibrarea solutiilor standard de DBP cu concentratii de
la 0 la 100 mg /L. Pentru extractia ftalatilor, 100 mL proba se toarna intr‐o palnie de separare si se
adauga 10 mL cloroform, agitand continuu timp de 10 minute. Dupa separarea stratului organic, se
filtreaza acesta pe hartie de filtru cu sulfat se sodiu anhidru. Se colecteaza 10 mL de extract in
cloroform, se transfera intr‐un vial pentru gaz‐cromatografie, dupa care se injecteaza in sistem 1 µL
pentru analiza.
Figura 1 prezinta cromatogramele tipice pentru DBP (dibutilftalat), DEHP (dietil‐hexilftalat) si DEP
(dietilftalat).
102/240
Figura 1. Cromatogramele DBP, DEHP si DEP
Dupa realizarea curbei de calibrare, au fost testate mai multe probe de vin, atat netratat, cat si
tratat si imbuteliat. Cateva rezultate sunt prezentate in tabelul 1.
Tabel 1. Concentratia DBP in vin
Tip
Concentratia DBP, mg/L
<0,01
0,01‐0,20 /
media1
0,20‐0,30/
media 2
>0,30/
media 3
Vin netratat
alb
rosu
40%
18%
35%/
55%/
20%
20%
5%
7%
Vin tratat
alb
rosu
12%
14%
57%
52%
25%
25%
6%
9%
Vin imbuteliat
alb
rosu
15%
14%
65%
62%
15%
16%
5%
8%
1 <0,01 ‐ conform documentului Normative Igienice 2.3.3.972‐00 "MCL (Limita maxima a
concentratiei) de produse chimice eliberate din materiale, care sunt in contact cu produsele
alimentare";
2 <0,20, in conformitate cu cerintele 2.1.5.1315‐03 si modificarile 2.1.5.2280‐07 "MCL (Limita maxima
a concentratiei) de substante chimice in apa, corpurile de apa si apa de baut";
3 in conformitate cu articolul 11 din Regulamentul (CE) 882/2004, LMS = 0,3 mg DBP / kg pentru
solutii model.
103/240
Cel mai probabil, una dintre cauzele contaminarii cu ftalati este tehnogenica, si rezulta din
contactul cu materiale polimerice.
La producerea si procesarea produselor alimentare se utilizeaza un numar exagerat de mare de
aditivi alimentari, fiind necesara monitorizarea acestora in lantul alimentar. De aceea prezentul
proiect si‐a dorit identificarea si cuantificarea unora dintre aditivi, pentru care s‐au dezvoltat mai
multe metode de control utilizand tehnici analitice moderne, cum ar fi cromatografia de lichide
cuplata cu spectrometria de masa, spectrofotometria UV‐Vis si cromatografia in faza gazoasa.
Utilizarea pe scara larga de antioxidanti din alimente a dus la dezvoltarea a numeroase tehnici de
analiza calitativa a acestora si determinarea cantitativa. Cele mai utilizate pe scara larga procedurilor
analitice implica metode spectrofotometrice. De obicei, o solutie de extract de alimente, distilat cu
abur sau grasime se trateaza cu un reactiv specific pentru a obtine o coloratie care se poate citi
spectrofotometric. Unul dintre acesti compusi este BHA (2‐ si 3‐tertbutil‐4‐hidroxianisol), care poate
fi gasit in grasimi tartinabile si uleiuri.
Reactivii necesari includ solutii standard de BHA (100 ppm in 1,4‐dioxan), solutie 5% carbonat acid
de sodiu, N,N‐dimetil‐p‐fenilendiamina, fericianura de potasiu 8%, tetraclorura de carbon, acetat de
tocoferol. Metoda de lucru implica distilarea unei cantitati cunoscute de grasime fortificata cu BHA,
cu 10 g clorura de calciu anhidra si 40‐50 mL apa distilata. Cantitati de distilat sunt pipetate in
baloane cotate, se adauga carbonat acid de sodiu, N,N‐dimetil‐p‐fenilendiamina si fericianura de
potasiu 8% si se lasa sa se linisteasca 15 minute. Dupa aceea, solutia colorata in albastru intens se
extrage de doua ori cu tetraclorura de carbon, extractele fiind uscate pe sulfat de sodiu anhidru si
filtrate pe filtru de fibra de sticla. Absorbanta solutiilor se masoara la o lungime de unda de 550 nm
fata de o solutie de referinta ce contine toti reactivii fara antioxidantul BHA.
Tabelul 2 prezinta valori ale concentratiei de BHA in cateva tipuri de grasimi vegetale si animale :
Tabel 2. Concentratia de BHA in grasimi
Tip BHA adaugat (ppm) BHA gasit (ppm)
Ulei de masline 50 65
Untura 87 94
Unt 35 43
Tabelul 2 indica faptul ca metoda de determinare a BHA in grasimi si uleiuri este corecta si poate
fi aplicata la alimente cu un continut ridicat de grasimi. Metoda nu da rezultate exacte atunci cand
cantitatea de BHA prezenta in proba este sub 10 µg. Procedura descrisa mai sus ar putea fi folosita
pentru o evaluarea rapida a BHA in uleiuri comestibile in prezenta altor antioxidanti. Poseda
dezavantajul ca da o reactie de culoare cu unii fenoli, cum ar fi o‐ si m‐crezoli; prin utilizarea aparatul
104/240
de distilare acesti compusi pot fi eliminati. Aceasta metoda ofera o noua tehnica spectrofotometrica,
care poate fi utilizata pentru determinarea BHA datorita specificitatii sale. Metoda ofera rezultate
reproductibile.
Indulcitorii sintetici cum ar fi aspartam, acesulfam K si zaharina sunt aditivi non‐calorici, dar sunt
utilizati pe scara larga in industria alimentara pentru inlocuirea zaharului in produsele alimentare,
cum ar fi gemuri, bomboane, bauturi racoritoare, bauturi alcoolice si altele.
Aspartmanul, L‐aspartil‐L‐fenilalanin‐metil ester, este un indulcitor artificial alb, cristalin, cu o putere
de indulcire de circa 200 de ori mai mare decat sucroza. Zaharina este un indulcitor artificial
cunoscuta sub denumirea de aditiv E954. Nivelul maxim admis in UE de aspartam este de 500 mg/L
pentru bauturi racoritoare, 1000‐6000 mg/L pentru produse de cofetarie si 600 mg/L produse de
patiserie si produse din lapte. Nivelul maxim admis in Codex Alimentarius este de 125 mg/L zaharina.
Lungimea de unda la care s‐a realizat calibrarea a fost de 190 nm pentru aspartam si 210 nm
pentru zaharina. Tabelul 3 prezinta concentratia aspartamului si zaharinei in 10 probe de suc
existente pe piata din Romania.
Proba Aspartam (mg/L) Zaharina (mg/L)
1 448,5 0,20
2 427,02 1,22
3 231,25 6,55
4 185,51 0,12
5 545,08 0,00
6 264,55 20,22
7 40,66 0,00
8 93,45 0,00
9 351,78 57,22
10 510,34 8,32
Concentratia de aspartam a fost peste limita admisa in duoa dintre probe, in schimb, pentru
toate probele analizate, concentratia de zaharina a fost sub limita admisa.
Aportul mediu zilnic de aspartam si zaharina pentru un adult cu greutatea de 70 kg sunt 1,456 mg
/ kg corp/ zi, si, respectiv, 0,027 mg / kg corp / zi. Coeficientul de risc este sub 1 in toate cazurile
analizate.
105/240
Punerea in consumul public, prelucrarea, depozitarea si transportul produselor alimentare care
nu indeplinesc conditiile impuse prin normele sanitare (cuprinse in Ordinul Ministerului Sanatatii)
atrage dupa sine raspunderea civila, materiala si penala dupa caz.
Din cele de mai sus rezulta ca, daca un produs alimentar este necomestibil, aceasta se poate
datora nu numai transformarilor si degradarilor pe care le sufera in timpul transportului sau
depozitarii ci si contaminarii cu agenti care provoaca intoxicatii sau toxiinfectii alimentare. In
consecinta, monitorizarea consta in:
verificarea etichetelor produselor alimentare, precum si documentelor insotitoare (declaratii de
conformitate, certificate de calitate, buletine de analiza, etc) care sa ateste calitatea, provenienta,
si salubritatea materiilor prime, ingredientelor si/sau a produselor finite, in ceea ce priveste
continutul si incadrarea in limitele maxime admise pentru contaminanti/reziduuri/aditivi
verificarea daca in cadrul programului de autocontrol, sunt efectuate probe de laborator pentru
monitorizarea contaminantilor / reziduurilor / aditivilor daca este cazul, care sa ateste
respectarea limitei maxime admise
daca este cazul, urmarirea, la nivelul unitatilor, a rezultatele probelor recoltate in cadrul
Programului de Supraveghere si Control, in ceea ce priveste expertiza contaminantilor/
reziduurilor/ aditivilor in produsele alimentare.
In cazul in care exista o suspiciune sau se constata depasirea limitei admise la contaminanti/
reziduuri / aditivi in produsele alimentare, se vor lua urmatoarele masuri:
identificarea si retinerea oficiala a produselor alimentare, care se va efectua in baza
documentului de sechestru / retinere oficiala
dispunerea denaturarii / distrugerii produselor alimentare.
In consecinta cu cele expuse, proiectul si‐a propus si a realizat metode noi de control al unora
dintre contaminatii si aditivii alimentari. Astfel, au fost realizate si validate metode cromatografice si
spectrofotometrice pentru identificarea si cuantificarea: ftalatilor din vinuri, metoda care poate fi
aplicata cu succes si pentru alte bauturi alcoolice; antioxidantului BHA din grasimi; anumitor
indulcitori sintetici (aspartam si zaharina). Metodele prezentate ofera rezultate reproductibile si pot fi
utilizate cu succes in laboratoare de control al calitatii alimentelor.
PN 09 19 02 09: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a
compusilor biologic activi aflati in compozitia produselor naturale ecologice care stau la baza
dezvoltarii unor alimente functionale si produse cosmetice
Obiectivul proiectului a fost dezvoltarea si validarea celor mai avansate metode de investigare a
profilului compozitional al produselor naturale, cu aplicatie specifica pentru produsele ecologice si
produsele apicole – in particular, dezvoltarea metodelor de extractie, separare, identificare,
106/240
cuantificare si amprentare a componentelor bioactive care sa ateste calitatea si naturaletea acestor
produse
Proiectul a urmarit dezvoltarea unor metode analitice moderne de caracterizare a compozitiei
fizico‐chimice a produselor naturale, cum sunt produsele apicole si diferite fructe si plante medicinale
valorificate sub forma de produse ecologice (ex. vinuri ecologice), cocktail‐uri apicole, alimente
functionale si produse cosmetice pe baza de venin de albine, care sa permita verificarea naturaletii si
calitatii unor produse cu matrice complexa, precum produsele alimentare ecologice si alimentele
functionale.
Pentru atingerea obiectivului general si a obiectivelor specifice, in cadrul proiectului au fost
desfasurate urmatoarele activitati:
I. Evaluarea compusilor fenolici pentru diferentierea vinurilor ecologice vs. conventionale
Consumatorul de astazi cauta produse mai naturale, mai pure, fara conservanti si stabilizatori sau
cu un continut redus de substante de acest gen, aceste cerinte fiind respectate de produsul numit
ecologic sau organic. Produsele ecologic sunt foarte cautate de cumparatori si reprezinta o revolutie
in industria alimentara. Principalul avantaj al produselor ecologice este acela ca se obtin din materii
prime naturale netratate cu pesticide, erbicide sau insecticide, utilizand tehnologii neconventionale si
nepoluante, dar si utilaje si echipamente adecvate. Identificarea produselor ecologice, naturale si
diferentierea lor fata de produsele obtinute in sitem conventional este importanta pentru autoritatile
de certificare, cat si pentru consumatori si pentru aceasta este necesara identificarea si evaluarea
unor markeri care sa ateste caracteristicile relevante pentru ambele tipuri de produse.
Compuși fenolici din vinuri sunt substanţe care joacă un rol important în mai multe proprietăţi
senzoriale ale acestora, cum ar fi culoarea, aroma, astringenţa și duritatea. De asemenea, compușii
fenolici manifestă o gamă largă de efecte benefice pentru sănătate, printre care activitatea
antiinflamatoare, activitate anti‐cancerigenă si activitate anti‐teratogenă. Efectele benefice asupra
sănătăţii în urma consumului moderat de vinuri se datoraeză capacităţii antioxidante a compusilor
fenolici aflaţi în compoziţia acestora. Tipul și concentraţia compușilor fenolici din vinuri depide de
soiul de strugure, de maturare, condiţiile atmosferice si tehnicile de vinificaţie. În general, factorul
determinant pentru variaţia compoziţiei polifenolice în difeite tipuri de vinuri roșii, din întreaga lume
este, probabil, cantitatea de lumină solară la care strugurii sunt expuși în timpul cultivării lor.
In aceasta etapa s‐a realizat caracterizarea vinurilor obtinute in sistem de cultura conventional
vs.organic, pe baza compoziţiei în compușii fenolici aparţinând diferitelor clase: acizi fenolici (ex. acid
galic, acid cafeic, acid syringic, acid p‐cumaric, acid trans‐cinamic, acid ferulic, vanilină), flavan‐3‐oli
(ex. (+)‐catechină, (‐)‐epicatechină, resveratrol, rutin) prin cromatografie de lichide de înaltă
performanţă pe fază inversă (RP‐HPLC) cu detecţie PDA. Obiectivul a fost identificarea potentialilor
markeri (din clasa compusilor fenolici) pe baza carora sa se poate realiza o diferentiere cat mai exacta
107/240
a vinurilor obtinute in sistem ecologic fata de cele obtinute in sietem normal (conventional), in cazul a
doua soiuri, Feteasca Neagra si Cabernet Sauvignon din regiunea Murfatlar, recolta 2014. De
asemenea ne‐am propus urmarirea influentei aplicarii lucrarilor de rarire aplicate vitei de vie asupra
continutului compusilor fenolici si antocianilor.
In vinurile analizate au fost identificate importante cantitati de acid galic, catechina si
epicatechina, fiind mai semnificative in vinurile cultivate in sistem conventional. De acemenea,
practicile de rarire aplicate vitei de vie au dus la imbogatirea in compusi fenolici a vinurilor obtinute,
sporind astfel efectele benefice calitative si sanogene ale acestora. Vinurile obtinute in sistem
ecologic prezinta un continut polifenolic mai mare decat cele conventionale, in special prin prisma
continutului de rutin, acid syringic, acid galic, quercetin, compusi biologic activi cu numeroase
proprietati terapeutice. De asemenea, prin aplicarea practicilor de rarire, a crescut continutul de
quercetin, rutin, acid galic din vinurile obtinute.
Se poate afirma faptul ca vinurile Feteasca Neagra obtinute in sistem ecologic prezinta un
continut mai mare al compusilor fenolici si un continut mai scazut al antocianilor comparative cu cele
conventionale. Soiul Caberent Sauvignon prezinta un comportament total diferit in cee ace priveste
compozitia fenolica, in cele doua sisteme de cultura, ecologic si conventional, prezentand un continut
mai mare al antocianilor si unul mai scazut al compusilor fenolici in vinurile ecologice comparativ cu
cele conventionale.
Aplicarea practicilor de rarire asupra butucilor vitei de vie duce la imbogatirea in compusi fenolici
a vinurilor obtinute, ceea ce justifica realizarea acestei etape suplimentare, vinurile obtinute
prezentand actiune terapeutica sporita.
Dintre variabilele care prezinta un potential ridicat in diferentierea vinurilor Feteasca Neagra
obtinute in sistem ecologic sunt: acidul galic, rutinul, (+)‐catechina, (‐)‐epicatechina, peonidina (Pe) si
derivatii acesteia, acetilat (Pea) si cumarilat (Pec), in timp ce pentru vinurile Cabernet sauvignon au
fost identificati peonidina (Pe), malvidina (Mv), peonidina acetilata (Pea) si malvidina cumarilata
(Mvc).
II. Evaluarea antocianilor pentru diferentierea vinurilor ecologice vs. conventionale
În contextul actual al unei pieţe de vinuri la nivel mondial, autentificarea vinurilor in functie de
soi, si în special cele roșii, dar si autentificarea vinurilor ecologice vs. conventionale, reprezintă o
problemă dificilă și totodată o provocare. În aces sens este importantă identificarea și evidenţierea
anumitor markeri naturali, conţinutul lor fiind specific fiecărui soi în parte. Având în vedere
capacitatea de a oferi culoarea roșie a vinurilor prin extragerea lor din pieliţa strugurilor în vin în
timpul proceselor de macerare și fermentare, evaluarea compoziţiei antocianilor în vinurile roșii
reprezintă un instrument relevant de abordare a procesului de identificare a vinurilor roșii în funcţie
de soi. Distribuţia și acumularea antocianilor în struguri depinde de soiul de struguri si maturitatea
108/240
acestora, condiţiile climatice, zona de producţie, astfel fiind posibila identificarea soiurilor de vin din
aceeași regiune, precum și diferenţierea diferitelor practici tehnologice aplicte vitei de vie.
În general, în soiurile de struguri roșii, malvidina este antocianidina majoră, în timp ce suma
antocianilor acetilaţi este în strânsă legătură cu soiul de struguri și poate fi absentă la unele soiuri,
cum ar fi Pinot Noir.
În studiul de faţă, s‐au investigat profilul antocianic al unor vinuri roșii, obtinute in sistem de
cultura conventional si ecologic, cu scopul de a realiza clasificarea acestora în funcţie de sistemul de
cultura si diferitele practici agricole utilizate. În procesul de clasificare au fost evaluate și diferite
rapoarte între ariile picurilor cromatografice.
Pentru a realiza amprenta antocianica s‐a utilizat cromatografia de lichide de înaltă performanţă
pe faza inversă (RP‐HPLC), conform metodei descrisă în Compendiul OIV. S‐a realizat profilul
antocianic pentru cele doua soiuri, Feteasca Neagra si Cabernet Sauvignon cu scopul de a identifica
markerii specifici suplimentari care sa permita diferentierea vinurilor obtinute in sistem ecologic de
cele obtinute in sintem normal (conventional), in special pentru soiul Cabernet Sauvignon.
Profilul antocianic al soiului Cabernet Sauvignon in sistem ecologic este mai bine conturat fata de
cel in sistem conventional (arii mai mari pentru picurile cromatografice – in special pentru malvidina
si derivatii sai). In cazul soiului Feteasca Neagra, continutul antocianic este mai mare in cazul vinurilor
conventionale comparativ cu cele ecologice pentru majoritatea compusilor investigati, exceptie
facand peonidina si derivatii sai (Pe, Pea, Pec). Deasemenea, se observa imbogatirea continutului
antocianilor ca urmare a aplicarii operatiunilor de rarire asupra vitei de vie. Se poate concluziona
faptul ca vinurile Feteasca Neagra obtinute in sistem ecologic nu prezinta un continut antocianic mai
mare fata de vinurile obtinute in sistem conventional. In cazul soiului Cabernet Sauvignon, continutul
antocianic este mai mare pentru vinurile ecologice comparativ cu cele conventionale pentru
majoritatea antocianilor investigati, mai putin pentru derivatii peonidinei (Pea si Pec). Prin cultivarea
soiului Cabernet Sauvignon in sistem ecologic se obtin vinuri cu un continut antocianic ridicat.
Rezultatele analitice obtinute au fost procesate statistic utlizand analiza linear discriminanta (LDA)
cu scopul de a identifica antocianii specifici care sa permita diferentierea vinurilor ecologice de cele
conventionale. In cazul soiului Feteasca Neagra, pentru diferentierea vinurilor ecologice de cele
conventionale si a vinurilor asupra carora s‐a intervenit cu procedee de rarire, variablele cu cea mai
mare putere de diferentiere sunt: peonidina (Pe), malvidina (Mv), peonidina acetilata (Pea) si
malvidina cumarilata (Mvc), in timp ce pentru soiul Cabernet sauvignon a fost identificat cyanidina
(Cy) ca principal marker de diferentiere. Dintre antocianii care prezinta un potential ridicat in
diferentierea vinurilor ecologice de cele conventionale, in cazul soiului Fetesca Neagra sunt peonidina
(Pe) si derivatii acesteia, acetilat (Pea) si cumarilat (Pec). Analiza discriminanta in cazul soiului
Cabernet Sauvignon indica faptul ca antocianii investigati, in special peonidina (Pe), malvidina (Mv),
109/240
peonidina acetilata (Pea) si malvidina cumarilata (Mvc) reprezinta parametrii importanti in
diferentierea vinurilor ecologice de cele conventionale. Informatii valoroase pot fi obtinute si prin
analiza discriminanta a diferitelor rapoarte ale antocianilor investigati (De/Mv, Cy/Mv, Pt/Mv, Pe/Mv,
Pea/Mv, Mva/Mv, Pec/Mv, Mvc/Mv), raportul dintre suma antocianilor si malvidina (Sant/Mv)
precum si raportul dintre suma antocianilor acetilati si cumarilati (Ra/c).
III. Evaluarea acizilor organici pentru diferentierea vinurilor ecologice vs. conventionale
Acizii organici reprezintă un grup important de compuși din compoziţia vinurilor, aceștia
prezentând influenţe semnificative asupra proprietăţilor organoleptice ale acestora (aromă, culoare,
savoare) sau asupra stabilităţii fizico‐chimice și controlului microbiologic.
Vinurile conţin acizi organici care sunt originari din struguri (acizii tartric, malic și citric) și care
rezultă în urma oxidării zaharurilor, dar și acizi care rezultă în urma proceselor de fermentare care au
loc în procesul de vinificaţie (acizii succinic, lactic și acetic). De asemenea, mai există și cantităţi mici
de alţi acizi cum sunt acizii: shikimic, galacturonic, oxalic, ascorbic, fumaric. Determinarea acizilor
organici din vinuri este realizată în mod normal pentru monitorizarea proceselor de fermentare, a
stabilităţii și proprietăţilor organoleptice, dar poate fi utilizată și pentru caracterizarea vinurilor cu
scopul de a realiza o difernţiere a acestora în funcţie de soi, originea geografică sau anul de
producţie.
In aceast studiu s‐a realizat profilul acizilor organici pentru vinurile apartinand celor doua soiuri,
Feteasca Neagra si Cabernet Sauvignon, obtinute in sistem de cultura conventional vs. ecologic cu
scopul de a identifica markerii specifici suplimentari care sa permita diferentierea celor doua tipuri de
vinuri.
Efectul celor doua tratamente (sistemul de cultura ecologic vs. conventional si reducerea
ciorchinilor de pe butuc cu 30% fata de martor) asupra profilului acizilor organici, atat in czul soiului
Feteasca Neagra, cat si in cazul soiului Cabernet Sauvignon, recolta 2014, s‐a concluzionat in
urmatoarele aspect: continutul acizilor organici a fost mai mare in vinurile cultivate in sistem
conventional, comparativ cu cele obtinute in sistem ecologic, atat pentru varianta martor, cat si
pentru varianta de reducere cu 30 % a ciorchinilor de pe butuc.
IV. Evaluarea continutul de polifenoli din struguri (seminte si pielita) prin HPLC
Continutul de polifenoli totali si individuali din pielita de strugure
În strugure, compusii fenolici se localizează în special la nivelul pieliţei, dar și în seminţe și
ciorchine, biosinteza și acumularea acestora în strugure fiind în strânsă legatură cu o serie de factori
precum factorii climatici și geografici, practicile tehnologice, stadiul maturării.
Obiectivul acestui studiu a fost acela de a urmări influenţa soiului de strugure și a datei de
recoltare a strugurilor asupra conţinutului de compusi fenolici din pieliţa boabelor de strugure, cu
scopul de a identifica momentul atingerii maturitatii fenolice pentru fiecare soi in parte, astfel incat
110/240
vinurile obtinute sa prezinte un continut ridicat de principii biologic active din clasa compusilor
fenolici. Pentru aceasta, au fost investigate din punct de vedere al conţinutului polifenolic total (TPC)
raportati ca echivalenti de acid galic (GAE) (metoda Folin‐Ciocalteau) si compozitia fenolica
individuala (prin HPLC‐PDA), cinci soiuri de strugure Vitis vinifiera L. (Pinot Noir, Merlot, Cabernet
Sauvignon, Fetească Neagră și Mamaia), cultivate în podgoria Murfatlar, situată în regiunea viticolă
Dobrogea, Romania, în ultimele șase săptămâni de maturare tehnologică (august‐septembrie).
Extracţia compusilor fenolici din pieliţa de strugure s‐a realizat după metoda propusa de Ţârdea,
cu unele îmbunătăţiri. Astfel, pieliţele de strugure au fost parţial decongelate și triturate timp de 15
minute cu 2 g nisip de cuarţ și 10 mL methanol pentru fiecare gram de pieliţă de strugure, protejat de
lumină. Extractele obţinute au fost centrifigate timp de 15 minute la 12000 rpm, urmata de spălarea
precipitatului cu methanol. Extractele combinate au fost evaporate la sec, la 40 °C, iar reziduul solid a
fost dizolvat în 100 mL acetat de etil și 100 mL soluţie bicarbonate de sodium 3%. Extractele organice
au fost spălate de trei ori cu câte 50 mL apă, uscate pe sulfat de sodiu anhidru și evaporate la sec, sub
vid, la 40 °C. Reziduul s‐a reluat cu 2,5 mL etanol, s‐a filtrat prin membrană filtranăa PTFE 0,45 µm și,
de aici, o cotă parte a fost injectată în sistemul HPLC pentru stabilirea profilului compusilor fenolici.
Continutul de polifenoli totali (TPC) s‐a realizat prin metoda Folin‐Ciocalteau – masurarea
absorbantei la 765 nm folosind un spectrofotometru UV‐VIS SPECORD 200. Rezultatele au fost
exprimate ca echivalenti de acid galic (mg GAE/g pielita de strugure). S‐a urmarit astfel, evolutia
continutului de polifenoli totali in functie de soiul de strugure si s‐a constatat faptul ca maturitatea
fenolica a fost atinsa mai devreme pentru soiurile Mamaia si Pinot Noir, in timp ce in cazul soiurilor
Cabernet Sauvignon, Feteasca Neagra si Merlot, maturitatea fenolica a fost atinsa dupa o saptamana.
Stabilirea profilul compusilor fenolici din pieliţa de struguri s‐a realizat prin cromatografie de
lichide de inalta performanta, HPLC. Dintre compusii fenolici identificati in extractele din pielita de
strugure, cei mai importanti au fost (+)‐catechina, (‐)‐epicatechina si rutinul. De asemenea s‐a
investigat variaţia conţinutului compusilor fenolici individuali ((+)‐catechina, (‐)‐epicatechina, rutin)
pe parcursul perioadei de coacere a strugurilor pentru soiurile Fetească Neagră, Pinot Noir, Merlot,
Cabernet Sauvignon și Mamaia. Rezultatele experimentale au aratat faptul ca soiul Merlot a
prezentat un continut fenolic in pielita de strugure, mai ridicat in comparatie cu celelalte soiuri, cele
mai scazute concentratii find observate in cazul soiului Mamaia.
In concluzie, se poate afirma faptul ca profilul compusilor fenolici din pielita de strugure este
specific fiecarui soi in parte, cu un continut ridicat in cazul soiurilor Merlot, Cabernet Sauvignon si
Pinot Noir.
111/240
Profilul compusilor fenolici in semintele de strugure prin HPLC
Obiectivul studiului a fost stabilirea profilului compusilor fenolici din semintele de struguri
apartinand soiurilor Feteasca Neagra, Aligote, Lidia, Haliganschi, Chardonnay, Doina, Pinot Noir,
recastel, cultivate pe teritoriul Republicii Moldova, in diferite momente de maturare.
Metoda de analiza: extractia cu solvent asistata de ultrasunete, urmata de determinarea
cantitativa HPLC. Aproximativ 1 g proba (pielite de strugure/seminte de strugure), uscata si maruntita
a fost extrasa in amestec etanol:apa = 50:50, cu ajutorul ultrasunetelor, la o temperatura de 55 ºC,
timp de 30 minute, urmata de filtrare si transfer cantitativ la 10 mL cu solutie etanol 50%.
In semintele de struguri, compusii fenolici preponderenti au fost: (+)‐catechina, (‐)‐epicatechina si
acizii siringic, galic, elagic. Profilul compusilor fenolici din semintele de strugure a variat in functie de
soiul de strugure investigat. Rezultatele cantiative obtinute au fost interpretate statistic pentru
urmarirea evolutiei compusilor fenolici din seminte de strugure, pe durata perioadei de maturare.
Semintele de struguri reprezinta o importanta sursa de principii biologic active si pot fi utilizate la
obtinerea diferitelor extracte care pot fi folosite pentru obtinerea unor alimente functionale puternic
antioxidante.
V. Evaluarea continutului de acizi terpenici din diferite surse vegetale prin HPLC
Vegetalele si in special fructele reprezinta importante surse de polifenoli si compusi terpenici,
clase de copusi care au fost associate cu protectia impotriva cancerului si a altor boli. Compusii
terpenici sunt localizati in stratul cuticular de la suprafata fructelor si a diferitelor organe ale
plantelor. Merele reprezinta unele dintre cele mai consumate fructe, iar coaja lor reprezinta o
importanta sursa de compusi terpenici printre care acizii ursolic (UA) si oleanolic (OA), izomeri care
prezinta proprietati farmacologice similare: activitate antibacteriana, antifungica, antidiabetogenica,
gastrointestinala, diuretica.
Comercial acizii UA si OA sunt extrasi din speciile Rosmarinus officinalis, Plectranthus si Salvia
species, dar si numeroase fructe precum cirese, mure, porumbe, paducel, macese, mere, si pot fi
adaugati in diferite produse alimentare, cosmetice si diferite formule farmaceutice pentru a
imbunatati compozitia acestora si implicit activitatea produselor finite.
Pe de alta parte, un interes deosebit se acorda in ultimul timp, valorificarii diferitelor deseuri
alimentare prin izolarea anumitor compusi biologic activi pentru utilizarea in diferite produse
alimentare si cosmetic. Astfel tescovina de mere reprezinta principalul produs secundar rezultat in
industria agro‐alimentara si aproximativ 30% din materia prima este destinata biodegradarii, fiind
utilizata ca hrana pentru animale sau drept fertilizator.
Determinarea continutului de acizi ursolic si oleanolic din mere si tescovina de mere
Obiectivul acestui studiu a fost acela de a dezvolta o metoda de caracterizare a continutului de
acizi ursolic si oleanolic din diferite soiuri de mere si tescovina de mere rezultata, folosind
112/240
cromatografia de lichide de inalta performanta, HPLC. Tescovina de mere a fost investigata cu scopul
de a identifica anumite sectoare din industria chimica interesate de valorificarea deseurilor vegetale
in sensul izolarii unor compusi bioactivi.
Soiurile de mere investigate au fost Semirenko, Golden, Idared si Vagner colectate din livezile de
pe teritoriul localitatilor Truseni si Briceni, Republica Moldova. Extractia UA si OA din stratul cuticular
al merelor s‐a realizat prin imersie in chloroform fierbinte, timp de 2 minute, urmata de evaporarea la
sec a extractului. Portiuni din extractul uscat rezultat au fost dizolvate in metanol si analizate HPLC.
Tescovina de mere investigata a fost rezultata in urma procesului de prelucrare a merelor in
vederea obtinerii sucului de mere ‐ “Orhei‐Vit” (Orhei, Republica Moldova). si a prezentat
urmatoarea compozitie referitoare la soiurile de mere: proba 1 ‐ Idared (50%), Golden (30%), Jonathn
(10%), Spartan (5%) si Sofran (5%); proba 2 – soiul de mere Slava pobediteleam (100%).
Prin cromatografie de lichide de inalta performanta, urmand conditiile optimizate, s‐a reusit
separarea cu o rezolutie buna a celor doi izomeri (UA si OA), metoda fiind aplicata pentru
determinarea continutului de UA si OA din diferite soiuri de mere si tescovina de mere.
Rezultatele experimentale au aratat faptul ca, continutul de OA din stratul cuticular de mere este
mai mare pentru soiul de mere Vagner, urmat de soiurile Golden, Idared si Semirenko, in timp ce
continutul de UA a fost mai mare in soiul Semirenko, urmat de soiurile Idared, Vagner si Golden.
Raportul UA la OA in soiurile de mere a fost de 3.7:1 pentru soiul Semirenko, 2.2:1 pentru soiul
Golden, 3.3:1 pentru soiul Idared si 2.6:1 pentru soiul Vagner.
De asemenea, tescovina de mere investigata in acest studiu a prezentat cantitati insemnate de
acizi terpenici, ceea ce indica posibilitatea utilizarii acesteia ca o posibila sursa naturala de extractie a
acizilor terpenici.
In acest studiu s‐a implementat metoda de determinarea a continutului de OA si UA din mere si
tescovina de mere folosind cromatografia de lichide de inalta performanta. Continutul de OA si UA
din mere variaza in functie de soiul de mar, UA fiind compusul terpenic majoritar. Deseurile vegetale
rezultate in industria alimentara, in particular tescovina de mere, reprezinta o imortanta sursa de
izolare a acizilor terpenici, compusi bioactivi care pot fi utilizati ca si componente ale unor
medicamente ca atare, sau dupa etape ulterioare de functionalizare.
Determiarea continutului de acizi ursolic si oleanolic din diferite fructe si plante medicinale
Obiectivul acestui studiu a fost acela de a identifica si cuantifica compusii terpenici biologic active
(OA si UA) din diferite specii de plante medicinale si fructe, si anume: Mentha x piperita var. citrata
(Ehrh.) Briq. ; M. x gracilis ‘Variegata’; Thymus comosus Heuff. ex Griseb.; Calendula officinalis L. ;
Cires cornelian (Cornus mas L.); mure (Rubus fruticosus L.); porumbar (Prunus spinosa L.); paducel
(Grataegus monogyna Jack.); maces (Rosa canina L.) ; masline (Elaeagnus angustifolia L.). Materialul
113/240
vegetal uscat a fost extras cu etanol folosind extractia Soxhlet, dupa care extractul rezultat a fost
concentrat si portuini din extract au fost investigate HPLC
Dintre speciile medicinale cu un continut ridicat de OA (peste2.0%) au fost identificate Thymus
comosus and Cornus mas, in timp ce cantitati importante de UA au fost identificate in speciile
Mentha gracilis, T. comosus, C. mas si Grataegus monogyna.
In concluzie, plantele medicinale si fructele salbatice preprezinta importante cantitati de OA si
UA, fiind importante surse ale acestor fitochemicale cu proprietati terapeutie deosebite. Astfle,
fructele si plantele medicinale pot fi folosite, ca atare sau sub forma deshidratata, pentru obtinerea
diferitelor produse functionale (alimente functionale si produse cosmetice), fiind bogate in principii
biologic active cu multiple efecte benefice asupra starii de sanatate.
VI. Caracterizare fizico‐chimica a produselor apicole ‐ alimente funcţionale
Mierea este produsul natural alimentar complex produs de albine din nectarul plantelor. Miere de
albine are numeroase beneficii nutritionale si medicamentoase. Este o sursa bogata de zaharuri usor
disponibile, acizi organici, diversi aminoacizi, si, in plus, sursa multor compusi biologic activi. Fiecare
miere prezinta o combinatie unica de componente si proprietati, datorita varietatii florale existente
in regiunea geografica de productie, conditiile climatice ale zonei si metode de procesare si
depozitare.
Continutul de apa este un parametru de calitate foarte important, practic, pentru fiecare produs
alimentar precum si pentru ingredientele sale. Acest parametru are o influenta foarte mare, in unele
cazuri chiar decisiva, asupra calitatii si in special cu privire la perioada de valabilitate a oricarui produs
de origine biotica. Desi continutul de apa reprezinta un parametru mai simplu si mai bine definit
trebuie luat in considerare faptul ca si celelalte caracteristici de calitate ale produselor apicole ofera
informatii valoroase. In plus, ar trebui sa se ia in considerare faptul ca metodele oficiale de
determinare a continutului de apa se bazeaza pe masuratori refractometrice si, ca atare, de multe ori
aceste tehnici nu pot fi aplicate direct pentru mierea cristalizata. Avantajul determinarii continutului
de apa, faptul ca este un parametru foarte bine definit si usor de inteles, au condus la alegerea
masurarii acestei caracteristici de calitate in detrimentul altora.
Continut de apa a fost determinat fie prin masurarea gradelor Brix utilizand un refractometru
Atago Pocket sau prin titrare Karl Fischer (KF). Probele de miere cristalizate sau partial cristalizate au
fost lichefiate la aproximativ 42‐45°C in recipiente de sticla ermetic inchise inaintea determinarii
continutului de apa. Un refractometru digital PAL‐α Atago (Japonia) a fost utilizat pentru determinare
continutului de solide solubile si apoi a fost utilizat pentru obtinerea continutului de apa (%) utilizand
tabelul 1; s‐au facut masuratori in dublu exemplar la 25 ± 1 ° C si media a fost luata. Titrare KF au fost
efectuata la 25 ± 1°C cu un Karl Fischer Titrator V20 (Mettler‐Toledo, Columbus, USA). Metanol pur s‐
a utilizat ca solvent si au fost achizitionate de la Merck, Darmstadt, Germania. 1g de miere a fost
114/240
dizolvat in 2g de solvent de titrare Karl Fisher cu scopul de a reduce vascozitatea probei. Deviatia
standard pentru titrarea KF folosind ca solvent metanol, a fost calculata din sase masurari repetate
efectuate pe un esantion de miere cu un continut de apa de aproximativ de 17%, si sa dovedit a fi
0,24 si respectiv 0,16 (continut de apa %).
Continutul de solide solubile a variat de la 71,8°Brix la 82,8°Brix, valorile determinate fiind
specifice produselor apicole iar continutul de apa determinat prin metoda de titrare utilizand
Titratorul Karl Fisher a variat de la 15,4% la 18,1%. Cele mai mici valori pentru continutul total de
solide solubile au fost determinate in cazul celor doua Cocktail‐uri, cat si cea mai mare cantitate de
apa, 18,0 % respectiv 18,1% prin utilizarea titratorului Karl Fisher si 24,7% respectiv 25,0% prin
determinarea indirecta utilizand ecuatia de liniaritate obtinuta. Acest lucru se datoreaza in principal
faptului ca cele doua cocktail‐uri au la baza un amestec de mai multe componente precum polen,
pastura, propolis, laptisor de matca, apilarmil si miere de mana. In cazul probelor de miere la care nu
au fost adaugate alte componente precum coacaze, goji sau catina, se observa ca atat continutul de
apa cat si continutul total de solide se incadreza in cerintele impuse de legislatia in vigoare.
Continutul de apa in cele patru probe de miere a variat de la 15,4% la 17,2%, ordinea fiind
urmatoarea: mierea de mana de brad < mierea de rapita < mierea de salcam.
Probele de miere analizate au prezentat un continut ridicat de solide solubile totale si un procent
normal in cazul continutului de apa, valorile fiind in conformitate cu reglementarile nationale si
internationale. Originea botanica a probelor de miere influenteaza semnificativ atat continutul de apa
cat si continutul total de solide solubile , ceea ce poate conduce la o interpretarea mai precisa a
probelor analizate din punct de vedere al controlului calitatii. Aplicarea aceleiasi formule pentru
calcularea continutului de apa utiliand continutul total de solide solubile sau utilizarea tabelelor de
conversie in functie de indicele de refractie reprezinta o metoda neadecvata, in urma aplicarii
acesteia existand diferente semnificative ale continutului de apa din probele de miere. Pe baza
studiilor realizate s‐a stabilit ca metoda Karl Fisher ar putea deveni o metoda standard sau de
referinta privind determinarea continutului de apa din probele de miere. Cu toate acestea, aceasta ar
putea conduce la consecinte importante din punct de vedere al legislatiei nationale si internationale
privind valorile maxime admise pentru continutul de apa din miere. Acest lucru repreinta o probleme
generala ce apare la introducerea unei noi metode de analiza, chiar si atunci cand rezultatele
confirma necesitatea implementarii unei astfel de metode de analiza. Cu toate acestea, valorile
continutului de apa in probele de miere determitate prin metoda de titrare utilizand Karl Fisher‐ul
regasite in cadrul acestui studiu au fost mai mici de 20%, valoare stanilita prin Directiva Consiliului
2001/110/EC.
115/240
VII. Evaluarea compozitiei minerale a produselor apicole
Mineralele sunt substanţe anorganice cu structură simplă (care nu se pot fracţiona) pe care
organismal trebuie să şi le procure din alimentaţie, deoarece nu le poate sintetiza ca atare. La fel ca în
cazul vitaminelor, mineralele îndeplinesc funcţii esenţiale în corpul omenesc, fără să constituie surse
de calorii şi fiindu‐ne necesare în cantităţi mult mai mici decât proteinele, lipidele sau glucidele.
Compozitia minerala a alimentelor functionale pe baza de produse apicole si fructe deshidratate
este data de profilul mineral al mierii, pe de o parte, iar de cealalta parte, profilul mineral al fructelor,
ambele reprezentand importante surse de vitamin si minerale in alimentatie. Astfel, utilizand
spectrofotometria de absortie atomica, AAS, s‐a determinat compozitia minerala a a produselor
alimentare, incluzand produse naturale ca atare (materiilor prime naturale care stau la baza
alimentelor functionale) sau procesate sub diferite aspecte, cum sunt alimentele functionale.
Mierea de mana a prezentat un continut semnificativ diferit de Ca, Na, Mg si K, comparativ cu
mierea de salcam, ceea ce indica faptul ca utilizarea mierii de mana pentru prepararea cocktail‐urilor
apicole va avea ca rezultat un produs finit cu un continut ridicat de minerale. Continutul mineralelor
in pastura a fost diferit, in functie de forma sub care a fost utilizata in prepararea coktailului apicol.
Astfel, cantitati mia mari de Ca, Na, Mg si K s‐au observat in pastura uscata de provenienta India,
comparativ cu pastura umeda deprovenienta Romania. Pentru obtinerea unor alimente functionale
de tip coktail apicol este indicata utilizarea pasturii sub forma uscata, astfel fiind mai mare aportul de
minerale la produsul finit. Compozitia mineral a celor doua tipuri de laptisor de matca utilizate in
prepararea cocktail‐urilor apicole a fost asemanatoare, continutul de Na din laptisorul de matca de
provenienta China fiind mai mare decat cel din laptisorul de matca de provenienta Romania.
Coktail‐urile apicole obtinute prin combinarea diferitelor produse ale stupului reprezinta si
alimentele functionale obtinute pe baza de produse ale stupului si fructe deshidratate reprezinta o
importanta sursa de minerale pentru organism si contribuie la mentinerea starii de sanatate,
prezentand cantitati importante de Zn, Fe, Mn, Ca, Na, Mg si K.
VIII. Profilul compusilor fenolici in produsele apicole – alimente functionale
Compușii fenolici sunt metaboliţi secundari ai plantelor. Biosinteza și acumularea compușilor
fenolici în diferite fructe depinde de factorii geografici și condiţiile climatice ale zonei. Pe de altă
parte, compușii fenolici din produsele apicole si fructe manifestă o gamă largă de efecte benefice
pentru sănătate, printre care inhibitori pentru arteroscleroză și activitate antiinflamatoare, activitate
anti‐cancerigenă și activitate anti‐teratogenă. Efectele benefice asupra sănătăţii în urma consumului
de produse apicole se datoraeză, pe de o parte, capacităţii antioxidante a compușilor fenolici aflaţi în
compoziţia acestora.
In aceasta etapa s‐a optimizat metoda de extractie a compusilor fenolici din produsele apicole ca
atare sau in combinatie cu diferite fructe deshidratate. Pentru aceasta au fost testate diferite faze
116/240
stationare pentru extractia compusilor fenolici din matricea probei de analizat care prezinta un
continut mare de zaharuri: Prevail C18 – Octadecylsilyl, 50 µ, 60A°; High Capacity C18 Octadecylsylil,
50 µ, 60A°; Amberlite XAD‐2. Cele mai bune rezultate au fost obtinute utilizand faza stationara
Amberlite XAD‐2, care a fost utilizata pentru etapa de preparare a probelor in vederea determinarii
compusilor fenolici. Determinarea cantitativa a compusilor fenolici din alimentele functionale pe baza
de produse ale stupului si fructe deshidratate s‐a realizat prin HPLC‐PDA.
Dintre compusii fenolici identificati au fost: acizii galic, 3,4‐dihidroxibenzoic, 4‐hidroxibenzoic,
cafeic, clorogenic, p‐cumaric, ferulic, dar si flavanoli precum (+)‐catechina si (‐)‐epicatechina sau
rutin, resveratrol si quercetin. Rezultatele experimentale au aratat faptul ca atat fructele deshidrate,
cat si amestecul de miere cu fructe de deshidratate, au prezentat cantitati importante de compusi
fenolici, fiecare dintre ei, cu actiune benefice asupra organismului si suplimentarea mierii de albine
cu diferite materii prime naturale are ca rezultat sporirea proprietatilor acesteia prin imbobatirea cu
principii active rezultate din fructe sau alte produse ale stupului.
IX. Realizarea amprentei izotopice a produselor naturale, in special a produselor ecologice prin
IRMS si evidentierea principalelor posibilitati de autentificare a acestora
Considerate a fi mult mai sănătoase decât cele convenţionale, produsele vegetale ecologice au
crescut semnificativ în preferinţele consumatorilor şi odată cu cererea pe piaţă pentru produse
ecologice a apărut şi riscul de activităţi ilegale, legate în special de etichetarea frauduloasă. Prin
urmare, există o nevoie imediată pentru dezvoltarea şi validarea unor metode analitice care să
permită discriminarea între produsele alimentare ecologice şi cele convenţionale. Aceste instrumente
pot deveni instrumente de control esenţiale pentru organismele de certificare şi inspecţie,
consolidând astfel credibilitatea sectorului agricol ecologic, în creştere la nivel naţional şi european.
Spectrometria de masă IRMS destinata determinarii rapoartelor izotopice (Isotope Ratio Mass
Spectrometry) a dovedit inca de la inceputuri ca este un instrument analitic capabil sa masoare cu o
buna precizie si acuratete rapoartele izotopilor stabili din diverse matrici, cu multiple aplicatii in
studierea variatiei naturale a acestora in sisteme geologice si biologice
Cercetările au arătat că izotopii stabili ai unor bio‐elemente precum C, N, O şi H, utilizaţi în mod
curent ca markeri în autentificarea produselor alimentare (Rossmann 2001) în special pentru vinuri şi
miere, au o putere de diferenţiere semnificativă, ajutând la clasificarea unor diverse produse
alimentare organice şi.
Pentru a aplica investigatia cu izotopi stabili în controlul calităţii produselor alimentare trebuie să
fie îndeplinite câteva cerinţe obligatorii: intelegerea fracţionarii izotopilor stabili în natură și stabilirea
unei baze de date cu amprenta izotopica a substanţelor naturale de referinta pentru o evaluare
statistică.
117/240
Studiile au aratat ca perioada de crestere si maturizare pentru plante depinde de originea
geografică: în regiunile cu climă mai caldă plante au o perioadă mult mai lungă de vegetaţie decât în
zonele cu clima temperata, influentand cinetica metabolismului plantei, respectiv valorile δ13C și
δ15N, și indirect amprenta izotopică a mierii. De aceea, acești parametri pot fi utilizati ca factori
discriminatorii pentru originea geografică și botanică a mierii.
S‐a observat că amprenta izotopică a azotului în plantele cultivate utilizând îngrăşăminte sintetice
este mai sărăcită decât cea a plantelor cultivate folosind îngrăşăminte ecologice (ex. gunoi de grajd şi
compost). Aplicarea de fertilizatori sintetici pe bază de azot, ce tind să aibă valori ale δ15N apropiate
de 0 ‰ (Freyer si Aly, 1974) deoarece azotul este derivat din azot atmosferic (δ15Natm = 0 ‰),
determină valori similare ale δ15N în ţesutul plantelor care asimilează acest azot. In schimb, plantele
cultivate ecologic prin aplicarea de îngrăşământ organic (cu valori ale δ15N in jurul lui +5‰) vor avea
valori mai mari ale δ15N, deoarece o puternică discriminare izotopică are loc faţă de izotopul greu al
azotului, 15N, ca urmare a unor procese de transformare a azotului înainte de asimilarea sa de către
plante, precum volatilizarea amoniacului, denitrificarea (descompunerea protidelor şi nitraţilor,
datorită activităţii microorganismelor anaerobe din sol, până la azot liber sau oxizi de azot) şi
nitrificarea (transformarea amoniacului şi a compuşilor de amoniac din sol în nitraţi, sub influenţa
bacteriilor).
Prin urmare, s‐a sugerat faptul că plantele cultivate în regim convenţional vor prezenta valori ale
δ15N mai mici decât plantele crescute în regim organic. Altfel spus, utilizarea izotopilor stabili, în
special ai azotului, pentru diferenţierea dintre îngrăşămintele naturale (ecologice) şi cele sintetice
provine din exploatarea diferenţelor dintre nitraţii derivaţi sintetic din oxidarea azotului atmosferic
(de obicei în jur de ‐2 ‰ până la 2 ‰) (Bateman şi Kelly 2007, Vitoria şi colab. 2004), a compuşilor de
azot eliberaţi prin amonificare şi transformarea materiilor organice în compuşi ai azotului (între 2 ‰
şi 10‰) (Amundson şi colab, 2003) şi derivaţi natural din azotul din sol (de la 2 ‰ la 5 ‰) (Kendall
1998).
Utilizarea izotopilor stabili (CHNO) la caracterizarea produselor alimentare ecologice poate
reprezenta un important punct de plecare pentru un model analitic mai complex, în măsură să
verifice veridicitatea declaraţiei „produs ecologic” de pe etichetă. Combinarea cu alţi markeri de
calitate ai produselor, poate îmbunătăţi nivelul de diferenţiere dintre produsele crescute în regim bio
de cele convenţionale.
X. Realizarea amprentei izotopice a produselor naturale (ex. mierea de albine) prin IRMS si
evidentierea principalelor posibilitati de autentificare a acestora
Utilizarea izotopilor stabili (CHNO) la caracterizarea produselor alimentare ecologice poate
reprezenta un important punct de plecare pentru un model analitic mai complex, în măsură să
verifice veridicitatea declaraţiei „produs ecologic” de pe etichetă. Combinarea cu alţi markeri de
118/240
calitate ai produselor, poate îmbunătăţi nivelul de diferenţiere dintre produsele crescute în regim bio
de cele convenţionale. Acest lucru a fost posibil datorita dezvoltarii tehnicilor analitice capabil sa
masoare cu o buna precizie si acuratete rapoartele izotopilor stabili din diverse matrici, cu multiple
aplicatii in studierea variatiei naturale a acestora in sisteme geologice si biologice. Cercetările au
arătat că izotopii stabili ai unor bio‐elemente precum C, N, O şi H, utilizaţi în mod curent ca markeri în
autentificarea produselor alimentare în special pentru vinuri şi miere, au o putere de diferenţiere
semnificativă, ajutând la clasificarea unor diverse produse alimentare organice şi convenţionale.
Pentru diferenţierea produselor bio versus convenţionale, raportul izotopic al azotului (δ15N) a
prezentat cea mai mare putere de clasificare, ce pare a fi legată de tipul şi cantitatea de îngrăşăminte
cu azot folosite. Acest lucru se bazează pe ipoteza că raportul izotopic 15N/14N (δ15N) al unei plante
reflectă pe cel al solului în care planta a crescut; la rândul său acesta depinde de strategiile de
fertilizare implementate, care sunt semnificativ diferite între agricultura ecologică şi cea
convenţională.
Sunt prezentate comparativ valori medii ale unor legume cu timp de creştere mai rapid (perioadă
de maturare până la recoltă < 80 de zile), precum roşii, mazăre, broccoli, castravete şi dovlecel, şi
legume cu ritm de creştere mai lent (perioadă de maturare până la recoltă > 80 de zile), cum sunt
dovleacul (bostanul), vinetele, cartofii şi porumbul. Conform datelor din tabel, castravele şi dovlecelul
au prezentat cea mai mare diferenţă izotopică între cultura organică şi cea convenţională, cu valori
ale δ15N (org‐nonorg) ‰ de 9,6 ‰, respectiv 8,2 ‰.
Mierea este aleasa de catre consumator datorita proprietatilor sale organoleptice, ce depind in
principal de originea botanica si geografica a produsului. Determinarea originii este foarte importanta
in controlul calitatii mierii. Reglementarile Uniunii Europene (Codex Alimentarius Commission 2001 si
Directiva Consiliului 2001/110/EC privind mierea) prevad inregistrarea pe eticheta produsului a
originii botanice si geografice. Astfel, controlul mierii din comert necesita determinarea unor
parametri ce stabilesc clar originea produsului, ca parte integranta a calitatii mierii. In aceasta etapa a
proiectului s‐a continuat cu amprentarea izotopica a proteinei extrase din miere de diferite tipuri (ex.
Floarea soarelui, poliflora, salcam, papadie, tei etc), diseminarea rezultatelor realizandu‐se prin
utilizarea diagramelor Whisker.
Având în vedere variatia raportului δ15N în proteina extrasa din diferite soiuri de miere, azotul 15
este sărăcit în mierea de floarea‐soarelui (in medie 2 ‰) si îmbogătit în mierea de salcâm (in medie 4
‰). Pentru aceeasi regiune, diferenta dintre valorile δ15N pentru mierea din floarea‐soarelui si de
salcam este 3.22 ‰. Compozitia izotopică a azotului 15 din proteina din miere reflectă si conditiile de
sol ale zonei din care mierea a fost colectată de catre albine, fiind, de asemenea, si un parametru
important legat de modul de obtinere a recoltei plantelor respective, astfel ca valorile δ15N sunt
asteptate să reflecte de asemenea si originea botanica si geografica.
119/240
XI. Cuantificarea compusilor majoritari si minoritari din probe de alimente cu ajutorul 1H‐RMN de
lichide
Metodele uzuale de verificare a calitatii alimentelor includ determinarea parametrilor fizico‐
chimici: umiditate, continut de lipide, glucide si proteine, solide insolubile in apa, aciditatea libera etc.
folosind tehnici variate, de la analize volumetrice, la analize cromatografice.
Doarece numarul de analize si costul acestora sunt ridicate, s‐a considerat necesara dezvoltarea
unor metode mai eficiente de detectare a adulterarilor, printre care cea de screening, care ar reduce
costul analizelor si timpul de obtinere a rezultatelor. Dintre aceste metode de screening, poate fi
nominalizata tehnica rezonantei magnetica nucleara (RMN).
Rezonanta magnetica nucleara este recunoscuta ca fiind una dintre tehnicile capabile sa obtina
date privind un numar mare de componenti din alimente si, impreuna cu o tehnica de analiza
statistica a datelor, care poate obtine rezultate relevante privind calitatea produselor, originea
geografica, metodologia de procesare, materiile prime folosite etc., toate aspecte foarte importante
in domeniul alimentar.
Astfel, alimentele aflate in stare lichida, pot fi analizate ca atare (sau prin dizolvare intr‐un solvent
adecvat), iar cele solide sau semisolide se analizeaza dupa o etapa de extractie a compusilor de
interes. Spectrul 1H‐RMN al alimentelor este complex, datorita pezentei unui numar mare e compusi
organici. Totusi, din acest spectru este necesara identificarea compusilor individuali si a concentratiei
acestora, lucru ce se poate realiza prin experimente 2D, experimente 1D selective, experimente de
adaos controlat (spiking) si cu ajutorul librariilor de spectre. Trebuie mentionat faptul ca, desi exista
baze de date RMN pentru probe biologice, in acest momet nu exista baze de date si pentru alimente,
datorita varietatii mari de compusi si metaboliti prezenti in acestea.
Studiul realizat in cadrul acestui subcapitol prezinta metodologia de cuantificare a compusilor
majoritari si minoritari din probe de alimente cu ajutorul 1H‐RMN de lichide, cand au fost optimizate
si verificate etapele de preparare si analiza a probelor si de procesare a datelor
PN 09 19 02 10: Investigatii teoretice si experimentale privind dezvoltarea de membrane compozite
utilizate la purificarea de combustibili conventionali/ biocombustibili gazosi
Obiectivul principal al acestui proiect l‐a constituit dezvoltarea unor membrane compozite si a
unui sistem experimental care utilizeaza aceste membrane in vederea purificarii combustibililor
conventionali/biocombustibililor gazosi.
Etapa 1/2015: Studii si evaluari cu privire la utilizarea membranelor compozite la purificarea
combustibililor conventionali/biocombustibililor gazosi
120/240
Obiectivele/activitatile etapei:
Cercetari privind materiale compozite ce se pot utiliza in scopul purificarii gazelor
Investigatii in vederea aprofundarii nivelului de cunostinte referitoare la tematicile de cercetare
privind obtinerea biocombustibililor gazosi prin procedee fermentative si/sau bioconversia
energetica a deseurilor organice
Evaluarea procedeelor de purificare a combustibililor conventionali/ biocombustibililor gazosi.
Atat la nivel national cat si international exista o preocupare permanenta pentru obtinerea unor
surse de energie ce pot inlocui combustibilii fosili. In urma productiei de biohidrogen prin procese
fermentative, rezulta si CO2 ca produs secundar. Mai multi cercetatori au dezvoltat atat tehnici cu
membrane in scopul indepartarii continutului de CO2 din diferite gaze, precum, H2, CH4 sau N2.
Procesele care utilizeaza membrane sunt considerate mult mai rentabile din punct de vedere al
costurilor si mai prietenoase cu mediul inconjurator.
In ultimii ani, s‐au depus eforturi enorme (majore) pentru a realiza obiectivul mentionat
ajungandu‐se la metode biologice de productie a H2. In acelasi timp aceste metode pot duce la
indeplinirea unui scop dublu, de gestionare a deseurilor organice si de productie a energiei.
Biohidrogenul care se obtine poate alimenta celulele de combustie sau motoarele cu ardere interna.
Derularea proiectului a avut ca punct de pornire un studiu aprofundat al materialelor utilizate pentru
obtinerea unor membrane compozite care stau la baza procesului de purificare a combustibililor
conventionali/biocombustibililor gazosi, in special pentru indepartarea dioxidului de carbon din
acestia, dupa care s‐a urmarit realizarea unor materiale poroase si membrane compozite si a unei
instalatii care utilizeaza aceste membrane pentru purificarea gazelor, avand ca finalitate testarea
eficientei membranelor folosite.
Etapa 2/2015: Obtinerea de membrane compozite destinate purificarii combustibililor
conventionali/ biocombustibililor gazosi si caracterizarea acestora. Proiectarea standului
experimental
Obiectivele/activitatile etapei:
Obtinerea de membrane compozite destinate purificarii combustibililor conventionali/
biocombustibililor gazosi
Caracterizarea noilor materiale si membrane
Proiectarea standului experimental
Noile normative europene ce reglementeaza nivelul admis al poluantilor din mediul inconjurator
impun dezvoltarea unor sistemele de monitorizare a calitatii factorilor de mediu cu performante
superioare celor disponibile in prezent, precum si a unor noi tehnologii de reducere a nivelului de
poluare in limitele admise.
121/240
In aceasta etapa s‐a reusit obtinerea de silice mezoporoase de tip MCM‐41 prin co‐condensare
asistata de surfactanti sau prin grefare post‐sintetica a unor grupe functionale aminice pe suprafata
de silice.
Derularea proiectului a avut ca punct de pornire un studiu aprofundat al materialelor utilizate
pentru obtinerea unor membrane compozite care stau la baza procesului de purificare a
combustibililor conventionali/biocombustibililor gazosi, in special pentru indepartarea dioxidului de
carbon din acestia, dupa care s‐a urmarit realizarea unor materiale poroase si membrane compozite
si a unei instalatii care utilizeaza aceste membrane pentru purificarea gazelor, avand ca finalitate
testarea eficientei membranelor folosite.
Etapa 3/2015: Testarea membranelor obtinute si evaluarea performantelor acestora in procesele
de purificare
Obiectivele/activitatile etapei:
Teste privind obtinerea biocombustibililor gazosi prin procese fermentative si/sau biorecilcarea
deseurilor organice cu ajutorul proceselor microbiene
Testarea membranelor obtinute si evaluarea performantelor acestora in procesele de purificare a
combustibililor conventionali/biocombustibililor gazosi
Elaborarea specificatiei tehnice pentru standul de testare
Pe baza studiilor din literatura s‐a proiectat si conceput o instalatie in vederea determinarii
permeabilitatii si selectivitatii membranelor utilizand atat gaze pure cat si amestecuri de gaze.
Standul experimental a fost conceput pentru determinarea permeabilitatilor prin doua metode, si
anume: presiune constanta‐volum variabial, presiune variabila‐volum constant. Prin metoda presiune
variabila‐volum constant se pot determina permeabilitatile mici ale membranelor dense. Utilizand
standul experimental mai multe tipuri de membrane au fost testate:
M1 – membrana din PSF (polisulfona)
M2 – membrana din PSF si 5% MCM‐41
M3 – membrana din PSF si 10% MCM‐41
M4 – membrana din PSF si 5% MCM‐41‐NH2
M5 – membrana din PSF si 10% MCM‐41‐NH2
M6 – membrana din PSF si 20% MCM‐41‐NH2
S‐a constatat ca materialul anorganic de tip MCM‐41 influenteaza in mod pozitiv performantele
membranelor pentru separarea O2/N2. Permeabilitate pentru oxigen a crescut odata cu cresterea
cantitatii de MCM‐41 din membrana. In schimb la azot se poate observa o crestere foarte mica, ceea
ce rezulta ca membrana este selectiva. In cazul separarii N2/CH4 s‐a observat o mica diferenta intre
permeabilitati. Din aceste studii de permeabilitate, putem deduce ca gruparea NH2 a influentat
proprietatile membranelor la separarea O2/N2, ducand la plastifierea acestora, deoarece
122/240
permeabilitatea a scazut iar selectivitatea a crescut direct proportional cu cantitatea de MCM‐41‐NH2
din membrana.
Materialele mezoporoase cu structura ordonata s‐au dispersat foarte bine in matricea polimerica,
iar din studiile de permeabilitate si selectivitate reiese ca aceste materiale pot fi folosite la separarile
O2/N2 si O2/CH4.
In cazul separarii N2/CH4 sunt mici diferente intre valorile permeabilitatilor ceea ce duce la
selectivitati mici pentru aceasta pereche de gaze.
Din studiile de permeabilitate rezultate in urma testarii membranelor obtinute din PSF si MCM‐
41‐NH2 s‐a constat ca gruparea NH2 a produs plastifierea membranelor, astfel permeabilitatea a
scazut, iar selectivitatea a crescut odata cu cresterea cantitatii de MCM‐41‐NH2.
PN 09 19 03 01: Investigatii experimentale privind efectele de fractionare izotopica in electrolizoare
PEM (H, D, T)
Obiectivul proiectului l‐a reprezentat investigarea experimentala a procesului de electroliza
produs intr‐un electrolizor de tip PEM, cu aplicabilitate la separarea izotopilor hidrogenului, in
vederea utilizarii in domeniul nuclear: in reactoarele de fisiune cu uraniu natural de tip CANDU, in
care apa grea este moderator si agent termic, precum si in reactoarele de fuziune, care utilizeaza
drept combustibil deuteriul si tritiul.
Exista cateva metode comerciale de producere a apei grele: schimbul izotopic biterm apa‐
hidrogen sulfurat (GS), schimbul izotopic amoniac‐ hidrogen si electroliza apei. Intre cele trei metode,
electroliza este caracterizata de cel mai mare factor de separare, fapt care a impus aprofundarea
cercetarilor in domeniu, electroliza PEM fiind cea mai promitatoare.
Activitatile s‐au derulat in cadrul a doua etape, prin investigatii experimentale privind efectele de
fractionare izotopica in electrolizoare PEM.
In prima etapa s‐a efectuat evaluarea proceselor de electroliza pe membrana schimbatoare de
protoni (PEM) si a modalitatilor de aplicare a acestora in separarea izotopilor hidrogenului (protiul,
deuteriul si tritiul).
Pornind de la consideratiile teoretice ce stau la baza procesului de electroliza s‐a pus la punct un
set de ecuatii necesar calcularii unor parametri energetici si de proces: consumul de energie al
intregului proces, puterea consumata si cea generata per mol de apa generata, factorul de separare a
deuteriului etc. Pe baza expresiilor acestora s‐au putut stabili obiective de eficientizare a
consumurilor energetice pentru electroliza propriu‐zisa a apei si pentru circuitele auxiliare, astfel
incat noul proces sa devina mai profitabil decat procesul GS.
S‐a intentionat ca rezultatele obtinute sa furnizeze datele necesare proiectarii modelului
experimental al unui electrolizor PEM capabil sa furnizeze hidrogen gazos in cantitate de aproximativ
123/240
0,5Kg/24 ore, functie de conditiile de exploatare. O celula elementara de electroliza PEM are in
componenta sa doua compartimente separate prin membrana polimerica: compartimentul dinspre
partea catodica, unde se produce hidrogen, si compartimentul dinspre partea anodica, unde se
produce oxigen. Curgerea apei deionizate in cele doua compartimente se realizeaza gravitational, de
sus in jos prin doua orificii de alimentare prevazute in placile de capat. Functia principala a
electrolizorului este producerea hidrogenului pur si a oxigenului prin electroliza apei. Acest proces
consta in desfacerea (splitarea) moleculei de apa in hidrogen si oxigen, la nivelul suprafetei active a
membranei polimerice, sub actiunea energiei electrice. Pentru aceasta etapa a proiectului s‐a avut in
vedere realizarea unei solutii constructive proprii pentru o instalatie experimentala de laborator
pentru testarea unui un ansamblu de electroliza cu 4 membrane polimerice PEM. De asemenea, s‐au
precizat conditiile tehnice care trebuie indeplinite de materialele si componentele folosite pentru
realizarea instalatiei experimentale si a electrolizorului, conditiile tehnice necesare in vederea
asamblarii acestora, si s‐a elaborat procedura de lucru.
In cea de‐a doua faza a proiectului s‐a testat modelul experimental de ansamblu electrolizor cu 4
celule de electroliza cu membrana PEM de Nafion de 25 cm2 la 25 A. Plecand de la dimensiunea
membranelor polimerice, electrolizorul a fost conceput ca un model experimental de mici
dimensiuni, pentru experimentari in laborator privind atat functia de producere a hidrogenului, cat si
pentru determinarea influentei diversilor parametri de lucru (tensiune si curent de alimentare a
celulei) asupra cantitatii generate. Realizarea diferitelor subansambluri si parti componente ale
electrolizorului cu membrana polimerica corespunde cerintelor memoriului tehnic si reglementarilor
in vigoare. Experimentarile preliminare au evidentiat o cantitate de hidrogen produsa de 20 cm3 pe
minut, la o tensiune de 1,9V si un curent de 2A, ceea ce reprezinta 28 dm3/zi, valoare care poate fi
imbunatatita prin perfectionarea solutiei constructive si a celei de montaj, astfel incat sa fie posibila
alimentarea electrolizorului cu o densitate mai mare de curent.
In vederea evidentierii efectului de separare izotopica in electroliza PEM s‐a alimentat
electrolizorul cu apa avand 4 compozitii diferite, cu continutul in deuteriu cuprins intre concentratia
naturala (144 ppm) si 2%.
Prin abordarea teoretica si experimentala a problematicii electrolizei PEM s‐au obtinut
urmatoarele rezultate stiintifice:
Dezvoltarea cunostintelor legate de procesul de electroliza si efectele de fractionare izotopica in
electrolizoare PEM
Dezvoltarea logisticii pentru derularea de experimente si testari in domeniul electrolizei si a
separarii izotopilor hidrogenului
Cresterea capabilitatii si competentei institutului in domeniu si in special in electroliza cu
membrana schimbatoare de protoni.
124/240
Cercetarile au evidentiat de asemenea si posibilitatea obtinerii urmatoarelor rezultate
tehnologice‐economice:
Posibilitatea scaderii costurilor energetice, pe baza unor noi procese de electroliza si a folosirii
unor componente ce au potentialul de a imbunatati eficienta intregului proces.
Posibilitatea utilizarii ulterioare a sistemelor experimentale si de testare pentru extinderea
activitatilor de cercetare in vederea investigarii procesului de fractionare izotopica produs in
electrolizoarele tip PEM.
PN 09 19 04 01: Studii complexe asupra materialelor utilizate in domeniul criogenic
Obiectivul general al acestui proiect a fost de a dezvolta o baza de date a celor mai importanti
parametri de materiale utilizate la temperaturi ultrajoase, a unui studiu privind comportamentul
parametrilor la temperaturi ultrajoase, precum si dezvoltarea unei baze experimentale in domeniul
temperaturilor joase si foarte joase ceea ce ar oferi de asemenea posibilitatea atragerii de capital din
partea potentialilor beneficiari, posibilitatea creerii de noi locuri de munca precum si implementarea
in colaborare cu diverse centre universitare a unor programe structurate pe noi directii de cercetare‐
dezvoltare.
Etapa 1: Elaborarea unui studiu privind analiza parametrilor principalii ce influenteaza
proprietatile de material la temperaturi ultrajoase
Obiectivul fazei a fost de a realiza un studiu privind influenta structurii cristaline asupra
proprietatilor materialelor utilizate la temperaturi ultrajoase. Proiectarea instalatiilor tehnologice
criogenice si a echipamentelor aferente implica, pe linga luarea unor masuri tehnice specifice
aplicatiilor in sine, si probleme in alegerea si utilizarea materialelor componente. Acest lucru este
justificat de mai multi factori: transformari structurale si fizice ale materialelor odata cu scaderea
temperaturii, modificari ale modului de interactiune ale fluidelor criogenice cu materialele in contact
(difuzibilitate, schimb termic, etc), modificari ale caracteristicilor mecanice si de tenacitate pentru
materiale, modificari morfologice si geometrice ciclice.
Una dintre directiile de cercetare in acest domeniu este data de dezvoltarea continua a
tehnologiilor noi si de realizare a unor instalatii si echipamente complexe ceea ce a presupus o
dezvoltare majora in realizarea de studii si experimente atit privind materialele noi, cit mai ales
privind perfectionarea materialelor existente, utilizabile in conditii extreme, specifice temperaturilor
criogenice si presiunilor ridicate.
Pe plan mondial, cit si national, in mod uzual caracteristicile furnizate de producatorii de
materiale ingineresti se rezuma la rezistenta mecanica clasica, compozitia chimica, proprietati fizice
uzuale stabilite la temperaturi apropiate de ambient. O problema deosebita se pune pentru
proiectantii si constructorii de instalatii criogenice, deoarece sunt pusi in situatia de a utiliza
125/240
materiale pentru care furnizorii ofera doar la un cost ridicat caracteristicile acestora la temperaturi
scazute.
Dupa cum se cunoaste tehnologiile criogenice implica in primul rind schimbarea de faza a unor
gaze, schimbare care are loc la temperaturi foarte scazute 90 K pentru oxigen, 77 K pentru azot, 20 K
pentru hidrogen, 4,2 K pentru heliu. Conditiile de exploatare, in special temperatura, au o influenta
covirsitoare asupra comportarii materialelor, o serie de caracteristici se imbunatatesc in timp ce
altele evolueaza in sens negativ.
De o importanta majora este determinarea proprietatilor materialelor utilizate in cadrul unei
instalatii criogenice. In cadrul instalatiei Pilot criogenic pentru spearerea deuteriului si tritiului” un
important modul este modulul de distilare criogenica. Procesele ce se desfasoara in cadrul acestui
modul induc materialelor utilizate o stare complexa de solicitari. Anumite zone ale instalatiei contin
materiale care sunt supuse la cicluri temperatura/presiune ce pot produce stari de tensiune
complexe. Aceste stari de tensiuni impreuna cu o utilizare indelungata la temperaturi criogenice pot
conduce la aparitia unor fisuri de material catastrofale. Parametrii foarte importanti pentru
determinarea caracteristicilor mecanice ale unui material la temperaturi criogenice sunt: rezilienta
sau tenacitatea; rezistenta la rupere; duritatea ( ca o masura a ecruisarii materialului la temperatura
joasa). Toti acesti parametri sunt influentati la nivel microscopic de concentratia de dislocatii, o
masura importanta a comportamentului de material la temperaturi extreme. Astfel la coborirea
temperaturii se observa o scadere a concentratiei de dislocatii ( ca o masura a scaderii agitatiei
termice la nivel cristalin) insotita de o evolutie opusa a rezistentei mecanice la rupere si a rezilientei –
respectiv o data cu scaderea temperaturii rezistenta mecanica creste in timp ce rezilienta scade.
Pentru criogenie parametrul care se depreciaza cel mai repede in timp este rezilienta de aceea este
cel care este urmarit preponderent in alegerea unui material ce urmeaza a fi utilizat la acest nivel de
temperatura.
Comportarea mecanica a materialelor la temperaturi criogenice. In corpurile solide se realizeaza
modificari privind proprietatile lor mecanice, atunci cind temperatura acestora scade spre
temperaturi joase. Sub o anumita temperatura majoritatea materialelordevin fragile si neadecvate
pentru a prelua solicitari mecanice accidentale, deoarece in cazul existentei unor astfel de solicitari
poate apare ruperea fragila si scoaterea din serviciu a materialului respectiv. Se pune deci problema
stabilirii materialelor care pot fi utilizate la temperaturi criogenice si elaborarea unor noi materiale
care pot fi utilizate la aceste temperaturi. Schimbarile in proprietatile mecanice ale materialelor
datorate scaderii temperaturii reprezinta o manifestare macroscopica a unui mecanism de raspuns al
modificarilor microscopice ale materialului. Felul in care temperatura influenteaza direct mecanismul
de raspuns al materialelor duce la comportari diferite a acestora odata cu scaderea temperaturii.
126/240
Criterii de alegere a materialului criogenic. Proiectarea si constructia echipamentelor utilizate la
temperaturi criogenice necesita informatii pe larg asupra proprietatilor fizice si mecanice ale
materialelor, problema principala la care trebuie sa se gaseasca raspuns este modul in care diferiti
factori actioneaza asupra materialelor la coborarea temperaturilor sub 300K. Din pacate nu se poate
da un raspuns clar pentru aceasta problema, un motiv fiind impuritatile chimice si defectele
microstructurale care influenteaza puternic cateva proprietati mecanice si fizice. Majoritatea
materialelor metalice folosite ca materiale de constructie in masini si instalatii industriale, prezinta in
domeniul temperaturilor criogenice rezistenta mecanica ridicata. Creste Rm, Rp0,2, E, H, ca urmare a
micsorarii oscilatiilor atomilor in nodurile retelei cristaline.
Model de testare, investigare si caracterizare a materialelor utilizate la temperaturi criogenice. In
studiului fenomenelor ce determina comportamentul unui material, se pune problema investigarii
factorilor ce influenteaza aceste mecanisme. Exista in acest sens factori de material, care sunt
reprezentati de starea structurala a materialului, structura cristalina si tipul defectelor de retea si
factori de proces, referitori la temperatura, presiunea si concentratia fluidului de lucru. Acesti factori
nu pot fi considerati independeti unul de altul ci sunt intr‐o foarte mare masura in relatii de
interdependenta.Pentru a realiza un astfel de model de testare, investigare si caracterizare a
materialelor utilizate la temperaturi criogenice trebuie urmarita o matrice de cercetare. In modul cel
mai simplu si definitoriu pentru a crea o baza de date referitoare la proprietatile unui material in zona
temperaturilor joase este de a crea un mod de a intelege necesarul de teste ce trebuie realizate.
Sa presupunem ca exista un material ce trebuie caracterizat. In mod cert nu prea mai exista cereri
de a investiga un material total nou, in care sa zicem ca nu am cunoaste datele initiale si nu am sti
deloc proprietatile lui. La aceasta ora, chiar si daca nu stim intensitatea unei proprietati dintr‐un nou
aliaj, stim sigur care sunt influentele elementelor de aliere si care este directia de interes de cercetat:
proprietati electrice, magnetice, mecanice, etc. Mai mult decit atit, beneficiarii cer realizarea
investigarii doar a uneia dintre proprietatile unui material, de fapt incercind sa verifice
neconformitatile observate la un produs finit, in exploatare, neconformitati puse pe seama unor
proprietati neindeplinite. Trebuie sa intelegem ca nu se poate utiliza un material care, sa zicem, este
bun conductor electric, dar se topeste la aplicarea oricarei tensiuni electrice. Orice material trebuie
sa aiba un echilibru al proprietatilor fizice, chimice si mecanice, in functie de zona de utilizare si doar
o anumita caracteristica, proprietate va fi preponderenta in aplicatie. Incercarea materialelor se face
pentru analiza propietatilor, calitatii si sigurantei oferite de materiale si aprecierea utilizarii lor
functionale si economice. Ea furnizeaza documentatii pentru proiectarea, realizarea si mentinerea in
stare de functionare a produselor tehnice, economice din punct de vedere al consumului de energie
si materii prime
127/240
Standurile de testare la temperaturi criogenie realizate in cadrul Laboratorului Criogenic
1 Stand de testare la temperatura heliului lichid (Lichefactor Linde L5 si dotarea aferenta,
pompe de vid cold‐box, senzori, aparatura de masura si control)
2 Stand de testare la temperatura hidrogenului lichid (Lichefactor Phillips PPH si dotarea
aferenta, pompe de vid cold‐box, senzori, aparatura de masura si control)
3 Stand de testare la temperatura azotului si oxigenului lichid ( Lichefactor Phillips PPG si
dotarea aferenta, pompe de vid cold‐box, senzori, aparatura de masura si control)
4 Stand de rezilienta la temperaturi criogenice
5 Stand de tractiune, incovoiere, compresiune (1kN‐300kN)
Criostat pentru teste de rezistenta la temperaturi criogenice.
Prezentul criostat a fost conceput in vederea maririi ecartului de temperaturi criogenice la care sa
se testeze rezistenta diferitelor materiale. Conceptul actual permite atingerea unor temperaturi ale
epruvetei, de pana la ‐100° C, cu 50° mai jos decat permitea precedentul concept realizat in cadrul
unui proiect national. Acest lucru se realizeaza printr‐un design special al criostatului, constand dintr‐
o camera vidata pentru izolare termica si o serpentina cu fluidul de racire care “imbraca” epruveta in
vederea atingerii temperaturii de testare. Aditional, epruveta va fi prevazuta cu un senzor de
temperatura pe durata racirii.
Diferite vederi ale criostatului
Camera vidata izolare termica
Serpentina de racire Epruveta
Camera de racire
Izolatie
Robinet izolare vid
128/240
Etapa 2: Studiu privind proiectarea si realizarea unui sistem integrat complex de testare,
investigare analiza si caracterizare a proprietatilor materialelor utilizate in diferite aplicatii
industriale la temperaturi criogenice
Obiectivul fazei a constat in realizarea unui sistem de testare si investigare a proprietatilor
materialelor utilizate in diferite aplicatii industriale la temperaturi criogenice. Sistemul de optimizare,
automatizare si interfatare a sistemelor de lichefiere si testare/experimentare la temperaturi
criogenice precum si sistemul de achizitii date pentru “Laboratorul de temperaturi joase” a fost
conceput pentru a avea o aplicabilitate larga, fiind adaptabil la o gama larga de achizitii de parametri
pentru instalatiile existente in laborator: Instalatia de lichefiere heliu Linde L5; Instalatia de lichefiere
azot PPG; Instalatia de lichefiere hidrogen PPH ‐ si standurile aferente; Standul de tractiune – Masina
universala de testare la 300kN ‐ TC300; Standul de rezilienta ‐ Ciocanul Charpy; Cuptorul de
tratament termic pentru diferite materiale.
Sistemul de achizitie a datelor este realizat cu ajutorul modulelor FieldPoint, iar ca software este
folosit LabView.
a) Datele monitorizate in instalatia Linde L5:
TE 202 – Platina care indica temperatura heliului la intrarea in turbina X 201
TE 203 – Platina care indica temperatura heliului la iesirea din turbina X 201
TE 205 – Platina care indica temperatura heliului la intrarea in turbina X 202
TE 206 – Platina care indica temperatura heliului la iesirea din turbina X 202
TIS 208 – Platina care indica temperatura heliului inainte de robinetul de laminare
TI 210 – Platina care indica temperatura vaporilor de heliu care se intorc din dewar in aspiratia
compresorului pe traseul de joasa presiune
TIS 901 – Platina care indica temperatura in dewar
TE 101 – Temperatura de intrare a gazului in cold‐box
TE 102 – Temperatura de iesire a gazului din cold‐box
b) Achizitii date PPH
In instalatia PPH senzorii sunt tip platina 100 si se achizitioneaza urmatoarele temperaturi:
TI 101 ‐ platina indica temperatura din virful coloanei
TI 102 ‐ platina indica temperatura la mijlocul coloanei
TI 103 ‐ platina indica temperatura din baza coloanei
TI 104 – platina indica temperatura piesei.
129/240
Instalatia LINDE L5 Stand distilare PPH
c) Achizitii date PPG
In instalatia PPG senzorii sunt tip platina 100 si se achizitioneaza urmatoarele temperaturi:
TI 101 ‐ platina indica temperatura din virful coloanei
TI 102 ‐ platina indica temperatura la mijlocul coloanei
TI 103 ‐ platina indica temperatura din baza coloanei
TI 104 – platina indica temperatura din vasul de stocare azot lichid.
d) Programul de achizitii date ciocan Charpy
Nivelul de hidrogen lichid (vasul de stocare)
Temperatura epruvetei
Energia de rupere.
Stand distilare PPG Stand de rezilienta
e) Programul de achizitii date de la masina TC‐300
Temperatura interna a criostatului
Rezistenta mecanica, alungirea.
130/240
Proiectul de ansamblu al criostatului de tractiune
Existenta acestui model de testare si caracterizare a materialelor este ceea ce se poate numi un
flux “tehnologic” pentru un material astfel incit sa existe posibilitatea investigarii complete a
materialului dorit. Foarte importanta apare aceasta matrice, deoarece se pune problema alinierii
metodologiei interne de cercetare a unor materiale, in conformitate cu norme specifice din domeniul
criogeniei si aplicatiilor din criogenie. Ca sa se poata realiza studii privind materiale noi trebuie
realizat un minim de metodologie de investigare sustinut de sisteme de determinare a proprietatilor
materialelor la temperaturi criogenice. Determinarea rezilientei si a rezistentei mecanice la
temperaturi criogenice sunt metode de investigare foarte scumpe si se realizeaza la cerere pentru
aplicatii specifice la INC‐DTCI Rm.Valcea. Mentionam ca aceasta metoda utilizata permite „ruperea”
probelor la temperatura dorita cu mare precizie, cu costuri minime. Metoda de determinare a
rezilientei la temperaturi criogenice dezvoltata de INC‐DTCI Rm.Valcea are un caracter general putind
fi aplicata la mai multe tipodimensiuni.
Etapa 3: Studii si cercetari teoretice de caracterizare si investigare complexa a structurii cristaline a
materialelor utilizate in diferite aplicatii industriale la temperaturi criogenice
Obiectivul fazei a constat in realizarea unui studiu amplu asupra factorilor care influenteaza
structura cristalina a materialelor la temperaturi criogenice si influenta acesteia asupra proprietatilor
de material la temperaturi ultrajoase.
Criogenia prezinta unele particularitati, care o caracterizeaza si o diferentiaza de tehnica frigului.
Acestor particularitati le vor corespunde si solutii specifice din punct de vedere tehnologic si
constructiv. Domeniile de aplicare ale tehnicii frigului pot fi impartite, fara o delimitare stricta, in
citeva categorii: racirea in scopuri casnice; racirea in scopuri comerciale; racirea in scopuri industriale;
racirea pentru transportul terestru si marin; conditionarea aerului pentru confort; conditionarea
aerului industrial. Conditiile de exploatare, in special temperatura, au o influenta covirsitoare asupra
comportarii materialelor, o serie de caracteristici se imbunatatesc in timp ce altele evolueaza in sens
negativ. Toate criteriile de alegere a unui material, ce trebuie sa lucreze in conditii de temperaturi
criogenice trebuie sa convearga spre alegerea materialului corespunzator aplicatiei. Se pot realiza
doua tipuri de clasificari dupa cum urmeaza:
131/240
Materiale metalice recomandate pentru domeniul criogenic in functie de temperatura de
exploatare
Materiale metalice recomandate pentru domeniul criogenic in functie de tipul retelei cristaline.
De asemenea, un aspect foarte important pentru materialele utilizate la temperaturi criogenice il
reprezinta efectul temperaturii asupra rezistentei, duritatii si mecanismului ruperii la metale.
Dupa cum se stie, modulul de elasticitate al metalelor si aliajelor este relativ neafectat de
modificarile puritatii chimice si fizice ale acestor materiale si astfel valorile stabilite pentru aceasta
pot fi folosite cu incredere. De asemenea “E” este relativ insensibil la schimbari de temperatura si
pentru aplicatii se foloseste regula prin care se stabileste ca la scaderea temperaturii cu 1K modulul
de elasticitate creste cu 0,03%. O impartire convenabila a materialelor in materiale cu rezistenta
ridicata, medie si scazuta poate fi realizata pe baza unei relatii intre tensiunea de curgere, �� si E.
Materiale cu rezistenta ridicata. Aceste materiale cedeaza la energii scazute la orice temperatura
fie prin forfecare fie prin clivaj. Pentru a fi folosite in siguranta tensiunile de utilizare (incarcarile)
trebuie sa fie tot timpul sub tensiunea la rupere care se determina cu ajutorul celei mai mari
crapaturi ce poate fi determinata prin metode tehnice de investigatie nedistructive. Criteriul rupere‐
tenacitate este cel mai sigur criteriu in proiectare pentru aceste materiale. Cele mai utilizate au o
rezistenta la rupere adecvata la temperatura camerei si deasupra acestea se rup la energii de rupere
mari la forfecare. Cu toate ca tensiunea la rupere creste la temperaturi scazute, in particular pentru
cazuri concrete de tipuri de Al si Ti sau oteluri inoxidabile, acestea prezinta o cadere in rezistenta la
energii de rupere scazute prin forfecare si se spune ca au fragilitate la crestatura.
Materiale cu rezistenta scazuta. Singurele materiale cu rezistenta scazuta care au o rupere in
maniera fragila la temperatura camerei sau sub 200C sunt acelea care prezinta o tranzitie forfecare‐
clivaj si mai mult, cele mai importante sunt otelurile feritice. Intr‐un mareial fara fisuri, ruperea nu
apare prin clivaj pana ce temperatura nu scade sub Ts, temperatura de tranzitie ductila, unde
tensiunea de curgere creste pana la tensiunea de rupere prin clivaj. Intr‐un material ce contine o mica
fisura (< 8 mm) ruperea la temperaturi foarte joase poate inlocui tensiunile sub cele necesare pentru
a produce curgerea de‐a lungul intregii sectiuni ce ne intereseaza, deoarece o crestere locala a
tensiunilor influenteaza fisura. Anumite fisuri sunt initiate si se propaga prin clivaj la energii scazute.
Daca temperatura creste initierea, devine mult mai dificila, temperatura ductilitatii zero nu mai este
posibila si initierea ruperii la tensiuni sub tensiunea de curgere a materialului este: ����� = 1. Fisuri
mai mari au un efect de fragilizare mai mare datorita efectului de concentrare de eforturi si curbele
temperaturii de mentinere a fisurii definesc temperatura maxima la care fisura ce produce clivajul
devine instabila. La aceasta temperatura fisura incepe sa se propage la un anumit nivel de tensiuni.
Punctul de tranzitie catre ruperea elastica este definita ca fiind temperatura la care curbele
intersecteaza ����� = 1 si deasupra acestei temperaturi fisurile instabile nu se pot produce la incarcari
132/240
sub cele mai mari tensiuni de curgere. Toate testele de impact sunt facute ca si un control de calitate
al otelului respectiv dar faptul ca au fost folosite temperaturi joase la aceste teste nu insemna ca in
mod automat aceste oteluri sunt garantate ca fiind complet satisfacatoare in functionare la aceste
temperaturi. Pellini afirma de fapt ca in cazul proiectarii in apropierea domeniului de rupere fragila se
vor alege materile cu tenacitate ridicata suficienta pentru a preveni propagarea instabila a fisurilor si
crapaturilor existente sau induse si se presupune de fapt ca au o temperatura de retinere a fisurilor.
Propagarea catastrofala a fisurilor poate fi prevenita totusi daca materialul este ales destul de tenace
pentru a ne asigura ca viteza de propagare a fisurii este mai mica decat unda de soc datorata
depresurizarii in tevi. Alte reguli de proiectare se bazeaza pe prevenirea initierii ruperii fiind mai putin
conservatori in alegerea materialelor. Sudarea poate avea un efect marcant asupra stabilitatii
structurii in legatura cu ruperea fragila datorita porilor, fisurilor, tensiunilor si modificarilor
structurale ce au loc; in structurile sudate locurile cu cea mai mare densitate de defecte sunt in baia
de sudura si in ZIT.
Dependenta ruperii in functie de timp. Se stie ca ruperea unui material este puternic influentata
de prezenta fisurilor si rupturilor. Exista trei mecanisme principale dupa care aceste fisuri se pot
intensifica in servicii: oboseala, coroziune (in special coroziunea sub tensiune si coroziunea la
oboseala), fragilizarea la hidrogen. Nici unul dintre acestea nu este un fenomen specific
temperaturilor joase ‐ rezistenta la oboseala creste considerabil la temperaturi joase in timp ce
majoritatea tipurilor de coroziune scad cu scaderea temperaturii ‐ mai degraba acestea cresc
posibilitatea ruperii instabile in conditii de lucru care sunt considerate satisfacatoare in mod normal.
Efectul acestora este concretizat in urmatorii factori: scad tenacitatea materialului; produc un
mecanism de propagare a fisurilor mai rapid, crescand gradul de concentrare al tensiunilor; permit
cresterea unor fisuri subcritice la tensiuni sub tensiunea de cugere, crescand astfel marimea critica de
rupere la propagare instabila.
Oboseala. Ruperea la oboseala se produce in materiale supuse la incarcari ciclice sau fluctuante
(neciclice) care se suprapun sau nu peste tensiunile statice aplicate. Ruperea in asemenea conditii de
incarcare apar la incarcari cu mult mai mici decat Rm si Rp0,2 chiar si in materiale care sunt
considerate in mod normal tenace sau ductile. Oboseala poate fi deci considerata ca fiind un mod
posibil de a se produce ruperea in cazul oricarei piese aflata la temperaturi joase supuse unei
incarcari ciclice sau vibrationale, sau la schimbari periodice ale presiunii in cazul unor vase de stocare,
etc. Aceasta problema este destul de importanta avand in vedere ca jumatate din accidentele
intalnite in practica se datoreaza oboselii. Oboseala termica este particulara instalatiilor criogenice,
aceste caderi aparand in regeneratori dupa un numar mare de cicluri de temperatura, in
schimbatoare de caldura si alte componente dupa un numar relativ mic de incalzire‐racire ale
instalatiei datorita opririlor acesteia. Cauza principala a acestui tip de oboseala se datoreaza in
133/240
principal incarcarilor si tensiunilor mari care apar intr‐un ciclu termic daca gradientul de temperatura
este neliniar sau dilatarile si contractiile sunt impiedicate de diferite constrangeri externe. In aceste
tipuri de cicluri termice apar zone in material in care apar deformatii plastice care apar la fiecare
ciclu, se cumuleaza ducand la ruperi. Testele de oboseala realizate la temperaturi joase au aratat ca
rezistenta la oboseala al majoritatii metalelor creste considerabil cu scaderea temperaturii. Se stie
bine ca Rm creste foarte mult cu scaderea temperaturii si exista o legatura stransa intre Rm si
rezistenta la oboseala. Fisurile, crapaturile, ciupiturile, sanfrenele prost facute si alte suprafete cu
defecte au o influenta puternica asuprarezistentei la oboseala, cauzand ruperi rapide la toate
temperaturile chiar si in materialele care in mod normal sunt considerate ca nefiind sensibile la
crestatura. Acesta este un rezultat al cresterii tensiunilor interne dat de fisurile aparute la oboseala si
este foarte intens in aliajele de rezistenta ridicata de aluminiu, titan si otelurile pliate care sunt
sensibile la efectul de crestatura. Coroziunea la oboseala apare in acelasi mod, si chiar in prezenta
unui mediu de coroziune cu agresivitate scazuta apar miscari considerabile la limitele de rezistenta a
unui material chiar daca este destul de mica acea cantitate de metal corodat. Anumite aliaje de
aluminiu sunt predispuse in mod special la coroziunea la oboseala, aerul umed provocand deteriorari
minore in timp ce atmosfera incarcata cu sare este nociva. Deteriorari premature se stie ca apar in
instalatii de separare aer aflate langa mare sau langa instalatii chimice, lucru ce trebuie avut in vedere
daca trebuie sa se prevada fie utilizarea unor acoperiri de materiale, fie de oteluri aliate care sunt mai
putin influentate de acesti factori.
Coroziune si fragilizare. Acestea sunt doua mecanisme dupa care distrugerea poate apare fara
atentionare dupa mult timp de la aplicarea tensiunilor initiale si pot provoca distrugeri la temperaturi
joase chiar daca aceasta coroziune ori fragilizare a avut loc la sau peste temperatura camerei.
Coroziunea sub tensiune rezultanta a tensiunilor interne reziduale este posibila sa apara in alama,
aluminiu, magneziu, titan si oteluri ca si in nemetale. Este usor de prevenit printr‐un tratament termic
la o temperatura destul de ridicata pentru a elimina tensiunile reziduale fara a “slabi” materialul.
Fragilizarea la hidrogen este o problema mai ales in cazul otelurilor cu duritate ridicata cum ar fi 9%
Ni. Hidrogenul este in mod normal obsorbit in timpul decaparii si placarii sau in timpul sudurii si se
poate realiza cateodata eliminarea hidrogenului din oteluri prin incalziri la 3500C, dar este mult mai
indicata evitarea contaminarii initiale cu hidrogen. O problema a fost remarcata la vasele de stocare
cu izolatie cu vid facute din otel inox cu un continut initial ridicat de hidrogen. Evolutia in timp a
hidrogenului in acest tip de material duce la pierderea in timp a vidului si la distrugeri ale vaselor de
stocare.
Incercarea materialelor. Incercarea materialelor se face pentru analiza propietatilor, calitatii si
sigurantei oferite de materiale si aprecierea utilizarii lor functionale si economice. Ea furnizeaza
documentatii pentru proiectarea, realizarea si mentinerea in stare de functionare a produselor
134/240
tehnice, economice din punct de vedere al consumului de energie si materii prime. Problemele de
baza ale incercarilor de material sunt: Analiza propietatilor de material si forma si determinarea
caracteristicilor de material; Controlul propietatilor materialului in timpul proiectarii si montarii
produselor tehnice; Masurarea si testarea comportarii materialului in diverse conditii de solicitare, de
exemplu de natura mecanica, termica fizica datorita expuneriila solicitari, chimica, biologica sau
tribologica; Elaborarea si utilizarea metodelor de calcul si a modelelor de simulare pentru analiza si
aprecierea prin prisma utilului a materialelor, pieselor si sistemelor tehnice; Supravegherea starii
materialelor in timpul exploatarii masinilor,instalatilor si sistemelor tehnice; Cercetarea si clasificarea
conditiilor de deteriorare.
Programarea masuratorilor si a incercarilor. Desi este foarte dificil sa se indice o metodica
generala pentru incercarea materialelor, in cazul programarii, executiei si evaluarii acestora trebuie
luate in calcul cel putin urmatoarele puncte de vedere: Precizarea problemei si scopului incercarii;
Caracterizarea exacta a obiectului de studiu; Specificarea prelevarii de probe; Alegerea si
caracterizarea finala clara a marimilor de masura si de testare; Alegerea si caracterizarea
parametrilor adecvati de masurare si testare (specificarea “lantului de masura”); Progamarea
matematico‐statistica a incercarii; Determinarea, prelucrarea si evaluarea marimilor de masurare si
testare; Eliminarea sistematica a influentelor generatoare de erori in privinta obiectului, metodei si
aparatului de masura; Utilizarea procedeelor matematice adecvate de evaluare, luand in considerare
functiile de distributie ale caracteristicilor obiectului de studiu; Indicarea numerica a rezultatelor
incercarii intr‐o forma corect statistica indicindu‐se eroarea de masura si analiza distributiei
rezultatului.
Procedee de cercetare a microstructurii. In cazul procedeelor de studiu a microstructurii se face
distinctie intre metodele de punere in evidenta si caracrerizarea a propietatilor volumice si a
propietatilor suprafetelormaterialelor.
Cercetari de structura. Cercetarile pentru punerea in evidenta a microstructuri materialelor
reprezinta, in cazul materialelor metalice, metalografia iar in cazul materialelor ceramice,
ceramografia. Studiile de structura se fac in esenta cu metode optice, utilizind radiatii luminoase sau
electronice. In prealabil se detasaza prin taiere o proba reprezentativa din materialul de studiat. In
cazul materialelor metalice, aceasta se face prin taiere mecanica sau cu flacara, evitindu‐se
supraincalzirea. Slefuirea mecanica se face cu hirie de slefuit (SIC cu diferite granulatii iar lustruirea cu
paste de lustruit ‐ Al2O3 sau de diamant, cu granulatie de pina la cca 0,2 m) sau electrochimic,
planizarea asperitatilor de suprafata se realizeaza prin solubizare electrochimica. Pentru obtinerea
contrastului intre constituentii structurali in continuare se va face o corodare a limitelor dintre
graunti sau a suprafetelor grauntilor cu solutie de atac adecvate pentru diversele materiale, ca de
exemplu: Pentru oteluri nealiate, o solutie 2% HNO3 in alcool etilic; Pentru otelul special, amestec de:
135/240
HCl si HNO3 in proportie 10:1; Pentru aliaje Al‐Cu, solutie 1% NaOH la 10C. In microscopia optica
studiul structurii se face prin alternanta de cimpuri luminoase si intunecoase, caracterizate de
urmatoarele limite: marime maxima cca de 1000 de ori, pytere de rezolutie laterala in planul probei
de cca 0,3m,profunzimea cimpului la o marire de 1000 de ori de cca 0,1m. Cu microscoape
electronice (EM) puterea de rezolutie se poate imbunatati la cca 0,5mm. Principiul de functionare al
microscopului electronic lucrand prin transmisie (TEM) consta in difractia radiatiilor electronice de
retea, legate de diferentele de timp de parcurs sI de interferente, facand sa apara pe o sticla mata ca
intunecate domeniile cu defecte structurale. Deoarece contrar microscoapelor optice, EM sint
aparate lucrand prin transmisie, drept probe nu pot fi folosite dcit “filme” subtiri (grosimea maxima <
1m, dependenta de tensiunea de accelerare), care se obtine fie prin “tehnica replicilor”, fie prin
“subtiere” electrolitica.
Analiza suprafetelor. Compozitia chimica a suprafetelor materialelor variaza in straturi succesive.
In esenta informatii relativ la o suprafata se pot obtine prin bombardarea acesteia cu fotoni,
electroni, ioni sau particule neutre, prin aplicarea de cimpuri electrice intense sau prin incalzire,
ocazie cu care se analizeaza fotonii, electronii, particulele neutre sau ioni emisI cu aceasta ocazie. In
cazul microanalizei cu raze electronice (cu microsonda) se analizeaza radiatia Röntgen specifica emisa
ca urmare a unui bombardament cu radiatii electronice, cu ajutorul spectrometrelor de dispersie a
lungimii de unda sau energiei (EDAX, energy dispersive analysis of X‐rays). Pentru o analiza a
elementelor (numar de ordine Z>3) microsonda necesita un volum de proba de cca m3. Cele mai
importante procedee de analiza a suprafetelor, cu rezolutie “atomica”, folosind metode aplicabile in
conditii de vid ultrainalt sint urmatoarele:
a) spectrometrie electronica ‐ Anger (AES). In cazul AES, o raza electronica (10 pana la 50 KeV)
baleiaza suprafata probei si se analizeaza electronii secundari Auger specifici (Z > 2) emisi cu o
rezolutie laterala de cca 0,1m2, o rezolutie in adincime de cca 10 nm si o limita detectabila de 0,1
pina la 0,01 % atomice per monostrat;
b) spectroscopie electronica pentru analize chimice (ESCA). In cadrul procedeelor ESCA se
diferentiaza spectroscopie fotoelectronica in ultraviolete (UPS), in ultravioletul indepartat (XUPS) sau
Röetgen. Procedeul XPS permite pe linga o analiza a elementelor Z > 2, la o rezolutie laterala de cca
0,2m2 sI o rezolutie in adincime de cca 10 nm si o identificare a compusilor chimici cu o limita de
detectie de 0,1% atomice per monostrat;
c) spectrometie de masa cu ioni secundari. In cazul procedeului SIMS se emit ioni din suprafata prin
bombardare cu ioni ai gazelor nobile, care se identifica ulterior prin metode ale spectrometriei de
masa. Seanalizeaza toate elementele cu o rezolutie laterala de cca 1m2, o rezolutie in adtncime dev
un monostrat si o limita de detectie de 1 pina la 10‐3% atomice per monostrat.
136/240
Prin combinarea procedeelor de analiza a suprafetelor cu tun ionic, care prin bombardare cu ioni
deterioreaza suprafata la scara moleculara (pulverizare) se pot obtine si analiza de profil de adincime,
respectiv informatii analitice succesive despre structura straturilor suprafetelor materialelor.
Analiza experimentala a solicitarilor. Pentru dimensionarea functionala corecta a compnentelor
constructive este necesara cunoasterea solicitarilor. Pentru componentele folosite in constructii,
solicitate mecanic, de o desebita importanta sint metodele de analiza experimentala a solicitarilor.
Analiza intinderilor si deformarilor. Solicitarile mecanice ale componentelor constructive
determina modificari ale formei acestora. Pentru determinarea acestor modificari se utilizeaza in
esenta urmatoarele tehnici de masurare:
Masuratori mecano‐optice ale dilatarii prin deplasarea unei lame prismatice asezata pe
componenta in cauza, fata de o lama fixa. Prin utilizarea de spoturi luminoase, transmisii prin
pirghii sau reflexii multiple se poate realiza amplificarea pina la 2000 de ori. Procedeele electrice
de masurare a distantelor constau in masurarea unei sarcini ohmice, capacitive , inductive
dependente de deplasare. In cazul receptorilor inductivi de parcurs, des utilizati, se poate realiza
o rezolutie de parcurs mai sensibila decit 0,1m, cu ajutorul unui miez de fier glisant prin cuplaj
inductiv dependent de drumul dintre o bobina primara si alta secundara
Cu marci tensiometrice (DMS): determinarea rezistentei R a unei folii metalice subtiri (banda
conductoare de rezistenta R avind forma ondulata) dependente de dilatare, lipite de piesa
solicitata la intindere, functie de intinderea cu o rezolutie de 10‐6, unde R/r k (pentru
metale k 2)
Prin masurari holografica, urmarind deformarea suprafetelor prin interferometrie laser si
stocarea informatiei locale de amplitudine si faza a radiatiei optice de baleiere a obiectului de
cercetat, in emulsia foto a placii holografice. Prin compararea hologramei piesei nesolicitate si
solicitate este posibila o identificare a modificarii suprafetei cu o rezolutie de 0,1 pina la 1m.
Determinarea caracteristicilor mecanice la temperaturi joase si criogenice. Determinarea
proprietatilor materialelor in functie de factorii de influenta exteriori,( temperatura, conditii de
solicitare si exploatare) se realizeaza prin intermediul incercarilor de materiale. In functie de
proprietatile generale ale materialelor, incercarile pot fi grupate astfel: incercari mecanice de :
rezistenta, duritate, rezilienta, fluaj, relaxare, oboseala; incercari tehnologice de : ambutisare,
indoire, prelucrabilitate prin aschiere; Incercari fizice de: densitate, conductivitate termica; Incercari
chimice: coroziune, descompunere, etc.
Metodele si procedeele de incercare a materialelor se impart in doua grupe mari: distructive si
nedistructive.
Metodele distructive constau in solicitarea pina la rupere a unor epruvete extrase din materialul
ce trebuie incercat, urmarindu‐se comportarea acestuia pe perioada incercarii pina la distrugere,
137/240
precum si modul si aspectul ruperii. Pentru unele tipuri de incercari si unele materiale modul de
comportare si indicii caracteristice ce apar in decursul incercarii pot fi urmariti si inregistrati grafic
prin cunoscutele curbe caracteristice, care exprima legatura dintre tensiuni si deformatii. In grupul
incercarilor distructive intra si cercetarile de structura interna si analizele chimice. Metodele
nedistructive, care in majoritate se bazeaza pe actiunea reciproca dintre diferite forme de energie si
materie, servesc la indicarea naturii, marimii si frecventei discontinuitatilor (defecte interioare si de
suprafata) in materiale. Datorita complexitatii si multitudinii de materiale utilizate la ora actuala in
constructia de masini si instalatii, s‐a optat pentru realizarea unui studiu comparativ al proprietatilor
unora dintre cele mai uzitate materiale din criogenie, respectiv oteluri feritice, martensitice si
austenitic prin incercari mecanice de incovoiere prin soc si tractiune. Cunoasterea materialelor
metalice si nemetalice necesita folosirea unor metode specifice scopului urmarit.
Metodele de investigatie permit: determinarea compozitiei chimice; determinarea
temperaturilor transformarilor fizice; determinarea gradului de puritate si al marimii si orientarii
grauntilor crstalini; determinarea naturii structurii, cantitatii si repartitiei constituentilor structurali;
determinarea sistemului si retelei de cristalizare a diferitilor constituenti structurali; determinarea
proprietatilor fizice, chimice, mecanice ale materialelor. Toate aceste metode de investigare permit o
corelare a factorilor ce determina asocierea anumitor proprietati de exploatare si permit in acelasi
timp alegerea corecta sau stabilirea cauzelor unor avarii importante ale instalatiilor.
Etapa 4 ”Dezvoltarea unei metode de analiza a parametrilor definititorii pentru comportamentul
unei instalatii cu risc ridicat (exploziv, radiativ, biologic, etc.) ce functioneaza si in domeniu
criogenic”
Obiectivul fazei a constat in dezvoltarea unei metode de analiza a parametrilor de risc al unei
instalatii criogenice. Gasirea unei metode de analiza a parametrilor definitorii pentru
comportamentul unei instalatii cu risc ridicat, indiferent de caracterul procesului tehnologic principal
al acesteia, reprezinta o problema , ce din pacate, nu este intodeanua rezolvata integral. Exista o
gama larga de standarde si norme, aplicatii software si sisteme de management integrat, precum si
de aplicatii de risc si de hazard, toate concurand spre obtinerea unei calitati si fiabilitati ridicate
instalatiilor. Toate acestea sunt extrem de utile in constructia si functionarea corecta a unei instalatii
cu risc si de aceea, intotdeauna va exista un interes crescut pentru gasirea de noi metode de analiza a
comportamentului acestora. Exista, dupa parerea noastra, doua mari categorii de parametri ce
definesc comportamentul unei instalatii, indiferent de tipul si natura acesteia, si acestia sunt
parametrii constructivi si parametrii tehnologici. In functie de timpul la care se va face analiza unei
instalatii, acesti parametri mai pot fi impartiti ca si parametri pasivi sau activi ( respectiv daca analiza
se va face la pornirea sau in timpul functionarii instalatiei, parametrii constructivi nu pot interveni in
mod direct asupra procesului tehnologic, decat daca sunt defectuosi, si deci pot fi considerati
138/240
parametri pasivi; daca analiza se va face in momentul unui incident, accident atunci parametrii
tehnologici, odata oprita functionarea instalatiei, pot sa devina parametri pasivi. Una dintre cele mai
intalnite situatii practice este reprezentata de necesitatea imbunatatirii procesului tehnologic, prin
atasarea si/sau implementarea unor noi echipamente, sisteme, module sau chiar a unor instalatii. In
acest caz, tehnica decizionala de alegere a celei mai bune solutii, adaptate conditiilor noastre, implica
mixarea unor criterii atat din sfera parametrilor constructivi cat si din cea a parametrilor tehnologici.
Pentru o mai buna intelegere a acestei metode de analiza si de decizie, in paragrafele urmatoare
vom incerca, in mod imaginar, prezentarea metodei, aplicata alegerii unui proces de separare al
apelor cu concentratie foarte mare de tritiu. In procesul de decizie vor fi analizate urmatoarele
tehnologii (vom folosi denumirile internationale ale acestor tehnologii):
LPCE – Liquid Phase Cathalytic Exchange – instalatie de schimb izotopic catalizat intre apa tritiat
si deuteriu (hidrogen) gaz
VPCE& PERMCAT‐ Vapour Phase Catalythic Exchange & Permation Catalytic Reactor ‐ instalatie
de schimb izotopic catalizat intre vapori de apa tritiata si deuteriu (hidrogen) gaz, urmata de
permeatia selctiva a izotopilor hidrogenului intr‐un reactor de permeatie catalitic
HTE – High Temperature Electrolysis – proces de electroliza la temperatura inalta a apei tritiate.
Metoda implica participarea, in luarea deciziilor, atat a beneficiarului, cat si a proiectantului,
contructorului si operatorilor, deoarece trebuie sa existe cel mai inalt grad de cunoastere a
proceselor tehnologice, pentru a se alege o tehnologie cu fiabilitate ridicata si minimizarea riscurilor
operationale, riscurilor asupra personalului si a mediului inconjurator. In acest fel metoda este foarte
obiectiva conducand in final la alegerea celei mai bune solutii. In tabelul urmator se prezinta cateva
dintre cele mai des folosite criterii de analiza a proceselor tehnologice:
Nr. crt.
Criteriu Codificarea criteriului
Explicatii
1 Riscul asupra personalului si asupra mediului
RP&M Procesul tehnologic trebuie sa minimizeze riscul de expunere la radiatie a personalului sau a mediului inconjurator precum si a riscului de explozie la hidrogen.
2 Costurile de capital si de operare,
CC&CO Procesul tehnologic trebuie sa aiba cat mai scazute costurile de capital si de operare.
3 Dimensiunile de gabarit ale instalatiei
DGI Instalatia trebuie sa aiba dimeniuni de gabarit integrabile incladirea existenta.
4 Complexitate, mentenabilitate si operabilitate
CMO Procesul tehnologic si subsistemele sale vor fi judecate functie de gradul lor de complexitate, de mentenabilitate side operabilitate.
5 Inventarul de tritiu si de hidrogen
ITH Inventarul de tritiu si de hidrogen are impact direct asupra costurilor.
6 Probleme de siguranta in operare si de mentenabilitate
SOM Procesul trebuie astfel ales asa incat sa se evite probleme specifice de operare si de mentenabilitate.
139/240
7 Licentierea(autorizare procesului)
LP Procesul trebuie sa fie licentiabil si sa nu produca problemesau intarzieri in procesul de licentiere.
8 Materiale si servicii existente
MSE Vor fi preferate procesele ce utilizeaza la maxim sursele existente de materiale si servicii, si care utilizeaza materiale si servicii acceptate de organismele de reglementare si care nu produc intarzieri majore in programul general al instalatiei.
9 Tehnologia actuala
T Procesul trebuie sa faca uz de tehnologii ce si‐au demonstrat calitatea pentru a minimiza riscurile asociate de siguranta , de capital si de performanta.
10 Capabilitatea de imbunatatire.
CI Procesul trebuie sa aiba capabilitatea de a‐si imbunatati constant capacitatea si performantele.
Determinarea importantei criteriale. Este necesara construirea unui tabel cu un numar de
coloane si linii egal cu numarul de criterii alese, in cazul nostru Ncrt=10. Tabelul reprezinta metoda de
comparare dintre importanta criteriilor de pe o linie cu criteriile de pe coloane dupa cum urmeaza:
Valoarea 1 se asigneaza atunci cand criteriul de pe linie este mai important decat cel de pe coloana;
Valoare ½ se asigneaza atunci cand cele doua criterii sunt egale, cel de pe linie cu cel de pe coloana;
Valoarea 0 se asigneaza atunci cand criteriul de pe coloana este mai important decat cel de pe linie.
Adunand punctele de pe linie se realizeaza o prima clasificare a criteriilor, stabilindu‐se nivelul lor. Cu
aceste valori se poate stabili ulterior si coeficientul de greutate γi al criteriilor, utilizand formula
urmatoare:
2
5.0
2
1
crti Np
mpp
,
unde:
p – punctajul total obtinut pe linie de criteriu;
Δp1 – diferenta dintre punctajul calculat al criteriului si cel mai mic punctaj dintre toate criteriile;
m – numarul criteriilor depasite pentru valorile calculate;
Ncrt – numarul criteriile alese spre evaluare;
Δp2 – diferenta dintre punctajul calculat al criteriului si cel mai mare punctaj dintre toate criteriile;
Punctaj, nivel si coeficientul de greutate
RP&M CC&CO DGI CMO ITH SOM LP MSE T CI Puncte Nivel i
RP&M 0.5 0.5 0.5 0 1 0 0 0 1 0 3.5 8 0.9473684
CC&CO 0.5 0.5 0 0 1 0.5 0.5 0.5 1 0.5 5 6.5 1.625
DGI 0.5 1 0.5 0.5 1 0.5 0.5 0.5 1 1 7 3 3.5
CMO 1 1 0.5 0.5 1 0.5 0.5 0.5 1 1 7.5 2 4.1818182
ITH 0 0 0 0 0.5 0 0 0 0 0 0.5 10 0.08
140/240
SOM 1 0.5 0.5 0.5 1 0.5 1 1 1 1 8 1 5
LP 1 0.5 0.5 0.5 1 0 0.5 0 1 0.5 5.5 5 2.1333333
MSE 1 0.5 0.5 0.5 1 0 1 0.5 1 0.5 6.5 4 2.9230769
T 0 0 0 0 1 0 0 0 0.5 0 1.5 9 0.3478261
CI 1 0.5 0 0 1 0 0.5 0.5 1 0.5 5 6.5 1.625
Clasificarea proceselor tehnologice alese spre comparare (atribuirea de note) N1.
Pentru a realiza o clasificare a unor tehnologiii in functie de impactul acestora asupra criteriilor
alese, se va face o anlaiza separata pentru fiecare metoda/procedeu/tehnologie. Astfel, in functie de
cat de mult respecta sau indeplineste criteriul analizat, metoda/ procedeul/ tehnologie va primi o
nota mai mare, intre 1 si 10. Spre exemplu, daca metoda/ procedeul/ tehnologia are cel mai redus
risc radiologic asupra personalului si asupra mediului si cel mai mic risc de explozie la hidrogen, atunci
va primi cea mai mare nota, 10.
LPCE VPCE& PERMCAT HTE
Criteriu Ni Ni Ni
RP&M 10 8 8
CC&CO 10 8 9
DGI 3 8 8
CMO 0 10 10
ITH 8 6 6
SOM 9 7 8
LP 6 7 5
MSE 8 7 6
T 8 7 6
CI 10 9 9
Produsul dintre notele “Ni” si coeficientii de greutate γi. Acest calcul se realizeaza intr‐un tabel
numit „matricea consecintelor”. In acest tabel se calculeaza produsul dintre notele “Ni” si coeficientii de
greutate γi urmata de sumarea acestor prosduse, pentru fiecare metoda/procedeu tehnologie.
Metoda/procedeul/tehnologie cu cea mai mare valoare a sumei finale este cea aleasa castigatoare.
141/240
LPCE VPCE& PERMCAT HTE
Criterion γi Ni Ni x γi Ni Ni x γi Ni Ni x γi
RP&M 0.947368 10 9.4736842 8 7.5789474 8 7.578947
CC&CO 1.625 10 16.25 8 13 9 14.625
DGI 3.5 3 10.5 8 28 8 28
CMO 4.181818 0 0 10 41.818182 10 41.81818
ITH 0.08 8 0.64 6 0.48 6 0.48
SOM 5 9 45 7 35 8 40
LP 2.133333 6 12.8 7 14.933333 5 10.66667
MSE 2.923077 8 23.384615 7 20.461538 6 17.53846
T 0.347826 8 2.7826087 7 2.4347826 6 2.086957
CI 1.625 10 16.25 9 14.625 9 14.625
Clasificare finala 137.08091 178.33178 177.4192
Mentionand ca tabelele anterioare au fost completate cu valori imaginare, putem totusi
concluziona ca aceasta metoda poate fi aplicata cu succes in cazul oricarei instalatii sau tehnologii cu
risc ridicat.
Etapa 5: Teste si analize structurale, compozitionale, determinari de proprietati. Studii si analize de
laborator.
Obiectivul fazei a fost de a realiza o caracterizare a parametrilor definititorii pentru
comportamentul unor materiale folosite in exploatarea instalatiile tehnologice de separare a
izotopilor hidrogenului.
In cadrul prezentei etape au fost testate urmatoarele materiale: W1.4006 – X10Cr13; W1.4301 –
X5CrNi18 9; W1.4404 – X2CrNiMo 18 10; W1.4306 – X2CrNi 18 9. Compozitia chimica declarata de
catre producator a materialelor investigate si numerotarea la investigarea microscopica este data in
tabelul urmator.
Tip Material Numerotarea
C % Si
%
Mn
%
P
%
S
%
Co
%
Cr
%
Mo
%
Ni
%
W1.4006
(X10Cr13)
Sample 1 0,08‐
0,12
1 1 0,045 0,030 ‐ 12‐14 ‐ ‐
W1.4301
(X5CrNi18 9)
Sample 2 ≤ 0,07 1 2 0.045 0,030 ‐ 17‐20 ‐ 8,5‐10
W1.4404
(X2CrNiMo 18 10)
Sample 3 ≤ 0,03 1 2 0,045 0,030 ‐ 16,5‐
18,5
2‐2,5 11,0‐
14,0
142/240
W1.4306
(X2CrNi 18 9)
Sample 4 ≤ 0,03 1 2 0,045 0,030 ‐ 17 ‐ 20 ‐ 10 ‐12,5
Toate otelurile au fost supuse la urmatoarele tratamente:
Numar test
Mediu Presiune Temperatura Timp de expunere
Tratament
Test nr. 1 Atmosfera Heliu
1 bar (la 5500C 3,8 bari)
5500C 24 ore Probele au fost racite in azot lichid la ‐1960C dupa ce au fost incalzite la 5500C
Test nr. 2 Atmosfera heliu
1 bar (la 6500C 4,1 bari)
6500C 9 ore Probele au fost racite in azot lichid la ‐1960C dupa ce au fost incalzite la 6500C
Atmosfera heliu
1 bar (la 6500C 4,1 bari)
6500C 10 ore Probele au fost reintroduse in cuptor si incalzite la6500C
Test nr. 3 Atmosfera heliu
1 bar (la 6500C 4,1 bari)
6500C 16 ore Probele au fost racite initial in azot lichid la ‐1960C dupa care au fost introduse in cuptor si incalzite la 6500C
Test nr 4 Atmosfera hidrogen
0,5 bar (la 2000C 2 bari)
2000C 17 ore Probele au fost racite initial in azot lichid la ‐1960C dupa care au fost introduse in cuptor si incalzite la 2000C
Investigatiile au fost efectuate cu ajutorul microscopiei electronice pentru a a evidentia
morfologia suprafetei dar si pentru analiza chimica
Proba 1/ W1.4006
Proba 2/ W1.4301
143/240
Proba 3/ W1.4404
Proba 4/ W1.4306
Probele investigate au fost prelucrate prin lustruire la luciu metalic anterior tratarii. In cazul celor
patru tipuri de otel tratate in atmosfera de Heliu s‐a observat formarea unui strat de oxid la suprafata
care, in urma analizei chimice, s‐a demonstrat a fi oxid de crom‐oxid de aluminiu. Stratul de oxid este
neuniform, dens si in unele cazuri, desprins de substrat. Studiul probelor in sectiune plana a aratat
faptul ca sub stratul de oxid, metalul prezinta cavitati sau pori mai mici de 1µm, pori datorati
incluziunilor de heliu.
Tensiunile responsabile pentru ruperea si desprinderea stratului de oxid pot fi rezultatul cresterii
laterale a stratului de oxid sau a formarii altui strat de oxid. Tensiunile generate de cresterea oxidului
pot avea un rol foarte important. Analiza stratului de oxid cu ajutorul microscopului cu baleiaj a
evidentiat prezenta de oxid de crom cu morfologie fatetata. De asemenea, studiul a indicat faptul ca
morfologia startului de oxid depinde si de marimea grauntilor: grauntii fini formeaza un strat de oxid
mai dens decat cei de dimensiuni mari (un aliaj cu graunti fini prezinta o difuzivitate a Cr crescuta prin
urmare o rezistenta crescuta la coroziune a aliajului). Pentru analiza stratului de oxid, proba a fost
sectionata transversal cu ajutorul Focused Ion Beam. Otelurile tratate in atmosfera de H au in
componenta incluziuni de Ti, SiO2, MnS si Al2O3. Se poate observa ca otelurile investigate au cu totul
alte concentratii de elemente de aliere decit cele declarate.
144/240
Etapa 6: Teste si analize laborator, studii de risc, sisteme de analiza integrata pentru instalatii cu
caracter complex in care exista cicluri criogenice.
Obiectivul fazei a fost de a continua caracterizarea parametrilor definititorii pentru
comportamentul unor materiale folosite in exploatarea instalatiile tehnologice de separare a
izotopilor hidrogenului. In concordanta cu recomandarile realizate, a fost investigat comportamentul
unei plase de otel 316 L in mediu criogenic. Spectrele de difractie cu radiatii X ale probelor analizate
au fost achiziţionate cu ajutorul unui difractometru DRON‐UM1 automatizat. Condiţiile de achiziţie au
fost următoarele : montaj theta‐2theta, tensiunea de lucru U=40kV, intensitatea curentului anodic I =
30mA, interval unghiular 2Ө: 420‐1250, Δ(2Ө)=0.050, durata de achizitie pe pas – 4 secunde, radiatie
CuKα, monocromator cu cristal de grafit pe fasciculul difractat.
Au fost analizate urmatoarele probe.
Nr.crt Cod proba Descriere
1 0 raciri oţel 316L
2 1 racire oţel 316L răcit o dată la ‐1960C
3 2 raciri oţel 316L răcit de 2 ori la ‐1960C
4 5 raciri oţel 316L răcit de 5 ori la ‐1960C
5 10 raciri oţel 316L răcit de 10 ori la ‐1960C
6 racire N2 oţel 316L răcit în azot lichid
Analiza de faza calitativă a fost efectuată cu programul de calcul PHAN. În toate probele analizate
au fost identificate 2 faze policristaline:
Feγ, Simbol Pearson cF4/1, grup spaţial Fm3m (225)
Feα, Simbol Pearson cI2/1, grup spaţial Im3m (229).
Analiza de fază cantitativă a fost efectuată cu programul PHAN%. Rezultatele obţinute sunt:
Nr.crt Cod
proba
faze policristaline
identificate
Rezultate analiză fază cantitativă
Concentraţia
volumică
(Cv %)
Dimensiune
medie de cristalit
(Å)
microdeformaţie relativă
medie pătratică (%)
1 0 raciri Feγ 98.9 493.7 0.111
Feα 1.1 499.9 0.110
2 1
racire
Feγ 98.3 515.1 0.109
Feα 1.7 499.3 0.110
3 2 raciri Feγ 94.8 513.6 0.100
Feα 5.2 273.7 0.250
145/240
4 5 raciri Feγ 98.8 505.4 0.104
Feα 1.2 499.1 0.110
5 10
raciri
Feγ 96.9 498.9 0.100
Feα 3.1 ‐ ‐
6 racire
N2
Feγ 99 538.8 0.102
Feα 1 499.8 0.100
în probele analizate au fost identificate numai două faze policristaline: Feγ şi Feα;
s‐a constatat o creştere a concentraţiei fazei Feα cu numărul de răciri
faza policristalină a martensitei nu a fost identificată
Notă: Faza policristalină Feγ prezintă acelaşi spectru de difracţie cu faza Fe15Cr4Ni2 (PS cF4/1, grup
spaţial Fm3m (225)).
Un material trebuie sa aiba cateva proprietati importante pentru a putea fi folosit la temperaturi
scazute, respectiv: buna rezisteta mecanica, de ductilitate si tenacitate; proprietati de dilatare si
conductie bune;grad redus de porozitate; rezistenta la coroziune si sensibilitate redusa la imbatrinire;
stabilitate dimensionala si termodinamica astfel incit sa se excluda orice transformare de faza.
Aceasta ultima calitate este necesara deoarece in cazul utilizarii unei umpluturi pentru distilare si
separare izotopica in domeniul temperaturilor criogenice este necesar ca si aceasta proprietate sa fie
indeplinita. Umplutura ce urmeaza a fi utilizata este din 316 L, de aici rezulta ca primele 4 cerinte de
mai sus sunt automat indeplinite. Anumite compozitii chimice de oteluri austenitice au tendinta de a
se „destabiliza” cu initierea transformarii martensitice ca urmare a racirii si a deformarii plastice. In
acest sens, in cazul in care se va realiza un anumit tip de umplutura ordonata si plasa va fi deformata
(indoita) este de interes daca apare faza de martensita si care este cantitatea de martensita din
structura. In general trebuie evitata aceasta transformare martensitica deoarece ea este insotita de o
diminuare a rezilientei si o modificare a proprietatilor magnetice.
Din investigatiile R‐X realizate pe plasa nedeformata s‐a observat aparitia doar a feritei, in
cantitate din ce in ce mai mare cu numarul cresterii de cicluri, fara aparitia martensitei. Aparitia
feritei poate duce la rupere fragila prin clivaj, dar cantitativ aceasta faza este dispersata in matricea
structurala, astfel incat nu apar astfel de distrugeri. De interes este investigarea stucturii plasei dupa
realizarea umpluturii, atunci cand apare efectul combinat deformare plastica‐temperatura criogenica.
Analiza stratului de oxizi pentru o plasa de inox 316 L. O alta problema abordata a fost
dezvoltarea unui program de crestere a udabilitatii umpluturilor din plasa de sarma de otel 316L si a
stabilitatii structurale a stratului superficial de oxizi. Programul de tratament termic realizat pentru o
plasa de inox 316 L este prezentat in tabelul de mai jos.
146/240
Program tratament termic plasa de inox 316 L
Nr.crt. Tratament Presiune/mediu Greutate proba (g)
initial final
Proba 1 400C‐(30 h)‐1600C (2 h)–5700C– (24 h) Atmosferic/aer 1,2909 1,2915
Proba 2 1600C ( 30 min ) – 5700 C – (120 min) 1,5 bar/O2 4,5942 4,6080
Proba 3 1600C ( 30 min ) – 5700 C – (120 min) 2 bar/O2 8,9724 8,9735
Proba 4 1600C ( 30 min ) – 5700 C – (120 min) 3 bar/O2 5,7174 5,7231
Probele investigate au fost prelucrate pentru observarea formarii unui strat de oxid la suprafata
care, in urma analizei chimice, s‐a demonstrat a fi oxid de crom‐oxid de aluminiu. Stratul de oxid este
neuniform, dens si in unele cazuri, desprins de substrat. Studiul probelor in sectiune plana a aratat
faptul ca sub stratul de oxid, metalul prezinta cavitati sau pori mai mici de 1µm. Cu cresterea presiunii
s‐a observat o uniformizare a stratului de oxid, dar pe suprafete foarte restranse, in rest s‐a constatat
o crestere abundenta si neuniforma a stratului de oxid, cu ruperi accidentale. Tensiunile responsabile
pentru ruperea si desprinderea stratului de oxid pot fi rezultatul cresterii laterale a stratului de oxid
sau a formarii altui strat de oxid. Tensiunile generate de cresterea oxidului pot avea un rol foarte
important. Analiza stratului de oxid cu ajutorul microscopului cu baleiaj a evidentiat prezenta de oxid
de crom cu morfologie fatetata. De asemenea, studiul a indicat faptul ca morfologia startului de oxid
depinde si de marimea grauntilor: grauntii fini formeaza un strat de oxid mai dens decat cei de
dimensiuni mari (un aliaj cu graunti fini prezinta o difuzivitate a Cr crescuta prin urmare o rezistenta
crescuta la coroziune a aliajului). Pentru analiza stratului de oxid, proba a fost sectionata transversal
cu ajutorul Focused Ion Beam.
Etapa 7: Elaborarea unui baze de date a proprietatilor definitorii pentru functionare sigura si a
proprietatilor de material la temperaturi ultrajoase
Obiectivul fazei a fost de elaborare a unei baze de date a proprietatilor definitorii pentru
functionare sigura si a proprietatilor de material la temperaturi ultrajoase. Pentru dezvoltarea unei
baze de date a proprietatilor de material la temperaturi ultrajoase, este necesara gasirea unei
metode de analiza a parametrilor definitorii pentru comportamentul acesteia si dezvoltarea unei
matrici de testare si caracterizare a materialelor astfel incat sa existe posibilitatea investigarii
complete a materialului dorit. Toate acestea sunt foarte importante, deoarece se pune problema
alinierii metodologiei interne de cercetare a unor materiale, in conformitate cu norme specifice din
domeniul criogeniei si aplicatiilor din criogenie.
Pentru elaborarea unui model integrat complex de testare, investigare si caracterizare a
materialelor utilizate la temperaturi criogenice este necesara realizarea studiului fenomenelor ce
determina comportamentul unui material a problemei investigarii factorilor ce influenteaza aceste
147/240
mecanisme. Exista in acest sens factori de material, care sunt reprezentati de starea structurala a
materialului, structura cristalina si tipul defectelor de retea si factori de proces, referitori la
temperatura, presiunea si concentratia fluidului de lucru. Acesti factori nu pot fi considerati
independeti unul de altul ci sunt intr‐o foarte mare masura in relatii de interdependenta. Pentru a
realiza un astfel de model de testare, investigare si caracterizare a materialelor utilizate la
temperaturi criogenice trebuie urmarita o matrice de cercetare. In modul cel mai simplu si definitoriu
pentru a crea o baza de date referitoare la proprietatile unui material in zona temperaturilor joase
este de a crea un mod de a intelege necesarul de teste ce trebuie realizate.
Sa presupunem ca exista un material ce trebuie caracterizat. In mod cert nu prea mai exista
cereri de a investiga un material total nou, in care sa zicem ca nu am cunoaste datele initiale si nu am
stii deloc proprietatile lui. La aceasta ora chiar si daca nu stim valoarea unei proprietati dintr‐un nou
aliaj, stim sigur care sunt influentele elementelor de aliere si care este directia de interes de cercetat:
proprietati electrice, magnetice, mecanice, etc. Mai mult decat atat, beneficiarii cer realizarea
investigarii doar al uneia dintre proprietatile unui material, de fapt, incercand sa rezolve problemele
de utilizare a unui material in conformitate cu standardele de proiectare sau in cel mai rau caz, sa
verifice neconformitatile observate la un produs finit, in exploatare, neconformitati puse pe seama
unor proprietati neindeplinite. Orice material trebuie sa aiba un echilibru al proprietatilor fizice,
chimice si mecanice, in functie de zona de utilizare si doar o anumita caracteristica, proprietate, va fi
preponderenta, in aplicatie.
Pentru investigarea unui material, exceptand cazul in care beneficiarul cere determinarea unei
anumite proprietati, putem crea urmatorul model, matrice de testare si investigare, in functie de
capabilitatile partenerilor din cadrul proiectului: (1) Proprietati fizice; (2) Proprietati chimice; (3)
Proprietati mecanice (in cadrul Laboratorului de criogenie se poate determina rezilienta (tenacitate)
si rezistenta mecanica intre 400K‐20K). Pentru a realiza toate testele si experimentarile necesare
detreminarilor proprietatilor de materiale la temperaturi criogenice este necesara realizarea de
standuri experimentale conform matricei urmatoare:
Standurile criogenice necesare investigarii unui material
148/240
Toate aceste standuri experimentale au fost realizate in cadrul Laboratorului de Criogenie. De
asemenea, pentru a determina proprietatile mecanice ale materialelor la temperaturi criogenice este
nevoie de urmatoarele echipamente, echipamente si standuri experimentale dezvoltate la nivelul
Laboratorului de criogenie:
a. Criogeneratoare (lichefactoare) sau surse de agent criogenic;
b. Echipamente de incercari mecanice si tratamente a proprietatilor materialelor;
c. Standuri experimentale care cuprind:
d. Sisteme de transvazare a lichidului criogenic in zona de lucru;
e. Sisteme de masura ai parametrilor lichidului criogenic;
f. Sistem centralizat de achizitie a parametrilor incercarilor si a rezultatelor.
Selectia materialelor rezistente la temperaturi criogenice, in functie de temperatura de
exploatare, respectiv in functie de gazele lichefiate si de conditiile de exploatare a instalatiilor de
producere, vehiculare si transport a produselor criogenice este recomandat sa se realizeze dupa
urmatoarea clasificare:
Materiale metalice rezistente la temperaturi de pana la 173K
Materiale metalice rezistente la temperaturi de pana la 73K.
Materiale metalice rezistente la temperaturi sub 73K.
Cunoasterea materialelor metalice si nemetalice, in general, si cu atat mai mult in cazul
materialelor folosite in domeniul criogeniei, necesita folosirea unor metode specifice scopului
urmarit. Metodele de investigatie permit determinarea: compozitiei chimice; a temperaturilor
transformarilor fizice; a gradului de puritate si a marimii si orientarii grauntilor cristalini; naturii
structurii, cantitatii si repartitiei constituentilor structurali; sistemului si retelei de cristalizare a
diferitilor constituenti structurali; proprietatilor fizice, chimice, mecanice ale materialelor. Toate
aceste metode de investigare permit o corelare a factorilor ce determina asocierea anumitor
proprietati de exploatare si permit in acelasi timp alegerea corecta sau stabilirea cauzelor unor avarii
importante ale instalatiilor.
Proiectarea si optimizarea sistemelor principale si auxiliare ale instalatiilor criogenice. Atunci cind
vorbim de conceptul de proiectare si optimizare a instalatiilor criogenice ne referim la un sistem
interactiv ce trebuie sa cuprinda toate informatiile necesare dezvoltarii solutiei corecte. Elementele
principale ale unei instalatii criogenice se grupeaza in doua grupe:
Elemente statice: schimbatoare de caldura, robinetele de laminare, etc
Elemente dinamice: turbodetentoare, compresoare, pompe criogenice, etc.
Optimizarea functionarii diferitelor tipuri de instalatii criogenice de lichefiat, functionare ce este
legata in principal de perfectionarea metodelor de investigare a proceselor termodinamice ce se
149/240
desfasoara in aceste instalatii. Analiza parametrilor instalatiei va conduce la adoptarea unor decizii
referitoare la posibilele disfunctii ale procesului tehnologic, in sensul obtinerii parametrilor optimi de
functionare. Exista parametri ai procesului tehnologic ce trebuie urmariti cu foarte mare atentie,
deoarece se incadreaza in categoria factorilor ce pot determina avarii majore. In acest sens,
parametrii de functionare pot fi incadrati in functie de defectiunile ce pot fi generate, la depasirea
valorilor indicate in parametri de mare importanta, respectiv parametri normali. Astfel, vorbind de
instalatiile criogenice avute in dotare, avem urmatorii parametri de mare importanta:
temperatura de intrare/iesire la turbodetentoare
presiunea de intrare/iesire la turbodetentoare
turatia turbodetentoarelor
temperatura apei de racire a turbodetentoarelor
concentratia de ulei din heliul gaz (refularea compresorului Kaeser)
temperatura apei de racire
presiunile de intrare si de iesire ale fluidelor de lucru de la PPH si PPG
presiunile pe camera de comprimare a PPH si PPG
temperatura apei de racire de la PPH,PPG.
Toti acesti parametri trebuie urmariti cu mare atentie si determinati prin calcule pentru a genera
modalitati cat mai clare de eliminare a pierderilor si cresterii randamentului instalatiei de lichefiere.
In tabelul de mai jos prezentam parametrii ce trebuie verificati atat inainte de pornirea instalatiilor
criogenice Linde L5, PPH, PPG precum si in functionarea lor aferenta sau nu la standurile
experimentale.
In cadrul Laboratorului de Criogenie au fost realizate, de‐a lungul timpului, calculul si proiectarea
elementelor dinamice si statice ale ciclurilor criogenice, precum si consideratii de proiectare a
elementelor auxiliare echipamentelor criogenice, respectiv:
Calculul lagarelor de turbodetentor
Particularitati de proiectare si constructive pentru realizarea unui ventil de laminare pentru
hidrogen lichid
Calculul si proiectarea schimbatoarelor de caldura pentru diferite cicluri criogenice
Consideratii privind constructia recipientilor de transport si depozitare pentru fluide criogenice
Metode si sisteme de transvazare
Probleme de calcul pentru realizarea unui dewar
Model functional pentru optimizarea tehnologica a instalatiilor de lichefiere de tip PPG, PPH si
LINDE L5
Sistem de optimizare, automatizare si interfatare a sistemelor de lichefiere si
testare/experimentare la temperaturi criogenice.
150/240
Pentru toate acestea au fost prezentate breviare de calcul, documentatii de executie si sistemul
sau elementul realizat fizic. Toate aceste date, precum si recomandarile ce se fac privind modificarile
tehnologice necesare imbunatatirii parametrilor de operare ai instalatiilor criogenice, au fost grupate
in cadrul unei arhive electorinice si acestea au fost transpuse partial intr‐o baze de date realizata in
FoxPro 9.0. Acesta baza de date este utilizata in cadrul „Laboratorului de criogenie si testari de
materiale”, precum si la fiecare pornire de echipament criogenic si/sau de stand experimental aferent
acestuia.
Baza de date Criomat
Utilizarea mai precisa a unor caracteristici de material, verificate experimental la temperaturi
scazute si criogenice, determina implicit o proiectare mai economica a instalatiilor criogenice, da
posibilitatea alegerii unor materiale corespunzatoare si reduce posibilitatea supradimensionarii
acestora. Se stie ca in domeniul tehnologiilor criogenice este absolut necesar sa se realizeze un optim
intre cantitatea de material, pierderile de frig si siguranta. Pe baza rezultatelor acestui proiect se
poate face o analiza mai corecta a optimului intre aceste cerinte.
151/240
Nu trebuie neglijat un factor foarte important si anume ca acest proiect deschide calea unor
cercetari ulterioare si poate influenta industria orizontala in strinsa corelatie cu domeniul criogeniei.
Avand in vedere studiile de fizica referitoare la starea de supraconductibilitate, studiul radiatiei
magnetice nucleare, a starii superfluiditatii heliului si cresterea cristalelor in paturi de heliu, avind in
vedere studiile din domeniul electronicii, pentru gasirea de noi senzori si traductoare in domeniul
temperaturilor joase, studiile din domeniul materialelor pentru realizarea de noi tipuri de materiale
rezistente la aceste conditii, atit de importante pentru industria aeronautica, nucleara, pentru
industria chimica si avind in vedere totodata aplicatiile diverse din domeniul medicinii(probe
biologice, RMN‐uri, noi metode de operare, etc.) putem concluziona ca realizarea unei baze
experimentale si a unei baze de date ca punct de plecare pentru proiectare instalatiilor criogenice
reprezinta o oportunitate majora pentru toti acesti beneficiari mentionati anterior.
Rezultatele cercetarilor pot fi utilizate direct in instalatii de interes national, si pot fi de asemenea
valorificate pe piata producatorilor de materiale autohtoni, dandu‐le posibilitatea ca acestia, la
cererea clientilor, sa elaboreze materiale cu caracteristici speciale in domeniul temperaturilor scazute
si criogenice. Totodata, infrastructura care rezulta se poate utiliza in cadrul unui laborator specializat,
care sa furnizeze la cerere incercari in acest domeniu de temperaturi.
Printre primii beneficiari ai rezultatelor acestor cercetari vor fi ICSI Rm.Valcea, prin prisma
implementarii acestora in cadrul instalatiei “Pilot Experimental pentru Separarea Tritiului si
Deuteriului” si bineinteles programul de energetica nucleara national, avand in vedere necesitatea
implementarii unei astfel de instalatii la CNE Cernavoda.
Din punctul de vedere al impactului economic si social, precum si al mediului putem face
urmatoarele precizari:
Cunoasterea caracteristicilor de material in domeniul de temperaturi propus reduce costul
fabricatiei unei instalatii criogenice sigure, prin eliminarea costurilor suplimentare aferente
analizelor si incercarilor de acest tip in strainatate. De mentionat faptul ca aceste tipuri de
incercari sunt tratate ca “speciale” si costul lor este extrem de ridicat
Se pot reduce costurile de fabricatie la producatorii autohtoni, prin furnizarea de informatii care
sa le permita elaborarea unor tehnologii mai ieftine
Siguranta in exploatare a instalatiilor criogenice, ridicata prin cunoasterea caracteristicilor de
material, precum si comportamentului din punct de vedere coroziv si a metodelor specifice de
pasivizare pe termen lung influenteaza direct protectia mediului inconjurator. Se cunoaste faptul
ca in general aplicatii speciale de instalatii criogenice vehiculeaza faze care include izotopi nocivi,
iar marirea gradului de protectie a mediului este direct legata de gradul de siguranta proiectat al
instalatiilor criogenice. De aceea, pentru ingineria proceselor criogenice este fundamentala
cunoasterea caracteristicilor comportarii materialelor utilizate
152/240
Aplicatiile de acest tip implica formarea si utilizarea de personal calificat si coroborand acest
aspect cu posibilitatea relansarii pietei materialelor ingineresti de provenienta romineasca se
poate deduce faptul ca exista premise suficiente de creare de noi locuri de munca atit in
cercetare, productie
Studiul comportarii materialelor in domeniul temperaturilor scazute si criogenice este strans legat
de invatamant, iar prin acest proiect se vor putea dezvolta noi domenii de instruire, de perfectionare
atat pentru profesori cat si pentru studenti si specialisti din industria romaneasca.
PN 09 19 04 02: Integrarea echipamentelor de producere a vidului inalt in sistemele de comanda si
control specifice instalatiilor de energii inalte
Obiectivul propus si realizat al acestui proiect a fost Realizarea si testarea de echipamente de
vid, dotate cu sisteme adecvate de comanda si control, care vor permite integrarea cu usurinta, in
cadrul sistemelor centralizate de comanda si achizitii de date specifice instalatiilor de accelerare a
particulelor.
Astfel, s‐a realizat un Prototip‐Stand pentru producerea vidului inalt(FAIR GmbH Darmstadt,
Germania).
PN 09 19 05 01: Tehnici si proceduri pentru determinarea radioactivitatii in mediu
Scopul principal al acestui proiect a constat in dezvoltarea unei metodologii de evaluare rapida a
nivelului radioactivitatii in mediu pentru 3H, 14C, 90Sr, 222Rn. In consecinta, rezultatul final este
reprezentat printr‐un pachet de proceduri, benefic atat in mod direct unui program de monitorizare,
cat si ca metodologie generala de abordare a analizelor hidrogeologice bazate pe tehnici izotopice.
S‐au urmarit astfel:
evaluarea nivelului de 3H, 14C, 90Sr, 222Rn in mediu necontaminat si adaptarea metodelor
consacrate in determinarea acestora la aparatura obisnuita intalnita intr‐un laborator de
supraveghere a radioactivitatii
elaborarea procedurilor de rutina pentru determinarea radioizotopilor intalniti in mediu: 3H, 90Sr,
222Rn si 14C
stabilirea procedurilor de calcul al incertitudinii determinarilor pentru diferite tipuri de analize si
probe analizate
elaborarea unor proceduri de intercalibrare si confirmare a rezultatelor pentru laboratoare ce
detin tehnica necesara determinarii aceluiasi radioizotopi prin metode alternative
crearea, in urma monitorizarii sursei de apa (precipitatii si recoltari lunare) a unei baze de date
utila stabilirii nivelului de radioactivitate a zonei investigate si a posibilitatii de corelare a
radioizotopilor masurati
153/240
elaborarea unei metodologii de investigare a radioactivitatii naturale a surselor de apa tinandu‐se
cont de conditiile hidrogeologice, urmarindu‐se estimarea: ratei de reinnoire a apei in strat,
fractiile de alimentare a sursei de apa si a rezervoarelor considerate, timpul de rezidenta si varsta
apei din sursa.
In prima etapa a proiectului s‐au evaluat nivelele radioizotopilor H‐3, C‐14, Sr‐90 si Rn‐222 in
mediu si posibilitatile de masurare precisa la nivel scazut in probe de apa prin investigarea
publicatiilor de specialitate si a studiilor consacrate in domeniu. De asemenea s‐au trecut in revista
tipurile de analize adaptate fiecaruia din radioizotopii urmariti si s‐au ales metodele in functie de
precizia lor, cost si aparatura deja existenta in laborator. Corelarea urmarita intre toti acesti
radionuclizi presupune o masurare precisa la nivel scazut, dar si un mare numar de probe ce urmeaza
a fi analizate cum de altfel se si impune in orice program de monitorizare de minim un an de zile.
Etapa a doua a proiectului a constat in stabilirea procedurilor de rutina pentru masurarea
concentratiei de tritiu in probe de apa, sol si vegetatie utilizand metoda masurarii directe prin
scintilatie lichida. Odata stabilita procedura de rutina s‐a urmarit de asemenea estimarea
incertitudinii fiecarui tip de masurare, cuantificandu‐se atat incertitudinea fiecarui pas pentru
prepararea probelor, cat si influenta sa in rezultatul final al masurarii. S‐a stabilit de asemenea
procedura de masurare a concentratiei de C‐14 in probe de sol utilizand metoda absorbtiei directe si
scintilatia lichida, cu estimarea incertitudinii procedurii de obtinere a CO2 din carbon organic si
carbonati, estimarea incertitudinii procedurii de barbotare a CO2 in lichidul de scintilatie preparat in
laborator precum si estimarea incertitudinii de masurare a C‐14 prin scintilatie lichida utilizand
probe pregatite prin metoda absorbtiei directe.
In etapa a treia s‐au determinat parametrii optimi de preparare si analiza a nivelelelor scazute de
tritiu in probe de mediu (apa, sol, vegetatie, legume). S‐a impus in aceasta etapa pentru atingerea
obiectivului general un studiu al metodelor de calcul al eficientei masurarii pentru scintilatia lichida si
alegerea procedurilor standardizate adaptate la practica unei analize de rutina a probelor de apa
extrasa din probele de mediu, tinand cont de sensibilitatea aparatului, cocktail‐ul de scintilatie, tipul
de flacon folosit si raportul proba:scintilator. S‐a stabilit procedura de rutina pentru prepararea
probelor de mediu in vederea analizei activitatii concentratiei de tritiu prin scintilatie lichida, s‐a
stabilit procedura de rutina pentru masurarea activitatii concentratiei de tritiu de nivel scazut prin
scintilatia lichida si s‐a estimat incertitudinea procedurii de determinare a activitatii concentratiei de
tritiu in probe de mediu.
154/240
Principalele obiective ale etapei a patra au fost studierea tehnicilor de masurare pentru strontiu‐
90 si a metodei optime de investigare adecvate scopului urmarit, studierea metodelor de
determinare radiochimica a strontiului si optimizarea conditiilor de masurare prin scintilatie lichida
pentru determinarea activitatii Sr‐90 in probe de apa. Metoda trebuie sa permita stabilirea rapida a
activitatii Sr‐90 (Emax = 0.546 MeV) prin intermediul descendentului sau, Y‐90 (Emax = 2.27 MeV) in
solutii apoase utilizand numararea Cerenkov. Numararea Cerenkov este aplicabila pentru particule
beta cu energii maxime > 0.243 MeV. Radionuclizii ce emit particule alpha si gama nu sunt detectati.
Obiectivele etapei a cincea au fost studierea tehnicilor de masurare pentru radon‐222 si a
metodei optime de investigare adecvate scopului urmarit, studierea metodei de determinare a
concentratiei de radon din aer, apa si sol cu monitorul portabil Pylon AB‐5 precum si optimizarea
conditiilor de masurare prin scintilatie lichida pentru determinarea activitatii Rn‐222 in apa. Astfel s‐a
stabilit tehnica de masurare a Rn‐222 in probe de apa aplicabila in cadrul laboratorului. Probele de
apa pentru analiza de Rn‐222 pot fi colectate fie cu un barbotor, intr‐un scintilator lichid sau prin alte
metode de teren. Metoda scintilatiei lichide utilizeaza masurarea directa cu ajutorul unui
spectrometru cu scintilatie lichida, metoda ce utilizeaza barbotorul efectueaza analiza cu
spectrometru alfa, iar metodele de teren folosesc pentru analiza un spectrometru alfa cu celula
captusita cu fosfor.
Cateva din obiectivele etapei a sasea au fost stabilirea unor proceduri de intercalibrare pentru
determinarea Rn‐222 si Sr‐90 si intercalibrarea efectuata intre laboratoarele din cadrul institutului ce
detin spectrometrele cu scintilatie lichida ce pot determina Rn‐222 si Sr‐90, Quantulus 1220 si Tricarb
2800TR. Un alt obiectiv al acestei etape a fost demararea unui program de monitorizare in jurul
unitatii nucleare Pilot Experimental de Separare a Tritiului si Deuteriului (PESTD). Pentru aceasta s‐au
stabilit tipurile de probe si frecventa de recoltare pentru estimarea nivelelor de H‐3 in jurul instalatiei
nucleare.
Principalele obiective ale celei de‐a saptea etape au fost elaborarea unui raport final privind
intercalibrarea laboratoarelor, cu stabilirea scorului Z si � pentru diferite tipuri de probe analizate si
elaborarea unui program de monitorizare in jurul unitatii nucleare, cu estimarea nivelului
radioactivitatii in jurul PESTD accentul fiind pus pe radioizotopul hidrogenului, H‐3. Toate rezultatele
analizelor probelor recoltate s‐au incadrat in nivelul natural al radioactivitatii in mediu, procedurile
utilizate in practica de laborator fiind validate prin intercompararile efectuate, atat cu National
Physical Laboratory – Teddington UK, cat si cu Laboratorul de Radioprotectie, Protectia Mediului si
Protectie Civila din cadrul SCN Pitesti.
155/240
2.2. PROIECTE CONTRACTATE: (se vor menţiona diferenţiat toţi anii de derulare ai programului)
Cod Obiectiv
Nr. proiecte contractate
Nr. proiecte finalizate
Valoare (lei RON)
Nr. personal
Total 2009 Total Studii
superioare
PN 09 19 01 5 0 12.750.000 3.350.000 70 60
PN 09 19 02 4 0 10.158.700 1.658.700 30 25
PN 09 19 03 1 0 2.250.000 0 0 0
PN 09 19 04 1 0 2.543.900 93.900 26 5
PN 09 19 05 1 0 2.250.000 750.000 42 13
Total: 12 0 29.952.600 5.852.600 168 103
Cod Obiectiv
Nr. proiecte contractate
Nr. proiecte finalizate
Valoare (lei RON)
Nr. personal
Total 2010 Total Studii
superioare
PN 09 19 01 5 0 12.745.525 3.675.525 70 60
PN 09 19 02 4 0 10.158.700 1.700.000 30 25
PN 09 19 03 1 0 2.250.000 0 0 0
PN 09 19 04 1 0 2.543.900 400.000 26 5
PN 09 19 05 1 0 2.168.558 668.558 42 13
Total: 12 0 29.866.683 6.414.083 168 103
Cod Obiectiv
Nr. proiecte contractate
Nr. proiecte finalizate
Valoare (lei RON)
Nr. personal
Total 2011 Total Studii
superioare
PN 09 19 01 5 5 12.533.625 4.948.100 84 60
PN 09 19 02 4 2 10.158.700 1.700.000 54 24
PN 09 19 03 1 0 2.250.000 0 0 0
PN 09 19 04 2 2 3.134.110 940.210 40 10
PN 09 19 05 1 1 2.168.558 750.000 38 8
Total: 13 10 30.244.993 8.338.310 216 102
Cod Obiectiv
Nr. proiecte contractate
Nr. proiecte finalizate
Valoare (lei RON)
Nr. personal
Total 2012 Total Studii
superioare
PN 09 19 01 6 4 14.033.625 1.090.000 32 12
PN 09 19 02 4 3 10.158.700 2.324.300 56 24
PN 09 19 03 1 1 2.250.000 2.250.000 52 22
PN 09 19 04 2 2 4.672.510 3.238.400 64 38
PN 09 19 05 1 1 2.168.558 0 0 0
Total: 13 10 33.283.393 8.902.700 204 96
156/240
Cod Obiectiv
Nr. proiecte contractate
Nr. proiecte finalizate
Valoare (lei RON)
Nr. personal
Total 2013 Total Studii
superioare
PN 09 19 01 10 8 21.633.625 8.600.000 104 64
PN 09 19 02 7 5 12.682.773 5.299.773 54 37
PN 09 19 03 1 1 2.250.000 0 0 0
PN 09 19 04 2 2 4.672.510 0 0 0
PN 09 19 05 1 1 2.168.558 0 0 0
Total: 21 17 43.407.466 13.899.773 158 101
Cod Obiectiv
Nr. proiecte contractate
Nr. proiecte finalizate
Valoare (lei RON)
Nr. personal
Total 2014 Total Studii
superioare
PN 09 19 01 14 8 34.646.902 13.013.277 160 72
PN 09 19 02 8 5 16.782.773 4.100.000 45 40
PN 09 19 03 1 1 2.250.000 0 0 0
PN 09 19 04 2 2 4.672.510 0 0 0
PN 09 19 05 1 1 2.168.558 0 0 0
Total: 26 17 60.520.743 17.113.277 205 112
Cod Obiectiv
Nr. proiecte contractate
Nr. proiecte finalizate
Valoare (lei RON)
Nr. personal
Total 2015 Total Studii
superioare
PN 09 19 01 19 19 48.060.182 13.413.280 110 71
PN 09 19 02 10 10 22.582.773 5.800.000 47 41
PN 09 19 03 1 1 2.250.000 0 0 0
PN 09 19 04 2 2 4.672.510 0 0 0
PN 09 19 05 1 1 2.168.558 0 0 0
Total: 33 33 79.734.023 19.213.280 157 102
157/240
2.3. SITUATIA CENTRALIZATA A CHELTUIELILOR PRIVIND PROGRAMUL NUCLEU: (se vor menţiona diferenţiat toţi anii de derulare ai programului)
Estimate 2009 Efectuate 2009
I. Cheltuieli directe 3.458.110,00 3.440.280,63
1. Cheltuieli de personal, din care: 2.699.655,00 2.624.506,58
1.1. Cheltuieli cu salariile 2.575.426,00 2.575.426,00
1.2. Alte cheltuieli de personal, din care: 124.229,00 49.080,58
a) deplasari in tara 58.229,00 13.916,92
b) deplasari in strainatate 66.000,00 35.163,66
2. Cheltuieli materiale si servicii, din care: 758.455,00 815.774,05
2.1. Materii prime şi materiale 758.240,00 806.361,16
2.2. Lucrări şi servicii executate de terţi 215,00 9.412,89
II. Cheltuieli indirecte: Regia 2.292.490.00 2.285.008,55
III. Dotări independente şi studii pentru obiective de investiţii proprii, din care:
102.000,00 127.310,82
1. Echipamente pentru cercetare – dezvoltare 72.000,00 127.310,82
2. Mobilier şi aparatura birotica 0 0
3. Calculatoare electronice şi echipamente periferice 30.000,00 0
TOTAL 2009 (I+II+III) 5.852.600,00 5.852.600,00
Estimate 2010 Efectuate 2010
I. Cheltuieli directe 3.608.279,00 3.634.546,13
1. Cheltuieli de personal, din care: 3.015.978,00 2.960.248,51
1.1. Cheltuieli cu salariile 2.914.978,00 2.905.020,00
1.2. Alte cheltuieli de personal, din care: 101.000,00 55.228,51
a) deplasari in tara 50.500,00 21.092,58
b) deplasari in strainatate 50.500,00 34.135,93
2. Cheltuieli materiale si servicii, din care: 592.301,00 674.300,62
2.1. Materii prime şi materiale 565.801,00 644.106,40
2.2. Lucrări şi servicii executate de terţi 26.500,00 30.194,22
II. Cheltuieli indirecte: Regia 2.585.504,00 2.572.482,27
III. Dotări independente şi studii pentru obiective de investiţii proprii, din care:
230.300,00 207.054,60
1. Echipamente pentru cercetare – dezvoltare 166.800,00 134.001,15
2. Mobilier şi aparatura birotica 0,00 0,00
3. Calculatoare electronice şi echipamente periferice 63.500,00 73.053,45
TOTAL 2010 (I+II+III) 6.414.083,00 6.414.083,00
Estimate 2011 Efectuate 2011
I. Cheltuieli directe 4.543.455,00 4,755,991.42
1. Cheltuieli de personal, din care: 3.449.955,00 3.383.369,37
1.1. Cheltuieli cu salariile 3.324.955,00 3.324.955,00
1.2. Alte cheltuieli de personal total, din care: 125.000,00 58.314,37
a) deplasari in tara 62.000,00 35.776,31
b) deplasari in strainatate 63.000,00 22.538,06
2. Cheltuieli materiale si servicii total, din care: 1.093.500,00 1.372.722,05
2.1. Materii prime şi materiale 961.000,00 1.253.977,43
2.2. Lucrări şi servicii executate de terţi 132.500,00 98.530,14
158/240
II. Cheltuieli indirecte: Regia 2.960.692,00 2.936.531,63
III. Dotări independente şi studii pentru obiective de investiţii proprii, din care:
834.163,00 645.786,95
1. Echipamente pentru cercetare – dezvoltare 729.200,00 595.099,25
2. Mobilier şi aparatura birotica 6.000,00 2.745,10
3. Calculatoare electronice şi echipamente periferice 98.963,00 47.942,60
TOTAL 2011 (I+II+III) 8.338.310,00 8.338.310,00
Estimate 2012 Efectuate 2012
I. Cheltuieli directe 4.715.774,00 4.694.238,42
1. Cheltuieli de personal, din care: 4.066.754,36 4.051.917,11
1.1. Cheltuieli cu salariile 4.012.270,00 4.012.270,00
1.2. Alte cheltuieli de personal, din care: 54.484,36 39.647,11
a) deplasari in tara 27.764,36 20.719,37
b) deplasari in strainatate 26.720,00 18.927,74
2. Cheltuieli materiale si servicii, din care: 649.019,64 642.321,31
2.1. Materii prime şi materiale 539.505,64 529.782,72
2.2. Lucrări şi servicii executate de terţi 109.514,00 112.544,59
II. Cheltuieli indirecte: Regia 3.570.816,00 3.560.451,25
III. Dotări independente şi studii pentru obiective de investiţii proprii, din care:
616.110,00 648.010,33
1. Echipamente pentru cercetare – dezvoltare 251.280,00 299.443,33
2. Mobilier şi aparatura birotica 2.500,00 0,00
3. Calculatoare electronice şi echipamente periferice 362.330,00 348.567,00
TOTAL 2012 (I+II+III) 8.902.700,00 8.902.700,00
Estimate 2013 Efectuate 2013
I. Cheltuieli directe 8.303.855,00 8.527.338,06
1. Cheltuieli de personal, din care: 5.113.256,00 5.047.613,10
1.1. Cheltuieli cu salariile 4.928.359,00 4.928.302,00
1.2. Alte cheltuieli de personal, din care: 184.897,00 119.311,10
a) deplasari in tara 64.740,00 44.876,07
b) deplasari in strainatate 120.157,00 74.435,03
2. Cheltuieli materiale si servicii, din care: 3.190.599,00 3.479.724,96
2.1. Materii prime şi materiale 2.715.187,00 1.280.510,73
2.2. Lucrări şi servicii executate de terţi 475.412,00 2.617.926,63
II. Cheltuieli indirecte: Regia 4.386.241,00 4.381.638,52
III. Dotări independente şi studii pentru obiective de investiţii proprii, din care:
1.209.677,00 990.796,42
1. Echipamente pentru cercetare – dezvoltare 1.063.442,00 790.114,11
2. Mobilier şi aparatura birotica 0,00 0,00
3. Calculatoare electronice şi echipamente periferice 146.235,00 200.682,31
TOTAL 2013 (I+II+III) 13.899.773,00 13.899.773,00
159/240
Estimate 2014 Efectuate 2014
I. Cheltuieli directe 8.141.809,00 7.551.393,98
1. Cheltuieli de personal, din care: 5.557.017,00 5.503.787,54
1.1. Cheltuieli cu salariile 5.415.157,00 5.376.605,00
1.2. Alte cheltuieli de personal, din care: 141.860,00 127.182,54
a) deplasari in tara 57.360,00 49.629,54
b) deplasari in strainatate 84.500,00 77.553,00
2. Cheltuieli materiale si servicii, din care: 2.584.792,00 2.047.606,44
2.1. Materii prime şi materiale 2.195.792,00 1.457.924,47
2.2. Lucrări şi servicii executate de terţi 399.000,00 589.681,97
II. Cheltuieli indirecte: Regia 6.833.268,00 6.787.909,83
III. Dotări independente şi studii pentru obiective de investiţii proprii, din care:
2.128.200,00 2.773.973,19
1. Echipamente pentru cercetare – dezvoltare 1.951.200,00 2.396.885,34
2. Mobilier şi aparatura birotica 0,00 0,00
3. Calculatoare electronice şi echipamente periferice 177.000,00 377.087,85
TOTAL 2014 (I+II+III) 17.113.277,00 17.113.277,00
Estimate 2015 Efectuate 2015
I. Cheltuieli directe 7.074.937,00 6.703.405,13
1. Cheltuieli de personal, din care: 4.569.529,00 5.034.264,87
1.1. Cheltuieli cu salariile 4.164.250,00 4.796.295,00
1.2. Alte cheltuieli de personal, din care: 405.279,00 237.969,87
a) deplasari in tara 135.000,00 54.781,46
b) deplasari in strainatate 270.000,00 183.188,41
2. Cheltuieli materiale si servicii, din care: 2.505.408,00 1.669.140,26
2.1. Materii prime şi materiale 2.379.016,00 1.371.415.53
2.2. Lucrări şi servicii executate de terţi 126.392,00 297.724,73
II. Cheltuieli indirecte: Regia 7.769.609,00 7.665.655,02
III. Dotări independente şi studii pentru obiective de investiţii proprii, din care:
4.468.734,00 4.844.219,85
1. Echipamente pentru cercetare – dezvoltare 3.941.907,00 4.189.472,00
2. Mobilier şi aparatura birotica 0,00 15.438,00
3. Calculatoare electronice şi echipamente periferice 526.827,00 639.309,05
TOTAL 2015 (I+II+III) 19.213.280,00 19.213.280,00
160/240
3. ANALIZA STADIULUI DE ATINGERE A OBIECTIVELOR PROGRAMULUI
În perioada 2009‐2015, în cadrul INCDTCI‐ICSI Rm. Vâlcea, s‐au finalizat cu succes toate cele 33
proiecte componente ale Programului Nucleu.
PN 09 19 01 01: Dezvoltarea unui sistem de control si a metodologiei de validare experimentala
pentru un model dinamic cu celule de combustibil cu membrana polimerica
Acest proiect si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in:
Studiul si dezvoltarea cunostiintelor legate de procesele de control a ansamblurilor de pile de
combustie cu utilizare directa in aplicatii mobile si stationare;
Realizarea de lucrari stiintifice ce vor promova si raporta rezultatele obtinute in cadrul acestui
proiect stiintific. In acest sens, pe parcursul derularii proiectului au fost propuse spre realizare
lucrari stiintifice in reviste de specialitate din strainatate (cotate ISI);
Dezvoltarea unei intregi logistici pentru derularea de experimente si testari in domeniul
comportarii ansamblului de pile de combustie si a sistemelor de control a acestora;
Dezvoltarea capabilitatilor in domeniul modelarii matematice a proceselor ce se deruleaza intr‐un
ansamblu de pile de combustie;
Cresterea capabilitatii si competentei institutului in domeniu si, in special, in analiza pilelor de
combustie cu membrana schimbatoare de protoni, in vederea conectarii la reteaua europeana a
activitatilor de cercetare‐dezvoltare in domeniul hidrogenului si a pilelor de combustie;
Posibilitatea scaderii costurilor energetice, pe baza utilizarii hidrogenului rezultat rezidual in urma
proceselor de fabricatie, putandu‐se astfel dezvolta sisteme pentru alimentarea partiala a unor
cladiri;
Posibilitatea de definire a unor aplicatii de serie pentru astfel de sisteme ar putea largi aria de
utilizare a sistemelor de pile de tip PEM;
Sistemele experimentale si de testare pot fi ulterior utilizate pentru derularea de activitati de
cercetare in domeniul hidrogenului, inclusiv pentru aplicatii mobile si stationare.
PN 09 19 01 02: Modelarea matematica si investigarea experimentala a degradarii materialelor
intr‐o pila de combustie de tip PEM
Acest proiect si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in:
descrierea notiunilor importante referitoare la functionarea si performanta pilelor de combustie
cu membrana schimbatoare de protoni (PEM) (definire, elemente componente, descrie
performanta si factori ce o influenteaza);
realizarea unui studiu privind descrierea fenomenelor de degradare/defectare si teste de
caracterizare accelerata prin prezentarea unor notiuni introductive despre degradare/defectare, a
161/240
mecanismelor de degradare a materialelor/componentelor, a algoritmilor de detectie si
diagnosticare a defectarilor, a testelor accelerate de caracterizare precum si despre necesitatea
studiilor de fiabilitate;
studierea fenomenelor de degradare/defectare a componentelor unui sistem polimeric si analiza
preliminara a pilelor de combustie din punct de vedere al degradarii/defectarii
materialelor/componentelor (degradarea ansamblului membrana ‐ electrod, a stratului de
catalizator, a stratului de difuzie si a placilor bipolare din pilele de combustie de tip PEM).
descrierea ecuatiei Boltzmann si trecerea de la metoda Boltzmann la metoda Lattice Boltzmann
(ecuatia Boltzmann, model general de viteza discreta si exemple de modele de viteza discreta,
trecerea la metoda Lattice Boltzmann);
prezentarea metodei Lattice Boltzman standard care a adus in prim plan notiuni despre metoda
Lattice‐Boltzmann si despre metoda Lattice Gas Cellular Automata (LGCA) din care aceasta
provine, precum si fundamentarea acestor metode pornind de la teoria cinetica. Este detaliata
metoda Lattice Boltzmann (LBM) prin prezentarea ecuatiilor corespunzatoare si este prezentat,
de asemenea, un caz privind implementarea practica a LBM pentru curgerile prin cavitati
patratice cu capac de actionare.
realizarea unui studiu privind aplicarea metodei Lattice Boltzmann (o analiza privind
caracterizarea curgerii fluidelor in medii poroase, o caracterizare a curgerii fluidelor multifazice
prin investigarea a doua situatii: curgerea unui fluid cu schimbare de faza si curgerea a doua
fluide diferite, implementarea numerica a metodei Lattice‐Boltzmann prin si aplicarea metodei
Lattice‐Boltzmann pentru modelarea curgerii intr‐o pila de combustie de tip PEM‐ o analiza
introductiva).
realizarea unui studiu de analizare a structurii anodului/catodului unei pile de combustibil de tip
PEM si a efectelor transportului masic si ale conditiilor de operare asupra fiabilitatii si durabilitatii;
realizarea unui studiu comparativ intre metoda Lattice Boltzman si alte tehnici CFD.
realizarea unui studiu privind aplicarea metodei Lattice Boltzmann pentru modelarea curgerii
fluidelor in placile bipolare si canalele de curgere ale unei pile de combustie de tip PEM.
realizarea unui studiu privind aplicarea metodei Lattice Boltzmann pentru modelarea curgerii
fluidelor in stratul de difuzie anodic/catodic al unei pile de combustibil tip PEM
realizarea unui studiu de analizare a structurii stratului de catalizator anodic/catodic al unei pile
de combustibil de tip PEM si a efectelor transportului masic si ale conditiilor de operare asupra
fiabilitatii si durabilitatii;
realizarea unui studiu de analizare a structurii membranei polimerice si a efectelor transportului
masic si ale conditiilor de operare asupra fiabilitatii si durabilitatii
162/240
realizarea unui studiu privind aplicarea metodei Lattice Boltzmann pentru modelarea curgerii
fluidelor ansamblul MEA al unei pile de combustibil de tip PEM.
realizarea unui studiu de analizare a procesului de contaminare a unei pile de combustibil tip
PEM, avandu‐se in vedere contaminantii, impactul si efectele acestora asupra degradarii
materialelor;
elaborarea unui model matematic pentru analiza procesului de contaminare a unei pile de
combustibil tip PEM, aceasta fiind o investigare teoretica ce a avut in vedere analiza din punct de
vedere matematic a contaminantilor asupra anodului, catodului si membranei polimerice;
realizarea unui studiu privind investigarea experimentala a tolerantei pilelor de combustibil la
monoxid de carbon si alte impuritati.
realizarea unui studiu privind analizarea fenomenelor de imbatranire a componentelor unei pile
de combustie de tip PEM;
elaborarea unui model matematic pentru analizarea fenomenelor de imbatranire ale
componentelor unei pile de combustibil tip PEM ‐Investigare teoretica;
realizarea unui studiu privind investigarea experimentala a impactului fenomenelor de
imbatranire asupra pilelor de combustibil: degradarea chimica, schimbarea structurii si a
proprietatilor acestora.
realizarea unui studiu privind analizarea fenomenelor de coroziune a componentelor unei pile de
combustie de tip PEM;
elaborarea unui model matematic pentru analizarea fenomenelor de coroziune a componentelor
unei pile de combustibil tip PEM ‐Investigare teoretica;
realizarea unui studiu privind investigarea impactului fenomenelor de coroziune asupra pilelor de
combustibil: degradarea chimica, schimbarea structurii si a proprietatilor acestora.
realizarea unui studiu privind analizarea ciclului de viata pentru pilele de combustie de tip PEM;
realizarea unui studiu privind managementul apei si determinarea influentei parametrilor de
operare asupra eficientei, duratei de functionare si fiabilitatii pilelor de combustibil tip PEM;
realizarea unui studiu privind contaminarea si degradarea pilelor de combustibil tip PEM si
influenta lor asupra ciclului de viata
realizarea unui studiu privind investigarea impactului utilizarii pilelor de combustibil.
realizarea unui studiu privind mecanismele de degradare/defectare ale componentelor unei pile
de combustie de tip PEM si analizarea acestei tehnologii din punct de vedere al efectelor produse
de degradare/defectare;
realizarea unui studiu privind contaminarea componentelor unei pile de combustibil tip PEM si
analizarea efectelor contaminantilor asupra degradarii materialelor;
163/240
realizarea unui studiu privind investigarea impactului fenomenelor de imbatranire asupra pilelor
de combustibil;
realizarea unui studiu privind analizarea fenomenelor de coroziune a componentelor unei pile de
combustibil tip PEM.
Ca urmare a acestor studii se considera ca s‐a facut un pas important catre:
asigurarea disponibilitatii si patrunderii pe piata a pilelor de combustie;
oferirea de informatii fiabile cu privire la siguranta utilizarii hidrogenului si a pilelor de combustie
si la avantajele pe care noile tehnologii le pot avea pentru mediu, siguranta aprovizionarii cu
energie si promovarea unei structuri de resurse energetice primare, cu accent pe utilizarea
surselor regenerabile.
Rezultatele activitatilor de cercetare‐dezvoltare desfasurate in cadrul acestui proiect au fost
finalizate prin studii, analize, modele matematice si numerice, simulari si solutii ce au urmarit
realizarea unor investigatii complete pentru analizarea din punct de vedere matematic si
experimental a degradarii materialelor unei pile de combustie de tip PEM. Toate aceste studii
teoretice si experimentale pun in evidenta utilitatea, aplicabilitatea si universalitatea solutiilor
analizate pentru utilizarea tehnologiilor bazate pe pile de combustie de tip PEM.
PN 09 19 01 03: Cercetari teoretice si experimentale privind realizarea unor concentratoare
moleculare solare in vederea imbunatatirii eficientei energetice si economice a sistemelor de
conversie a energiei regenerabile
Acest proiect si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in:
Model matematic pentru concentratoarele solare luminiscente, in vederea determinarii teoretice
a raspunsului spectral si a eficientei cuantice;
Elaborarea de metode de obtinere a compozitelor coloranti organici‐polimeri;
Caracterizarea raspunsului spectral al colorantilor organici in solutie si al compozitelor
coloranti/polimeri;
Model experimental concentrator solar luminiscent;
Sistem integrat de conversie a energiei utilizand concentratoare solare luminiscente si celule
solare.
PN 09 19 01 04 Analiza procesului de contaminare a celulelor de combustibil cu Hidrogen, cu
membrana polimerica: impact, mecanisme si atenuari
Acest proiect si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in:
proiectarea şi realizarea unui stand pentru evaluarea performanţelor la pilele de combustie fără
impurităţi în cadrul fluxului de alimentare a PEM25, respectiv PEM100;
164/240
integrarea în standul realizat a unui modul de generare impurităţi (CO) în fluxul de alimentare a
PEM25, respectiv PEM100;
elaborarea unei proceduri de regenerare a catalizatorului din pilele de combusie.
prezentarea modelului electrochimic asociat ansamblului de pile de combustibil,
prezentarea dinamicii canalelor de curgere anodice si catodice, prezentarea standului
experimental de testare a ansamblului de pile de combustibil, descrierea circuitelor componente,
prezentarea rezultatelor experimentale.
Elaborarea unui model matematic pentru procesele asociate contaminarii anodului celulelor de
combustibil cu hidrogen, cu membrana polimerica.
Realizarea unui ansamblu experimental de evaluare a impactului impuritatilor in fluxurile de gaze
– hidrogen la anod si aer la catod, asupra unei celule de combustibil de tip PEM.
Determinarea curbelor de impact ale impuritatilor investigate pe baza rezultatelor experimentale
obtinute pentru diferite conditii de functionare – temperatura, presiune, debite, etc.
stabilirea unor mecanisme adecvate pentru procesele de otravire la anod prin stabilirea unui
model adecvat, ale carui rezultate sa fie in concordanta cu datele experimentale obtinute
elaborarea modelului de tip Health Management Fuel Cell, de control si management al
functionarii unei celule de combustibil de tip PEM, destinat a minimiza impactul impuritatilor
asupra parametrilor functionali si a timpului de viata
studiul impactului CO asupra degradarii suportului carbonic al catalizatorului din PEMFC in
conditii de functionare in curent ciclic;
analiza otravirii cu sulf a electrodului celulei de combustie PEM;
model asociat domeniului de otravire cu hidrogen sulfurat a PEMFC.
studiul cineticii reactiei de reducere a oxigenului (ORR);
analiza contaminarii catodului;
analiza comntaminarii membranei;
analiza contaminarii anodului
brevetarea sistemului de management si control Health Management Fuel Cell ce a fost gandit a
fi format dintr‐o succesiune de coduri de tratare, de securitate si siguranta a functionarii in cazul
existentei unor anumite nivele de concentratii pentru impuritatile din fluxurile gazoase
Proiectul s‐a concretizat prin demersuri de cercetare ştiinţifică avansată pentru identificarea şi
analiza mecanismelor proceselor de otrăvire ale celulelor de hidrogen cu membrană polimerică, de
către impurităţile potenţial prezente în fluxurile gazoase de alimentare precum şi stabilirea unor
soluţii tehnologice de reducere a impactului acestora asupra parametrilor de funcţionare şi a timpului
de viaţă a elementelor componente.
165/240
PN 09 19 01 05: Sisteme de recuperare si purificare a matricilor de hidrogen bazate pe materiale
modificate structural
Obiectivul proiectului a fost acela de elaborare de sisteme de separare si purificare avansata
care sa realizeze recuperarea hidrogenului din amestecuri de gaze si sa furnizeze o oferta
comerciala a acestora. Dezvoltarea de membrane site moleculare carbonice (CMSMs) derivate din
celuloza‐hemiceluloza si zeoliti modificati structural pentru utilizarea lor in sistemele de separare
si purificare hidrogen.
Acest obiectiv s‐a realizat prin efectuarea de :
Studii privind producerea hidrogenului, fezabilitate, costuri, utilizari;
Studii cu privire la materiale nanoporoase utilizate ca adsorbanti in tehnologia separarii si
purificarii hidrogenului;
Studii privind structura si aciditatea zeolitilor si prezentarea mecanismelor care determina
selectivitatea.
Dezvoltarea de membrane carbonice pentru recuperarea si purificarea H2
Prepararea membranelor carbonice‐ elaborarea de proceduri experimentale
Modificarea suprafetei structurilor zeolitice pentru cresterea afinitatii fata de compusi organici si
anorganici;
Realizarea la nivel de laborator un sistem de separare ‐purificare a hidrogenului pentru
indepartarea restului componentilor si recuperarea hidrogenului;
Determinarea parametrilor optimi de lucru ( temperatura, presiune, viteza gazului ) si evaluarea
performantei sistemului;
Studii de caz si evaluare tehnico‐economica cu privire la separarea si purificarea hidrogenului;
Activitatile desfasurate au permis dezvoltarea de noi tipuri de membrane site moleculare
carbonice (CMSMs) derivate din celuloza‐hemiceluloza si zeoliti modificati structural pentru
utilizarea lor in sisteme de separare si purificare a hidrogenului ; realizarea unui sistem si a unei
metode de recuperare a hidrogenului din diferite surse de gaze la o eficienta > 90% .
De asemenea, rezultatele obtinute au permis elaborarea unei metodologii de purificare;
intocmirea de proceduri de purificare; realizarea schemei de principiu a sistemului de purificare;
dimensionarea sistemului pentru o capacitate de prelucrare de maxim 1Nm3/h; realizarea de lucrari
stiintifice si diseminarea rezultatelor, brevetarea elementelor de noutate.
Fazele proiectului s‐au finalizat cu rezultate care au permis atingerea obiectivelor specifice
propuse si au fost incluse in rapoartele intocmite. Nu au aparut modificari fata de propunerea
initiala a proiectului, ceea ce a permis realizarea obiectivului general al proiectului asa cum a fost
stabilit.
166/240
PN 09 19 01 06: Modelarea si analiza experimentala a raspunsului tranzitoriu al unui sistem de pile
de combustibil pentru aplicatii automotive
Activitatile ce au fost propuse a fi derulate in cadrul acestui proiect de cercetare au condus catre
doua tipuri de rezultate importante:
1. REZULTATE STIINTIFICE
Studiul si dezvoltarea cunostintelor legate de procesele de control a ansamblurilor de pile de
combustibil cu utilizare directa in aplicatii mobile.
Realizarea de lucrari stiintifice
Dezvoltarea unei intregi logistici pentru derularea de experimente si teste in domeniul
comportatii ansamblurilor de pile de combustibil si a sistemelor de control al acestora.
Dezvoltarea capabilitatilor in domeniul modelarii matematice a proceselor ce se deruleaza intr‐
un ansamblu de pile de combustibil.
Cresterea capabilitatii si competentei institutului in domeniu si in special in analiza pilelor de
combustibil cu membrana schimbatoare de protoni, in vederea conectarii cercetarilor la reteaua
Europeana a activitatilor de C&D in domeniul hidrogenului si pilelor de combustibil.
2. REZULTATE TEHNOLOGICE – ECONOMICE
Posibilitatea de definire a unor aplicatii de serie pentru astfel de sisteme de control ar putea largi
aria de utilizare a sistemelor cu pile de combustibil de tip PEM
Sistemele experimentale si de testare pot fi ulterior utilizate pentru derularea de activitati de
cercetare in domeniul hidrogenului, inclusiv pentru aplicatii mobile.
aplicatie mobila cu aceleasi posibilitati de utilizare ca si un autoturism clasic.
Obiectivele proiectului au fost atinse integral prin urmatoarele rezultate preconizate:
Dezvoltarea ansamblului experimental de testare a pilelor de combustibil.
Definirea raspunsului tranzitoriu al unui ansamblu de pile de combustibil la alimentarea cu
hidrogen si aer la debite variabile si in situatii de oprit – pornit‐oprit.
Determinarea parametrilor functionali ai unui ansamblu de pile de combustibil la variatia
temperaturii in domeniul 40‐800C.
Interpretarea rezultatelor experimentale. Definirea functiilor de transfer pentru regimul
tranzitoriu
Studiu comparativ privind metodele de recuperare a gazelor procesate la anodul unui ansamblu
de pile de combustibil.
Proiect de executie pentru sistemul de recuperare gaze procesate .
Model experimental pentru sistemul de recuperare a gazelor procesate la anodul pilei de
combustibil.
Algoritmi de control pentru un ansamblu de pile de combustibil.
167/240
Proiect si realizare sistem de control.
Raport de testare.
Specificatie tehnica/ fisa produs
PN 09 19 01 07: Integrarea energiilor regenerabile utilizand tehnologii bazate pe hidrogen
Acest proiect si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in:
realizarea unui studiu de prezentare a surselor regenerabile pentru integrarea lor intr‐un sistem
hibrid de producere a energie electrice bazat pe surse regenerabile si pe tehnologia hidrogenului;
elaborarea unui model matematic pentru un sistem hibrid de producere a energie electrice bazat
pe surse regenerabile si pe tehnologia hidrogenului, luand in considerare toate elementele
componente ale acestuia;
analizarea fezabilitatii scenariilor alternative de producere a energiei utilizand sursele
regenerabile si hidrogenul in vederea alegerii solutiei optime
simularea si controlul unui sistem de management a energiei electrice luand in considerare doua
configuratii posibile ‐ elaborare scheme logice si simulari Simulink pentru fiecare componenta a
sistemului si realizarea interfetei necesare in LabView pentru realizarea controlului acestui
sistem.
realizarea unui studiu privind proiectarea asistata de calculator pentru un sistem hibrid de
producere a energie electrice bazat pe surse regenerabile si pe tehnologia hidrogenului;
elaborarea unui studiu privind dimensionarea componentelor aferente sistemului hibrid de
producere a energie electrice bazat pe surse regenerabile si pe tehnologia hidrogenului, luand in
considerare toate aspectele importante ce intervin in functionarea acestor componente si
legaturile dintre ele;
elaborarea unui proiect initial pentru un sistem concept de management a energiei electrice
bazat pe surse regenerabile si hidrogen
realizarea unui studiu privind potentialul energetic de implementare al unui astfel de sistem in
cazul unei aplicatii rezidentiale izolata, dar cu acces la surse regenerabile de energie (eoliana si
solara), cu scopul de a oferi un grad ridicat de independenta energetica.
elaborarea unui studiu privind dimensionarea componentelor aferente sistemului hibrid de
producere a energie electrice bazat pe surse regenerabile si pe tehnologia hidrogenului, luand in
considerare toate aspectele importante ce intervin in functionarea acestor componente si
legaturile dintre ele;
realizarea sistemului integrat de mici dimensiuni pentru managementul energiei electrice
provenite din surse regenerabile.
168/240
elaborarea unei strategii de management energetic vizand armonizarea cerintelor de energie ale
consumatorului cu capacitatea de generare a sistemului energetic integrat de mici dimensiuni,
alimentat din surse de energie regenerabila si hidrogen;
implementarea strategiei de management energetic pe sistemul integrat de producere a energiei
electrice utilizand surse de energie regenerabila si tehnologia hidrogenului;
demonstrarea functionalitatii si utilitatii sistemului integrat de mici dimensiuni pentru
managementul energiei electrice avand la baza sursele regenerabile si tehnologia hidrogenului.
realizarea sistemului "concept" de generare a energiei electrice din surse regenerabile;
elaborarea de lucrari stiintifice care sa reliefeze rezultatele obtinute ca urmare a realizarii
sistemului "concept" de mici dimensiuni pentru gestionarea energiei electrice produse din surse
regenerabile, lucrari ce vor fi trimise spre publicare in reviste si proceedinguri.
Astfel, s‐a realizat un pas important in stimularea eforturilor ce se desfasoara in prezent in
domeniul implementarii sistemelor energetice avand drept scop promovarea unor tipuri curate de
energie care sa conduca la reducerea emisiilor de gaze cu efect de sera, la obtinerea eficientei
energetice si la dezvoltarea durabila a domeniului prin oferirea unor solutii promitatoare.
PN 09 19 01 08: Studii cu privire la dezvoltarea proceselor termocatalitice si a tipurilor de
catalizatori utilizati pentru aplicatii in domeniul producerii energiei regenerabile
Obiectivul general al proiectului a fost sa se realizeze un studiu detaliat asupra valorificarii
termochimice, bazat pe procese de piroliza si gazeificare, a deseurilor organice (glicerol obtinut ca
produs secundar in procesul de producere a biodiselului si shrot rezultat ca deseu la extragerea
uleiului din semintele plantelor tehnice,precum rapita) cu scopul de imbunatatire a balantei
energetice, a costurilor de productie la fabricile de biodisel si obtinerea unei surse curate de
energie regenerabila precum hidrogenul. De asemenea, s‐a urmarit sa se dezvolte o cale alternativa
de tratare catalitica a dioxidului de carbon rezultat din aceste procese in scopul de a realiza atat
captarea cat si utilizarea sa in scopuri energetice prin conversia la metan.
Obiectivul proiectului a fost realizat si s‐au obtinut rezultatele estimate, concretizate prin
dezvoltarea unei tehnologii nepoluante de valorificare a co‐produsilor si deseurilor rezultate la
producerea biodiselului (glicerol si shrot) prin conversie termochimica a lor, cu o eficienta > 80%,
producerea unui gaz de sinteză cu un continut ridicat in hidrogen, raportul H2/CO> 1,cu un continut
de CO2<20% vol. şi un continut de hidrocarburi (CH4 + C2 +).<10 vol.%, pentru utilizarea hidrogenului
din acest amestec ca sursa de energie regenerabila si captarea dioxidului de carbon prin conversie la
metan in scopul utilizarii acestuia deasemenea ca si combustibil.
Aceste rezultate s‐au concretizat si prin:
169/240
elaborarea metodologiei de valorificare termochimica a deseurilor pentru producerea de gaz
cu continut ridicat in hidrogen
intocmirea procedurilor de procesare termochimica a deseurilor;
realizarea schemei de principiu a sistemului de laborator de procesare termochimica a deseurilor;
dimensionarea sistemului pentru o capacitate de prelucrare de maxim 1Nm3/h;
integrarea procesului de termoliza intr‐o solutie de captare si conversie a dioxidului de carbon
rezultat din procesele termocatalitice
realizarea de lucrari stiintifice, prezentarea lor la conferinte siintifice interne si internationale si
publicarea lor in reviste de specialitate din tara si/ sau din strainatate;
brevetarea elementelor de noutate;
PN 09 19 01 09: Investigatii teoretice si experimentale privind sistemele de retentie a CO la
temperaturi joase pentru pilele de combustibil tip PEM si aplicatiile lor
Proiectul si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in:
Stabilirea mecanismului de reactie privind retentia monoxidului de carbon pe suprafata pentru
diferite tipuri de catalizatori;
Elaborarea unui model matematic si numeric pentru simularea retentiei CO pe diferite tipuri de
catalizatori in vederea determinarii conditiilor optime de operare;
Elaborarea unui studiu de prezentare a metodelor de preparare si caracterizare a catalizatorilor
necesari pentru retentia CO la temperaturi scazute;
Prepararea si caracterizarea catalizatorilor utilizati pentru retentia CO la temperaturi scazute;
Realizarea de teste de activitate catalitica, determinarea criteriilor de performanta pentru
catalizatorii preparati, compararea cu performantele catalizatorilor comerciali;
Selectarea catalizatorului cu performanta cea mai buna;
Stabilirea conditiilor optime pentru retentia CO;
Validarea modelului numeric prin intercomparari intre modelare si experimentare
Evaluarea criteriilor de performanta ale sistemelor de retentie a CO elaborate
Elaborarea unei specificatii tehnice privind integrarea sistemului adoptat pentru retentia CO in
tehnologia pilelor de combustibil.
Se considera ca principalele probleme care stau inca in calea comercializarii pe scara larga a
pilelor de combustibil tip PEM le reprezinta fiabilitatea, durabilitatea, stabilitatea si costul de
productie, iar o contributie majora in rezolvarea acestor dezavantaje o poate avea investigarea din
punct de vedere teoretic si experimental a sistemelor de retentie a CO care va conduce la
alimentarea cu gaze purificate si la eliminarea efectelor otravirii componentelor de la anod.
170/240
PN 09 19 01 10: Studii si cercetari privind implementarea algoritmilor de tip Fuzzy pentru
managementul ansamblurilor de pile de combustibil de tip PEM in vederea cresterii eficientei
energetice a acestora
Rezultate obtinute etapele proiectului au fost realizate integral si au avut in vedere:
Dezvoltarea ansamblului experimental de testare al sistemului de control al ansamblului de pile
de combustibil la nivel de proiect de executie.
Studiu comparativ privind principalele metode de control al ansamblurilor de pile de
combustibil , evidentiind avantajele si dezavantajele fiecareia
Definirea functiilor de transfer pentru regimul tranzitoriu. Elaborarea unei baze de date.
Studiul si dezvoltarea cunostintelor legate de procesele de control al ansamblurilor de pile de
combustibil, cu utilizare directa in aplicatii mobile si stationare.
Realizarea de lucrari stiintifice, ce vor promova si raporta rezultatele obtinute in cadrul acestui
proiect stiintific. In acest sens, pe parcursul derularii proiectului sunt propuse spre realizare si
publicare lucrari stiintifice, in reviste de specialitate.
Dezvoltarea unei intregi logistici pentru derularea de experimente si teste in domeniul
comportatii ansamblurilor de pile de combustibil si al sistemelor de control al acestora.
Dezvoltarea capabilitatilor in domeniul modelarii matematice a proceselor ce se deruleaza intr‐
un ansamblu de pile de combustibil.
Cresterea capabilitatii si competentei institutului in domeniu si in special in analiza pilelor de
combustibil cu membrana schimbatoare de protoni, in vederea conectarii cercetarilor la reteaua
Europeana a activitatilor de C&D in domeniul hidrogenului si pilelor de combustibil.
Posibilitatea scaderii costurilor energetice, pe baza utilizarii hidrogenului rezultat rezidual in urma
proceselor de fabricatie, poate dezvolta astfel de sisteme pentru alimentarea partiala a unor
cladiri.
Posibilitatea de definire a unor aplicatii de serie pentru astfel de sisteme de control ar putea
largii aria de utilizare a sistemelor cu pile de combustibil de tip PEM
Sistemele experimentale si de testare pot fi ulterior utilizate pentru derularea de activitati de
cercetare in domeniul hidrogenului, inclusiv pentru aplicatii mobile si stationare.
REZULTATE STIINTIFICE
Studiul si dezvoltarea cunostintelor legate de procesele de control a ansamblurilor de pile de
combustibil cu utilizare directa in aplicatii mobile si stationare
Realizarea de lucrari stiintifice, ce promoveaza si raporteaza rezultatele obtinute in cadrul acestui
proiect stiintific.
Dezvoltarea unei intregi logistici pentru derularea de experimente si testari in domeniul
comportatii ansamblurilor de pile de combustibil si a sistemelor de control a acestora.
171/240
Dezvoltarea capabilitatilor in domeniul modelarii matematice a proceselor ce se deruleaza intr‐
un ansamblu de pile de combustibil.
REZULTATE TEHNOLOGICE – ECONOMICE
Posibilitatea scaderii costurilor energetice, pe baza utilizarii hidrogenului rezultat rezidual in urma
proceselor de fabricatie, poate dezvolta astfel de sisteme pentru alimentarea partiala a unor
cladiri.
Posibilitatea de definire a unor aplicatii de serie pentru astfel de sisteme de control ar putea
largii aria de utilizare a sistemelor cu pile de combustibil de tip PEM
Sistemele experimentale si de testare pot fi ulterior utilizate pentru derularea de activitati de
cercetare in domeniul hidrogenului, inclusiv pentru aplicatii mobile si stationare
PN 09 19 01 11: Prospectii si oportunitati tehnico‐economice privind reciclarea CO2 la metan,
utilizand hidrogen regenerabil
Proiectul si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in:
Elaborarea de studii privind procesul de metanare a CO2 prin reactia Sabatier, urmarindu‐se
influenta eficientei catalizatorilor si a conditiilor de reactie;
Stabilirea setup‐ului experimental pentru efectuarea testului de activitate catalitica in procesul de
obtinere a metanului din dioxid de carbon si hidrogen regenerabil, in prezenta catalizatorilor
comerciali
Realizarea de teste experimentale pentru determinarea criteriilor de performanta, in vederea
selectarii catalizatorului cu performanta cea mai buna; stabiliriea conditiilor optime pentru
conversia CO2.
Elaborarea de studii privind metodele de preparare selectate pentru sinteza catalizatorilor de
metanare precum si stabilirea conditiilor de lucru necesare obtinerii rezultatelor scontate
Prepararea si caracterizarea fizico‐chimica a unor sisteme catalitice active in reactia de metanare
a CO2.
Realizarea de teste de activitate catalitica, determinarea criteriilor de performanta pentru
catalizatorii comerciali si preparati, intercomparari intre performantele obtinute;
Elaborarea unui studiu comparativ al procesului de metanare in prezenta diferitelor sisteme
catalitice si selectarea criteriilor de performanta reprezentative pentru stabilirea eficientei
catalitice;
Selectarea unui sistem catalitic si evaluarea sa prin prisma criteriilor de performanta stabilite;
Elaborarea unui model matematic si numeric pentru simularea conversiei CO2 pe diferite tipuri de
catalizatori in vederea determinarii conditiilor optime de operare;
172/240
Furnizarea de date pentru studiul de pre‐fezabilitate in vederea integrarii sistemului adoptat
pentru reciclarea CO2 la metan intr‐un ciclu energetic fara emisii poluante.
Studiile realizate in cadrul prezentului proiect constituie investigatiile preliminare in vederea
promovarii la scara comerciala a unei noi tehnologii cu implicatii in protectia mediului si dezvoltarea
durabila a sectorului energetic. Stabilirea setup‐ului experimental pentru efectuarea testului de
activitate catalitica in procesul de obtinere a metanului din dioxid de carbon si hidrogen regenerabil a
permis selectarea criteriilor de performanta pentru alegerea unui sistem catalitic eficient in reactia de
metanare. Prin testarea catalizatorilor comerciali si a celor preparati in desfasurarea proiectului s‐au
colectat date utile pentru un studiu de pre‐fezabilitate pentru o instalatie experimentala micropilot
de conversie a CO2 prin hidrogenarea la metan, utilizand hidrogen produs cu energie regenerabila.
PN 09 19 01 12: Investigari experimentale privind realizarea de ansambluri membrane‐electrozi
optimizate pentru pile de combustibil tip PEM
Proiectul si‐a atins obiectivele propuse, iar rezultatele obtinute sunt:
s‐a realizat si testat un stand de pile de combustibile capabil sa controleze si sa monitorizeze
temperatura (pana la 120 0C), umiditatea (RH 95%) si presiunea gazelor (pana la 3.0 bar absolut);
s‐a implementat de studiu de optimizare valorilor de incarcare cu Pt a ansamblului membrana‐
electrod;
s‐au realizat probe cu morfologii diferite prin utilizarea unor metode chimice neconventionale si
de tip solid state;
s‐a elaborat un cadru conceptualpentru o buna intelegere a relatiei dintre morfologia
ansamblurilor membrana electrod si performantele acesteia in contextul integrariiin pile de
combustibil;
s‐a elaborat cadrul referential pentru posibilitatea extinderii acestui studiu la aplicatii on‐board ca
surse auxiliare de putere in industria aeronautica si spatiala.
Rezultatele obtinute in cadrul proiectului de fata se situeaza la granita promovarii si integrari
surselor de energie bazate pe hidrogen, ca vector universal de energie curata si sustenabila. Acestea
se constitue din cumulul solutiilor promovate vis‐a‐vis de arhitecturapilelor de combustibil de tip
PEM, pornind de la fabricarea ansamblurilor mea prin metode neconventional si urmand cu
imbunatatirea performantei pilelor de combustibil prin optimizarea parametrilor de lucru.
173/240
PN 09 19 01 13: Convertor energetic de tip PEM pentru producere de hidrogen ultrapur
Conform obiectivelor stabilite, s‐au realizat urmatoarele:
Sinteza a diferite membrane polimere compozite cu matrice hibridă pe baza de polifenilen oxid
(PPO) sulfonat cu diferite grade de sulfonare și particule siloxan destinate a fi utilizate în celulele
de eectroliza la valori mai mari de 80 °C.
Dezvoltarea de catalizatori nanostructurati pe baza de oxizi metalici pentru anod si depunerea lor
prin metoda RF magnetron sputtering.
Caracterizarea structurala si a catalizatorilor prin microscopie electrónica SEM‐EDS
Proiectarea, realizarea si caracterizarea unui model experimental si versatil de celula
electrochimica PEM de electroliza.
Realizarea unui unui model experimental de convertor energetic de tip PEM, testarea lui din
punct de vedere functional
Sinteza si sulfonarea a diferite materiale membranare destinate celulelor de electroliza si
caracterizarea morfologică, structurală și funcțională a unor noi tipuri de membrane de tipul
polieteretercetone cu grupare Cardo sulfonate.
Realizarea unui nou tip de strat catalitic si de catalizatori nanostructurati cu proprietati electric
conductoare si suprafete specifice ridicate.
Realizarea si testarea din punct de vedere functional al unui ansamblu membrana‐electrod MEA
optimizat si cu continut scazut de metale nobile.
PN 09 19 01 14: Studii teoretice şi experimentale privind creşterea eficienţei sistemelor de
conversie termochimică a deşeurilor pentru producerea de energie regenerabilă
Obiectivul general al acestui proiect a fost de a obtine catalizatori pe baza de fier , la costuri
reduse și cu activitate ridicata care sa poata fi utilizati ca materiale active in sistemele de conversie
termochimica a deseurilor de biomasa pentru cresterea eficientei acestor sisteme prin reducerea
cantitatii de gudron rezultat cu cel putin 85%, cu scopul de a imbunatati balanta energetica si a
face posibila utilizarea lor in sisteme integrate, eficiente si comerciale de producere a energiei
regenerabile contribuind astfel la protectia mediului.
In aceasta cercetare, obiectivele specifice s‐au referit la:
Identificarea masurilor primare pentru cresterea eficientei sistemelor de conversie termochimica
a deseurilor de biomasa;
Selectarea condițiilor de funcționare optima a sistemelor de conversie si materialului activ;
Proiectarea si realizarea unui sistem de conversie cu utilizare de catalizatori;
Prepararea de catalizatori pe baza de fier si caracterizarea acestora;
Realizarea de teste experimentale de eliminare a gudronului din sistem;
174/240
Determinarea eficientei catalizatorilor in procesul de eliminare a gudronului din sistemele de
conversie;
Cercetarile efectuate finalizate cu rezultate stiintifice de noutate, brevetarea elementelor de
noutate, publicarea lor in reviste nationale si internationale de mare circulatie, comunicarea lor la
manifestari stiintifice nationale si internationale contribuie la promovarea tehnologiilor energetice
curate, obtinerea de noi surse de materii prime prin reciclarea deseurilor, cu un puternic impact
economic si de mediu.
PN 09 19 01 15: Tranzitia Metal‐Semiconductor in Complexul Hidrogenat Mg‐Ni‐H
Conform obiectivelor stabilite, s‐au realizat urmatoarele:
Realizarea unei celule de hidrogenare ex‐situ pentru a oferi posibilitatea monitarizarii in timp real
a tranzitiei metal‐semiconductor in diverse filme subtiri hidrogenate (i.e., in reflexie si/sau
transmisie) la diverse lungimi de unda sau pe intreg spectrul vizibil, in conjunctie cu masuratori
de rezistivitate electrica la diverse presiuni de hidrogenare, in domeniul cuprins intre 5mbar si
1.3bar, la temperaturi variate intre 250C si 1500C;
Fabricarea si caracterizarea structurala si morfologica a filmelor subtiri hidrogenate de tipul Mg‐
Ni‐H. Determinarea factorilor de Influenta a conditiilor de depunere a filmelor subtiri asupra
proprietatilor fizice fundamentale (rezistivitate electrica, concentratie de purtatori de sarcina,
reflexie, transmisie sau absorbtie optica);
Studiul detaliat al tranzitiei metal‐semiconductor in sistemul hidrogenat complex Mg‐Ni‐H cu
ajutorul masuratorilor de rezistivitate electrica, magnetorezistenta si efect Hall in domeniul de
temperaturi criogenice (1.2‐300K) si campuri magnetice de pana la 7T;
Determinarea densitatii purtatorilor de sarcina in functie de concentratia de hidrogen din proba
(masuratori de efect Hall efectuate la 2K si 10K);
Abordarea cadrului general al mediilor efective invocand o relatie fenomenologice ce vizeaza
valorile rezistivitatilor electrice determinate prin masuratori de rezistenta electrica la temperaturi
joase;
Dezvoltarea problemei specifice a compusilor hidrogenati de tipul Mg2NiHx (0.3<x<4), luandu‐se
in considerare modelul bifazic metal (Mg2NiH0.3) ‐ semiconductor (Mg2NiH4) din perspectiva
teoriei generalizate a mediilor compozite (Bruggeman), pentru rezistivitatea electrica, coeficientul
Hall si forma incluziunilor metalice/semiconductoare;
Extinderea teoriei Bruggeman in cazul segregarii filmelor subtiri in straturi cu compozitii diferite:
unul metalic (i.e., Mg2NiH0.3) situat deasupra unui mediu compozit de tipul metal (Mg2NiH0.3) ‐
semiconductor (Mg2NiH4), a carui grosime creste gradual cu cresterea concentratiei de hidrogen
in film.
175/240
PN 09 19 01 16: Utilizarea de noi tehnologii pentru sinteza materialelor nano‐compozite tip
grafena, cu proprietati catalitice si electrocatalitice si aplicatii in domeniul PEMFC
Proiectul si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in:
Elaborarea unui studiu privind dezvoltarea set‐up‐ului experimental pentru sinteza grafenelor, pe
baza analizei diferitelor solutii tehnice pentru diferite configuratii constructive din punct de
vedere al automatizarii procesului precum si din punct de vedere mecanic
Elaborarea unui studiu teoretic si experimental privind sistemele catalitice comerciale folosite
pentru sinteza grafenelor
Stabilirea mecanismului de reactie pentru sinteza unor materiale pe baza de compozitre
polimerice pe baza de grafena cu proprietăti catalitice si electrocatalitice
Studiul tehnicilor de caracterizare si metodelor electrochimice de testare a performantelor
catalitice pentru diferiti catalizatori platinici prezentati in literatura de specialitate
Caracterizarea materialelor sintetizate in vederea obtinerii catalizatorilor micro si nanostructurati,
atat in etapele intermediare cat si la finalul sintezei
Studiul tehnicilor de caracterizare si metodelor electrochimice de testare a performantelor
catalitice pentru diferiti catalizatori tip grafena‐nemetale prezentati in literatura de specialitate
Set‐up experimental pentru sinteza grafenelor
Teste de activitate catalitica, determinarea performantelor catalitice si electrocatalitice pentru
materialele grafenice preparate, intercomparari intre performantele obtinute
Utilizarea informatiei feed‐back pentru imbunatatirea metodelor de sinteza
Procedee de sinteza a performantelor catalitice pentru diferiti catalizatori tip grafena‐nemetale
Prepararea si caractaerizarea de compozite polimer‐grafena in conditii blande de reactie
Caracterizarea materialelor sintetizate in vederea utilizarii in PEMFC.
Studiile realizate in cadrul prezentului proiect conduc la investigatii experimentale pentru
sintetiza materialelor nano‐structurate, care urmaresc pe de o parte stabilirea unui ligand eficient tip
polimer cationic, iar pe de alta parte urmaresc cautarea de solutii pentru utilizarea eficienta a
materialelor grafenice in scopuri energetice, una dintre acestea fiind inlocuirea suportului clasic
carbon black al electrozilor pilelor de combustibil, care pot fi integrate tehnologiilor nepoluante.
PN 09 19 01 17: Concept inovativ de producerea a hidrogenului prin electroliza PEM
Conform obiectivelor stabilite, s‐au realizat urmatoarele:
Realizarea unui unui model experimental si de convertor energetic de tip PEM, testarea lui din
punct de vedere functional si calculul eficientei energetice in vederea asigrarii disponibilitatii si a
patrunderii pe piata a tehnologiilor energetice curate care va genera beneficii publice
semnificative;
176/240
Oferirea de informatii fiabile cu privire la sistemele energetice bazate pe surse regenerabile si
promovarea unei structuri de resurse energetice primare, cu accent pe utilizarea surselor
regenerabile.
Elaborarea de lucrari stiintifice si participarea la coonferinte si congrese din domeniu.
Promovarea cercetarii romanesti pe lan national si international;
Elaborarea de proiecte europene in cadrul programului CSA Coordination and support action –
H2020‐TWINN‐2015
Participarea la elaborarea unui proiect Programul Operaţional Competitivitate Axa Prioritară 1 ‐
“Cercetare, dezvoltare tehnologică și inovare (CDI) în sprijinul competitivităţii economice și
dezvoltării afacerilor”, Acțiunea 1.1.4: Atragerea de personal cu competențe avansate din
străinătate pentru consolidarea capacității de cercetare‐dezvoltare, Tip de proiect: Proiecte CD
pentru atragerea de personal cu competențe avansate din străinătate
PN 09 19 01 18: Propulsor electric cu pile de combustibil cu hidrogen pentru aplicatii mobile
La finalul proiectului se poate raporta ca toate obiectivele propuse au fost realizate. In acest sens,
proiectul deschide noi teme de cercetare in directia realizarii de aplicatii mobile, vehicule rutiere
electrice competitive si cu impact de piata.
REZULTATE STIINTIFICE
Studiul si dezvoltarea cunostintelor legate de procesele de control a ansamblurilor de pile de
combustibil cu utilizare directa in aplicatii mobile.
Realizarea de surse hibride de putere compuse din pila de combustibil cu hydrogen, acumulator si
ultracapacitor.
Realizarea unui model experimental pentru un propulsor electric cu pila de combustibil si sursa
hibrida de putere pentru vehicule.
Management energetic pentru propulsoare electrice cu divizarea puterii intre subansamblele
componente.
Un rezultat notabil al proiectului este obtinerea unei tehnologii de implementare a pilelor de
combustibil pe vehicule electrice alimentate de la baterii cu toate avantajele ce decurg din acest
fapt.
O cunoaștere a tehnologiilor bazate pe hidrogen pentru vehicule electrice hibride la nivelul actual
de dezvoltare al echipamentelor.
Alt tip de rezultat este generarea unor schimbări substanțiale și benefice în managementul
energiei in aplicatii mobile.
177/240
Realizarea de lucrari stiintifice, ce vor promova si raporta rezultatele obtinute in cadrul acestui
proiect stiintific.
Dezvoltarea unei intregi logistici pentru derularea de experimente si testari in domeniul
comportatii ansamblurilor de pile de combustibil si a sistemelor de control a acestora in aplicatii
mobile.
Noi modele matematice pentru procesele ce se deruleaza intr‐un propulsor electric..
Cresterea capabilitatii si competentei institutului in domeniu si in special in analiza pilelor de
combustibil cu membrana schimbatoare de protoni, in vederea conectarii cercetarilor la reteaua
Europeana a activitatilor de C&D in domeniul hidrogenului si pilelor de combustibil.
REZULTATE TEHNOLOGICE – ECONOMICE
Posibilitatea de definire a unor aplicatii de serie pentru astfel de sisteme de control ar putea largi
aria de utilizare a sistemelor cu pile de combustibil de tip PEM
Sistemele experimentale si de testare pot fi ulterior utilizate pentru derularea de activitati de
cercetare in domeniul hidrogenului, inclusiv pentru aplicatii mobile si stationare.
PN 09 19 01 19: Studii cu privire la utilizarea deseurilor de la centralele de energie pe baza de
carbune pentru dezvoltarea de materiale adsorbante selective fata de poluantii prezenti in gazele
de ardere evacuate
Obiectivul general al acestui proiect a fost de a dezvolta o tehnologie inovatoare pentru sinteza
de materiale adsorbante de tipul carbunilor activi din cenușile zburătoare, rezultate din arderea
carbunelui in centalele de energie și pentru a promova aceste materiale sub forma unor produsi noi,
cu o gamă largă de posibilități de a fi utilizate, atât pentru reducerea emisiilor de CO2 , NOx, VOC si
mercur, cat promovarea unei tehnologii care sa ajute la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră.
In aceasta cercetare, obiectivele specifice s‐au referit la:
Achiziția și caracterizarea de probe de carbune si cenușă zburătoare de la diferite statii de
producere de energie si prezentarea riscului de poluare a mediului de catre aceste deseuri
Prepararea prin tehnici inovative de sorbenti derivati din fractia carbonica separata din probele
de cenusa zburatoare si caracterizarea fizico‐chimica a sorbentilor obtinuti
Evaluarea nivelui de poluanti din gazele de ardere evacuate, prezentarea gradului de afinitate al
acestor poluanti fata de diferite tipuri de sorbenti selectivi si metode de reducere a poluarii
Teste de laborator cu privire la utilizarea sorbenților derivati din cenusa zburatoare pentru
îndepărtarea poluantilor din gazele de ardere si evaluarea impactului socio‐economic si de
mediu.
178/240
PN 09 19 02 01: Cercetări privind aplicarea metodelor de analiză izotopică şi multi‐element în
vederea definirii autenticităţii şi clasificării geografice a vinurilor româneşti
Proiectul si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in:
Evaluarea metodologiilor curente de analiză şi control al calităţii vinului, la nivel european şi
stabilirea principalelor tehnici de autentificare şi clasificare a originii vinului aplicabile la nivel
naţional, în vederea creării cazierului vitivinicol – s‐a realizat un studiu amplu cu privire la
normele şi regulamentelor UE care stau la baza controlului calităţii vinului şi care vor fi
implementate în cadrul proiectului şi la stabilirea celor mai adecvate metode de autentificare şi
clasificare a originii vinului aplicabile la nivel national, conform cerinţelor UE, în vederea creării
cazierului vitivinicol. S‐au evidenţiat principalele soiuri de vin Româneşti, şi s‐au stabilit arealele şi
soiurile care sa stea la baza investigaţiilor. S‐a concluzionat faptul ca pentru o analiză completă a
autenticităţii şi a categoriei de calitate a unui vin este indispensabilă includerea datelor analitice
tradiţionale. Parametrii analitici precum concentraţia etanolului, glucozei, fructozei, acizilor,
glicerolului şi mineralelor sunt primii indicatori ai falsificării şi de aceea sunt importanţi într‐o
evaluare preliminară. Combinaţia metodelor analitice convenţionale cu cele specializate, precum
investigaţiile izotopice, este cel mai promiţător mod de a dovedi autenticitatea şi pentru a detecta
falsificările.
Dezvoltarea unei bănci de date pentru vinuri, ca instrument de implementare a legislaţiei
europene în controlul calităţii alimentelor, cerinţă pentru atingerea aquis‐ului la nivel european –
s‐a pus baza unei baze referenţiale pentru interpretarea analizelor izotopice pe vinuri.
Consolidarea expertizei şi controlului calităţii vinului prin tehnici ICP‐MS pentru identificarea
metalelor grele. Studiu privind conţinutul de metale grele pentru vinurile Româneşti – s‐au
dezvoltat metode adecvate pentru determinarea conţinutului de metale din vinuri utilizând
spectrometria de masă cu plasmă cuplată inductiv (ICP‐MS) şi s‐au stabilit o serie de criterii
pentru diferenţierea originii geografice a vinurilor pe baza conţinutului de minerale şi a
rapoartelor izotopice ale acestora.
Identificarea şi implementarea de noi metode de investigaţie bazate pe metodele analitice prin
cromatografie (GC‐MS) şi cromatografie lichidă la presiune mare (HPLC) în vederea determinării
profilului aromatic al vinurilor – s‐a realizat un studiu privind profilul aromatic al vinurilor şi s‐au
dezvoltat metodele de determinare a profilului aromatic al vinului utilizând cromatografia în fază
lichidă şi cromatografia în fază gazoasă.
Determinarea influenţei condiţiilor climatice şi a solului asupra amprentei izotopice a vinurilor.
Colectarea şi analiza datelor existente despre climă, condiţii meteorologice şi sol, ca factori ce
influenţeaza rapoartele izotopice ‐ s‐a realizat un studiu asupra influenţei condiţiilor climatice şi a
solului asupra amprentei izotopice a vinurilor – studiu de caz zona vitivinicolă Dealu Mare – Valea
179/240
Călugarească şi colecţie şi analiză de date privind clima, condiţiile meteorologice şi solul, ca factori
ce influenţează rapoartele izotopice.
Determinarea influenţei rapoartelor izotopice (izotopi stabili si instabili‐metale grele) asupra
modului de stabilire a originii vinului ‐ s‐a realizat un studiu privind diferenţierea regiunilor
viticole după conţinutului de markeri elementali precum Pb, Cd, Se, Sr, Zn, Mn, Co, V, Cr, Ni, Rb,
Ag, U, Cu şi Be; s‐a pus baza determinarii 87Sr/86Sr prin spectrometrie de masă cu plasmă cuplata
inductiv;
Validarea metodelor în vederea implementării lor în industria vitivinicolă pentru autentificarea
şi clasificarea vinului românesc după originea materiei prime – s‐a realizat validarea metodei de
analiză a izotopilor stabili 13C si 18O din vin prin spectrometrie de masă pentru rapoarte izotopice,
a metodei de analiză a deuteriului din molecula de etanol prin SNIF‐RMN, a metodei de analiză
multi‐element prin spectrometrie de masă cu plasmă cuplată inductiv, a metodei de analiză a
compuşilor de aromă din probe de vin utilizând sistemul gaz cromatograf/spectrometru de masă
şi a polifenolilor prin cromatografie lichidă de înaltă performanţă.
PN 09 19 02 02: Amprentarea izotopica a hidrocarburilor din titei, cu aplicatii in caracterizarea
originii si a maturitatii zacamintelor de petrol
Proiectul si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in:
analiza privind implementarea normelor si procedurilor Comunităţii Europene cu privire la
exploatarea experimentala a zacamintelor de titei, in vederea determinarii conditiilor tehnice si
economice de valorificare, cu rol in fundamentarea deciziei de trecere in dezvoltarea si / sau
exploatarea acestuia sau trecerea in conservare sau abandonarea sondelor
dezvoltarea de proceduri specifice utilizand tehnici analitice moderne (ex. cromatografie lichida
HPLC, calorimetrie) in caracterizarea originii (sursei) probelor de hidrocarburi
punerea la punct a procedurilor specifice pe analizorul elemental Flash EA 1112 EA Thermo si
validarea acestor proceduri pentru amprentarea izotopica Carbon 13 din probe de hidrocarburi
determinarea rapoartelor izotopice (Deuteriu si Oxigen 18) din apele asociate probelor de petrol
utilizand tehnica analitica prin IRMS ‐ rapoarte de analiza
analize calitative si cantitative a compusilor organici volatili prin gaz cromatografie (GC‐MS) si
cromatografie lichida HPLC ‐ metode de laborator / proceduri de lucru / rapoarte de analiza
amprentarea izotopica specifica CSIA a hidrocarburilor aromatice policiclice prin gaz
cromatografie GC cuplata cu analiza izotopica prin spectrometrie de masa IRMS ‐ metoda de
laborator / procedura de lucru / rapoarte de analiza.
180/240
PN 09 19 02 03: Evaluarea impactului antropic asupra mediului inconjurator prin investigatii asupra
poluantilor din aer,apa, sol si compararea cu o zona protejata de Parc National
Proiectul si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in:
studiu privind legislatia europeana si nationala referitoare la calitatea mediului inconjurator
metoda de analiza a compusilor organici volatili (COV) prin tehnica GC/MS
metoda de analiza a pulberilor in suspensie si sedimentabile prin tehnica ICP‐MS
metoda de analiza a concentratiei de metale grele din ape prin tehnica ICP‐MS
metoda de analiza a concentratiei de carbon organic total (TOC) din apa
metodele de analiza a concentratiei de metale grele si pamanturi rare din soluri prin tehnica ICP‐
MS
metode de analiza a hidrocarburilor aromatice policiclice prin tehnica HPLC
metode de analiza a concetratiei poluantilor gazosi (CO, COx, NOx, SO2)
validarea metodelor de analiza pentru toti compusii determinati
studiu de caracterizare si comparare a zonelor de interes: zona industriala si zona Verde
studiul evolutiei factorilor de influenta asupra calitatii mediului din zona studiata
monitorizarea Zonei Industriale si a Zonei Verde
baza de date cuprinzand concentratiile poluantilor urmariti in mediul inconjurator (aer, apa, sol)
determinate pentru zonele de studiu
trasarea curbelor de variatie a acestor poluanti
realizarea hartilor GIS in baza valorilor obtinute in urma monitorizarii factorilor de mediu apa, aer,
sol, pentru diferiti parametri organici si anorganici, din cele doua areale distincte, o Zona
Industriala, aflata in imediata apropiere a unei platforme chimice si o zona protejata –Verde.
PN 09 19 02 04: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de extractie si separare a unor
compusi de tip antocianic si antocianidinic de origine vegetala in scopul utilizarii drept coloranti
naturali in alimentatie
Proiectul si‐a propus si a realizat:
Dezvoltarea cunostintelor in domeniul colorantilor alimentari
Studii privind compusii cu structura flavilica de origine vegetala
Investigatii privind metodele de extractie si separare a compusilor polifenolici
Studiu comparativ asupra efectelor biologice ale antocianinelor naturale si ale colorantilor
sintetici cu proprietati asemanatoare
Identificarea continutului de antocianine si antocianidine din fructe si flori prin tehnici
cromatografice avansate
Elaborare metode de extractie si separare a antocianinelor si antocianidinelor din fructe si flori
181/240
Cercetari aprofundate cu privire la identificarea si caracterizarea compusilor polifenolici din
struguri si vinuri
Elaborare metode de purificare a antocianinelor si antocianidinelor obtinute in scopul utilizarii
drept coloranti alimentari naturali
Determinarea randamentului de extractie si separare a antocianinelor si antocianidinelor prin
tehnici cromatografice si valorificarea rezultatelor in industria alimentara.
Obiectivele acestui proiect au fost ambitioase si complexe, fiind in concordanta cu strategia
nationala si europeana in ceea ce priveste siguranta alimentara, iar rezultatele unui astfel de proiect
vor genera beneficii directe la nivelul societatii.
PN 09 19 02 05: Cercetări privind caracterizarea şi autentificarea produselor naturale pe baza
evaluării profilului lor proteic
In cadrul acestui proiect s‐au propus si s‐au realizat urmatoarele:
S‐au aprofundat cercetările efectuate cu privire la investigarea profilului proteic al produselor
naturale şi a principalelor tehnici analitice aplicabile. Au fost stabilite principalele fracţiuni din
compoziţia apitoxinei ce urmează a fi investigate în etapa următoare cu ajutorul tehnicilor
cromatografice (HPLC), spectrometrice (MALDI‐TOF, IRMS) şi nucleare (RMN).
S‐au dezvoltat metode analitice utile în procesul de autentificare a produselor apicole (studii de
caz pe miere şi venin de albine) având la baza tehnicii de înaltă performanţă precum
cromatografia lichidă (HPLC) şi spectroscopia de rezonanţă magnetică nucleară (RMN) pentru
amprentări proietice.
S‐au dezvoltat metode analitice de caracterizare a produselor apicole (studiu de caz pe miere)
având la bază tehnica spectroscopiei de rezonanţă magnetică nucleară (RMN) şi SNIF‐RMN,
spectrometria de masă de tip IRMS şi cea tip MALDI‐TOF, specifică amprentărilor proteice. S‐a
reuşit obţinerea unor date consistente necesare corelării indicatorilor măsuraţi cu factorii de
origine (florală şi geografică) în vederea clasificării şi autentificarii probelor de miere, suficiente
pentru o concluzie preliminară.
S‐a demonstrat faptul că utilizarea combinată a tehnicilor IRMS şi SNIF ‐ RMN cu analiza
chemometrică, conduc la o autentificare foarte bună a probelor de miere indiferent de originea
lor geografică (chiar şi din regiuni foarte apropiate din România) sau botanică. A fost demonstrat
faptul că nu este posibil să utilizăm doar valoarea δ13C ca parametru unic de discriminare a originii
botanice a probelor de miere. Cu toate acestea, o bună caracterizare şi separare poate fi furnizată
prin utilizarea metodei SNIF‐RMN ca tehnică complementară, valoarea raportului (D/H)I fiind
specifică unei anumite origini botanice şi geografice.
182/240
A fost validată metoda de cuantificare a conţinutului de melitină, fosfolipaza A2 şi apamina din
probele de venin, prin cromatografie lichidă, care poate fi utilizată cu succes în evaluarea calităţii
probelor de venin de albină.
S‐a validat metoda de caracterizare a produselor apicole prin spectrometrie de masă de tip
MALDI‐TOF. S‐a probat faptul ca tehnica PMF prin spectrometrie de masă de tip MALDI‐TOF pentru
certificarea/autentificarea produse apicole este o metodă extrem de rapidă, dar prezintă o serie de
neajunsuri:
‐ nu poate discrima între apitoxina (veninul de albine) provenită de la diferiţi furnizori sau din diferiţi
ani, zone geografice, etc, dar poate depista probele degradate.
‐ ca şi analiza melissopalinologică, metoda este aplicabilă numai pentru certificarea, respectiv
autentificarea mierii nefiltrate;
‐ metoda este aplicabilă pentru mierea monofloră nefiltrată neputând fi validată pentru mierea
polifloră datorită nereproductibilităţii spectrelor de masă ca urmare a originii variabile a
grăunciorelor de polen – sursa primară de fragmente peptidice pentru PMF.
Putem spune ca scopul acestui proiect a fost atins şi că metodele dezvoltate în cadrul
proiectului deschid noi posibilităţi de investigare a produselor cu matrici complexe.
PN 09 19 02 06: Cercetari suport privind aplicarea investigatiilor multi‐element si multi‐izotopice in
stabilirea unor markeri de origine pentru trasabilitatea alimentelor
Amprentarile izotopice prin spectrometrie de masa IRMS si ICP‐MS, rezonanta magnetica
nucleara SNIF‐NMR, combinata cu analizele multi‐element pe spectrofotometre AAS, cromatografie
HPLC, sunt activitati complexe, au la baza tehnici analitice performante, ce dau certitudine
rezultatelor obtinute. Impactul economic si social al acestui proiect este pozitiv, tinand cont de
importanta dezvoltarii societatii romanesti prin prisma imbunatatirii tehnicilor de investigare a
produselor alimentare, in vederea caracterizarii si autentificarii originii (botanice si geografice) a
materiei prime din alimente, in dovedirea provenientei produselor alimentare romanesti, asigurarea
conformitatii produselor alimentare cu normele interne si ale UE, cat si cu cele ale cerintelor impuse
de consumatori / importatori/producatori, cu care s‐au incheiat contracte economice.
Activitatile asociate proiectului au avut urmatoarele obiective specifice finalizate in cadrul
etapelor de activitate ale proiectului si anume:
Documentarea cu privire la identificarea unor markeri de origine cu aplicatie in investigarea
materiei prime din alimente cu ajutorul analizelor izotopice (IRMS, SNIF‐NMR, ICP‐MS) si multi‐
element (ICP‐MS, AAS, HPLC)
Sinteza principalelor reglementari, norme, proceduri ale Comunitatii Europene cu privire la
utilizarea tehnicilor izotopice si multi‐element in determinarea calitatii si autentificarii materiei
183/240
prime (origine botanica si geografica) din alimente (ex. ape minerale, sucuri de fructe, bauturi
slab alcoolice si distilate, miere, branza etc)
Investigarea si elaborarea metodelor de preparare a probelor in vederea determinarii markerilor
de origine prin analize multi‐element si izotopice
Experimentarea metodelor analitice multi‐element (ICP‐MS, AAS, HPLC) si izotopice (IRMS, ICP‐
MS) pentru determinarea markerilor de origine din produse alimentare naturale
Crearea si validarea unui sistem informatic si a unei baze de date cu markerii de origine pe fiecare
matrice in parte (ex. vin, sucuri de fructe, miere, branza etc), corelarea rezultatelor obtinute prin
analize multi‐element si izotopice
Interpretarea datelor si sinteza rezultatelor utilizand ca evaluare statistica analiza componentelor
principale PCA (s‐a tinut cont de existenta multor factori precum: originea botanica, geografica,
caracteristicile solului si clima ce pot afecta continutul izotopilor stabili din alimente)
Diseminarea a rezultatelor prin publicarea articolelor in reviste de specialitate si participare
conferinte (activitate continua).
PN 09 19 02 07: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a
profilului compozitional al unor produse cu matrice complexa
In cadrul acestui proiect s‐au propus si s‐au realizat urmatoarele:
Studiu privind tendintele actuale de control a calitatii aliemntelor; Studiu de sinteza privind
utilizarea tehnicilor spectroscopice si spectrometrice RMN, MALDI‐TOF in investigarea profilului
compozitional al unor produse cu matrice complexa; Studiu privind principiul tehnicilor de analiza
a profilului compozitional al alimentelor RMN, UV‐Vis si MALDI‐TOF; Studiu privind procesarea
statistica a datelor analiticie ‐ Chemometrie.
Obtinerea profilului compozitional al uleiurilor vegetale utilizand rezonanta magnetica nucleara
(RMN).
Clasificarea mierii in functie de originea botanica folosind chemometria.
Clasificarea sucurilor de fructe in functie de originea botanica folosind chemometria. Clasificarea
sucurilor cu ajutorul rezonantei magnetice nucleare (RMN). Clasificarea sucurilor si a vinurilor pe
baza profilului acizilor organici cuantificati prin cromatografia de lichide de inalta performanta
(HPLC).
Caracterizarea bauturilor alcoolice cu potential crescut de falsificare (bauturi fermentate, vinuri
aromatizate si bauturi distilate). Studiu de sinteza privind caracteristicile acestora si prevederile
legislative in vigoare.
184/240
Clasificarea bauturilor fermentate linistit, a vinurilor aromatizate si a bauturilor distilate (bauturi
distilate din struguri, bauturi distilate din fructe, probe necunoscute) cu ajutorul rezonantei
magnetice nucleare si a chemometriei.
Evaluarea markerilor caracteristici pentru diferentierea vinurilor conventionale si ecologice
folosind cromatografia HPLC si chemometria. Profilul compusilor fenolici. Profilul antocianic.
Clasificarea bauturilor fermentate linistit, a vinurilor aromatozate si a bauturilor distilate folosind
tehnici de amprentare izotopica ‐ SNIF‐RMN si IRMS.
Compararea tehnicilor de obtinere a profilului compozitional cu tehnicile de amprentare
izotopica. Identificarea elementelor de noutate.
Clasificarea vinurilor rosii cu ajutorul unor markeri specifici si a analizei statistice multicomponent.
Autentificarea bauturilor alcoolice ‐ Masurarea distributiei deuteriului in etanol ‐ Compararea
metodei BBO‐RMN cu metoda SNIF‐RMN.
Caracterizarea si autentificarea alimentelor cu ajutorul profilului compozitional RMN si HPLC ‐
Insumarea principalelor concluzii si rezultate. Descrierea bazelor de date dezvoltate.
Descrierea metodologiei si a software‐lor de procesare a datelor privind profilul compozitional si
autentificarea alimentelor.
PN 09 19 02 08: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de control al unor contaminanti si
aditivi in alimentatie
Proiectul si‐a propus si a realizat metode noi de control al unora dintre contaminatii si aditivii
alimentari. Au fost realizate si validate metode cromatografice si spectrofotometrice pentru
identificarea si cuantificarea: ftalatilor din vinuri, metoda care poate fi aplicata cu succes si pentru
alte bauturi alcoolice; antioxidantului BHA din grasimi; anumitor indulcitori sintetici (aspartam si
zaharina). Metodele prezentate ofera rezultate reproductibile si pot fi utilizate cu succes in
laboratoare de control al calitatii alimentelor.
Astfel, pentru a sumariza, activitatile de cercetare‐dezvoltare s‐au concretizat prin:
Clasificarea contaminatilor si principiilor ce guverneaza evaluarea lor toxicologica.
Evaluarea tipurilor de aditivi din produsele alimentare.
Stabilirea unor solutii analitice performante pentru controlul unor contaminati si aditivi in
alimentatie
Metoda gaz‐comatografica de determinare si control a concentratiei de ftalati in vinuri
Metoda analitica spectrofotometrica de determinare a antioxidantilor alimentari
Metoda analitica spectrofotometrica de determinare a indulcitorilor sintetici din alimente.
185/240
PN 09 19 02 09: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a
compusilor biologic activi aflati in compozitia produselor naturale ecologice care stau la baza
dezvoltarii unor alimente functionale si produse cosmetice
In conformitate cu obiectivul general, pentru desfasurarea acestui proiect au fost propuse si s‐au
realizat urmatoarele:
Investigatii cu privire la caracterizarea profilului compozitional al produselor naturale pe baza
principiilor biologic active considerate biomarkeri ai calitatii alimentatiei cu un impact
semnificativ asupra starii de sanatate.
In aceasta etapa s‐a realizat aprofundarea cercetarilor efectuate la nivel national/international cu
privire la compozitia chimica a produselor naturale, in particular a produselor ecologice (de ex. vinuri
ecologice) si produselor apicole, ca atare sau sub forma unor cocktail‐uri, alimente functionale sau
cosmetice. De asemenea, s‐au stabilit principalele tehnici de investigare a profilului compozitional al
produselor naturale, care sa puna in evidenta componentele biologic active specifice pentru fiecare
produs natural in parte si investigarea posibilitatii utilizarii compusilor biologic activi drept markeri
pentru autentificarea produselor naturale.
Implementarea de metode avansate de investigatie a compozitiei produselor naturale bazate
pe tehnici cromatografice (HPLC si GC cu diferite tipuri de detectoare), spectrofotometice (UV‐
VIS, AAS), chemiluminescenta (PHOTOCHEM), spectroscopie RMN, spectrometrie de masa (ICP‐
MS, IRMS)
In aceasta etapa s‐au dezvoltat metode optime de caracterizare a profilului compozitional pentru
materiile prime naturale de origine apicola sau in fructe si plante medicinale, care satu la baza
obtinerii de alimente functioanle, dar si a vinurilor ecologice, cu scopul de a realiza autentificarea
acestora. Astfel, au fost desfasurate urmatoarele activitati:
‐ Determinarea compusilor fenolici, antocianilor majoritari si acizilor organici prin HPLC pentru
diferentierea vinurilor conventionale vs. Ecologice.
‐ Caracterizare fizico‐chimica a produselor apicole ‐ alimente funcţionale
‐ Determinarea compozitiei minerale a produselor apicole
‐ Profilul compusilor fenolici in produsele apicole – alimente functionaleRealizarea amprentei
izotopice a produselor naturale, in special a produselor ecologice prin IRMS si evidentierea
principalelor posibilitati de autentificare a acestora
‐ Realizarea amprentei izotopice a produselor naturale (ex. mierea de albine) prin IRMS si
evidentierea principalelor posibilitati de autentificare a acestora
‐ Cuantificarea compusilor majoritari si minoritari din probe de alimente cu ajutorul 1H‐RMN de
lichide
186/240
Evaluarea diferitelor clase de compusi din produsele naturale precum si investigarea acestora in
diferite produse ecologice, alimente functionale si produse cosmetice obtinute pe baza
produselor naturale. Validarea metodelor analitice in scopul implementarii lor in industria
alimentara pentru caracterizarea produselor nautarle, in special a produselor ecologice si a
produselor apicole.
In aceasta etapa s‐a realiza s‐au desfasurat urmatoarele activitati:
‐ Evidentierea principalilor markeri naturali (compusi fenolici, antociani, acizi organici) care sa ateste
naturaletea vinurilor obtinute in sistem ecologic fata de vinurile obtinute in sistem conventional.
‐ Evaluarea continutul de polifenoli din struguri (seminte si pielita) prin HPLC pentru stabilirea
momentului optim de recoltare a strugurilor in vederea obtinerii unor vinuri cu un continut ridicat de
principii antioxidante.
‐ Evidentierea principalilir markeri naturali care sa asigure trasabilitatea si autenticitatea produselor
apicole valorificate sub forma de cocktail‐uri apicole, alimente functionale si produse cosmetice.
‐ Evaluarea continutului de acizi terpenici din diferite surse vegetale prin HPLC pentru identificarea
unor materii prime cu un continut ridicat de principii biologic active care pot fi utilizate pentru
dezvoltarea de noi alimente functionale.
PN 09 19 02 10: Investigatii teoretice si experimentale privind dezvoltarea de membrane compozite
utilizate la purificarea de combustibili conventionali/biocombustibili gazosi
Obiectivele acestui proiect au fost ambitioase si complexe, fiind in concordanta cu strategia
nationala si europeana in ce priveste utilizarea surselor de energie regenerabila, iar rezultatele unui
astfel de proiect vor genera beneficii directe la nivelul societatii.
Tematica abordata si rezultatele avute in vedere sunt multidisciplinare, imbinand mai multe
domenii de cercetare (matematica, fizica, chimie, informatica, electrotehnica, opto si micro‐
electronica, nanotehnologie, stiinta materialelor).
Evaluarea metodologiilor curente de sinteza la nivel international ‐ proiectul a avut ca punct de
pornire un studiu aprofundat al materialelor utilizate pentru obtinerea unor membrane
compozite care stau la baza procesului de purificare a combustibililor conventionali/
biocombustibililor gazosi, in special pentru indepartarea dioxidului de carbon din acestia,. Plecand
de la experienta acumulata in cadrul Institutului National de Cercetare‐Dezvoltare pentru
Tehnologii Criogenice si Izotopice (INC‐DTCI – ICSI Ramnicu Valcea) de‐a lungul timpului in
domeniul investigatiilor proceselor fizico‐chimice si izotopice din domeniul gazelor, proiectul
doreste sa dezvolte un cadru avansat de investigare a proceselor de separare cu membrane in
scopul purificarii combustibililor conventionali / biocombustibililor gazosi.
187/240
Alinierea Romaniei la noile normative europene in corelatie cu nivelul admis al poluantilor din
mediul inconjurator ‐ se impune dezvoltarea unor sistemele de monitorizare a calitatii factorilor
de mediu cu performante superioare celor disponibile in prezent, precum si a unor noi tehnologii
de reducere a nivelului de poluare in limitele admise.
Identificarea şi implementarea de noi metode de investigaţie bazate pe tehnici avansate ‐
spectroscopie in infrarosu cu transformata Fourier (FTIR); difractia de raze X (XRD); microscopia
electronica de scanare (SEM); analiza termogravimetrica (TGA) – se utilizeaza in scopul
caracterizarii morfo‐structurale a materialelor sintetizate.
Realizarea de modele de sinteza pentru: noi materiale poroase de tip silice mezoporoase
functionalizata sau nu cu grupari amina, precum si de preparare membrane compozite pentru
aplicatiile de purificare a combustibililor conventionali/biocombustibililor gazosi.
Proiectarea si executia unui nou sistem experimental de testare a materialelor mezoporoase si
membranelor compozite – utilizat pentru determinarea permeabilitatilor prin doua metode, si
anume: presiune constanta‐volum variabial, presiune variabila‐volum constant.
Validarea sistemelor selective de separare a amestecurilor gazoase
PN 09 19 03 01: Investigatii experimentale privind efectele de fractionare izotopica in electrolizoare
PEM (H, D, T)
Analizand stadiul indeplinirii obiectivelor programului se constata ca s‐a realizat obiectivul general
al proiectului, acela de evidentiere a fractionarii izotopice in sistem bi‐component, protiu‐ deuteriu,
prin realizarea in totalitate a obiectivelor sale specifice, si anume:
Evaluarea aplicatiilor recente si a perspectivelor in electroliza de tip PEM in vederea utilizarii
procesului in domeniul nuclear. Evaluarea critica si evidentierea limitarilor tehnologice impuse de
electroliza pe membrana la separarea izotopilor hidrogenului;
Analizarea proceselor electrochimice care au loc in electrolizoarele cu membrana; definirea
parametrilor de performanta in vederea separarii izotopilor hidrogenului.
Realizarea unui electrolizor si a unei instalatii experimentale de laborator in vederea investigarii
procesului de fractionare izotopica cu ajutorul unui electrolizor cu membrana.
Realizarea investigatiilor experimentale in vederea determinarii coeficentului de fractionare
izotopica protiu – deuteriu.
Raportul de operare a electrolizorului; stabilirea curbelor de separare izotopica.
Elaborarea unei lucrari stiintifice si a unui articol, pe baza rezultatelor obtinute in cadrul
proiectului
188/240
PN 09 19 04 01: Studii complexe asupra materialelor utilizate in domeniul criogenic
Obiectivul general declarat si realizat al acestui proiect a fost dezvoltarea unei baze de date a
celor mai importanti parametri de materiale utilizate la temperaturi ultrajoase, a unui studiu privind
comportamentul parametrilor la temperaturi ultrajoase, precum si dezvoltarea unei baze
experimentale in domeniul temperaturilor joase si foarte joase, ceea ce ofera, de asemenea,
posibilitatea atragerii de capital din partea potentialilor beneficiari, posibilitatea creării de noi locuri
de munca, precum si implementarea, in colaborare cu diverse centre universitare, a unor programe
structurate pe noi directii de cercetare‐dezvoltare.
PN 09 19 04 02: Integrarea echipamentelor de producere a vidului inalt in sistemele de comanda si
control specifice instalatiilor de energii inalte
Proiectul si‐a atins obiectivele propuse, rezultatele obtinute constand in: realizarea si testarea de
echipamente de vid, dotate cu sisteme adecvate de comanda si control, care vor permite integrarea
cu usurinta, in cadrul sistemelor centralizate de comanda si achizitii de date specifice instalatiilor de
accelerare a particulelor
PN 09 19 05 01: Tehnici si proceduri pentru determinarea radioactivitatii in mediu
Toate obiectivele propuse in cadrul acestui proiect au fost atinse, rezultatele acestora producand
efecte si dupa terminarea proiectului in 2011. S‐au intocmit si definitivat 18 proceduri de lucru pentru
pregatirea probelor de mediu si masurarea radioactivitatii mediului prin metoda scintilatiei lichide.
Una dintre sarcinile importante ale laboratorului a fost si este monitorizarea impactului
functionarii PESTD in mediu. De asemena, analizele de tritiu constituie indicatii vitale pentru operarea
instalatiei PESTD. In concluzie, laboratorul are sarcina de determinare a concentratiei de tritiu in
probe de apa reziduala, urina, probe de vegetatie, alimente, probe de sol, precipitatii si apa de
suprafata.
Avand in vedere domeniul diferit in care se asteapta concentratiile de tritiu, aceasta activitate se
desfasoara in doua laboratoare diferite: un laborator dedicat activitatii ridicate aferenta desfasurarii
operarii Pilotului Criogenic de Separare a Tritiului si Deuteriului cu sarcina de masurare a apei
reziduale rezultate din procesele tehnologice, a urinei personalului, si apei de alimentare a instalatiei
si un alt laborator in care se face determinarea activitatii concentratiei de tritium in probe de mediu.
Fiecare din tipurile de analize efectuate sunt procedurate si sunt acreditate atat RENAR (recreditarea
sistemului fiind efectuata in 2012, cu LI‐062), cat si notificate CNCAN (Notificare nr. ICSI, LI‐01/2013).
Procedurile elaborate in cadrul proiectului si intercalibrarile realizate au constituit un punct
important in audit‐urile de evaluare ale organismelor mai sus amintite.
189/240
In urma prezentarii lucrarii “Tritium Concentration in Romanian Precipitation” (tabel 4.4) la
simpozionul organizat IAEA‐Viena, “International Symposium on Advances in Isotope Hydrology and
its role in Sustainable Water Resource Management”, Monaco, 2011, institutul nostru a fost invitat sa
trimita date pentru completarea bazei de date Global Network of Isotopes in Precipitation
gestionata de IAEA si WMO. Romania raporteaza acum pentru prima data concentratia de tritiu,
deuteriu si oxigen‐18 in precipitatii, locatia fiind INCDTCI‐ICSI Rm. Valcea, iar aceasta colaborare
continua si in prezent. De altfel, laboratorul a participat la toate exercitiile de intercalibrare
organizate de IAEA incepand cu 1999, dintre care semnificative pentru derularea proiectului nucleu
sunt: “Eighth Intercomparison Exercise for Tritium Measurements in Water‐TRIC2008”, “9th IAEA
Inter‐comparison Exercise of Low‐Level Measurements in Water –TRIC2012”. Trebuie mentionat
faptul ca la ultimele doua exercitii, Laboratorul de Tritiu al ICSI a fost singurul laborator din Romania
care a participat.
Un alt proiect care a avut la baza activitatea desfasurata pe proiectul nucleu, a fost contractul
UEFISCDI nr.532/ 07.06.2012, PNII: Capacitati, Modulul III – Cooperari bilaterale cu Institutul “Josef
Stefan” – Ljubljana, Slovenia, “Metode LSC pentru determinarea H‐3 si C‐14 in probe de mediu”. El a
constituit o realizare benefica practicii din laborator prin schimbul de informatii aparute la nivelul
cercetatorilor din ambele colective, amandoua laboratoarele fiind acreditate conform ISO 17025:
2005 de catre organismele proprii nationale. Rezultatele obtinute pe acest proiect au constituit
subiectul mai multor publicatii stiintifice care au reusit sa aduca o vizibilitatea mai mare activitatii
laboratorului in cadrul domeniului.
De asemenea, activitatea desfasurata pe acest proiect nucleu a permis participarea cu succes la
proiectul BS‐ERA.NET “Radiation background of Black Sea coastal environment”, contract BS7‐
049/2011, din cadrul ERA NET – Black Sea Pilot Joint Call for Research Proposal, un proiect FP7.
Coordonatorul proiectului a fost IFIN‐HH, Dr. Romulus Mircea Margineanu, iar participanti au fost, in
afara de INCDTCI‐ICSI Rm. Valcea, INCDM “Grigora Antipa” Constanta, Institutul de Ecologie si
Geografie al Academiei de Stiinte al Republicii Moldova, Centrul National de Radiologie si
Radioprotectie Bulgaria si Universitatea Bucuresti, Facultatea de Fizica.
190/240
4. PREZENTAREA REZULTATELOR:
4.1. Rezultate concretizate în studii, proiecte, prototipuri (produse), tehnologii, alte rezultate
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
PN 09 19 01 01: Dezvoltarea metodologiei de validare experimentala pentru un model matematic cu celule de combustibil cu membrana polimerica
studiul si dezvoltarea cunostiintelor legate de procesele de control a ansamblurilor de pile de combustie cu utilizare directa in aplicatii mobile si stationare
dezvoltarea unei intregi logistici pentru derularea de experimente si testari in domeniul comportarii ansamblurilor de pile de combustie si a sistemelor de control a acestora
dezvoltarea capabilitatilor in domeniul modelarii matematice a proceselor ce se deruleaza intr‐un ansamblu de pile de combustie
studii rapoarte stiintifice investigatii experimentale modele matematice articole cresterea capabilitatii institutului in domeniu si, in special, in analiza pilelor de combustie cu membrana schimbatoare de protoni, in vederea conectarii la reteaua europeana a activitatilor de cercetare‐dezvoltare in domeniul hidrogenului si a pilelor de combustie.
PN 09 19 01 02: Modelarea matematica si investigarea experimentala a degradarii materialelor intr‐o pila de combustie
pachet de modele matematice si numerice pentru analiza fenomenelor de degradare/ defectare care limiteaza performantele pilelor de combustie;
set de tehnici de investigare experimentala pentru caracterizarea materialelor;
o strategie care sa conduca la predictia, incetinirea si prevenirea fenomenelor de degradare/defectare ale componentelor pilelor de combustie.
rapoarte de cercetare‐dezvoltare pentru imbunatatirea performantelor pilelor de combustie prin utilizarea unor materiale cu caracteristici superioare si a unor componente mai bune
studii rapoarte stiintifice articole
PN 09 19 01 03: Cercetari teoretice si experimentale privind realizarea unor concentratoare moleculare solare in vederea imbunatatirii eficientei energetice si economice a sistemelor de conversie a energiei regenerabile
clasificarea colorantilor organici cu proprietati optice
identificarea tipurilor de polimeri‐suport pentru colorantii organici
realizarea metodelor de obtinere a compozitelor coloranti organici‐polimeri
determinarea proprietatilor spectrale ale colorantilor organici si compozitelor
realizarea modelului experimental concentrator solar luminiscent
elaborarea sistemului integrat de conversie a energiei
evaluarea performantelor energetice si economice ale sistemului integrat propus.
studii rapoarte stiintifice noi materiale catalitice investigatii experimentale modele matematice; articole.
PN 09 19 01 04: Analiza procesului de contaminare a celulelor de
studii de caracterizare si testare pentru stabilirea unor mecanisme adecvate pentru procesele de otravire la anod prin
studii rapoarte stiintifice investigatii experimentale
191/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
combustibil cu Hidrogen, cu membrana polimerica: impact, mecanisme si atenuari
stabilirea unui model adecvat;
modele matematice articole
PN 09 19 01 05: Sisteme de recuperare si purificare a matricilor de hidrogen bazate pe materiale modificate structural
studiu tehnologie membrane carbonice selective pentru hidrogen
Obtinerea de hidrogen din biomasa si utilizarea lui ca sursa alternativa de energie curata
PN 09 19 01 06: Modelarea si analiza experimentala a raspunsului tranzitoriu al unui sistem de pile de combustibil pentru aplicatii automotive
Dezvoltarea ansamblului experimental de testare a pilelor de combustibil
Determinari experimentale privind raspunsul tranzitoriu al unui ansamblu de pile de combustibil la alimentarea cu hidrogen si aer la debite variabile si in situatii de oprit – pornit‐oprit
Determinari experimentale privind functionarea unui ansamblu PC la temperaturi in domeniul 40‐800 C
Algoritmi de control pentru un ansamblu de pile de combustibil
Proiect sistem de control Realizare sistem de control Raport de testare Raport de demonstrare Specificatie tehnica/Fisa de produs.
studii rapoarte stiintifice investigatii experimentale modele matematice articole.
PN 09 19 01 07: Integrarea energiilor regenerabile utilizand tehnologii bazate pe hidrogen
modele matematice si numerice pentruanalizarea componentelor sistemului"concept" de generare a energiei electricedin surse regenerabile(turbina eoliana,panou solar, electrolizor, pila decombustibil)
proiect de executie pentru sistemul"concept" de generare a energiei electricedin surse regenerabile
realizarea unei unitati de management aenergiei electrice si a sistemului "concept"de generare a energiei electrice din surseregenerabile
rapoarte de cercetare‐dezvoltare pentruintegrarea/ implementarea de sistemeenergetice durabile bazate pe celulefotovoltaice si turbine eoliene avand labaza investigatii teoretice si experimentale(modelare matematica, simularenumerica, realizare si testare,demonstrare utilitate si aplicabilitate).
studii rapoarte stiintifice unitate de management a energiei provenita din surse regenerabile
sistem concept de generare a energiei electrice din surse regenerabile
investigatii experimentale articole.
PN 09 19 01 08: Studii cu privire la dezvoltarea proceselor termocatalitice si a tipurilor de catalizatori utilizati pentru aplicatii in domeniul
Studiu privind procesele termocatalitice si a tipurilor de catalizatori folositi pentru producerea gazului de sinteza cu continut ridicat in hidrogen si a reactiei de termoliza intre dioxid de carbon si hidrogen;
Obtinerea de hidrogen din co‐produsi de biomasa si utilizarea lui ca sursa alternativa de energie curata regenerabila
Captarea CO2 rezultat din
192/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
producerii energiei regenerabile
Tehnologie de procesare termochimica a glicerolului si biomasei reziduale
Adsorbant selectiv pentru retinerea CO2 din gaze;
Catalizatori pentru reactia de conversie a CO2–lui la metan (catalizator optim Ni/CuCr)
Proceduri de lucru
procesele termocatalitice si conversia lui la metan pentru utilizarea ca si gaz combustibil
studii rapoarte stiintifice noi materiale adsorbante si catalitice
investigatii experimentale articole brevete
PN 09 19 01 09: Investigatii teoretice si experimentale privind sistemele de retentie a CO la temperaturi joase pentru pilele de combustibil tip PEM si aplicatiile lor
modele matematice si numerice pentru retentia monoxidului de carbon pe suprafaţǎ pentru diferite tipuri de catalizatori pentru determinarea conditiilor optime de operare in vederea imbunatatirii performantei pilelor de combustie, a fiabilitatii si durabilitatii acestiora
obtinerea de noi materiale (catalizatori) pentru retentia CO la temperaturi scazute
o specificatie tehnica pentru integrarea sistemului de retentie a CO adoptat in tehnologia pilelor de combustibil tip PEM
rapoarte de cercetare‐dezvoltare pentru identificarea, analizarea, dezvoltarea si evaluarea de sisteme catalitice pentru retentia CO pentru imbunatatirea performantelor pilelor de combustie prin utilizarea unor materiale cu caracteristici superioare si a unor componente mai bune
Instalație pentru retentia monoxidului de carbon dintr‐un flux de hidrogen.
studii rapoarte stiintifice instalatie pentru testare noi materiale catalitice investigatii experimentale articole.
PN 09 19 01 10: Studii si cercetari privind implementarea algoritmilor de tip Fuzzy pentru managementul ansamblurilor de pile de combustibil de tip PEM in vederea cresterii eficientei energetice a acestora
Studiul si dezvoltarea cunostintelor legate de procesele de control a ansamblurilor de pile de combustibil cu utilizare directa in aplicatii mobile si stationare
Realizarea de lucrari stiintifice
Studii rapoarte stiintifice investigatii experimentale articole.
PN 09 19 01 11: Prospectii si oportunitati tehnico‐economice privind reciclarea CO2 la metan, utilizand hidrogen regenerabil
set‐up experimental pentru pentru studiul conversiei dioxidului de carbon la metan
studii teoretice si experimental privind sistemele catalitice comerciale folosite pentru reciclarea CO2 la metan
prepararea si caracterizarea catalizatorilor pentru obtinerea metanului in conditii moderate de reactie
teste de activitate catalitica, stabilirea criteriilor de performanta pentru
studii rapoarte stiintifice noi materiale catalitice investigatii experimentale modele matematice articole.
193/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
catalizatori model matematic si numeric pentru simularea conversiei CO2 la metan pe diferite tipuri de catalizatori
colectarea de date pentru studiul de pre‐fezabilitate in scopul integrarii procesului de metanare intr‐o instalatie micro‐pilot
PN 09 19 01 12: Investigari experimentale privind realizarea de ansambluri membrane‐electrozi optimizate pentru pile de combustibil tip PEM
realizarea unei linii de testare a ansamblului membrana‐electrod si de control al stoechiometriei H2/aer (sau oxigen), umiditate (pana la 95%RH), temperatura (intre 25 0C si 120 0C) si presiune (i.e., pana la 3.0bar presiune absoluta)
elaborarea de proceduri de laborator privind realizarea unui ansamblu membrana‐electrod si de testare de pile de combustibil detip PEM
‐ rapoarte de cercetare‐dezvoltare pentru reducerea pierderilor ohmice in pile de combustibil de tip PEM prin optimizarea strangerii (deformarii) la nivelul stratului de difuzie a gazului.
Studii rapoarte stiintifice proceduri de laborator investigatii experimentale articole brevet.
PN 09 19 01 13: Convertor energetic de tip PEM pentru producere de hidrogen ultrapur
Procedura de realizare de membrane polimere compozite pe baza de oxizi pentru sisteme electrochimice de producere a energiei electrice
Model experimental de ansamblu membrana‐electrod pentru electrolizoare PEM.
Creșterea temperaturii de funcționare a celulelor de electroliza cu membrana schimbatoare de protoni (PEM) la valori mai mari de 80°C.
Realizarea de sisteme energetice de producere a hidrogenului in vederea obtinerii de energie CURATA folosind pilele de combustibil.
PN 09 19 01 14: Studii teoretice şi experimentale privind creşterea eficienţei sistemelor de conversie termochimică a deşeurilor pentru producerea de energie regenerabilă
Studiu privind identificarea masurilor primare pentru cresterea eficientei sistemelor de conversie termochimica deseurilor,selectarea condițiilor de funcționare optima a sistemelor de conversie si materialului activ
Proiectarea si realizarea unui sistem de conversie cu utilizare de catalizatori
Tehnologie de procesare termochimica a gudronului
Catalizatori pe baza de fier pentru reactia de descompunere a gudronului
Proceduri de lucru.
Obtinerea de gaze combustibile din gudron si cresterea eficientei sistemelor de conversie termochimică a deşeurilor
Valorificare deseuri prin procese de reciclare
Studii rapoarte stiintifice noi materiale adsorbante si catalitice
investigatii experimentale articole brevete.
PN 09 19 01 15: Tranzitia Metal Semiconductor in Complexul Hidrogenat Mg‐Ni‐H
Realizarea unei celule de hidrogenare ex‐situ pentru monitarizarii in timp real a tranzitiei metal‐semiconductor in diverse filme subtiri hidrogenate la diverse lungimi de unda sau pe intreg spectrul
studii rapoarte stiintifice noi materiale catalitice investigatii experimentale articole
194/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
vizibil, in conjunctie cu masuratori de rezistivitate electrica la diverse presiuni de hidrogenare, in domeniul cuprins intre 5mbar si 1.3bar, la temperaturi variate intre 250C si 1500C
Fabricarea si caracterizarea structurala si morfologica a filmelor subtiri hidrogenate de tipul Mg‐Ni‐H
Determinarea factorilor de Influenta a conditiilor de depunere a filmelor subtiri asupra proprietatilor fizice fundamentale (rezistivitate electrica, concentratie de purtatori de sarcina, reflexie, transmisie sau absorbtie optica)
Studiul detaliat al tranzitiei metal‐semiconductor in sistemul hidrogenat complex Mg‐Ni‐H cu ajutorul masuratorilor de rezistivitate electrica, magnetorezistenta si efect Hall in domeniul de temperaturi criogenice (1.2‐300K) si campuri magnetice de pana la 7T
Elaborarea unui cadru referential pentru studiul aliajelor complexe hidrogenate cu multi electroni in cadrul teoriei mediilor compozite (Bruggeman)
Rapoarte de cercetare‐dezvoltare Brevet inaintat la OSIM pentru evaluare.
brevet.
PN 09 19 01 16: Utilizarea de noi tehnologii pentru sinteza materialelor nano‐compozite tip grafena, cu proprietati catalitice si electrocatalitice si aplicatii in domeniul PEMFC
studii de caracterizare si testare a catalizatorilor platinici
studii de caracterizare si testare a catalizatorilor de tip grafena‐nemetal
set‐up experimental pentru sinteza grafenelor
procedee noi de sinteza a catalizatorilor de tip grafene‐iod
teste de activitate catalitica a materialelor grafenice preparate
caracterizarea materialelor sintetizate.
studii rapoarte stiintifice noi materiale catalitice investigatii experimentale modele matematice articole.
PN 09 19 01 17: Convertor energetic de tip PEM pentru producere de hidrogen ultrapur.
Procedura de realizare de electrozi nanostructurați pe bază de oxizi metalici pentru sisteme electrochimice de producere a energiei electrice
Model experimental de celula de electroliza PEM.
Alegerea niobiului drept catalizator pentru electrolizoarele cu membrana polimera PEM reprezinta un pas important in dezvoltarea de catalizatori nanostructurati cu activitate catalitica ridicata cu continut scazut de metale pretioase si cost de fabricatie redus.
Consolidarea expertizei in domeniul sintezei de catalizatori pentru electro‐
195/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
lizoarele PEM folosind metoda pulverizarii DC.
Posibilitatea realizarii unui ansamblu de electroliza cu eficienta imbunatatita de producere a hidogenului si timp de functionare ridicat.
PN 09 19 01 18: Propulsor electric cu pile de combustibil cu hidrogen pentru aplicatii mobile
Studiul si dezvoltarea cunostintelor legate de procesele de control a ansamblurilor de pile de combustibil cu utilizare directa in aplicatii mobile
Realizarea de surse hibride de putere compuse din pila de combustibil cu hydrogen, acumulator si ultracapacitor.
Realizarea unui model experimental pentru un propulsor electric cu pila de combustibil si sursa hibrida de putere pentru vehicule.
Tehnologie de implementare a pilelor de combustibil pe vehicule electrice alimentate de la baterii cu toate avantajele ce decurg din acest fapt
Generarea unor schimbări substanțiale și benefice în managementul energiei in aplicatii mobile
Dezvoltarea unei intregi logistici pentru derularea de experimente si testari in domeniul comportatii ansamblurilor de pile de combustibil si a sistemelor de control a acestora in aplicatii mobile
Noi modele matematice pentru procesele ce se deruleaza intr‐un propulsor electric.
Management energetic pentru propulsoare electrice cu divizarea puterii intre subansamblele componente
Cunoasterea tehnologiilor bazate pe hidrogen pentru vehicule electrice hibride la nivelul actual de dezvoltare al echipamentelor
Cresterea capabilitatii si competentei institutului in domeniu si in special in analiza pilelor de combustibil cu membrana schimbatoare de protoni, in vederea conectarii cercetarilor la reteaua Europeana a activitatilor de C&D in domeniul hidrogenului si pilelor de combustibil.
lucrari stiintifice
PN 09 19 01 19: Studii cu privire la utilizarea deseurilor de la centralele de energie pe baza de carbune pentru dezvoltarea de materiale adsorbante selective fata de poluantii prezenti in gazele de ardere evacuate
Studiu privind caracterizarea de probe de carbune si cenușă zburătoare de la diferite statii de producere a energie si prezentarea riscului de poluare a mediului de catre aceste deseuri,prepararea de sorbenti derivati din fractia carbonica din cenusa zburatoare si caracterizarea fizico‐chimica a sorbentilor obtinuti , evaluarea nivelui de poluanti din gazele de ardere evacuate, prezentarea riscului asupra sanatatii si mediului si tehnologii de tratare pentru reducerea gradului poluarii, teste de laborator cu privire la utilizarea adsorbenților selectivi derivati din cenusa zburatoare pentru îndepărtarea poluantilor din gazele de ardere si evaluarea impactului socio‐economic si de mediu
Tehnologie de procesare a cenusii zburatoare pentru separarea fractiei carbonice de cea oxidica si de preparare
Obtinerea de adsorbanti carbonici selectivi pentru reducerea emisiilor de CO2, NOx, VOC si mercur din gazele de ardere cat si promovarea uneitehnologii care sa ajute la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră
Valorificare deseuri prin procese de reciclare incluzand:
‐ studii ‐ rapoarte stiintifice ‐ noi materiale adsorbante ‐ investigatii experimentale ‐ articole ‐ brevete
196/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
a carbunilor activi selectivi Adsorbanti carbonici selectivi pentru reducerea emisiilor de CO2, NOx, VOC si mercur, cat si pentru a promova o tehnologie care sa ajute la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră
Proceduri de lucru.
PN 09 19 02 01: Cercetări privind aplicarea metodelor de analiză izotopică şi multi‐element în vederea definirii autenticităţii şi clasificării geografice a vinurilor româneşti
Studiul normelor şi regulamentelor UE care stau la baza controlului calităţii vinului
Bază de date cu referenţiale pentru interpretarea analizelor izotopice pe vinuri
Metodă de analiză a metalelor grele din vinuri prin ICP‐MS; pachet procedural
Studiu privind conţinutul de metale grele pentru vinurile româneşti
Diferenţierea originii geografice a vinurilor prin intermediul conţinutului de minerale şi a rapoartelor izotopice ale acestora
Studiu privind profilul aromatic al vinurilor Dezvoltarea metodei de determinare a profilului aromatic al vinului utilizând cromatografia în faza lichidă
Dezvoltarea metodei de determinare a profilului aromatic al vinului utilizând cromatografia în fază gazoasă
Studiu asupra influenţei condiţiilor climatice şi a solului asupra amprentei izotopice a vinurilor
Studiu privind compoziţia multi‐element a vinurilor româneşti, pe diverse zone geografice
Dezvoltarea metodei de determinare a raportului izotopic 87Sr/86Sr prin ICP‐MS
Validarea metodei de analiză a izotopilor stabili 13C şi 18O din vin prin spectrometrie de masă pentru rapoarte izotopice. Acreditare incercări
Validarea metodei de analiza a metalelor grele şi izotopilor metalelor grele prin spectrometrie de masă cu plasmă cuplată inductiv
Validarea metodei de analiză a compuşilor de aromă din probe de vin utilizând sistemul gaz cromatograf/ spectrometru de masă (GC/MS)
Validarea metodei RP‐HPLC de determinare cantitativă a resveratrolului din vinuri
Consolidarea expertizei şi controlului calităţii vinului prin tehnici ICP‐MS pentru analiza multi‐element.
Consolidarea expertizei şi controlului calităţii vinului prin tehnici GC‐MS şi HPLC pentru identificarea compuşilor de aromă si a compuşilor fenolici.
Identificarea de noi metode de autentificare a vinurilor.
Crearea unei bănci de date utile pentru controlul din industria vitivinicolă.
Implementarea metodelor de autentificare a vinurilor şi utilizarea lor pentru sectorul economic.
PN 09 19 02 02: Amprentarea izotopica a hidrocarburilor din titei, cu aplicatii in caracterizarea originii si a maturitatii zacamintelor de petrol
Utilizarea tehnicilor analitice elementare pentru caracterizarea originii si a maturitatii termice a petrolului (determinarea puterii calorifice superioare si inferioare prin metoda bombei calorimetrice. Determinarea
dezvoltarea de proceduri specifice utilizand tehnici analitice moderne (ex. cromatografie lichida HPLC, calorimetrie) in caracterizarea originii si a
197/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
hidrocarburilor aromatice policlice prin cromatografie lichida HPLC). Metode de laborator/proceduri de lucru / Rapoarte de analiza si de cercetare
Punerea la punct a procedurilor specifice pe analizorul elemental Flash EA 1112 EA Thermo pentru amprentarea izotopica Carbon 13 total, amprenta izotopica utila in conceperea procedurii specifice pe sistemul gaz cromatograf GC C/TC. Metode de laborator. Proceduri de lucru. Rapoarte de analiza si de cercetare.
maturitatii termice a zacamintelor petroliere
punerea la punct a procedurilor specifice pe analizorul elemental Flash EA 1112 EA Thermo pentru amprentarea izotopica Carbon 13 total a probelor din studiu
determinarea rapoartelor izotopice (Deuteriu si Oxigen 18) din apele asociate zacamintelor de petrol utilizand tehnica analitica prin IRMS ‐ rapoarte de analiza
validarea procedurii specifice de analiza izotopica Carbon 13 total a probelor din studiu pe analizorul elemental Flash EA 1112 EA Thermo – rapoarte de analiza
startul elaborarii propriei banci de date analitice pentru probele analizate
intocmirea de rapoarte stiintifice, articole.
PN 09 19 02 03: Evaluarea impactului antropic asupra mediului inconjurator prin investigatii asupra poluantilor din aer,apa, sol si compararea cu o zona protejata de Parc National
studiu privind legislatia europeana si nationala referitoare la calitatea mediului inconjurator
studiu de caracterizare si comparare a zonelor de interes: zona industriala si zona Verde
studiul evolutiei factorilor de influenta asupra calitatii mediului din zona studiata
monitorizarea Zonei Industriale si a Zonei Verde
baza de date cuprinzand concentratiile poluantilor urmariti in mediul inconjurator (aer, apa, sol) determinate pentru zonele de studiu.
studii rapoarte stiintifice investigatii experimentale articole.
PN 09 19 02 04: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de extractie si separare a unor compusi de tip antocianic si antocianidinic de origine vegetala in scopul utilizarii drept coloranti naturali in alimentatie
Clasificarea colorantilor alimentari Metode de extractie si separare a colorantilor naturali
Metode de obtinere a colorantilor sintetici
Identificarea compusilor flavilici de origine vegetala
Metode de determinare a continutului flavilic
Metode de extractie a compusilor polifenolici
Metode separare a compusilor
Stadiul actual al dezvoltarii cunostintelor in domeniul colorantilor alimentari
Studii privind compusii cu structura flavilica de origi‐ne vegetala
Investigatii privind meto‐dele de extractie si sepa‐rare a compusilor polife‐nolici
Studiu comparativ asupra efectelor biologice ale
198/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
polifenolici Metode de purificare a compusilor polifenolici
Evidentierea efectelor bioogice ale antocianinelor naturale
Evidentierea efectelor biologice ale colorantilor sintetici
Realizarea metodelor cromatografice de analiza a continutului de antocianine
Metode de extrectie si separare a antocianinelor
Metode de extractie si separare a antocainidinelor
Identificarea compusilor polifenolici prin tehnici cromatografice
Caracterizarea compusilor polifenolici Lucrari stiintifice Metode de purificare a antocianinelor si antocianidinelor
Determinarea gradului de extractie si separare a antocianinelor si antocianidinelor
Cerere brevet Lucrari publicate si Comunicari stiintifice
antocianinelor naturale si ale colorantilor sintetici cu proprietati asemanatoare
Identificarea continutului de antocianine si antocianidine din fructe si flori prin tehnici cro‐matografice avansate
Elaborare metode de extractie si separare a antocianinelor si antociani‐dinelor din fructe si flori
Cercetari aprofundate cu privire la identificarea si caracterizarea compusilor polifenolici din struguri si vinuri
Elaborare metode de purificare a antocianinelor si antocianidinelor obtinute in scopul utilizarii drept coloranti alimentari natu‐rali
Determinarea randamentului de extractie si separare a antocia‐ninelor si antocianidinelor prin tehnici cromatografice si valorificarea rezultatelor in industria alimentara
PN 09 19 02 05: Cercetări privind caracterizarea şi autentificarea produselor naturale pe baza evaluării profilului lor proteic
Studiu de sinteza asupra cercetarilor efectuate la nivel national/internaţional cu privire la compoziţia chimică a veninului de albine şi a factorilor de influenţă, în scopul izolării principalelor fracţiuni. Stabilirea principalelor tehnici de investigare analitică a apitoxinei, cu scopul stabilirii unei bănci de date cu amprente proteice
Metodă analitică de caracterizare a produselor apicole (miere şi venin de albine) prin rezonanta magnetică nucleară şi SNIF RMN
Metodă analitică de caracterizare a produselor apicole (miere şi venin de albine) prin spectrometrie de tip MALDI‐TOF
Procedură specifică pentru caracterizarea veninului de albine prin cromatografie lichidă de înaltă performanţă
Metodologie de amprentare a produselor apicole în vederea autentificării din punct de vedere al originii botanice şi geografice.
Consolidarea expertizei în domeniul investigării profilului proteic al produselor apicole, precum mierea şi veninul de albine.
Consolidarea expertizei în utilizarea unor tehnici analitice performante precum HPLC, IRMS, MALDI‐TOF, RMN si SNIF‐RMN, în scopul autentificării calităţii si provenienţei produselor.
Obţinerea de date de referinţă pentru autentificarea calităţii şi origii produselor apicole, miere şi venin de albine.
Diminuarea produselor falsificate de pe piaţă, prin aplicarea în procesul de control al siguranţei şi securităţii alimentare a unor tehnici analitice
199/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
Validare metodă de determinare a proteinelor din veninul de albine prin cromatografie de lichide pe fază inversă (RPLC).
Validare tehnică PMF (peptide mass fingerprinting) prin spectrometrie de masă de tip MALDI‐TOF pentru certificarea/ autentificarea anumitor categorii de produse apicole.
Bancă de date cu profile proteice ale apitoxinei si mierii.
avansate, în baza unor metode validate.
PN 09 19 02 06: Cercetari suport privind aplicarea investigatiilor multi‐element si multi‐izotopice in stabilirea unor markeri de origine pentru trasabilitatea alimentelor
Studii privind consolidarea sigurantei alimentare prin aplicarea tehnicilor de analiza multi‐element si multi‐izotopic in trasabilitatea alimentelor; Sinteze asupra cercetarilor anterioare si identificarea posibilitatilor de extindere a acestor tehnici pentru diverse matrici alimentare complexe.
Elaborarea si experimentarea metodelor analitice multi‐element pentru determinarea markerilor de origine din produse alimentare naturale. Crearea unui sistem informatic si a unei baze de date.
Elaborarea si experimentarea metodelor analitice izotopice pentru determinarea markerilor de origine din produse alimentare naturale;
Validarea sistemului informatic prin expertizarea markerilor de origine pentru fiecare matrice in parte
Studii teoretice si experimentale privind identificarea markerilor de origine: izotopii stabili (2H/1H (D/H), 18O/16O, 13C/12C si 15N/14N in diferite fractii de produs) si corelarea cu izotopii de strontiu, ca element de noutate pe plan national; prezentarea avantajelor utilizarii spectrometrului de masa in flux continuu CF‐IRMS, SNIF‐NMR si ICP‐MS in analiza izotopilor stabili si sintetizarea datelor existente;
Studii teoretice si experimentale privind identificarea markerilor de origine (ex. metale grele, aminoacizi, acizi organici, compusi fenolici, componenti volatili etc) prezentarea avantajelor utilizarii acestor tipuri de markeri si a tehnicilor analitice, sintetizarea datelor existente;
Crearea unei baze de date cu markerii de origine specifici pe fiecare matrice in parte (ex. bauturi, fructe, cereale, produse lactate, etc) si corelarea rezultatelor obtinute prin analize multi‐element si multi‐izotopice;
Demonstrarea functionalitatii sistemului informatic prin expertizarea markerilor de origine pentru fiecare
200/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
matrice in parte.
PN 09 19 02 07: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a profilului compozitional al unor produse cu matrice complexa
Studiu privind tendintele actuale de control a calitatii aliemntelor;
Studiu de sinteza privind utilizarea tehnicilor spectroscopice si spectrometrice in investigarea profilului compozitional al unor produse cu matrice complexa;
Studiu privind procesarea statistica a datelor analiticie ‐ Chemometrie;
Studiu de obtinere a profilului compozitional al uleiurilor vegetale utilizand rezonanta magnetica nucleara (RMN);
Studiu de clasificare a mierii in functie de originea botanica folosind chemometria.
Studiu de clasificare a sucurilor de fructe in functie de originea botanica folosind chemometria
Studiu de sinteza privind caracteristicile bauturilor alcoolice cu potential crescut de falsificare (bauturi fermentate, vinuri aromatizate si bauturi distilate) si prevederile legislative in vigoare.
Studiu de clasificare a bauturilor fermentate linistit, a vinurilor aromatizate si a bauturilor distilate (bauturi distilate din struguri, bauturi distilate din fructe, probe necunoscute) cu ajutorul rezonantei magnetice nucleare si a chemometriei.
Studiu de clasificare a bauturilor fermentate linistit, a vinurilor aromatozate si a bauturilor distilate folosind tehnici de amprentare izotopica ‐ SNIF‐RMN si IRMS.
Compararea tehnicilor de obtinere a profilului compozitional cu tehnicile de amprentare izotopica. Identificarea elementelor de noutate.
Studiu de evaluare a markerilor caracteristici pentru diferentierea vinurilor conventionale si ecologice folosind cromatografia HPLC si chemometria. Profilul compusilor fenolici. Profilul antocianic.
Clasificarea vinurilor rosii cu ajutorul unor markeri specifici si a analizei statistice multicomponent.
Compararea metodei BBO‐RMN cu metoda SNIF‐RMN
Insumarea principalelor concluzii si rezultate din cadrul proiectului
Descrierea bazelor de date dezvoltate in
Consolidarea expertizei in domeniul controlului calitatii si determinarii autenticitatii alimentelor, utilizand tehnici de obtinere a profilului compozitional
Consolidarea expertizei in domeniul analizei alimentelor prin RMN si HPLC
Consolidarea expertizei in domeniul procesarii statistice a datelor – Chemometrie
Implementarea la nivel national a metodelor de determinare a originii botanice/autentificarii alimentelor cu ajutorul tehnicilor RMN si HPLC
Crearea unei banci de date utile pentru controlul alimentelor.
201/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
cadrul proiectului Descrierea metodologiei si a software‐lor de procesare a datelor privind profilul compozitional si autentificarea alimentelor.
Prezentarea diseminarii rezultatelor obtinute in cadrul proiectului
PN 09 19 02 08: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de control al unor contaminanti si aditivi in alimentatie
Clasificarea contaminatilor si principiilor ce guverneaza evaluarea lor toxicologica.
Evaluarea tipurilor de aditivi din produsele alimentare.
Dezvoltarea unor tehnici analitice performante pentru identificarea si cuantificarea unor contaminanti in alimentatie.
Studii priivind clasificarea contaminatilor si principiilor de guverneaza evaluarea lor toxicologica.
Metode de evaluare a tipurilor de aditivi din produsele alimentare
Dezvoltarea unor tehnici analitice performante pentru identificarea si cuantificarea unor contaminanti in alimentatie
Dezvoltarea de proceduri standard pentru determinarea ftalatilor din diverse matrici alimentare
Metode de analiza a unor aditivi din produsele alimentare
Validarea metodelor în vederea implementării lor în industria alimentara
Largirea bazei informationale in domeniu
Cercetarile pot constitui o baza teoretica si experimentala in promovarea tehnologica a cercetarii
Crearea unei baze de date a cotaminantilor si efectele lor toxicologice
Crearea unei baze de date a aditivilor alimentari
Realizarea de metode performante si eficiente pentru monitorizarea contaminatilor
Realizarea de metode performante si eficiente pentru monitorizarea aditivilor
Promovarea de noi metode de control a contaminantilor si aditivilor alimentari prin dezvoltarea unor proceduri specifice
Valorificarea rezultatelor in industria alimentara.
Lucrari publicate si Comunicari stiintifice
PN 09 19 02 09: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a compusilor biologic activi aflati in compozitia produselor naturale ecologice care stau la baza dezvoltarii unor alimente functionale si produse cosmetice
Diferentierea vinurilor ecologice vs. conventionale pe baza compusilor fenolici
Diferentierea vinurilor ecologice vs. conventionale pe baza antocianilor majoritari
Diferentierea vinurilor ecologice vs. conventionale pe baza acizilor organici
Evaluarea continutul de polifenoli din struguri (seminte si pielita)
Evaluarea continutului de acizi terpenici din diferite surse vegetale
Caracterizarea fizico‐chimica a produselor apicole ‐ alimente funcţionale
Evaluarea compozitiei minerale a produselor apicole
Investigare a profilul compusilor fenolici in produsele apicole – alimente functionale
Realizarea amprentei izotopice a
Consolidarea expertizei in domeniul controlului calitatii si determinarii autenticitatii produselor ecologice si alimentelor functionale, utilizand tehnici de obtinere a profilului compozitional;
Consolidarea expertizei in domeniul analizei alimentelor prin HPLC, UV‐VIS, AAS, IRMS, RMN;
Consolidarea expertizei in domeniul procesarii statistice a datelor ‐ Chemometrie;
Implementarea la nivel national a metodelor de autentificare a produselor
202/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
produselor naturale, in special a produselor ecologice prin IRMS si evidentierea principalelor posibilitati de autentificare a acestora
Realizarea amprentei izotopice a produselor naturale (ex. mierea de albine) prin IRMS si evidentierea principalelor posibilitati de autentificare a acestora
Cuantificarea compusilor majoritari si minoritari din probe de alimente cu ajutorul 1H‐RMN de lichide
Prezentarea diseminarii rezultatelor obtinute in cadrul proiectului
ecologice cu ajutorul tehnicii HPLC
Crearea unor banci de date utile pentru controlul produselor alimentare naturale.
PN 09 19 02 10: Investigatii teoretice si expe rimentale privind dezvolta rea de membrane compozite utilizate la purificarea de combustibili conventionali/ biocombustibili gazosi
Model de sinteza de noi materiale poroase de tip silice mezoporoase functionalizata sau nu cu grupari amina
Model de preparare membrane compozite pentru aplicatiile de purificare a combustibililor conventionali/ biocom‐bustibililor gazosi
Sistem experimental de testare a materialelor mezoporoase si membranelor compozite
Sisteme selective de separare a amestecurilor gazoase.
Realizarea de noi materiale mezoporoase cu propri‐etati imbunatatite fata de materialele deja existente
Realizarea de noi membrane compozite mai eficiente in ceea ce pri‐veste selectivitatea
Realizarea unui sistem experimental pentru sepa‐rarea amestecului de gaze, sisitem care se va putea transforma pentru a fi utilizat la scara industriala
Obtinerea de gaze pure datorita utilizarii de membrane selective
PN 09 19 03 01: Investigatii experimentale privind efectele de fractionare izotopica in electrolizoare PEM (H, D, T)
Proiect de executie electrolizor tip PEM: documentatie tehnica cod 1035‐00
ME electrolizor cu 4 celule de electroliza PEM
Know‐ how si contributie la dezvoltarea infra‐structurii existente in domeniul hidrogenului, pe directia electrolizei PEM.
PN 09 19 04 01: Studii complexe asupra materialelor utilizate in domeniul criogenic
Studiu proiect standuri experimentale cod de calcul si analiza.
Baze de date metode de analiza tehnici de investigare.
PN 09 19 04 02: Integrarea echipamentelor de producere a vidului inalt in sistemele de comanda si control specifice instalatiilor de energii inalte
Prototip: Stand pentru producerea vidului inalt
Imbunatatirea sistemului de transmitere a datelor de la sistemul de comanda al standului de vid, catre un sistem de comanda centralizat de comanda si conform, folosind standardul Eth
PN 09 19 05 01: Tehnici si proceduri pentru determinarea radioactivitatii in mediu
proceduri optimizate de determinare a radioactivitatii mediului ; 3H, 14C, 90Sr, 222Rn la nivel natural;
acreditare RENAR si notificare CNCAN a masurarilor efectuate in procedura de rutina in cadrul laboratorului;
determinarea nivelului de radioactivitate
extinderea ariei de interes si aplicabilitate a metodei scintilatiei lichide in cadrul laboratorului
baza de date privind evolutia nivelului radioactivitatii in mediu, cu
203/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Efecte scontate
in jurul unui obiectiv nuclear; evaluarea gradului de protectie a surselor de apa aferente.
accent pe radioizotopii de interes
studii izotopice rapoarte stiintifice articole stiintifice cresterea vizibilitatii activitatii laboratorului prin comunicari stiintifice.
4.2. Valorificarea în producţie a rezultatelor obţinute:
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
PN 09 19 01 01: Dezvoltarea metodologiei de validare experimentala pentru un model matematic cu celule de combustibil cu membrana polimerica
‐ Stand de testare pile de combustie; ‐ Sistem de control multivariabil, de tip robust, dedicat ansamblurilor de pile de combustie de tip PEM
‐ dezvoltatori de sisteme de stocare a energiei regenerabile; ‐ dezvoltatori de combustibili din surse regenerabile; ‐ dezvoltatori de tehnologii de protectie a mediului
‐ utilizarea hidrogenului produs din surse regenerabile; ‐ scaderea gradului de poluare cu CO2 si cresterea calitatii vietii; ‐ dezvolarea durabila a sectorului energetic; ‐ dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐ material didactic.
PN 09 19 01 02: Modelarea matematica si investigarea experimentala a degradarii materialelor intr‐o pila de combustie
‐ implementarea si utilizarea pilelor de combustie ca surse neconventionale de producere a energiei; ‐ material didactic
‐ aplicatii stationare ‐ aplicatii mobile ‐ telecomunicatii ‐ universitati
‐ obtinerea de energie din surse noi si regenerabile cu impact pozitiv asupra mediului.
PN 09 19 01 03: Cercetari teoretice si experimentale privind realizarea unor concentratoare moleculare solare in vederea imbunatatirii eficientei energetice si economice a sistemelor de conversie a energiei regenerabile
‐ model experimental concentrator solar luminiscent ‐ colectie de date pentru studiul de prefezabilitate
‐ dezvoltatori de sisteme de stocare a energiei regenerabile
‐ scaderea gradului de poluare cu CO2 si cresterea calitatii vietii; ‐ dezvolarea durabila a sectorului energetic; ‐ dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐ material didactic.
PN 09 19 01 04: Analiza procesului de contaminare a celulelor de combustibil cu Hidrogen, cu membrana polimerica: impact, mecanisme si atenuari
‐ sisteme experimentale pentru evaluarea performanţelor la pilele de combustie ‐proceduri de lucru
‐ dezvoltatori de pile de combustibil;
‐dezvolarea durabila a sectorului energetic; ‐dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐material didactic.
PN 09 19 01 05: Sisteme de recuperare si purificare a matricilor de
Sistem separare/ purificare hidrogen
Unitati din industrie pentru producere si
Pret de cost redus Energie nepoluanta pentru mediu
204/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
hidrogen bazate pe materiale modificate structural
valorificare hidrogen
PN 09 19 01 06: Modelarea si analiza experimentala a raspunsului tranzitoriu al unui sistem de pile de combustibil pentru aplicatii automotive
‐ sisteme experimentale pentru evaluarea performanţelor la pilele de combustie ‐proceduri de testare
‐ dezvoltatori de pile de combustibil
‐dezvolarea durabila a sectorului energetic; ‐dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐material didactic.
PN 09 19 01 07: Integrarea energiilor regenerabile utilizand tehnologii bazate pe hidrogen
‐ unitate de management a energiei provenita din surse regenerabile ‐ sistem concept de generare a energiei electrice din surse regenerabile ‐ material didactic
‐ dezvoltatori de sisteme de producere a energiei electrice pentru zone izolate, sisteme bazate pe surse regenerabile si tehnologia pilelor de combustibil; ‐ beneficiari casnici si industriali ‐ universitati
‐ valorificarea resurselor regenerabile de energie favorizeaza introducerea in sistemul economic a unor zone izolate, furnizand astfel o baza pentru dezvoltarea unor activitati economice; ‐accelerarea dezvoltarii si a patrunderii pe piata a tehnologiilor si sistemelor bazate pe surse regenerabile si tehnologia pilelor de combustibil; ‐ dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐ material didactic.
PN 09 19 01 08: Studii cu privire la dezvoltarea proceselor termocatalitice si a tipurilor de catalizatori utilizati pentru aplicatii in domeniul producerii energiei regenerabile
Tehnologie Catalizatori Adsorbanti selectivi
Unitati din energie, industrie, mediu
Imbunatatirea balantei energetice si a costurilor de productie la fabricile de producere biodisel; Obtinerea unei surse curate de energie regenerabila precum hidrogenul. Dezvoltarea unei cai alternative de tratare catalitica a dioxidului de carbon rezultat din procesele termocatalitice pentru a realiza atat captarea cat si utilizarea sa in scopuri energetice prin conversie la metan. Energie regenerabila nepoluanta la pret de cost redus Valorificare deseuri prin procese de reciclare
PN 09 19 01 09: Investigatii teoretice si experimentale privind sistemele de retentie a CO la temperaturi joase pentru pilele de combustibil tip PEM si aplicatiile lor
‐ sisteme de retentie a CO la temperaturi joase; ‐ material didactic
‐ dezvoltatori de sisteme bazate pe tehnologia pilelor de combustibil; ‐ dezvoltatori de tehnologii de purificare a aerului,
‐ optimizarea si gasirea unor solutii interne pentru rezolvarea dezavantajului otravirii pilelor de combustibil tip PEM cu monoxid de carbon; ‐ accelerarea dezvoltarii si a
205/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
de masti de gaze pentru aplicatiile miniere, de detectoare de CO ‐ universitati
patrunderii pe piata a tehnologiilor si sistemelor de retentie a CO pentru domenii precum: mediul si calitatea vietii sau cel energetic; ‐ dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐ material didactic.
PN 09 19 01 10: Studii si cercetari privind implementarea algoritmilor de tip Fuzzy pentru managementul ansamblurilor de pile de combustibil de tip PEM in vederea cresterii eficientei energetice a acestora
‐ sisteme experimentale ‐proceduri de testare
dezvoltatori de pile de combustibil
‐dezvolarea durabila a sectorului energetic; ‐dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐material didactic.
PN 09 19 01 11: Prospectii si oportunitati tehnico‐economice privind reciclarea CO2 la metan, utilizand hidrogen regenerabil
‐ sisteme catalitice pentru reactia de metanare la temperaturi relativ scazute; ‐ colectie de date pentru studiul de prefezabilitate
‐ dezvoltatori de sisteme de stocare a energiei regenerabile; ‐ dezvoltatori de combustibili din surse regenerabile; ‐ dezvoltatori de tehnologii de protectie a mediului prin reciclarea poluantilor – CO2.
‐ utilizarea hidrogenului produs din surse regenerabile; ‐ scaderea gradului de poluare cu CO2 si cresterea calitatii vietii; ‐ dezvolarea durabila a sectorului energetic; ‐ dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐ material didactic.
PN 09 19 01 12: Investigari experimentale privind realizarea de ansambluri membrane‐electrozi optimizate pentru pile de combustibil tip PEM
‐ realizarea unei linii de testare a ansamblului membrana‐electrod; ‐ material didactic
‐ dezvoltatori de sisteme bazate pe tehnologia pilelor de combustibil; ‐ universitati
‐ optimizarea si gasirea unor solutii interne pentru testarea unui ansamblu membrana‐electrod si de control al stoechiometriei H2/aer (sau oxigen), umiditate (pana la 95%RH), temperatura (intre 25 0C si 120 0C) si presiune (i.e., pana la 3.0bar presiune absoluta); ‐ accelerarea dezvoltarii si a patrunderii pe piata a tehnologiilor si sistemelor de retentie a CO pentru domenii precum: mediul si calitatea vietii sau cel energetic; ‐ dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐ material didactic.
PN 09 19 01 13: Convertor energetic de tip PEM pentru producere de
‐ membrane polimere cu proprietati imbunatatite in conditii de functionare
Sectorul energetic ‐ departamentele R&D pentru
‐ Scaderea costurilor de productie a sistemelor de producere a hidrogenului ca
206/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
hidrogen ultrapur in mediul acid al electrolizorului PEM; ‐ strat catalitic si catalizatori nanostructurati cu proprietati electric conductoare si suprafete specifice ridicate ‐ material didactic
integrarea electrolizoarelor in aplicatii mobile si stationare; Sectorul de mediu ‐ implementarea sistemelor alternative de energie curata ce utilizeaza pe pile de combustibil si electrolizoarele de tip PEM cu zero emisie de gaze cu efect de sera.
urmare a obtinerii de catalizatori cu costuri scazute pe baza de oxizi metalici si asigurarea disponibilitatii si a patrunderii pe piata a tehnologiilor energetice curate si generarea de beneficii publice semnificative. ‐Dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐ Material didactic.
PN 09 19 01 14: Studii teoretice şi experimentale privind creşterea eficienţei sistemelor de conversie termochimică a deşeurilor pentru producerea de energie regenerabilă
Tehnologie Catalizatori Proceduri
Unitati din energie, industrie, mediu
Imbunatatirea balantei energetice si a costurilor de productie la centrale de producere energie; Obtinerea de date tehnologice si imbunatatirea eficientei energetice a sistemelor; Dezvoltarea unei cai alternative de tratare catalitica a gudronului rezultat din procesele termocatalitice pentru a realiza o crestere a eficientei; Valorificare deseuri prin procese de reciclare
PN 09 19 01 15: Tranzitia Metal‐Semiconductor in Complexul Hidrogenat Mg‐Ni‐H
‐ Realizarea unei celule de hidrogenare ex‐situ pentru monitarizarii in timp real a tranzitiei metal‐semiconductor in filme subtiri ‐ Realizarea unei senzor de hidrogen/umiditate cu proprietati de detectie reversibile
‐ dezvoltatori de sisteme bazate pe tehnologia de stocare a hidrogenului; ‐ industria elementelor si materialelor cu proprietati senzoristice pe baza de gaz/umiditate, etc; ‐ universitati
‐ optimizarea si gasirea unor solutii interne pentru rezolvarea probelematici de stocare reversibila a hidrogenului ultrapur; ‐ dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐ material didactic.
PN 09 19 01 16: Utilizarea de noi tehnologii pentru sinteza materialelor nano‐compozite tip grafena, cu proprietati catalitice si electrocatalitice si aplicatii in domeniul PEMFC
‐ sisteme catalitice pentru realizarea ansamblului membrana electrod; ‐proceduri de lucru
‐ dezvoltatori de sisteme de stocare a energiei regenerabile; ‐ dezvoltatori de pile de combustibil; ‐ dezvoltatori de tehnologii de protectie a mediului.
‐integrarea sistemelor catalitice in tehnologia de fabricare a pilelor de combustibil; ‐dezvolarea durabila a sectorului energetic; ‐dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐material didactic.
207/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
PN 09 19 01 17: Concept inovativ de producerea a hidrogenului prin electroliza PEM
‐ Catalizatori nanostructurati cu proprietati electric conductoare si suprafete specifice ridicate ‐ Celula de electroliza singulara de capacítate mice pentru producerea hidrogenului ‐ material didactic
‐ dezvoltatori de sisteme bazate pe tehnologia de producere a hidrogenului prin metoda electrolizei ‐ universitati
‐ optimizarea si gasirea unor solutii interne pentru rezolvarea probelematici de producere a hidrogenului ultrapur prin electroliza PEM; ‐ dezvoltarea resursei umane implicate in derularea proiectului; ‐ material didactic.
PN 09 19 01 18: Propulsor electric cu pile de combustibil cu hidrogen pentru aplicatii mobile
tehnologii de implementare a pilelor de combustibil pe vehicule electrice alimentate de la baterii surse hibride de putere compuse din pila de combustibil cu hydrogen, acumulator si ultracapacitor
‐ dezvoltatori de sisteme de stocare a energiei regenerabile; ‐ dezvoltatori de pile de combustibil; ‐ dezvoltatori de tehnologii de protectie a mediului.
‐ dezvoltatori de sisteme de stocare a energiei regenerabile; ‐ dezvoltatori de pile de combustibil; ‐ dezvoltatori de tehnologii de protectie a mediului.
PN 09 19 01 19: Studii cu privire la utilizarea deseurilor de la centralele de energie pe baza de carbune pentru dezvoltarea de materiale adsorbante selective fata de poluantii prezenti in gazele de ardere evacuate
Tehnologie Adsorbanti carbonici selectivi Proceduri
Unitati din energie, industrie, mediu
Imbunatatirea balantei energetice si a costurilor de productie la centrale de producere energie; Reducerea cantitatii de cenusa depozitata provenind de la centratele de energie pe baza de carbune si a riscului de mediu prin reciclare Obtinerea de date tehnologice si imbunatatirea eficientei energetice a sistemelor;
Dezvoltarea sorbenților carbonici selectivi derivati din cenușă zburătoare pentru a obtine o alternativă la prețuri accesibile fata de materialele existente si a promova o tehnologie care sa ajute la reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră. Valorificare deseuri prin procese de reciclare
PN 09 19 02 01: Cercetări privind aplicarea metodelor de analiză izotopică şi multi‐element în vederea definirii autenticităţii şi clasificării geografice a vinurilor
a) Studiu privind normele care stau la baza controlului în sectorul calităţii vinului; b) Metodă pentru determinarea conţinutului de metale
Producătorii autohtoni de vinuri. Alţi agenţi economici (ex. distribuitori) Importatorii de vin,
Diminuarea fraudelor prin certificarea originii si calitatii produsului comercializat (vin, produse pe baza de vin, distilat de vin). Confirmarea materiilor prime
208/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
româneşti
din vinuri prin spectrometrie de masa cu plasma cuplata inductiv (ICP‐MS); c) Studiu privind compozitia multi‐element a vinurilor romanesti, pe diverse zone geografice; d) Metodă de determinare a profilului aromatic al vinului utilizând cromatografia în fază gazoasă. e) Metodă de determinare a compuşilor fenolici prin HPLC. f) Metodă de determinare a raportului izotopic 87Sr/86Sr utilizând spectrometria de masă cu plasmă cuplată inductiv g) Studiu privind profilul aromatic al vinurilor. h) Studiu de caz pe zona vitivinicolă Valea Calugarească pentru demonstratea influenţelor geo‐climatice asupra amprentei izotopice a vinurilor. i) Metode validate de determinarea izotopilor stabili 13C şi 18O prin IRMS, a (D/H) prin SNIF‐NMR, a compuşilor fenolici prin HPLC, a compuşilor de aroma prin GC‐MS şi a metalelor grele prin ICP‐MS. j) Servicii de autentificare a vinurilor. k) Servicii de identificare a adaosului de apă exogenă şi a originii botanice a alcoolului din vin. l) Servicii de identificare a metalelor grele din vin.
distilate din vin, alte produse pe bază de vin. Organismele de control al calităţii în industria alimentară (OPC, DADR) MADR – ONVPV pentru cazierul vitivinicol anual Consumatorii. Laboratorul LAFMCA al ICSI pentru interpretarea datelor pe probe necunoscute
declarate. Confimarea zonei geografice de origine declarata pe eticheta.
PN 09 19 02 02: Amprentarea izotopica a hidrocarburilor din titei, cu
‐ Definirea strategiei privind modul de amprentare izotopica a
‐ domeniul geologiei fizicii; ‐ domeniul
‐ posibilitatea colaborarii cu laboratoarele de cercetare in domeniul geologiei si
209/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
aplicatii in caracterizarea originii si a maturitatii zacamintelor de petrol
fractiei saturate si aromatice din hidrocarburi prin spectrometrie de masa cu flux continuu CF‐IRMS cuplata cu gaz cromatografia, contribuind la determinarea originii si maturitatii termice a zacamintelor, dand posibilitatea intelegerii proceselor care au condus la formarea aranjamentelor structurale de care sunt legate zacamintele de petrol si de minerale. ‐ Procedurarea fiecarui nou tip de analiza desfasurat in INC‐DTCI – ICSI va contribui in viitor la aplicatiile din domeniul studiilor de mediu, amprentarea izotopica ajutand la identificarea surselor de poluare in urma unor accidente ecologice.
industriei petroliere; ‐ autoritatile publice cu interes in investigarea sursei de contaminanti din mediile poluate.
industriei de exploatare a zacamintelor de petrol, in domeniul calitatii mediului, cu laboratoarele acreditate in UE pentru realizarea studiilor interlaboratoare.
PN 09 19 02 04: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de extractie si separare a unor compusi de tip antocianic si antocianidinic de origine vegetala in scopul utilizarii drept coloranti naturali in alimentatie
Realizarea de noi metode de extractie, separare si purificare a antocianinelor si antocianidelor si imbunatarirea randamentului de proces in scopul utilizarii in domeniul alimentar
Statiunea de Cercetare Dezvoltare pentru Viticultura si Vinificatie Murfatlar Laboratorul de Analize Instrumetale / Departamentul de Stiinte ale Naturii / Facultatea de Stiinte, Universitatea din Pitesti Institutul de Cataliza si Chimia Suprafetei, Cracovia, Polonia
Identificarea si cuantificarea unor compusi de tip polifenolic pentru caracterizarea diferitelor soiuri de struguri Stabilirea profilului antocianic in extracte naturale din plante, prin cromatografie de lichide de inalta performanta Sinteza si caraterizarea unor materiale mezoporoase in vederea utilizarii ca material adsorbante pentru retinerea
210/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
de compusi polifenolici din diferite surse
PN 09 19 02 05: Cercetări privind caracterizarea şi autentificarea produselor naturale pe baza evaluării profilului lor proteic
a) Studiu privind caracterizarea produselor naturale în baza profilului lor proteic; b) Procedură specifică de caracterizare a produselor apicole (miere şi venin de albine) prin rezonanţa magnetică nucleară; c) Procedură specifică pentru caracterizarea veninului de albine prin cromatografie lichidă de înaltă performanţă; d) Procedură specifică pentru caracterizarea produselor apicole prin spectrometrie de tip MALDI‐TOF; e) Bancă de date cu profile proteice ale apitoxinei şi mierii.
Sectorul apicol – apicultori, asociaţii de apicultori; Producatori de produse naturale pe baza de venin şi miere; Ministerul Agriculturii şi organismele de control al calităţii din industria alimentara
Asigurarea conformităţii calităţii produselor; Certificarea originii şi calităţii produsului comercializat; Creşterea încrederii consumatorilor în produsele naturale. Identificarea fraudelor.
PN 09 19 02 06: Cercetari suport privind aplicarea investigatiilor multi‐element si multi‐izotopice in stabilirea unor markeri de origine pentru trasabilitatea alimentelor
‐ Studii privind consolidarea sigurantei alimentare prin aplicarea tehnicilor de analiza multi‐element si multi‐izotopic in trasabilitatea alimentelor; ‐ Sinteza asupra cercetarilor anterioare si identificarea posibilitatilor de extindere a acestor tehnici pentru diverse matrici alimentare complexe. ‐ Elaborarea si experimentarea metodelor analitice multi‐element si multi‐izotopice pentru determinarea markerilor de origine din produse alimentare naturale. Crearea unui sistem informatic si a unei baze de date;
‐ producatorii de produse naturale si traditionale romanesti; ‐ consumatorii si organismele de control al calitatii in industria alimentara (OPC, DADR) care sunt interesati de autenticitatea produselor alimentare si determinarea conformitatii produsului cu specificatiile inscrise pe eticheta; ‐ Ministerul Agriculturii si Administratiei Rurale – MADR.
‐ Certificarea originii si calitatii produsului comercializat (ex. miere, sucuri de fructe, otet, vin); ‐ Identificarea materiilor prime utilizate; ‐ autentificarea zonei geografice de origine; ‐ asigurarea conformitatii produselor alimentare cu normele interne si ale UE, cat si cu cele ale cerintelor impuse de consumatori / importatori.
PN 09 19 02 07: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice
‐ Studii si servicii de identificare a materiei prime din uleiurile
‐Certificarea originii si calitatii produsului comercializat (ulei vegetal,
211/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
avansate de investigare a profilului compozitional al unor produse cu matrice complexa
vegetale prin RMN ‐ Studii si servicii de identificare a adaosului de arome in bauturile spumante prin RMN. ‐ Studii si servicii de autentificare a sucurilor de fructe, a bauturilor fermentate din fructe, bauturilor distilate, bauturilor aromatizate pe baza de vin prin analiza RMN ‐ Studii si servicii de determinare a acizilor organici din probe de vin prin HPLC ‐ Studii si servicii de deteminare a continutului de acizi ursolic si oleanolic din reziduuri vegetale prin HPLC ‐ Servicii de analiza SNIF‐RMN a probelor de bauturi alcoolice si nealcoolice in vederea autentificarii materiei prime si a originii geografice.
bautura spumnata, bauturi alcoolice si nealcoolice, produse de origine vegetala); ‐Caracterizarea produselor alimentare si a reziduurilor vegetale din industria alimentara; ‐Identificarea materiilor prime utilizate; Identificarea zonei geografice de origine.
PN 09 19 02 08: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de control al unor contaminanti si aditivi in alimentatie
Dezvoltarea unor tehnici analitice performante pentru identificarea si cuantificarea unor contaminanti in alimentatie. Dezvoltarea de proceduri standard pentru determinarea ftalatilor din diverse matrici alimentare. Metode de analiza a unor aditivi din produsele alimentare Identificarea si cuantificarea unor compusi de tip polifenolic pentru caracterizarea diferitelor soiuri de struguri Determinare acid sorbic
SC ANNABELLA SRL Fabrica de Conserve Raureni, Valcea WIV WIEN INTERNATIONAL AG Statiunea de Cercetare Dezvoltare pentru Viticultura si Vinificatie Murfatlar, oras Murfatlar, 905100,
Determinarea compozitiei sucului concentrat si aromei naturale din mere, inclusiv evidentierea posibililor contaminanti. Evaluarea parametrilor de calitate ai apelor deversate de la fabrica de conserve Raureni. Determinarea concentratiei de monoetilenglicol in probe de vin, in scopul certificarii calitatii acestora. Cresterea productiei de struguri cu continut ridicat de compusi polifenolici cu efecte benefice asupra calitatii vietii
212/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
in probe de vin Determinare diversi contaminanti/conservanti in vinuri (ex. acid citric, anhidrida sulfuroasa, pesticide, metale grele) Investigatii cu privire la compozitia nutritionala a produselor alimentare produse la fabrica de conserve Raureni (ex. gem, dulceata, suc, zacusca, etc). Determinarea diferitilor aditivi (ex. conservanti) din materiile prime si produsele finale.
judet Constanta SC Speed SRL Husi, jud. Vaslui Cramele Halewood SA Ploiesti, RO‐100137, Romania S.C. ANNABELLA SRL – Fabrica de Conserve Raureni, Valcea Strada Stolniceni, Nr. 49, loc. Raureni, jud Valcea, cod postal 40050
Cresterea productiei de vin cu continut rificat de compusi cu efecte benefice asupra calitatii vietii Eficientizarea proceului de vinificatie si scaderea gradului de contaminarea a acestuia Eficientizarea procesului de productie a conservelor alimentare si scaderea riscurilor datorate prezentei unor contaminati sau a unor aditivi alimentari in aceste produse. Realizarea de produse bio sau produce cu riscuri toxicologice cat mai reduse
PN 09 19 02 09: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a compusilor biologic activi aflati in compozitia produselor naturale ecologice care stau la baza dezvoltarii unor alimente functionale si produse cosmetice
‐ Studii si servicii de autentificare a vinurilor ecologice vs. conventionale prin analiza HPLC ‐ Studii si servicii de determinare a compusilor fenolici din struguri (seminte si pielita)prin HPLC ‐ Studii si servicii de deteminare a continutului de acizi ursolic si oleanolic din surse vegetale prin HPLC ‐ Studii de cuantificarea compusilor majoritari si minoritari din probe de alimente cu ajutorul 1H‐RMN de lichide ‐ Servicii de autentidicare a materiei prime din alimente (ex.sucuri de fructe, miere, otet, vin si produse pe baza de vin) prin amprentare izotopica IRMS si SNIF‐RMN (carbon 13, oxigen
‐Producatorii si comerciantii vinuri ecologice (organice); ‐Producatorii si comerciantii de produse apicole, alimente functionale obtinute pe baza de produse apicole si fructe. ‐Consumatorii si organismele de controlul calitatii in industria alimentara (OPC, DADR, MADR, CNVCPA).
‐Certificarea produselor ecologice (vinuri, produse apicole); ‐Caracterizarea produselor alimentare si a reziduurilor vegetale din industria alimentara; ‐Identificarea materiilor prime naturale cu un continut ridicat de principii biologic active
213/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
18, azot 15, deuteriu)
PN 09 19 02 10: Investigatii teoretice si experimentale privind dezvoltarea de membrane compozite utilizate la purificarea de combustibili conventionali/biocombustibili gazosi
Analiza impuritatilor din gaze pure si amestecuri de gaze (CO2, H2O, N2, O2) Analize gaze imbuteliate (CO2, N2, O2, Ar) Testarea unui stand experimental de purificare gaze Testare materiale polimerice pentru evaluarea performantelor in retentia impuritatilor din gaze
Messer Romania Gaz SRL, Bucuresti, Sect. 2, str. Delea Veche, nr. 24, et. 3 SC AIR LIQUIDE Romania, Bucuresti, Sect. 1, B‐dul Mircea Eliade, nr. 18, et. 1 Centrul National de Hidrogen si Pile de Combustie Ramnicu Valcea, str. Uzinei, nr. 4, PO Raureni, CP 7
Obtinerea de gaze pure si imbunatatirea productiei, precum si scaderea preturilor de productie Obtinerea de gaze pure si imbunatatirea productiei, precum si scaderea preturilor de productie Obtinerea unui sistem experimental hibrid pentru testarea de materiale compozite si evalurea performantelor de separare ale acestora. Obtinerea de gaze pure. Scoaterea pe piata a unei tehnologii noie de purificare a gazelor.
PN 09 19 04 01: Studii complexe asupra materialelor utilizate in domeniul criogenic
Criostat de tractiune pina la ‐1960C
ICSI Rm.Valcea ‐ Determinarea proprietatilor materialelor la temperaturi criogenice; ‐ Metoda de analiza a parametrilor de risc al unei instalatii criogenice; ‐ Elaborarea unui baze de date a proprietatilor definitorii pentru functionare sigura si a proprietatilor de material la temperaturi ultrajoase; ‐ Teste si analize laborator, studii de risc, sisteme de analiza integrata pentru instalatii cu caracter complex in care exista cicluri criogenice.
PN 09 19 04 01 Teste de tractiune pentru materiale compozite la temperatura ambianta si la temperaturi de ‐50ºC si ‐100ºC
‐ Activitati suport pentru lucrarea de doctorat: “Mecanica ruperii materialelor compozite polimerice”‐ doctorand ing Popescu Constantin, conducator de doctorat‐ prof.univ.dr.ing. Horatiu
214/240
Denumirea proiectului Tipul rezultatului Utilizatori Efecte socio‐economice la
utilizator
Iancau
PN 09 19 04 01 Teste de rezilienta pentru epruvete din teava LNG (300K si 77K)
SC BENKOPP SRL Costuri de fabricatie reduse, verificare proprietati mecanice
PN 09 19 04 01 Teste de rezilienta pentru epruvete din prezoane (300K si 77K)
S.C. INTERACTIV GRUP ELADA SRL
Costuri de fabricatie reduse, verificare proprietati mecanice
PN 09 19 04 01 Teste de tractiune SC Fermit SA Costuri de fabricatie reduse, verificare proprietati mecanice
PN 09 19 04 02: Integrarea echipamentelor de producere a vidului inalt in sistemele de comanda si control specifice instalatiilor de energii inalte
Prototip‐ Stand pentru producerea vidului inalt
FAIR GmbH Darmstadt, Germania
Reducerea costurilor cu sistemele de comanda si achizitie a datelor
PN 09 19 05 01: Tehnici si proceduri pentru determinarea radioactivitatii in mediu
‐‐proceduri optimizate de determinare a radioactivitatii mediului ; 3H, 14C, 90Sr, 222Rn la nivel natural; ‐acreditare RENAR si notificare CNCAN a masurarilor efectuate in procedura de rutina in cadrul laboratorului; ‐determinarea nivelului de radioactivitate in jurul unui obiectiv nuclear; evaluarea gradului de protectie a surselor de apa aferente.
‐Agentia de supraveghere a mediului; ‐Administratia Bazinala Olt; ‐CNCAN; ‐INCDTCI‐ICSI
‐protectia mediului; ‐protectia calitatii apei.
4.3. Participarea la colaborări internaţionale:
Nr. crt.
Denumirea programului internaţional
Ţară şi/sau CE unităţi
colaboratoare Denumire proiect
Valoarea proiectului (lei)
Valoare totală proiect
Valoare ţară
PN 09 19 01 13: Convertor energetic de tip PEM pentru producere de hidrogen ultrapur
1.
Proiect bilateral Romania‐Africa de Sud ‐in evaluare
Romania si Africa de Sud
Nanostructuri hibride grafene/compusi organo‐metalici (GMOF) pentru aplicatii de stocare a hidrogenului.
450.00 lei
Cercetatori romani: 18400 lei Cercetători sud‐africani: 35800 lei
2. Proiect bilateral Romania‐China‐in evaluare
Romania si China
Concept de pila de combustibil flexibila‐noi materiale si arhitectura
64.700 lei
Cercetatori romani: 27000 lei Cercetători chinezi: 37000 lei
PN 09 19 02 01: Cercetări privind aplicarea metodelor de analiză izotopică şi multi‐element în vederea definirii autenticităţii şi clasificării geografice a vinurilor româneşti
1. FIT‐PTS (Food analysis using Isotopic
JRC Ispra‐Italia, EROFINS
Program anual de intercomparare analize izotopice probe de vin –
215/240
Nr. crt.
Denumirea programului internaţional
Ţară şi/sau CE unităţi
colaboratoare Denumire proiect
Valoarea proiectului (lei)
Valoare totală proiect
Valoare ţară
Techniques ‐ Proficiency Testing Scheme
Franta
an 2009
2.
FIT‐PTS (Food analysis using Isotopic Techniques ‐ Proficiency Testing Scheme
JRC Ispra‐Italia, EROFINS Franta
Program anual de intercomparare analize izotopice probe de vin, distilate – an 2010
3.
FIT‐PTS (Food analysis using Isotopic Techniques ‐ Proficiency Testing Scheme
JRC Ispra‐Italia, EROFINS Franta
Program anual de intercomparare analize izotopice probe de vin, distilate – an 2011
4.
Cooperare bilaterala Romania – Africa de Sud
Africa de Sud, Agricultural Research Council ‐ Institute for Deciduous Fruit, Vines and Wine
Propunere proiect: Investigarea unor markeri de origine specifici ca instrumente de discriminare geografică şi de soi a vinurilor din România şi Africa de Sud ‐ ROSAWINES
40.000 lei 18.000 lei
5. Schimb interacademic 2013
Republica Moldova, Institutul de Chimie al Academiei de Stiinte a Republicii Moldova
Amprentarea materiilor prime şi caracterizarea calităţii produselor utilizând tehnica spectrometriei de masă şi spectroscopia prin rezonanţă magnetică nucleară
PN 09 19 02 05: Cercetări privind caracterizarea şi autentificarea produselor naturale pe baza evaluării profilului lor proteic
1.
FIT‐PTS (Food analysis using Isotopic Techniques ‐ Proficiency Testing Scheme
JRC Ispra‐Italia, EROFINS Franta
Program anual de intercomparare analize izotopice probe de miere – an 2013
2.
Schimb interacademic 2013, România – Republica Moldova
Republica Moldova, Academia de Stiinte a Republicii Moldova, Institutul de Chimie
Amprentarea materiilor prime şi caracterizarea calităţii produselor utilizând tehnica spectrometriei de masă şi spectroscopia prin rezonanţă magnetică nucleară
3.
Schimb interacademic 2013, România – Republica Moldova
Republica Moldova, Academia de Stiinte a Republicii
Cercetări privind dezvoltarea aplicaţiilor RMN (rezonanţã magnetică nucleară) în caracterizarea compuşilor
216/240
Nr. crt.
Denumirea programului internaţional
Ţară şi/sau CE unităţi
colaboratoare Denumire proiect
Valoarea proiectului (lei)
Valoare totală proiect
Valoare ţară
Moldova, Institutul de Chimie
cu activitate biologicã
PN 09 19 02 06: Cercetari suport privind aplicarea investigatiilor multi‐element si multi‐izotopice in stabilirea unor markeri de origine pentru trasabilitatea alimentelor
1.
2013‐2014 Bilateral Romania
– Republica Moldova
Bilateral Romania
(INCD TCI ICSI Rm.Valcea) – Republica Moldova
(Institutul de Chimie al
Academiei de Ştiinte al Republicii Moldova)
Amprentarea materiilor prime şi caracterizarea calităţii produselor utilizând tehnica
spectrometriei de masă şi spectroscopia prin
rezonanţa magnetică nucleară
2.
FIT‐PTS (Food analysis using Isotopic Techniques ‐ Proficiency
Testing Scheme
EUROFINS Franta,
JRC Ispra‐Italia 2014
Program anual de intercomparare analize izotopice pe diverse
matrici (ex. vin, distilate, ape, miere)
PN 09 19 02 07: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a profilului compozitional al unor produse cu matrice complexa
1. Schimb interacademic / 2013
Republica Moldova, Academia de Stiinte a Republicii Moldova, Institutul de Chimie
Cercetãri privind dezvoltarea aplicaţiilor RMN(rezonanţă magnetică nucleară) în caracterizarea compuşilor cu activitate biologică
‐ ‐
2.
2 Schimburi inter‐academice / 2014 (locatii: Republica Moldova si Romania)
Republica Moldova, Academia de Stiinte a Republicii Moldova, Institutul de Chimie
Confirmarea structurii compusilor de aroma de origine vegetala utilizând rezonanta magnetica nucleara (RMN)
‐ ‐
3.
2 Schimburi inter‐academice / 2014 (locatii: Republica Moldova si Romania)
Republica Moldova, Academia de Stiinte a Republicii Moldova, Institutul de Chimie
Evaluarea continutului de acizi ursolic si oleanolic în surse de origine vegetala prin tehnici analitice moderne
‐ ‐
4. FIT‐PTS (Food analysis using Isotopic
EUROFINS Franta, JRC Ispra‐Italia
Program anual de intercomparare analize izotopice probe de
‐ ‐
217/240
Nr. crt.
Denumirea programului internaţional
Ţară şi/sau CE unităţi
colaboratoare Denumire proiect
Valoarea proiectului (lei)
Valoare totală proiect
Valoare ţară
Techniques ‐ Proficiency Testing Scheme)
bauturi alcoolice si nealcoolice – anul 2013 si anul 2014
PN 09 19 02 09: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a compusilor biologic activi aflati in compozitia produselor naturale ecologice care stau la baza dezvoltarii unor alimente
functionale si produse cosmetice
1.
Schimb inter‐academic cu Republica Moldova (locatii: Republica Moldova, in perioada 11‐16 Noiembrie 2015 si Romania, in perioada 11‐16 Decembrie 2015)
Republica Moldova, Academia de Stiinte a Republicii Moldova, Institutul de Chimie
Identificarea si caracterizarea compusilor biologic activi din diferite fructe si plante medicinale
2.
(Food analysis using Isotopic Techniques ‐ Proficiency Testing Scheme)
EUROFINS Franta, JRC Ispra‐Italia
Program anual de intercomparare analize izotopice probe de bauturi alcoolice si nealcoolice – anul 2015
PN 09 19 04 01: Studii complexe asupra materialelor utilizate in domeniul criogenic
1. EURATOM‐EFDA
Germania, Franta, Italia, Romania/KIT, CEA, ENEA, ICSI
Tritium Technologies for the Fusion Fuel Cycle TRI‐TOFFY
2.721.000 Euro
342.000 Euro
2. FP 7
Franta/Retea de laboratoare http://sfera.sollab.eu
WDMOSR‐Water decomposition using reduction over metals and oxides synthesised in a solar reactor
‐ ‐
3. EURATOM‐F4E‐ITER
Germania, Italia
ITER/CT/09/4300000087 ‐„Development of method for highly tritiated water handling in ITER Tritium Plant. Phase‐1”
90300 ‐
4. ITER‐F4E
Germania, Franta, Italia,Romania/KIT, CEA, ENEA, ICSI
„Finalization of the system capacity, enhancements studies and detailed design of WDS components including HAZOP studies”
1.006.757 Euro
322.836 Euro
PN 09 19 04 02: Integrarea echipamentelor de producere a vidului inalt in sistemele de comanda si control specifice instalatiilor de energii inalte
1. Proiectul FAIR
Germania
Facilitati pentru studiul antiprotonilor si ionilor (Facility for Antiproton and Ion Research)
1160 Meuro 1153 keuro
PN 09 19 05 01: Tehnici si proceduri pentru determinarea radioactivitatii in mediu
1. ERA NET – Black Sea Pilot Joint
Coordonator: IFIN‐HH;
‐contract BS7‐049/2011, “Radiation background of
Fonduri INCDTCI‐ICSI
Fonduri INCDTCI‐ICSI
218/240
Nr. crt.
Denumirea programului internaţional
Ţară şi/sau CE unităţi
colaboratoare Denumire proiect
Valoarea proiectului (lei)
Valoare totală proiect
Valoare ţară
Call for Research Proposal in cadrul FP7
Parteneri: INCDTCI‐ICSI INCDM Univ. Bucuresti NCRP‐Bulgaria IEG‐Moldova
Black Sea coastal environment”.
162799.69 120377.51
4.4. ARTICOLE (numai cele publicate în reviste cu referenţi de specialitate):
ARTICOLE PUBLICATE ÎN ŢARĂ:
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
PN 09 19 01 01: Dezvoltarea unui sistem de control si a metodologiei de validare experimentala pentru un model dinamic cu celule de combustibil cu membrana polimerica
1. Revista Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, No 14, issue 2, 2011, ISSN 1582‐2575
"Study of flow field design for improving PEMFC performance", Elena Carcadea, Mihai Varlam, Ioan Stefanescu, Vasile Tanislav, Laurentiu Patularu, Dorin Schitea, Horia Ene, 2011, pp. 21‐30
2.
a XVI‐a Conferinta ICSI Rm Valcea: Progress in Cryogenics and Isotopes Separation, Proceeding, p. 109, ISSN: 978‐973‐750‐192‐9
"Monitoring and control of a hybrid energy system", M.Raceanu, M. Culcer, L Patularu, A. Enache, M. Balan, M. Varlam
3. a XVI‐a Conferinta Icsi Rm Valcea: Progress in Cryogenics and Isotopes Separation
"Multivariable control system for dynamic PEM fuel cell", Vasile Tanislav, Elena Carcadea, Catalin Capris, Mircea Raceanu
4. a XVI‐a Conferinta Icsi Rm Valcea : Progress in Cryogenics and Isotopes Separation
"Multifunction constructive system for bipolar plates in PEM fuel cell", Vasile Anghel, Ioan Stefanescu, Mihai Varlam, Mihai Culcer
PN 09 19 01 02: Modelarea matematica si investigarea experimentala a degradarii materialelor intr‐o pila de combustie de tip PEM
1. Revista Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, No 21‐22, 2009, ISSN 1582‐2575, cotatie CNCSIS 619
”The influence on performance of co‐flow and counter flow PEM fuel cell", autori: Elena Carcadea, Mihai Varlam, Ioan Stefanescu, Vasile Stanciu, Roxana Ionete, Laurentiu Patularu
2.
The 3‐Rd European & International Conference on Renewable & Hydrogen in Energy: e‐Hydrogenia, 2009, ISBN 10: 973‐1704‐15‐
”National Hydrogen And Fuel Cell Research Center", autori: Elena Carcadea, Mihai Varlam, Ioan Stefanescu, Vasile Stanciu
3. Revista Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, No 13, issue 1, 2010, ISSN 1582‐2575
”A CFD investigation of membrane reactor for methane steam reforming”, autori: Elena Carcadea, Mihai Varlam, Ioan Stefanescu, Derek B. Ingham, Vasile Tanislav, Catalin Capris, Horia Ene, Bogdan Nicolescu
4. Producerea, transportul si utilizarea energiei, Nr 29, ISSN 2066‐4125, 2010
„Centrul National pentru Hidrogen si Pile de Combustibil ‐ Un Pas in Dinamizarea Economiei Bazate pe Hidrogen prin Cercetare", autori: Ioan Stefanescu, Mihai Varlam, Elena Carcadea
5. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Volume 13, issue 2/2010, ISSN: 1582‐2575
"Gas diffusion layer for fuel cells synthesized by pulsed laser ablation", autori: Daniela Ebrasu, Gabriela Dorcioman, Ionut Enculescu, Nicolae Serban, Emil Axente, Felix Sima, Carmen Ristoscu, Ioan N. Mihailescu, Ioan Stefanescu
6. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Volume 13, issue 2/2010,
"Development of the membrane permeator for hydrogen production to ICIT ‐ Rm. Valcea", autori: Iordache Ioan,
219/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
ISSN: 1582‐2575 Raceanu Mircea, Curuia Marian, Cho Jong Soo
7. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Volume 13, issue 2/2010, ISSN: 1582‐2575
"Mathematical modeling of steam methane reforming in a membrane reactor – preliminary result", Elena Carcadea, Mihai Varlam, Ioan Stefanescu, Vasile Tanislav, Horia Ene, Bogdan Nicolescu, 2011, pp. 65‐72
8. Revista Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, No 14, issue 2, 2011, ISSN 1582‐2575
"Study of flow field design for improving PEMFC performance", Elena Carcadea, Mihai Varlam, Ioan Stefanescu, Vasile Tanislav, Laurentiu Patularu, Dorin Schitea, Horia Ene, 2011, pp. 21‐30
9.
Stiinta moderna si energia, Producerea, transportul si utilizarea energiei, Nr 30, ISSN 2066‐4125, 2011
"CRYO‐HY ‐ Un nou laborator de cercetare romanesc ce vine in sprijinirea tehnologiilor energetice", Ioan Stefanescu, Elena Carcadea, Mihai Varlam, pp 254‐264, 2011
10. Instalatii pentru constructii si economia de energie, Nr 21, ISSN: 2069‐1211, 2011
"CRYO‐HY ‐ Un nou laborator de cercetare romanesc ce vine in sprijinirea tehnologiilor energetice", Ioan Stefanescu, Elena Carcadea, Mihai Varlam, pp. 141‐153, 2011
11. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Volume 14 issue 1, 2011, ISSN 1582‐2575
"Influence of operating parameters on the electrical performance of PEM Fuel Cell", Laurentiu Patularu, Aurelian Craciunescu, Gabriel Rasoi, Mihai Varlam, Daniela Ebrasu, Mircea Raceanu ", pp. 81‐89, 2011
12. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Volume 14 issue 2, 2011, ISBN 978‐973‐750‐213‐1
"Composite membranes synthesized by pulsed laser ablation for proton exchange membrane fuel cells", D. Ebrasu , G. Dorcioman, E.Axente, I.N. Mihailescu,M. Varlam, I. Stefanescu,
pp 108
13. eHYDROGENIA, ISBN‐10 973‐1704‐19‐1, ISBN‐13: 978‐973‐1704‐19‐7
"Study of a PEM fuel cell functioning performances using a test station", Mihai Culcer, Adrian Enache, Mircea Raceanu, Mariana Iliescu, Ioan Stefanescu
PN 09 19 01 03: Cercetari teoretice si experimentale privind realizarea unor concentratoare moleculare solare in vederea imbunatatirii eficientei energetice si economice a sistemelor de conversie a energiei
regenerabile
1.
Bulletin UASVM (University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj‐Napoca), Agriculture” 67(2), 477
"The Environmental Impact of Organic Dyes / Polymer Solar Cells", Mihai Anghel, Violeta Niculescu, Ioan Stefanescu
2.
Bulletin UASVM (University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj‐Napoca), Agriculture” 67(2), 477
"LSC Systems Solution for Low‐cost and Environmental ‐ Friendly Energy from the Sun", Mihai Anghel, Violeta Niculescu, Ioan Stefanescu
3.
“Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, Ed CONPHYS, Volume 13, Issue 1/2011, pag. 131‐138; CNCSIS Cat. C (619)
"New Solutions for Renewable Energy from the Sun" Violeta Niculescu, Mihai Anghel
4.
Bulletin UASVM (University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj‐Napoca), Agriculture 68(2) / 2011, 159
"The Environmental Impact of Advanced Material Concepts for Luminescent Solar Concentrators" Mihai Anghel, Violeta Niculescu, Ioan Stefanescu
5.
Bulletin UASVM (University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj‐Napoca), Agriculture 68(2) / 2011, 164
"Renewable Energy from the Sun and Recent Progress of Organic Photovoltaics" Violeta Niculescu, Mihai Anghel, Ioan Stefanescu
PN 09 19 01 04 Analiza procesului de contaminare a celulelor de combustibil cu Hidrogen, cu membrana polimerica: impact, mecanisme si atenuari
1. Ed.Conphys, Rm.Valcea "Modeling of fluid dynamics in proton exchange membrane fuel cells", Elena Carcadea, H. Ene, B.N.Nicolescu, R. E. Ionete, Ioan Stefanescu
220/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
2. Proceedings of the sixth congress of Romanian Mathematicians, Editura Academiei Romane
"Theoretical aspects regarding the fluid dynamics in the catalyst layer of a PEM fuel cell", Elena Carcadea, Horia Ene, Bogdan Nicolescu, Ioan Stefanescu
3. Revista Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, No 21‐22, 2009, ISSN 1582‐2575, cotatie CNCSIS 619
”The influence on performance of co‐flow and counter flow PEM fuel cell", autori: Elena Carcadea, Mihai Varlam, Ioan Stefanescu, Vasile Stanciu, Roxana Ionete, Laurentiu Patularu
4. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, 14/1, Ed.Conphys, Rm.Valcea
Influence of operating parameters on the electrical performance of PEM Fuel Cell, Laurentiu Patularu, Aurelian Craciunescu, Gabriel Rasoi, Mihai Varlam, Daniela Ebrasu, Mircea Raceanu
5. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Volume 14 issue 2, 2011, ISSN 1582‐2575
"Synthesis and Characterization of Silica Doped/Sulfonated Poly (Phenylene Oxide) Membranes", D. Ebrasu, I. Petreanu, M. Varlam, I. Stefanescu, pp. 43‐49, 2011
6. CONPHYS Press Rm. Valcea "Romanian researches preparing the new era energy challenges – A physicist point of view", Mihai Varlam
PN 09 19 01 05: Sisteme de recuperare si purificare a matricilor de hidrogen bazate pe materiale modificate structural
1.
a XV‐a Conferinta Nationala cu participare internationala, Progrese in Criogenie si Separarea Izotopilor,Calimanesti‐Caciulata, Valcea, Romania, 28‐30 octombrie 2009
"Development of carbon molecular sieve membranes for gas separation processes", autori E.David, C.Sandru, F.Bucura, M.Constantinescu, A.Armeanu
PN 09 19 01 07: Integrarea energiilor regenerabile utilizand tehnologii bazate pe hidrogen
1. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 16, issue 1/2013
"Energy systems based on renewable resources and hydrogen storage ‐ an overview and a scenario analyses", Elena Carcadea, Mihai Varlam, Mircea Raceanu, Mariana Iliescu, Adrian Enache, Mihai Culcer, Ebrasu Daniela, Adriana Marinoiu, Vasile Tanislav, Catalin Capris, pp 13‐17
2.
Volumul Conferintei “Stiinta moderna si energia ‐Producerea, Transportul si utilizarea energiei, ISSN: 2066‐4125
"Tehnologie alternativa de stocare si generare a energiei sub forma de metan regenerabil", Ioan Stefanescu, Mihai Varlam, Elena Carcadea, 2013, pp.186‐196
3.
Volumul „6th International Conference on Energy and Environment ‐ CIEM 2013”, 2013, ISSN, 2067‐0893
"Overview of carbon dioxide ‐ hydrogen reaction for methane production as renewable energy sources", Elena Carcadea, Adriana Marinoiu, Mihai Varlam, M. Raceanu
4. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 16, issue 1/2013
"Potential studies of ultrasounds effects in fuel cell", Dorin Schitea, Gheorghe Amza, Ioan Iordache, pp. 25‐35
5. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 16, issue 1/2013
"Development of an experimental model based simulation on nanostructured hybrides for hydrogen storage", Ioan Iordache, Gabriel Rasoi, Vasile Anghel
6. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 16, issue 2/2013
"Development of complex bipolar plates for increased PEMFC stack power", Laurentiu Patularu, Dorin Schitea, Mihai Varlam, Ion‐Ebrasu Daniela, A. Craciunescu
7.
Volumul „6th International Conference on Energy and Environment ‐ CIEM 2013”, 2013, ISSN: 2067‐0893
"Management strategy for load compliance of a PEM fuel cells power station", Mariana Iliescu, Mircea Raceanu, Mihai Culcer, Adrian Enache, Mihai Varlam , Ioan Stefanescu
PN 09 19 01 08: Studii cu privire la dezvoltarea proceselor termocatalitice si a tipurilor de catalizatori utilizati pentru aplicatii in domeniul producerii energiei regenerabile
1. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation,Volume 16, Issue
"The role assessment of the catalysts based on metal oxides in the waste biomass gasification process", E.David, S.Preda,
221/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
2,(2013), pp.61‐70; ISSN:1582‐2575, CNCSIS Quote:619
A.Armeanu, C.Sandru, D.Mocanu
PN 09 19 01 09: Investigatii teoretice si experimentale privind sistemele de retentie a CO la temperaturi joase pentru pilele de combustibil tip PEM si aplicatiile lor
1. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 16, issue 2/2013
"Numerical Investigation of Carbon Monoxide Oxidation", Elena Carcadea, Mihai Varlam, Adriana Marinoiu, Ioan Stefanescu, Mircea Raceanu, Vasile Tanislav, 2013, pp. 40‐45
2. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 16, issue 1/2013
"The efficient catalytic conversion of glycerol into valuable chemicals", Adriana Marinoiu, Elena Carcadea, Claudia Cobzaru, Catalin Capris, Vasile Tanislav, Mircea Raceanu, Ioan Iordache, 2013, pp.36‐43
3. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 16, issue 2/2013
"The catalytic conversion of renewable feedstocks", Adriana Marinoiu, Elena Carcadea, Constantin Teodorescu, Daniela Marinescu, Irina Petreanu, Mircea Raceanu, Laurentiu Patularu, pp 30‐39, 2013
4.
Buletinul Institutului Politehnic din Iasi, Sectia Chimie si Inginerie Chimica, cotat CNCSIS B+, ISSN 0254‐7104
"Effect of the catalytic ink preparation method on the performance of membrane electrode assemblies", Mircea Raceanu, Claudia Cobzaru, Adriana Marinoiu, Elena Carcadea, Mihai Varlam
5. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 17, issue 1/2014
"The Influence of Catalyst Properties on CO Oxidation Reaction – A Theoretical Aproach", Elena Carcadea, Mihai Varlam, Adriana Marinoiu, Ioan Stefănescu, Mircea Răceanu, Laurențiu Pătularu, Daniela Ebrașu, Vasile Tanislav,Cătălin Capris, pp. 24‐31
6. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 17, issue 1/2014
"Carbon Monoxide Retention for Fuel Cell Application Using Heterogeneous Catalysts", Adriana Marinoiu, Elena Carcadea, Irina Petreanu, Claudia Șișu, Mircea Răceanu, Cătălin Capris, Vasile Tanislav, Dorin Schitea, Daniela Ebrasu, Laurențiu Pătularu, pp. 32‐39
7. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 17, issue 1/2014
"Romania’s Participation to Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking Projects and Calls", Ioan Iordache, Dorin Schitea, Mihaela Ramona Buga, Mihai Bălan, pp. 1‐5
8. Revista “Stiinta moderna si energia ‐Producerea, Transportul si utilizarea energiei”, CNCSIS, ISSN 2066‐4125
"Realizări si provocări în tehnologiile de dezvoltare a pilelor de combustibil cu hidrogen ‐cazul României", Ioan Stefanescu, M. Varlam, Elena Carcadea, pp. 161‐169, 2014
9.
Revista “Stiinta moderna si energia ‐Producerea, Transportul si utilizarea energiei”, recunoscuta CNCSIS, ISSN 2066‐4125
"Influenţa compresiunii stratului de difuzie a gazului asupra performanţei pilelor de combustibil de tip PEM", Pătularu L., S. Enache, D. Schitea, I. Ştefănescu, M. Varlam, M. Raceanu, D. Ebraşu, E. Carcadea, A. Craciunescu, pp. 122‐129, 2014
10. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 17, issue 2/2014
"Effects of Flow Field on Pem Fuel Cell Performance", E. Carcadea, M. Varlam, I. Stefanescu, L. Patularu, A. Marinoiu, V. Tanislav, S. Enache, pp. 74‐81
11. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 17, issue 2/2014
"PEMFC Short Stack Development at ICSI Ramnicu Valcea, from Sketch to Applications", L. Patularu, D. Schitea, S. Enache, M. Varlam, Ion‐Ebrasu Daniela, E. Carcadea, A. Marinoiu, G. Rasoi, A. Craciunescu, pp. 82‐89
PN 09 19 01 10: Studii si cercetari privind implementarea algoritmilor de tip Fuzzy pentru managementul ansamblurilor de pile de combustibil de tip PEM in vederea cresterii eficientei energetice a acestora
1.
Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation” Volume 12, issues 23‐24/2014, ISSN: 1582‐ 2575, 2014
”Fuzzy Controller for A Pem Fuel Cell System”, Mircea Raceanu, Mihai Culcer, Marian Curuia, Vasile Tanislav, Catalin Capris, Laurentiu Patularu, Adrian Enache
2. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐
"Energy systems based on renewable resources and hydrogen storage ‐ an overview and a scenario analyses", Elena Carcadea,
222/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
2575, Volume 16, issue 1/2013 Mihai Varlam, Mircea Raceanu, Mariana Iliescu, Adrian Enache, Mihai Culcer, Ebrasu Daniela, Adriana Marinoiu, Vasile Tanislav, Catalin Capris, pp 13‐17
3. UPB Scientific Bulletin, Series C: Electrical Engineering, 74 (1), pp. 33, 2014
"A Hydrogen‐based peak power management unit", Varlam, M., Culcer, M., Enache, A., Raceanu, M., Iliescu, M., Badea, A., Stefanescu, I.
PN 09 19 01 11: Prospectii si oportunitati tehnico‐economice privind reciclarea CO2 la metan, utilizand hidrogen regenerabil
1. Revista “Environmental Engineering and Management Journal
"Numerical analysis of Cu and Ni based catalysts in the hydrogenation process of glycerol", A. Marinoiu, C. Cobzaru, E. Carcadea, M. Raceanu, C. Capris, V. Tanislav, C. Teodorescu, I. Iordache, accepted, 2014
2. Revista „Revue Roumaine de Chimie” "Study about glycerol hydrogenolysis using copper chromite catalysts mixed with bases", A. Marinoiu, C. Cobzaru, E. Carcadea, M. Raceanu, I. Petreanu, M. Varlam
3. Revista „Revue Roumaine de Chimie” (accepted)
"Modified clinoptilolite used for removing azomethines from wastewaters. I. The effect of the time of nitric acid treatment on clinoptilolite properties", C. Cobzaru, C. Cernatescu, A. Marinoiu
4. Environmental engineering and management journal (accepted 10/2014)
"Mathematical modeling of the glycerol hydrogenolysis using copper chromite catalysts.the effect of additional bases", Adriana Marinoiu, Claudia Cobzaru, Elena Carcadea, Mircea Raceanu, Adrian Enache, Mihai Varlam, accepted, 2014
5. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 17, issue 1/2014
"Carbon Dioxide Reusing for Methane Fuel Obtaining Over Heterogeneous Catalysts as a Possible Source of Energy", Adriana Marinoiu, Elena Carcadea, Roxana Ionete, Mircea Raceanu,Claudia Cobzaru, Ioan Iordache, Constantin Teodorescu , Adrian Enache, Mihai Varlam
6. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 17, issue 2/2014
"The Use of Nickel as a Catalyst for Carbon Dioxide Hydrogenation", Adriana Marinoiu, Elena Carcadea, Mircea Raceanu, Irina Petreanu,Mihai Varlam
7.
A XXXIII‐a Conferinta Nationala de Chimie 1‐3 octombrei 2014, CĂLIMĂNEŞTI – CĂCIULATA
"Numerical Studies of Ni based Catalysts in the Hydrogenation Precess o Carbon Dioxide", Adriana Marinoiu, Elena Carcadea, Vasile Tanislav, Catalin Capris, Violeta Niculescu, Marius Constantinescu, Felicia Bucura
8.
A XXXIII‐a Conferinta Nationala de Chimie 1‐3 octombrei 2014, CĂLIMĂNEŞTI – CĂCIULATA
"Supported Pallasium Catalysts for Methanation" Adriana Marinoiu, Gabriela Raducan, Claudia Cobzaru, Corina Cernatescu,Amalia Soare, Dorin Schitea, Laurentiu Patularu
9.
A XXXIII‐a Conferinta Nationala de Chimie 1‐3 octombrei 2014, CĂLIMĂNEŞTI – CĂCIULATA
"New Opportunities for Carbon Dioxide Conversion by Catalytic Hydrogenation", Adriana Marinoiu, Irina Petreanu, Elena Carcadea, Mircea Răceanu, Mihai Varlam
PN 09 19 01 12: Investigari experimentale privind realizarea de ansambluri membrane‐electrozi optimizate pentru pile de combustibil tip PEM
1. Revista Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 17, (2014) 2.
"On the road to high performance PEM fuel cells for portable applications", S. Enache, I. Petreanu, L. Patularu, D. Ebrasu, D. Schitea, M. Varlam
2. IEEE Explore, DOI: 10.1109/ SIITME.2014.6967043
"A fundamental study of supercapacitive cells", Alexandru Rizoiu, Stanica Enache, Paul Svasta, Mihai Varlam
3. Revista UPB ‐ trimis pentru evaluare "Experimental evaluation of reference values for PEM fuel cells", Patularu Laurentiu, Enache Stanica, Aurelian Craciunescu
4. Conferinta Stiinta Moderna si Energia "Influenta compresiunii stratului de difuzie a gazului din pilele
223/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
Volumul Producerea, Transportul si Utilizarea Energiei, Editia 33 SME 2014 ISSN 2066‐4125
de combustibil PEM si efectele acesteia asupra prformantelor pilelor de combustibil de tip PEM", Patularu Laurentiu, Stanica Enache,Ioan Stefanescu, Dorin Schitea, Mihai Varlam, Daniela Ebrasu, Elena Carcadea, Aurelian Craciunescu
5. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 17, (2014) 2, ISSN: 1582‐2575
"PEMFC Short Stack Development at ICSI Ramnicu Valcea from Sketch to Applications", L. Patularu, D. Schitea, S. Enache, M. Varlam, Ion‐Ebrasu Daniela, E. Carcadea, A. Marinoiu, G. Rasoi, A. Craciunescu
PN 09 19 01 13: Convertor energetic de tip PEM pentru producere de hidrogen ultrapur
1.
Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 17, issue 1/2014, p. 24.
The Influence of Catalyst Properties on CO Oxidation Reaction – A Theoretical Aproach.
2.
Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 17, issue 1/2014, p. 32.
Carbon Monoxide Retention for Fuel Cell Application Using Heterogeneous Catalysts
3.
Revista “Stiinta moderna si energia ‐Producerea, Transportul si utilizarea energiei”, recunoscuta CNCSIS, ISSN 2066‐4125.
Influenţa compresiunii stratului de difuzie a gazului asupra performanţei pilelor de combustibil de tip PEM
4. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 17, issue 1/2014, p. 15.
PEMFC Short Stack Development at ICSI Ramnicu Valcea from Sketch to Applications
5. Revista “Progress of Cryogenics and Isotopes Separation”, ISSN: 1582‐2575, Volume 17, issue 2/2014
"A comparative simulation and sensitivity analysis study of hydrogen production by steam methane reforming", Mihaela Buga, Mihai Bălan, Ioan Iordache, Mihai Varlam
6. Volumul Conferintei Știnta Modernă și Energia, 2014 pg. 44‐52, ISSN: 2066‐4125, 2014
"Biological hydrogen production", Mihaela Buga, Mihai Varlam, Ioan Stefanescu, Ioan Iordache
PN 09 19 01 14: Studii teoretice şi experimentale privind creşterea eficienţei sistemelor de conversie termochimică a deşeurilor pentru producerea de energie regenerabilă
1.
Progress of Cryogenics and Isotopes Separation,Volume 17, Issue 2,(2014)113‐128;
ISSN:1582‐2575, CNCSIS Quote:619
"Use of iron based catalysts to increase the efficiency of catalytic conversion processes of residual biomass", autori: E. David, M. Muresanu, A. Reiss, S. Preda, C. Sandru, A. Armeanu
PN 09 19 01 15: Tranzitia Metal‐Semiconductor in Complexul Hidrogenat Mg‐Ni‐H
1. Volumul Conferintei Stiinta Moderna si Energia, Cluj‐Napoca SME 2015 Ed. 34, pp 42 (ISSN 2006‐4125).
"Supracapacitori: Caracteristici statice si dinamice de functionare pentru aplicatii de stocare a energiei in regim tranzient", A. Rizoiu, S. Enache, M. Varlam, P. Svasta
PN 09 19 01 16: Utilizarea de noi tehnologii pentru sinteza materialelor nano‐compozite tip grafena, cu proprietati catalitice si electrocatalitice si aplicatii in domeniul PEMFC
1. Bulletin of the Polytechnic Institute of Jassy
"Nanostructured Electrocatalysts for Low Cost PEM Fuel Cells", Adriana Marinoiu, Adrian Enache, Constantin Teodorescu, Daniela Marinescu, Irina Petreanu, Claudia Sisu, Raluca Iordanescu, Amalia Soare
2. Environmental Engineering and Management Journal
"New catalysts used in the hydrogenolysis reaction of glycerol", 2015, http://omicron.ch.tuiasi.ro/EEMJ/, A. Marinoiu, C. Cobzaru, E. Carcadea, M. Raceanu, D. Schitea, M. Varlam, I. Stefanescu
PN 09 19 01 17: Concept inovativ de producerea a hidrogenului prin electroliza PEM
224/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
1.
International Conference Geography, Environment and GIS for students and young researchers, Targoviste, Romania, May 21‐23, 2015, Book of abstracts p.44‐45.
"Treatment of organic dye from synthetic solutions using polymer membranes and electrodialysis", Simona Căprărescu, Violeta Purcar, Anita‐Laura Radu, Alexandra Raluca Miron, Daniela Ion‐Ebrasu, Amalia Soare
2.
Priorities of Chemistry for a Sustainable Development PRIOCHEM ‐ 11th Edition, Bucharest, 29th ‐ 30th October 2015, S3‐P‐12, Book of abstracts p. 119.
Polymer membranes with plant extracts for removal of dyes from wastewaters, Simona Caprarescu, Anita‐Laura Radu, Violeta Purcar, Cristian Petcu, Raluca Ianchis, Elvira Alexandrescu, Andrei Sarbu, Cristina Lavinia Nistor, Alexandra Raluca Miron, Daniela Ion Ebrasu, Anca Cojocaru
PN 09 19 01 18: Propulsor electric cu pile de combustibil cu hidrogen pentru aplicatii mobile
1. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation Volume 17(2).
On the road to high performance PEM fuel cells for portable applications, S. Enache, I. Petreanu, L. Patularu, D. Ebrasu, D. Schitea, M. Varlam
2. Conferinta Stiinta Moderna si Energia Volumul Producerea, Transportul si Utilizarea Energiei
"Compresia stratului de difuzie a gazului din pilele de combustibil PEM si efectele acesteia asupra performantelor", L. Patularu, S. Enache, I. Stefanescu, D. Schitea, M. Varlam, D. Ebrasu, E. Carcadea, A. Craciunescu
3. Buletinul UPB Experimental evaluation of reference values for PEM fuel cells, L.Patularu, S. Enache, A. Craciunescu
4. Buletinul. Institutului. Politehnic din Iasi
"O abordare nouă în optimizarea principalelor componente ale pilei de combustie PEM", Adriana Marinoiu, Dorin Schitea, Claudia Cobzaru, Irina Petreanu, Ioan Iordache, Simona Mosteanu si Laurenłiu Pătularu
5. STIINTA MODERNA SI ENERGIA
"Performanţa pilei de combustibil de tip PEM utilizând diferite moduri de alimentare cu hidrogen", Răceanu, Mircea; Bizon, Nicu; Iliescu, Mariana; Culcer, Mihai; Marinoiu, Adriana; Pătularu, Laurentiu; Schitea, Dorin; Varlam, Mihai; Ştefănescu, Ioan
PN 09 19 01 19: Studii cu privire la utilizarea deseurilor de la centralele de energie pe baza de carbune pentru dezvoltarea de materiale adsorbante selective fata de poluantii prezenti in gazele de ardere
evacuate
1. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Volume 18, issue 1(2015) 89‐99, Cotatie CNCSIS
"Contamination Levels with Some Heavy Metals of the Danube River Sediments Near the Cernavoda Area" Claudia Sandru, Elena David
PN 09 19 02 01: Cercetări privind aplicarea metodelor de analiză izotopică şi multi‐element în vederea definirii autenticităţii şi clasificării geografice a vinurilor româneşti
1. Bulletin USAMV Horticulture, 67(1), (2010) Print ISSN 1843‐5254, Electronic ISSN 1843‐5394,
"Phenolic composition of Romanian wines with different geographical origins", autori Irina Geana, Roxana Elena Ionete, Aurelia Tudorache, Rodica Pas, Elena Postolache, Aurora Ranca
2. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 13, issue 1, pg. 149‐156, (2010), ISSN 1582‐2575
"Assessing wine quality using isotopic methods", Costinel Diana, Ionete Roxana Elena, Vremera Raluca, Stefanescu Ioan
3. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 13 isuue 1, pg. 137‐145, (2010), ISSN 1582‐2575
"The optimization of the method for metals content determination in Romanian wines by ICP‐MS after microwave mineralization", autori Andreea Iordache, Geana Irina, Roxana Ionete, Monica Culea
4. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 13, issue 2, pg. 109‐114, (2010) ISSN 1582‐2575
"Addition of Synthetic Aromas to Wine – Considerations Regarding the Detection", autori Raluca Vremera, Diana Costinel, Roxana Elena Ionete, C. Jong Soo
5. Bulletin USAMV ‐Horticulture, 67(2)/2010, Print ISSN 1843‐5246,
"Determination of Metals Content from Wines by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry", autori Andreea Iordache,
225/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
Electronic ISSN 1843‐5386 Irina Geana, Elena Horj, Codrean Pop, Roxana Elena Ionete
6. Bulletin USAMV ‐Horticulture, 67(1), 2010, Print ISSN 1843‐5254, Electronic ISSN 1843‐5394
"Modern Methods for Identification of Synthetic Dyes used in Counterfeit Wines", autori Aurora Ranca, Victoria Artem, Petru Bolos, Aisel Galip, Roxana Elena Ionete, Irina Geana
7. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 14, issue 2, pg. 149‐164, (2011) ISSN 1582‐2575
"Practical Analytical Tools for Assessing the Addition of Synthetic Dyes in Wines", autori A. Ranca, V. Artem, A. Galip, R. E. Ionete*, I. Geana, C. Savin, R. Pasa, A. Vasile
8. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 14 issue 1, pg. 121‐126, (2011), ISSN 1582‐2575
"Environmental Isotopes in Hydrological Investigation at Raureni‐Valcea Area", autori Diana Costinel, Roxana Elena Ionete*, Raluca Popescu
9.
Bulletin USAMV ‐Animal Sciences and Biotechnologies, vol. 67, No. 1‐2, pg. 491, (2010), pISSN 1843‐5262, eISSN 1843‐536X
"Ultrasound Assisted Extraction of Phenolic Compounds from Grapes", autori N. Păun, M.I. Popa, V. Niculescu, R. Tamaian
10.
Bulletin of the Polytechnic Institute of Iasi, Section Chemistry and Chemical Engineering, Tome 56 (1), pg. 81‐85, (2010), ISSN 0254‐7104
"HPLC Determination of Some Anthocyanins from Red Grapes", autori Nadia Păun, Violeta Niculescu, Radu Tamaian and Marcel Ionel Popa
11. Universitatea din Bucureşti, Facultatea deFizică, Măgurele, (2010) – teză de doctorat
"Amprentarea izotopică prin spectrometrie de masă în flux continuu în studii hidrologice şi autentificarea alimentelor", autor Costinel (Răbuga) Diana, îndrumător prof. univ. dr. Grecu Voicu
12. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 14 issue 1, pg. 127‐133, (2011), ISSN 1582‐2575
"Assessing the Wine Anthocyanin Profile for Red Grape Varieties Identification", autori Elisabeta‐Irina Geana, Andreea‐Maria Iordache, Roxana‐Elena Ionete*
13.
Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine ‐ Agriculture, Vol 68, No. 2, (2011), Print ISSN 1843‐5246; Electronic ISSN 1843‐5386
"Extraction of Polyphenolic Compounds from Grape Pomace", autori Nadia Paun, Violeta Niculescu
14.
Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine – Agriculture, Vol 68 (2), (2011), AcademicPres, Print ISSN 1843‐5246; Electronic ISSN 1843‐5386
"Comparing Different Methods of Volatile Compounds Determination in Wine by GC/MS", autori Raluca Popescu, Diana Costinel, Roxana Elena Ionete
15.
Bulletin of University of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine – Agriculture, Vol 68 (2), pg. 160, (2011), AcademicPres, Print ISSN 1843‐5246; Electronic ISSN 1843‐5386
"Heavy Metals Concentration in Contaminated Soils from Southern Part of Romania", autori Diana Florescu, Andreea Iordache, Claudia Sandru, Elena Horj, Roxana Ionete, Monica Culea
16. Revista de Chimie, Vol. 63, Issue 9, pg.883‐886, (2012) ISSN: 0034‐7752
"Ochratoxin A occurrence in Romanian Wines", autori Elisabeta‐Irina Geana, Andreea‐Maria Iordache, Roxana Elena Ionete
17. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 15 issue 1, pg. 87‐92, (2012), ISSN 1582‐2575
"Physical and chemical characterization of flavored and demy flavored wines from Recas vineyard", autori Ecaterina Lengyel, Letitia Oprean, Ketney Otto, Ramona Iancu, Bociu Diana, Ovidiu Tita
18. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 16 issue 1, pg. 97‐104, (2013), ISSN 1582‐2575
"Determination of nickel content in romanian wines", autori Stegarus, D., Violeta Niculescu, Claudia Sandru, Ecaterina Lengyel
19. Universitatea Politehnică din Bucureşti, (2015) – teză de doctorat
"Stable isotopes identification as origin markers using spectrometric methods", autori Dinca Oana‐Romina, îndrumător prof. univ. dr. ing. Radu Gabriel‐ Lucian
226/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
20. Universitatea din Bucureşti,Facultatea de Chimie (2015) – teză de doctorat
"Markeri de autenticitate şi calitate ai vinurilor evaluaţi prin tehnici analitice avansate", autor Birăruţi (Geană) Elisabeta‐Irina, îndrumător prof. univ. dr. Bala Camelia
21.
Universitatea Lucian Blaga din Sibiu, Facultatea de Stiinţe Agricole, Industrie Alimentară şi Protecţia Mediului, (2015) – teză de doctorat
"Definirea şi evaluarea autenticităţii şi tipicităţii unor soiuri autohtone provenite din regiuni viticole consacrate", autor Stegăruş Diana Ionela, îndrumător prof. univ. dr. ing. Ovidiu Tiţa
PN 09 19 02 02: Amprentarea izotopica a hidrocarburilor din titei, cu aplicatii in caracterizarea originii si a maturitatii zacamintelor de petrol
1.
Rev. „Progress in Cryogenics and Isotopes Separation”, vol. nr 15: Issue 2, ISSN:1582‐2575, oct.2012, Ed.Conphys, Rm.Valcea (p. 9‐19 si 19‐25)
1. "An overview of chromatography techniques for petroleum hydrocarbons chemical fingerprinting", autori: Irina Geana, Raluca Popescu, Diana Costinel, Oana Dinca, Roxana Elena Ionete;
2.
Rev. „Progress in Cryogenics and Isotopes Separation”, vol. nr 15: Issue 2, ISSN:1582‐2575, oct.2012, Ed.Conphys, Rm.Valcea (p. 9‐19 si 19‐25)
"Compound‐specific carbon isotope analysis of polycyclic aromatic hydrocarbons using gas chromatography combustion isotope ratio mass spectrometry GC‐C‐IRMS", autori: Diana Costinel, Geana Irina, Ionete Roxana, Dinca Oana
3.
Romanian Journal of Physics (2013), Vol. 58, No. 1‐2, ISSN: 1221‐146X (IF/2011:0,414), impact factor; 0,414; factor de impact corectat: 0,514.
"Validation procedure for assessing the total organic carbon in water samples” autori: Diana Florescu, Andreea Iordache, Diana Costinel, Elena Horj, Roxana Ionete, Monica Culea
PN 09 19 02 03: Evaluarea impactului antropic asupra mediului inconjurator prin investigatii asupra poluantilor din aer,apa, sol si compararea cu o zona protejata de Parc National
1. Conphys, Rm Valcea " Determination of trace elements in ambient particulate matter by Inductively Coupled Plasma‐Mass Spectrometry ", Elisabeta‐Irina Geana, Andreea‐Maria Iordache, Monica Culea
2. Studia Universitatis Babeş‐Bolyai, Physica
"A Study on Trace Metals in Airborne Particulate Matter using ICP‐MS Technique"
3. Conphys, Rm Valcea "Laboratory Methods For Monitoring The Quality Of Air.Industrial Complex Study"
4. Romanian Journal of Physics "The Influence Of Pollution Monitoring Parameters In Characterizing The Surface Water Quality From Romania Southern Area"
5. Romanian Reports in Physics "Method validation for determination of metals in soils by ICP‐MS”, Romanian Reports in Physics
6. Romanian Reports in Physics "Interlaboratory Study Of Trace Element Determinations In Surface Waters"
7. Romanian Reports in Physics "On Site Ambiental Atmosphere Monitoring Of An Industrial Area Using Measurement Automatic Techniques"
8. Romanian Reports in Physics "Pollution Indicators Of Three Important Rivers In The Springtime Monitoring"
9. Proceeding of Nuclear 2010, Piteşti " Evaluating heavy metal contents in soils using microwave digestion method and ICP‐MS technique "
10. Environmental Engineering and Management Journal
"Overview on Dioxins and Furans Atmospheric Emissions in Romania"
11. Bulletin of Universitary of Agricultural Sciences and Veterinary Medicine Cluj‐Napoca
Heavy Metals Concentration in contaminated soils from southern part of Romania
12. Advances in Environmental Sciences ‐ International Journal of the Bioflux Society
"Assessment of heavy metals contents in soil from an industrial plant of southern part of Romania"
13. Progress of Cryogenics and Isotopes "Determination Of Some Polycyclic Aromatic Hydrocarbons In
227/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
Separation Surface Water Of Valcea County"
14. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation
"Metode de laborator pentru monitorizarea calitatii aerului. Studiul asupra unei platforme industriale"
15. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation
"Monitoring of environmental quality parameters from a slaughterhouse in Rm. Valcea area"
PN 09 19 02 04: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de extractie si separare a unor compusi de tip antocianic si antocianidinic de origine vegetala in scopul utilizarii drept coloranti naturali in alimentatie
1.
Progress of Cryogenics and Isotopes Separation Volume 15, issue 1/2012, ISSN 1582‐2575, CNCSIS 619, Abstracting and indexing in: Contemporary Science Association, EBSCO, Ulrich's Periodicals Directory.
"Hybrid materials obtained by nickel immobilization on mesoporous MCM‐41 and their application in alcohols oxidation" Autori: Violeta Niculescu, Ramona Ene, Ionut Iordache, Viorica Parvulescu
2. Abstract Book ‐ 9th International Conference on Physics of Advanced Materials
"Wine clarification by mean of highly ordered silica mesoporous materials", Autori: Violeta Niculescu, Andreea Iordache, Roxana Ionete, Nadia Paun, Viorica Parvulescu, Monica Culea
3.
Progress of Cryogenics and Isotopes Separation Volume 16, issue 1/2013, ISSN 1582‐2575, CNCSIS 619, Abstracting and indexing in: Contemporary Science Association, EBSCO, Ulrich's Periodicals Directory.
Determination of Nickel Content in Romanian Wines, autori: Diana Stegarus, Violeta Niculescu, Claudia Sandru, Ecaterina Lengyel
4.
Progress of Cryogenics and Isotopes Separation Volume 16, issue 1/2013, ISSN 1582‐2575, CNCSIS 619, Abstracting and indexing in: Contemporary Science Association, EBSCO, Ulrich's Periodicals Directory
"Anthocyanin Profile of Blackberries and Grapes", autori: Violeta Niculescu, Nadia Paun, Mihaela Silion, Marcel Ionel Popa
5.
Abstract Book ‐ International Conference of Physical Chemistry ROMPHYSCHEM 15, 11‐13 septembrie 2013, Bucuresti – ROMANIA, pag. 169, ISSN 2286‐1327; ISSN‐L 2286‐1327.
"The second metal effect and SBA‐15 support functionalization on Co catalytic activity in oxidation of organic compounds", autori: Niculescu, S. Somacescu, N. Aldea, J. M. Calderon‐Moreno, V. Parvulescu
6. Revista de Chimie (IF: 0.810/2014) – “Current status: Under review”, ISSN 0034‐7752
"Silica mesoporous materials ‐ an efficient choice for wine polyphenols adsorption", autori: Violeta Niculescu, Irina Geana, Roxana Elena Ionete, Nadia Paun, Viorica Parvulescu
PN 09 19 02 05: Cercetări privind caracterizarea şi autentificarea produselor naturale pe baza evaluării profilului lor proteic
1. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Vol. 16(2), pp. 89‐96, (2013), ISSN 1582‐2575
"Optimized method for analyzing the mineral content of honey", autori Geana Irina‐Elisabeta, Sandru Claudia, Ionete Roxana Elena
2. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Vol. 16(2), pp. 97‐108, (2013), ISSN 1582‐2575
"Exploring Apis Mellifera Venom Compounds using Highly Efficient Methods", autori Ionete Roxana Elena, Dinca Oana Romina, Tamaian Radu, Geana Irina‐Elisabeta
3. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Vol. 16(2), pp. 81‐88, (2013), ISSN 1582‐2575
"Determining Ammonium and Nitrate Pollution of the Olt River Basin in Rm. Valcea Industrial Area", autori Claudia Sandru, Elena David, Raluca Popescu, Roxana Elena Ionete
4. Romanian Journal of Physics, Volume 58, No. 1‐2, (2013), ISSN: 1221‐146X
Validation procedure for assessing the total organic carbon in water samples, autori Diana Florescu, Andreea Iordache, Diana Costinel, Elena Horj, Roxana Ionete, Monica Culea
5. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Vol. 17 Issue 2, p25‐34,
"IRMS methods for assessing the quality and origin of honey using δ13C and δ15N isotopic fingerprints", autori Costinel,
228/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
(2014), ISSN 1582‐2575. Diana; Ionete, Roxana Elena; Dincă, Oana‐Romina; Popescu, Raluca; Geană, Elisabeta‐Irina
6. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, Vol. 18 Issue 1, p73‐88, (2015), ISSN 1582‐2575.
"Evaluating the origin of honey by stable isotopes ratio (C and N) using multivariate statistical analysis", autori Dinca O.R., Ionete R.E., Costinel D., Popescu R., Miricioiu M., Stefanescu I., Radu G.L.
PN 09 19 02 06: Cercetari suport privind aplicarea investigatiilor multi‐element si multi‐izotopice in stabilirea unor markeri de origine pentru trasabilitatea alimentelor
1. Revista de Chimie, vol 64, nr.4, pg. 414‐416, (2013), ISSN: 0034‐7752.
"The Isotopic Analysis ‐ a Good Tool for Verifying the Geographical Origin of Wine", autori Daniela Giosanu, Diana Costinel, Loredana Elena Vijan, Ionica Deliu
2. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol 16, Issue 2, pg. 109‐118, (2013), ISSN:1582‐2575
"Hazardous Substances In Water And Sediments Of Olt River, Downstream From Rm.Valcea", autori Mihaela Iordache, Ioan Iordache, Luisa Roxana Popescu, Diana Costinel
3. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 17, Issue 2, 25‐34 (2014) ISSN:1582‐2575
"IRMS methods for assurance the origin of honey using δ13C and δ15N isotopic fingerprints", autori Diana Costinel, Roxana Elena Ionete, Oana‐Romina Dinca, Raluca Popescu and Elisabeta‐Irina Geana
4. Revista de Chimie, Vol. 65, Nr. 2, pg. 168‐173, (2014)
"Aroma profile of young wines from ten native and foreign varieties grown in Romania", autori Raluca Popescu, Diana Costinel, Roxana Elena Ionete, Diana Stegarus
5. Management of Sustainable Development Sibiu, Romania, Volume 6, No.2, 61‐64 (2014)
"Microbiological characterization of red and white wines originated from vineyards of Getic piedmont", autor Diana Ionela Stegăruș
6. Acta Universitatis Cibiniensis, Serie E, Food Technology, Vol.XVIII, (1), ISSN 1221‐4973, pp. 59‐70, (2014)
"Optimizing the operation of maceration to obtain quality white wines", Diana Stegăruș, Ecaterina Lengyel, Daniela Șandru, Dan Mutu, Ramona Iancu, Gabriela Raducan, Ovidiu Tița
7. Acta Universitatis Cibiniensis, Serie E, Food Technology, Vol. XVIII, (1), ISSN 1221‐4973, pp. 47‐52, (2014)
"The chromatographic detection of the rutin in the aromatic and semi aromatic autochthonous musts variety", Ecaterina Lengyel, Letitia Oprean, Diana Stegarus, Ramona Iancu, Irina Geana, Dan Mutu, Ovidiu Tita,
8. Agri‐Food Sciences, Processes And Technologies, pp. 239‐245, (2014) ISBN 1843‐0694,
"Optimizing alcoholic fermentation of the wine pressing originated from Tokaj, Hungary", autori Diana Stegarus, Ramona Iancu, Ecaterina Lengyel, Ovidiu Tita, Simona Mosteanu, Cristina Ionescu
9. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 17, issue 2, pg. 43‐52, (2014) ISSN:1582‐2575:
"Influence of Climatic Factors on Sensory Characteristics of Wines Originated from Intra and Extra Carphatian Areas", autor Diana Ionela Stegarus
10. Universitatea Politehnică din Bucureşti, (2015) – teză de doctorat
Stable isotopes identification as origin markers using spectrometric methods, autori: Dinca Oana‐Romina, îndrumător prof. univ. dr. ing. Radu Gabriel‐ Lucian
11. Universitatea din Bucureşti,Facultatea de Chimie (2015) – teză de doctorat
Markeri de autenticitate şi calitate ai vinurilor evaluaţi prin tehnici analitice avansate, autor: Birăruţi (Geană) Elisabeta‐Irina, îndrumător prof. univ. dr. Bala Camelia
12.
Universitatea Lucian Blaga din Sibiu, Facultatea de Stiinţe Agricole, Industrie Alimentară şi Protecţia Mediului, (2015) – teză de doctorat
Definirea şi evaluarea autenticităţii şi tipicităţii unor soiuri autohtone provenite din regiuni viticole consacrate, autor: Stegăruş Diana Ionela, îndrumător prof. univ. dr. ing. Ovidiu Tiţa
PN 09 19 02 07: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a profilului compozitional al unor produse cu matrice complexa
1. Revista de Chimie, vol.65(2), pag. 168‐173, IF/2012 = 0,538
,,Aroma profile of young wines from ten native and foreign varieties grown in Romania”, autori Raluca Popescu, Diana Costinel, Roxana Elena Ionete, Diana Ionela Stegarus, Adrian
229/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
Cornelius Marinescu, Aurelia Tudorache
2. Progress in Cryogenics and Isotopes Separation 17(2):53‐62
"HPLC Determination of Oleanolic and Ursolic Acid in Fresh Apples and Pomace", autori E.I. Geana, R.E. Ionete, A. Ciocarlan, A. Aricu, A. Fulga, N. Ungur, M. Podogova, D. Nokolaeva
3. Ovidius University Annals of Chemistry, Volume 25, Number 1, pp.47‐52
"Study of phenolic compounds in red grapes and wines from Murfatlar wine center", autori Victoria Artem, Elisabeta‐Irina Geana and Arina Oana Antoce
4. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 17
"Spirits classification using 1H NMR and chemometrics", autori R. Popescu, O. Dinca, D. Costinel si R.E. Ionete
5. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 16(2), pp. 81‐88
„Determining Ammonium and Nitrate Pollution of the Olt River Basin in Rm. Valcea Industrial Area”, autori Claudia Sandru, Elena David, Raluca Popescu, Roxana Elena Ionete
PN 09 19 02 08: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de control al unor contaminanti si aditivi in alimentatie
1.
Revue Roumaine de Chimie, 60(5‐6), Pages 507‐513 (2015); ISSN: 0035‐3930; SCRI: 0.275/2013 (Impact factor IF: 0.311/2014)
"Techniques for extraction and enhancing flavour substances in Chardonnay and Sauvignon blanc grapes by enzyme substrate", Diana Stegarus, Violeta Niculescu, Cecilia Georgescu, Ramona Iancu, Ecaterina Lengyel, Ovidiu Tita
2. Revista de Chimie (IF: 0.810/2014) – “Current status: Under review”
Silica mesoporous materials – an efficient choice for wine polyphenols adsorption, Violeta Niculescu, Irina Geana, Roxana Elena Ionete, Nadia Paun, Viorica Parvulescu
3.
East European Congress on Food (NEEFood), Brasov, 20‐23 May 2015, Book of Abstracts, ISSN 1844‐8577, page 152.
"An overview on the analysis methods for Tebuconazole residue in plant matrices", Violeta Niculescu, Diana Stegarus, Roxana Ionete, Ramona Zgavarogea
PN 09 19 02 09: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a compusilor biologic activi aflati in compozitia produselor naturale ecologice care stau la baza dezvoltarii unor alimente
functionale si produse cosmetice
1.
Scientific Bulletin, Series B: Chemistry and Material Sciences, Series B, Vol. 77, Issue 4, pg. 177‐188, (2015), ISSN 1454‐2331
"Samburesti wines characterization in terms of their stable isotope content", autori: Dincă Oana‐Romina, Ursu Sorin Ovidiu, Costinel Diana, Popescu Raluca, Miricioiu Marius Gheorghe, Radu Gabriel‐Lucian, Popa Daniela Valentina, Campeanu Baduca Constantin, Ionete Roxana‐Elena
PN 09 19 02 10: Investigatii teoretice si experimentale privind dezvoltarea de membrane compozite utilizate la purificarea de combustibili conventionali/biocombustibili gazosi
1. Transmis spre publicare in Revista de Chimie, 2016, ISSN 0034‐7752, IF: 0.810/2014
"Development and Validation of a Chromatographic Method for the Determination of C1‐C8 Hydrocarbons, O2, N2 and CO2 in Natural Gas", Marius Gheorghe Miricioiu, Violeta Niculescu, Marius Constantinescu, Ramona Zgavarogea, Gheorghe Nechifor,
2. Acceptat spre publicare in Revista de Chimie, 2016, ISSN 0034‐7752 IF: 0.810/2014
"Analytical errors in routine gas chromatography analysis", Marius Gheorghe Miricioiu, Violeta Niculescu, Oana Romina Dinca, Florin Mitu, Gheorghe Nechifor
3.
Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 18, issue 2/2015, pag. 45‐50, 2015, ISSN: 1582‐2575, CNCSIS C
"On the estimation of wastewater treatment energy consumption", Ramona Zgavarogea, Violeta Niculescu, Marius Miricioiu, Corina Ciucure
4.
Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 18, issue 1/2015, pag. 115‐122, 2015, ISSN: 1582‐2575 CNCSIS Cat C
"Analysis of trace amounts of carbon dioxide, oxygen and methane in nitrogen: A comparison of two different analytical techniques", Marius Gheorghe Miricioiu, Corina Ciucure, Marius Constantinescu, Violeta Niculescu, Oana Romina Dinca, Gheorghe Nechifor
PN 09 19 03 01: Investigatii experimentale privind efectele de fractionare izotopica in electrolizoare PEM
230/240
Nr. crt.
Denumirea publicaţiei Titlul articolului, autori
(H, D, T)
1. Progress of Cryogenics and Isotopes Separation, vol. 15, issue 1/2012, pp. 41‐46
" Experiments Regarding the Effects of Isotopic Separation in PEM Electrolysers "
PN 09 19 04 01: Studii complexe asupra materialelor utilizate in domeniul criogenic
1.
Buletinul Ştiinţific al Universităţii Tehnice de Construcţii Bucureşti nr.2 – 2009, pag. 59‐66, ISSN: 1224‐628X
"Sisteme criogenice cu heliu pentru aplicaţii militare şi spaţiale"
2.
“Progrese in Criogenie si Separari Izotopice”, Nr. 17+18, pag 124, Ed. Conphys 2011, ISSN: 1582‐2575, CNCSIS: 619, Issue 2/2011 vol. 14
"Shape Memory Behavior and One‐Way Shape Memory Effect of a NiTi Shape Memory Bands"
3.
“Progrese in Criogenie si Separari Izotopice”, Nr. 17+18, pag 190‐196, Ed. Conphys, 2011, ISSN: 1582‐2575, CNCSIS: 619, Issue 1/2011 vol. 14
"Research Activity in " “TRI‐TOFFY” EFDA Network Training"
4. EEA ‐ Electrotehnica, Electronica, Automatica, 3/2012, ISSN 1582‐5175
“Sistem de răcire criogenic pentru motorul electric superconductor.”
PN 09 19 05 01: Tehnici si proceduri pentru determinarea radioactivitatii in mediu
1. Progress of Cryogenics and Isotope Separation Nr. 12/ 2009;
"Physiscal properties in Re‐(Fe, Ni)4 Sb12 nano‐structurated skutterudite, autori: D. Bogdan, A. Soare, C. Varlam, I. Stefanescu;
2. Romanian Journal of Physics, Vol. 56/ 2011
"Establishing Routine Procedure for Environmental Tritium Concentration at ICIT" C. Varlam, I. Stefanescu, I. Faurescu, I. Vagner, D. Faurescu, D. Bogdan;
3. Romanian Journal of Physics, Vol. 56/ 2011
"Use of C‐14 and Environmental Isotopes to Estimate Aquifer Recharge Conditions", autori: I. Faurescu, A. Feru, C. Varlam, D. Faurescu, I. Vagner, S. Cuna, C. Cosma
ARTICOLE PUBLICATE ÎN STRĂINĂTATE:
Denumirea publicaţiei Titlul articolului
PN 09 19 01 02: Modelarea matematica si investigarea experimentala a degradarii materialelor intr‐o pila de combustie de tip PEM
1. International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 36, Issue 16, pp. 10376‐10383, 2011, ISSN: 0360‐3199
"The influence of permeability changes for a 7‐ serpentine channel PEM fuel cell performance", Elena Carcadea, D.B. Ingham, Ioan Stefanescu, Roxana Ionete, Horia Ene
2. International journal for Hydrogen Energy, 35, 2010, 12688‐12695
"Synthesis and characterization of sulfonated PEEK‐WC membranes for proton exchange membranes fuel cells", autori: A. Iulianelli, C. Clarizia, A. Gugliuzza, D. Ebrasu, A. Bevilacqua, F. Trotta, A. Basile
3. Journal of Power Sources, 195 (2010) 7776–7780, ISSN: 0378‐7753, Thomson Reuters – ISI
"Metal oxide nanoparticles synthesized by pulsed laser ablation for proton, exchange membrane fuel cells", autori: G. Dorcioman, D. Ebrasu, I. Enculescu, N. Serban, E. Axente, F. Sima, C. Ristoscu, I.N. Mihailescu
PN 09 19 01 05: Sisteme de recuperare si purificare a matricilor de hidrogen bazate pe materiale modificate structural
1.
the 13th European Conference on Applications of Surface and Interface Analysis”,18‐23 octombrie 2009, Antalya, Turcia
"Surface functionalization of carbon molecular sieve membranes for hydrogen recovery", autor E.David
2. 37 th International Conference of SSCHE, 24‐28 mai, 2010, Tatranske
"Three digestion methods for elemental determinations in soils and sediments materials by ICP‐MS technique", Geana,
231/240
Matliarc, Slovacia A.Iordache, C.Voica, A.Deheleanu, R.Ionete
3. 3rd International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice, Italia, 8‐11 noiembrie, 2010
"Fuel gas from thermochemical processing of biomass" E.David,I.Stefanescu
4.
Proceedings of International Conference on Hydrogen Production ICH2P‐11” , 19‐22 June 2011, Thessaloniki, Greece
"Hydrogen‐rich gas production from biomass wastes by catalytic steam gasification", autor E. David
PN 09 19 01 07: Integrarea energiilor regenerabile utilizand tehnologii bazate pe hidrogen
1. International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 38, Issue 28, pp. 12231‐12240, ISSN: 0360‐3199
"Towards a hydrogen economy in Romania: Statistics, technical and scientific general aspects", Ioan Iordache, Adrian V. Gheorghe, Mihaela Iordache
2.
Proceedings of EFC2013 Fifth European Fuel Cell Technology & Applications Conference ‐ Piero Lunghi Conference 2013, ISBN: 978‐88‐8286‐297‐8 Roma, Italia
"Modified NAFION/TIO2 membranes for Proton Exchange Membrane Fuel Cells", D. Ion‐Ebrasu, G. Dorcioman, E. Axente, I.N. Mihailescu, L. Patularu, Elena Carcadea, M. Varlam, I. Stefanescu, A. Iulianelli, S. Liguori, A. Vaseashta, A. Basile
PN 09 19 01 08: Studii cu privire la dezvoltarea proceselor termocatalitice si a tipurilor de catalizatori utilizati pentru aplicatii in domeniul producerii energiei regenerabile
1. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Elsevier,104(2013)260‐268
"Valorization of residual biomass by thermochemical processing", E. David
2.
Proceedings of 15th European Conference on Surface and Interface Analysis,ECASIA’13, October 13 ‐ 18, 2013 Forte Village, Cagliari, Sardinia (Italy), ISBN: 978‐88‐907670‐0‐5
"Characterization and leaching of aluminum solid wastes to obtain products with high added value", E. David
3.
Proceedings of 15th European Conference on Surface and Interface Analysis,ECASIA’13, October 13 ‐ 18, 2013 Forte Village, Cagliari, Sardinia (Italy), ISBN: 978‐88‐907670‐0‐5
"Surface functionalization of activated carbons obtained from biomass waste to increase their sorption capacity for CO2", E.David, I. Stefanescu, C. Sandru, A. Armeanu
PN 09 19 01 09: Investigatii teoretice si experimentale privind sistemele de retentie a CO la temperaturi joase pentru pilele de combustibil tip PEM si aplicatiile lor
1.
Reaction Kinetics Mechanisms and Catalysis, volume 110, Issue 1, 63‐73 DOI: 10.1007/s11144‐013‐0596‐8, Oct. 2013
"Hydrogenolysis of glycerol to propylene glycol using heterogeneous catalysts in basic aqueous solutions", A. Marinoiu, C. Cobzaru, Elena Carcadea, C. Capris, V. Tanislav, M. Raceanu
2. Reaction Kinetics Mechanisms and Catalysis, 112:37‐50, DOI: 10.1007/ s11144‐014‐0694‐2, 2014
"Low temperature CO retention using hopcalite catalyst for fuel cell applications", A. Marinoiu, M. Raceanu, C. Cobzaru, C. Teodorescu, D. Marinescu, A. Soare, M. Varlam
3. Journal of Radioanalytical of Nuclear Chemical (JRNC), 305 (1), 117‐126, 2015
"An assessment on hydrogen isotopes separation by liquid phase catalityc exchange process", Gheorghe Ionita, Ciprian Bucur, Ionut Spiridon, Ioan Stefanescu
PN 09 19 01 12: Investigari experimentale privind realizarea de ansambluri membrane‐electrozi optimizate pentru pile de combustibil tip PEM
4. International Journal of Hydrogen & Fuel Cells
"Modified NAFION/TIO2 membranes for Proton Exchange Membrane Fuel Cells", D. Ion‐Ebrasu, G.. Dorcioman, E. Axente, L. Patularu, E. Carcadea, M. Varlam, Amalia Soare, A. Iulianelli, S. Liguori, I. N. Mihailescu, I. Stefanescu, A. Basile, A. A. Vaseashta
PN 09 19 01 13: Convertor energetic de tip PEM pentru producere de hidrogen ultrapur
1. J. Fuel Cell Sci. Technol., 11 (2014), pp. 1–6
"On the Synthesis and Characterization of Silica‐Doped/Sulfonated Poly‐(2,6‐Dimethyl‐1,4‐Phenylene Oxide) Composite Membranes for Fuel Cells"
PN 09 19 01 14: Studii teoretice şi experimentale privind creşterea eficienţei sistemelor de conversie termochimică a deşeurilor pentru producerea de energie regenerabilă
232/240
1.
Proceedings of Fiftyth International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice, Italy, 17‐20 november, 2014, ISBN 978‐88‐6265‐085‐4
"Industrial wastes possible source of raw material for applications in energy conservation and environmental protection", autor: E. David
2.
Proceedings of Fiftyth International Symposium on Energy from Biomass and Waste, Venice, Italy, 17‐20 november, 2014, ISBN 978‐88‐6265‐085‐4
"Catalytic removal of biomass tar to increase the efficiency during thermochemical processing, autori: E.David, I. Stefanescu, C. Sandru, A. Armeanu
3. Chemical Engineering Transactions, ISBN 978‐88‐95608‐34‐1; ISSN 2283‐9216, Vol 43 (1), (2015) 403‐409
"Steam Reforming of Biomass Tar Using Iron‐based Catalysts", autor: E.David
PN 09 19 01 15: Tranzitia Metal‐Semiconductor in Complexul Hidrogenat Mg‐Ni‐H
1. ECS Transactions 10/2015; 69(17):859‐868. DOI: 10.1149/06917.0859ecst.
"Tailored DC/Sputtered Niobium Oxide Properties for PEM Electrolysis Application", D. Ion‐Ebrasu, S. Enache, A. Rizoiu, M. Filip, S. Preda, M. Varlam, V. Fruth, I. Stefanescu,
2. Journal of Alloys and Compounds ‐ in recenzie‐2016
"Study of temperature variation during of phase transformation in shape memory alloys by a non destructive thermographic method", C.Bubulinca, Mihai Varlam
3. ECS Journal of Electrochemistry ‐ in pregatire
"Niobium Oxide Support Films for PEM Electrolysis Application", D. Ion‐Ebrasu, S. Enache, A. Rizoiu, M. Filip, S. Preda, M. Varlam, V. Fruth, I. Stefanescu,
PN 09 19 01 16: Utilizarea de noi tehnologii pentru sinteza materialelor nano‐compozite tip grafena, cu proprietati catalitice si electrocatalitice si aplicatii in domeniul PEMFC
1. Revista Materials Today: Proceedings, 2(6)
"Graphene‐based Materials Used as the Catalyst Support for PEMFC Applications", A. Marinoiu, C.Teodorescu, E. Carcadea, M. Raceanu, M Varlam, C Cobzaru, I Stefanescu Materials Today: Proceedings, 2(6), 2015, Pg. 3797–3805, The Selected Papers of 10th International Conference on Physics of Advanced Materials, ICPAM‐10. doi:10.1016/j.matpr.2015.08.013
PN 09 19 01 17: Concept inovativ de producerea a hidrogenului prin electroliza PEM
1. Applied Surface Science, 329 (2015), 65‐75
"Adsorbents/ion exchangers‐PVA blend membranes: Preparation, characterization and performance for the removal of Zn2+ by electrodialysis"
2. Journal of Water Process Engineering "Removal of zinc ions from model wastewater system usingbicopolymer membranes with fumed silica"
3. Polymer Bulletin, POBU‐S‐15‐00668, under review.
"Removal of Indigo Carmine dye from synthetically solution using polymer membranes and electrodialysis"
PN 09 19 01 18: Propulsor electric cu pile de combustibil cu hidrogen pentru aplicatii mobile
1. International Conference on Renewable Energies and Power Quality La Coruña (Spain)
Design and Analysis of Experiments for a PEM Fuel Cell Mathematical Modelling, A. Crăciunesc1, C. L. Popescu, M. O. Popescu, L. Pătularu and M. Predescu
2.
Proceedings of the International Conference on ELECTRONICS, COMPUTERS and ARTIFICIAL INTELLIGENCE – ECAI‐2015
Variable load supply using fuel cells / ultracapacitor hybrid architecture power source, Raceanu, Mircea; Iliescu, Mariana; Culcer,Mihail; Varlam, Mihai; Stefanescu, Ioan
PN 09 19 01 19: Studii cu privire la utilizarea deseurilor de la centralele de energie pe baza de carbune pentru dezvoltarea de materiale adsorbante selective fata de poluantii prezenti in gazele de ardere
evacuate
1. Material Today Pr”. , Elsevier, 2 (2015)5071‐5079
"Use of Separation and Impurity Removal Methods to Improve Aluminium Waste Recycling Process", E.David,J.Kopac,
2. Journal of Archieves of Materials "Mechanical strength and reliability of the porous materials
233/240
Science and Engineering , ISSN 1897‐2764, 73(1) (2015) 5‐17
used as adsorbents /catalysts and the new development trends", E.David
PN 09 19 02 01: Cercetări privind aplicarea metodelor de analiză izotopică şi multi‐element în vederea definirii autenticităţii şi clasificării geografice a vinurilor româneşti
1.
Journal of Environmental, Protection and Ecology, Ed. Balkan Environmental Association (B.EN.A.) vol. 11, issue 4, pg. 1458‐1464 (2010), ISSN 1311‐5065
"Analysis of isotopic ratio of hydrogen from Olt river by mass‐spectrometry", autori A. Preda, D. Costinel, C. Mladin, A. Miu, C. Barbu, S. Pintilie, S. Sbirna
2. Analytical Letters, Vol. 44, Issue 18, pg. 2856‐2864, (2011) Print ISSN: 0003‐2719, Online ISSN: 1532‐236X
"The impact of grape varieties to wine isotopic characterization", autori Diana Costinel , Aurelia Tudorache , Roxana Elena Ionete , Raluca Vremera
3. Chemicke Listy nr.105, issue s6, s 1038, (2011) ISSN 1213‐7103, 0009‐2770 (printed), 1803‐2389 (CD‐ROM)
"The potentialities of multi‐element composition and 87Sr/86Sr ratio of wines as traces of wine provenance", autori Andreea Iordache, Cezara Voica, Diana Florescu, Roxana Ionete, Monica Culea
4. Chemicke Listy nr.105, issue s6, s 1039, (2011) ISSN 1213‐7103, 0009‐2770 (printed), 1803‐2389 (CD‐ROM)
"Low‐levels specification of elements in drinking waters using ICP‐MS", autori Andreea Iordache, Diana Florescu, Roxana Ionete, Monica Culea
5. Chemicke Listy nr.105, issue s6, s 984, (2011) ISSN 1213‐7103, 0009‐2770 (printed), 1803‐2389 (CD‐ROM)
"Trace of heavy metals in fish tissues, sediment and water from Danube river in Romania", autori Diana Florescu, Andreea Iordache, Elena Horj, Roxana Ionete, Claudia Sandru, Monica Culea
6. Asian Journal of Chemistry, Vol. 23, issue 12, 5213‐5216 (2011), ISSN: 0970‐7077
"Comparison of Three Digestion Methods for Heavy Metals Determination in Soils And Sediments Materials by ICP‐MS Technique", autori Irina Geana, Andreea Iordache, Cezara Voica, Roxana Elena Ionete
7. Asian Journal of Chemistry, Vol. 23, issue 12, 5197‐5201 (2011), ISSN: 0970‐7077
"Phenolic composition of Romanian wines with different geographical origins", autori Elisabeta Irina Geana, Roxana Elena Ionete, Aurelia Tudorache, Rodica Pasa, Elena Postolache, Aurora Ranca
8. Asian Journal of Chemistry, Vol. 23, issue 12, 5202‐5204 (2011), ISSN: 0970‐7077
"Isotopic characterization of the major water source of Rm. Valcea area, Romania", autori Raluca Vremera, Diana Costinel, Roxana Elena Ionete
9. SGEM 2013 ‐ Advances in Biotechnology, pg. 155‐162, (2013), ISSN 1314‐2704
"Gas‐chromatography study regarding the accumulation of volatile compounds responsible for semi‐flavoured wines fragrances", autori Diana Stegăruș, Raluca Popescu, Violeta Niculescu, Ecaterina Lengyel, Ovidiu Tita, ,
10. SGEM 2013 ‐ Advances in Biotechnology, pg. 317‐324, (2013), ISSN 1314‐2704
"The extraction and potentiating of the aroma compound in red grapes using commercial enzymatic mixtures", autori Ecaterina Lengyel, Letitia Oprean, Ramona Iancu, Otto Ketney, Ovidiu Tita, Diana Stegărus, Raluca Popescu
11. Food Chemistry, vol. 138, issue 2, pp. 1125‐1134, (2013) ISSN: 0308‐8146
"Geographical origin identification of Romanian wines by ICP‐MS elemental analysis", autori Elisabeta‐Irina Geana, Andreea‐Maria Iordache, Roxana Elena Ionete, Adrian Marinescu, Aurora Ranca, Monica Culea
12. Revista de Chimie, Vol. 65, Nr. 2, pg. 168‐173, (2014)
Aroma profile of young wines from ten native and foreign varieties grown in Romania, autori Raluca Popescu, Diana Costinel, Roxana Elena Ionete, Diana Stegarus
13. Analytical Letters, Vol. 47, Issue 10, pg. 1737‐1746, (2014)
"Characterization of Wine by trans‐Resveratrol Concentration: a Case Study of Romanian Varieties", autori Elisabeta‐Irina Geana, Diana Costinel, Adrian Marinescu, Roxana Elena Ionete, Camelia Bala
14. Food Analytical Methods, vol.7, issue 10, pages: 2064‐2074, (2014)
"Differentiation of Romanian Wines on Geographical Origin and Wine Variety by Elemental Composition and Phenolic Components", autori Elisabeta‐Irina Geana, Adrian Marinescu,
234/240
Andreea Iordache, Claudia Sandru, Roxana Elena Ionete, Camelia Bala
15. Food Technology and Biotechnology, 53 (1), pg. 73–80 (2015); ISSN: 1330‐9862;
"Monitoring trans‐Resveratrol in Grape Berry Skins during Ripening and in Corresponding Wines by HPLC", autori Elisabeta I. Geana, Oana R. Dinca, Roxana E. Ionete, Victoria Artem and Violeta C. Niculescu
16. Food Chemistry, vol. 192, pg.1015–1024, (2016)
"Classification of red wines using suitable markers coupled with multivariate statistic analysis", autori Elisabeta Irina Geana, Raluca Popescu, Diana Costinel, Oana Romina Dinca, Roxana Elena Ionete, Ioan Stefanescu, Victoria Artem, Camelia Bala
17. Food Control, 04/2016, vol. 62, pag. 1‐9, DOI: 10.1016/j.foodcont.2015.10.003,
"Verifying the red wines adulteration through isotopic and chromatographic investigations coupled with multivariate statistic interpretation of the data", autori Elisabeta Irina Geana, Raluca Popescu, Diana Costinel, Oana Romina Dinca, Ioan Stefanescu, Roxana Elena Ionete, Camelia Bala
PN 09 19 02 03: Evaluarea impactului antropic asupra mediului inconjurator prin investigatii asupra poluantilor din aer,apa, sol si compararea cu o zona protejata de Parc National
1. Asian Journal of Chemistry "Optimal measurements of surface water pollution – case study on southern part of Romania"
2. Asian Journal of Chemistry Comparison of three digestion methods for heavy metals determination in soils and sediments materials by ICP‐MS technique
3. Chemicke Listy Low‐levels specification of elements in drinking waters using ICP‐MS”
4. Chemicke Listy "SIM‐GC/MS determination of BTEX in ambiental air"
5. Chemicke Listy "Investigation and monitoring of ambiental pollutants of atmosphere from in situ collected samples in an industrial area"
PN 09 19 02 04: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de extractie si separare a unor compusi de tip antocianic si antocianidinic de origine vegetala in scopul utilizarii drept coloranti naturali in alimentatie
1.
Abstract Book ‐ 13th International Multidisciplinary Scientific GeoConference & EXPO SGEM2013, 16‐22 iunie 2013, Albena, Bulgaria, pag. 155‐162, ISBN 978‐619‐7105‐06‐3; ISSN 1314‐2704; DOI: 10.5593/sgem2013
Gas‐chromatography study regarding the accumulation of volatile compounds responsible for semi‐flavoured wines fragrances, autori: Diana Stegarus, Raluca Popescu, Violeta Niculescu, Ioan Stefanescu, Ecaterina Lengyel, Mihaela Tita, Ramona Iancu, Dan Mutu
2.
Abstract Book ‐ al 6‐lea Simpozion International "Recent Advances in Food Analysis", 05‐08 Noiembrie 2013, Praga, Cehia; K8‐pag 368; ISBN 978‐80‐7080‐861‐0.
"Highly ordered SBA‐15 for retention of polyphenols from red wine", autori: Violeta Niculescu, Irina Geana, Roxana Elena Ionete, Nadia Paun, Viorica Parvulescu
3.
Abstract Book ‐ al 6‐lea Simpozion International "Recent Advances in Food Analysis", 05‐08 Noiembrie 2013, Praga, Cehia; K8‐pag 219; ISBN 978‐80‐7080‐861‐0.
"Evolution and HPLC analysis of trans‐resveratrol in Romanian grape berries skins and wines", autori: Elisabeta‐Irina Geana, Oana Romina Dinca, Roxana‐Elena Ionete, Artem Victoria, Violeta Niculescu
4.
Food Technology and Biotechnology, 53 (1) 73–80 (2015); SCRI: 0.898/2013 (IF: 0.920/2014) 2015 ISSN: 1330‐9862
"Monitoring trans‐Resveratrol in Grape Berry Skins during Ripening and in Corresponding Wines by HPLC", autori:Elisabeta I. Geana, Oana R. Dinca, Roxana E. Ionete, Victoria Artem and Violeta C. Niculescu
PN 09 19 02 05: Cercetări privind caracterizarea şi autentificarea produselor naturale pe baza evaluării profilului lor proteic
1. Isotopes in Environmental and Health Studies, vol. 50, issue 4, pg. 461‐474,
"Isotopic fingerprint of the middle Olt River basin, Romania", autori Raluca Popescu, Diana Costinel, Roxana Elena Ionete,
235/240
(2014), ISSN: 1025‐6016 Damian Axente
2. Food Analytical Methods, Vol. 8, Issue 2, pp 401‐412 (2015)
Geographical and Botanical Origin Discrimination of Romanian Honey Using Complex Stable Isotope Data and Chemometrics, autori Oana‐Romina Dinca, Roxana Elena Ionete, Raluca Popescu, Diana Costinel, Gabriel‐Lucian Radu
3.
Analytical Letters, vol. 49, isuue 3, pg. 411‐422, (2015), ISSN: 0003‐2719 (Print) 1532‐236X (Online) DOI:10.1080/00032719.2015.1057830
"Characterization of the Quality and Floral Origin of Romanian Honey", autori Raluca Popescu, Elisabeta Irina Geana, Oana Romina Dinca, Claudia Sandru, Diana Costinel, Roxana Elena Ionete
PN 09 19 02 06: Cercetari suport privind aplicarea investigatiilor multi‐element si multi‐izotopice in stabilirea unor markeri de origine pentru trasabilitatea alimentelor
1.
Proceedings of the 43th International Symposium Actual Tasks on Agricultural Engineering, Croatia ‐ Opatija, pg. 583‐588, (2015) ISSN 1848‐4425
"Evaluation of Transitional Metals Concentrations in Various Romanian Wines by Graphite Furnace AAS", autor Diana Ionela Stegarus
2. SGEM 2013 ‐ Advances in Biotechnology, pg. 249‐256, (2013), ISSN 1314‐2704
"Studies on the use of maceration enzymes in technology for obtaining aromatic Muscat Ottonel wines from Recas wineyard", autori Ecaterina Lengyel, Letiția Oprean, Diana Stegăruș, Raluca Popescu, Ramona Iancu, Mariana Liliana Păcală, Otto Ketney
3. SGEM 2013 ‐ Advances in Biotechnology, pg. 211‐218, (2013), ISSN 1314‐2704
"Physicochemical monitoring of the fermentation of mixed cereal‐based substrate to obtain a functional beverage", autori Mariana Pacala, Lucica Brudiu, Ecaterina Lengyel, Diana Stegarus, Mihaela Begea
4. Food Analysis Methods, vol. 8, 401‐412 (2015), DOI:10.1007/s12161‐014‐9903‐x, (IF 2014: 1,956);
"Geographical and Botanical origin discrimination of Romanian honey using complex stable isotope data and Chemometrics", Oana Dinca, Roxana Ionete, Diana Costinel, Popescu Raluca, Gabriel Lucian Radu
PN 09 19 02 07: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a profilului compozitional al unor produse cu matrice complexa
1.
Analytical Letters (IF/2012 = 0,965, DOI: 10.1080/00032719.2014.883521, Analytical Letters (Taylor & Francis Inc), 2014, 47 (10), 1737‐1746, IF/2014 = 1.030
“Characterization of wines by trans‐resveratrol concentration: a case study of Romanian varieties”, autori Geană, E.I., Costinel, D., Marinescu, A., Ionete, R.E., Bala, C.
2. Food Analytical Methods, 2014, 7:2064–2074, IF = 1,956/2014
"Differentiation of wines on geographical origin and wine variety by elemental composition and phenolic components; case study on some Romanian wines", Elisabeta Irina Geana, Adrian Marinescu, Andreea Maria Iordache, Claudia Sandru, Roxana Elena Ionete, Camelia Bala
3. Food Control, vol. 48, 2015, pag. 84‐90, IF = 2.806/2014‐2015
"Discrimination of vegetable oils using NMR spectroscopy and chemometrics", autori Raluca Popescu, Diana Costinel, Oana Dinca, Adrian Cornelius Marinescu, Ioan Stefanescu, Roxana Elena Ionete
4.
Isotopes in Environmental and Health Studies, IF = 0.964/2014. DOI: 10.1080/10256016.2014.959443 Isotopes in Environmental and Health Studies, 2014, vol. 50(4)
"Isotopic fingerprint of the Middle Olt River Basin, Romania", autori Popescu R., Costinel D., Ionete R.E., Axente D
5.
Environmental Engineering and Management Journal, 2015, vol.14, no.10, p. 2445‐2456 IF = 1.065/2014
"An isotopic survey of some mineral water resources in the Carpathian chain (Romania)", autori Roxana Elena Ionete, Diana Costinel, Raluca Popescu
236/240
6. Analytical Letters , vol. 49, issue 3, pp. 411 – 422 (2016), IF/2014 = 1.030
"Characterization and botanical classification of Romanian honeys", autori Popescu Raluca, Geana Elisabeta Irina, Dinca Oana Romina, Sandru Claudia, Costinel Diana, Ionete Roxana Elena
7. PN 09 19 02 08: Cercetari privind dezvoltarea de noi metode de control al unor contaminanti si aditivi
in alimentatie
1.
International Multidisciplinary ScientificGeoConference SGEM”, Albena – Bulgaria, 16 ‐ 25 June 2015, Volume: Water Resources, Forest, Marine and Ocean Ecosystems Conference Proceedings, vol. I – Hydrology and Water Resources,; DOI: 10.5593/sgem2015B31, pag. 461‐4672015, ISBN 978‐619‐7105‐36‐0; ISSN 1314‐2704
"Monitoring the wastewater from food processing", Ramona Zgavarogea, Violeta Niculescu, Claudia Sandru, Marius Miricioiu, Roxana Ionete
2.
International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM”, Albena – Bulgaria, 16 ‐ 25 June 2015, Volume: Water Resources, Forest, Marine and Ocean Ecosystems Conference Proceedings, vol. I – Hydrology and Water Resources,; DOI: 10.5593/sgem2015B31, pag. 25‐31/ 2015 ISBN 978‐619‐7105‐36‐0; ISSN 1314‐2704
"An overview of mesoporous adsorbents for food industry wastewater treatment", Violeta‐Carolina Niculescu, Marius Gheorghe Miricioiu, Roxana Ionete, Ramona Zgavarogea
PN 09 19 02 09: Cercetari privind dezvoltarea de metode analitice avansate de investigare a compusilor
biologic activi aflati in compozitia produselor naturale ecologice care stau la baza dezvoltarii unor alimente functionale si produse cosmetice
1. Food Technology and Biotechnology, 53 (1), 2015, 73‐80, IF = 0.920/2014
"Monitoring trans‐Resveratrol in grape berry skins during ripening and in corresponding wines analysis by HPLC", autori Elisabeta Irina Geana, Oana Romina Dinca, Roxana‐Elena Ionete, Victoria Artem, Violeta‐Carolina Niculescu
2. Food Chemistry, vol. 192, pg.1015–1024, (2016)
Classification of red wines using suitable markers coupled with multivariate statistic analysis, autori Elisabeta Irina Geana, Raluca Popescu, Diana Costinel, Oana Romina Dinca, Roxana Elena Ionete, Ioan Stefanescu, Victoria Artem, Camelia Bala
3. Food Control, Vol. 62, pg. 1‐9, (2016)
Verifying the red wines adulteration through isotopic and chromatographic investigations coupled with multivariate statistic interpretation of the data, autori Elisabeta Irina Geana, Raluca Popescu, Diana Costinel, Oana Romina Dinca, Ioan Stefanescu, Roxana Elena Ionete, Camelia Bala
4. Journal of Food Processing and Technology, Vol. 6, Issue 9, pag. 78, (2015) ISSN: 2157‐7110 (IF 2,53)
"Elemental profile and Sr isotope ratio as fingerprints for geographical traceability of Romanian Wines", autori: Geana Elisabeta‐Irina, Sandru Claudia, Dinca Oana Romina, Miricioiu Marius, Ionete Roxana Elena”
5.
Analytical Letters, vol. 49, isuue 3, pg. 411‐422, (2015), ISSN: 0003‐2719 (Print) 1532‐236X (Online) DOI:10.1080/00032719.2015.1057830
"Characterization of the Quality and Floral Origin of Romanian Honey", autori Raluca Popescu, Elisabeta Irina Geana, Oana Romina Dinca, Claudia Sandru, Diana Costinel, Roxana Elena Ionete
6. Science of the Total Environment, nr. 533, pag. 17‐23, (2015) IF = 4.099/2014
"Using stable isotopes in tracing contaminant sources in an industrial area: A case study on the hydrological basin of the Olt River, Romania", autori: Popescu R., Mimmo T., Dincă O., Capici C., Costinel D., Şandru C., Ştefănescu I., Ionete R. şi Axente D.
237/240
7. Food Chemistry, IF = 3.391/2014 (in curs de evaluare) (2016)
"Antimicrobial and antioxidant activity of Phytolacca americana extracts", autori: Ioana Cristina Marinas; Elisabeta‐Irina Geana; Mariana‐Carmen Chifiriuc,Veronica Lazar
8. Food Control, 2015, vol. 48, pp. 84‐90, DOI: 10.1016/j.foodcont.2014.04.046 (IF/2014 = 2,806)
"Discrimination of vegetable oils using NMR spectroscopy and chemometrics", autori: Raluca Popescu, Diana Costinel, Oana Romina Dinca, Adrian Marinescu, Ioan Stefanescu, Roxana Elena Ionete
9. Journal of Biotechnology, Vol. 208, Supplement, 20 August 2015, Pages S8‐S9, IF = 2,871/2014
"Isolation of yeasts with potential of utilization in food biotechnologies", autori: M. Begea, G. Paraschiv, R. Teodorescu, I. D. Barbulescu, L. Grigorica, R. Tamaian
10.
Chemicke Listy, ISSN 1213‐7103 (online), 0009‐2770 (printed) ‐ Czech Chem. Soc, Symp, Ser 13, IF = 0,272/ 2014, (in curs de evaluare) (2016)
"Assessment of trace elements in fish tissue as tool for monitoring pollution in the aquatic ecosystem", autori: Cezara Voica, Roxana Elena Ionete, Monica Culea, Sonia Suvar, Andreea Maria Iordache
11.
Chemicke Listy, ISSN 1213‐7103 (online), 0009‐2770 (printed) ‐ Czech Chem. Soc, Symp, Ser 13, IF = 0,272/ 2014, (in curs de evaluare) (2016)
"Comparison of nutrients composition of some vegetable oils", autori: Suvar Sonia, Andreea Maria Iordache, Cezara Voica, Roxana Elena Ionete, Ramona Bleizifeer, Monica Culea
12. Analytical Letters, ISSN 0003‐2719, IF =1,030/2014 (in curs de evaluare) (2016)
"Multielemental analysis of coffee by inductively coupled plasma mass spectrometry", autori: Cezara Voica, I. Feher, A. M. Iordache, G. Cristea, A. Dehelean, D. A. Magdas, V. Mirel
PN 09 19 02 10: Investigatii teoretice si experimentale privind dezvoltarea de membrane compozite utilizate la purificarea de combustibili conventionali/biocombustibili gazosi
1.
Journal of Biotechnology,Environmentabiotechnology in wastewater treatment, Journal of Biotechnology, Volume: 208, Pag. S59‐S59, Supplement:S, DOI: 10.1016/j.jbiotec.2015.06.177, 2015, ISSN: 0168‐1656, eISSN: 1873‐4863
"Environmental biotechnology in wastewater treatment", Ionela Ramona Zgavarogea, Violeta Carolina Niculescu, Marius Gheorghe Miricioiu, Corina Ciucure, Iosif Tempea
2.
International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM”, Albena – Bulgaria, 16 ‐ 25 June 2015, Volume: Ecology, Economics, Education and Legislation Conference Proceedings, vol. II – Ecology and Environmental Protection, Environmental Legislation, Multilateral Relations and Funding Opportunities,; DOI: 10.5593/sgem2015B52 – pag. 126‐130 2015 ISBN 978‐619‐7105‐40‐7; ISSN 1314‐2704
"Critical aspects in gas chromatography: low level detection of gas impurities", Marius Miricioiu, Violeta Niculescu, Ramona Zgavarogea, Irina Petreanu, Gheorghe Nechifor
PN 09 19 03 01: Investigatii experimentale privind efectele de fractionare izotopica in electrolizoare PEM (H, D, T)
1. Fusion Engineering and Design, 2013, vol. 88 (9‐10), pp. 2235‐2239
"Experimental and Numerical Analyses of a Hydrogen and Deuterium Storage System"
PN 09 19 04 01: Studii complexe asupra materialelor utilizate in domeniul criogenic
1. Asian Journal of Chemistry, Vol 21, No 3(2009), pag. 2126‐2130, ISSN 0970‐7077,
„Comparative Studies Between Hydrophobic Catalyst Prepared for Isotopic Exchange Process”
2.
POWER '09: Proceedings of the 9th WSEAS/IASME International Conference on Electric Power systems, High Voltages, Electric Machines Book Series: Recent
“Tritium measurement systems used in the Detritiation Experimental Pilot Plant from Rm. Valcea.”
238/240
Advances in Electrical Engineering Pages: 46‐50 Published: 2009
3. Fusion Science and Technology 60 (4) , pp. 1419‐1422, 2011, ISSN: 1536‐1055
“Facility for endurance testing of hydrophobic isotope exchange catalysts.”
4.
“III International Conference for Young Scientists "LOW TEMPERATURE PHYSICS – 2012, Kharkov, Ukraine, “National Academy of Science of Ukraine”
“Numerical investigation of design influences on a material test setup at cryogenic temperatures.”
PN 09 19 05 01: Tehnici si proceduri pentru determinarea radioactivitatii in mediu
1. Radiocarbon,vol. 52, Issue: 2, Special Issue: 1/ 2010
"Using Direct Adsorption Method and Liquid Scintillation Counting for C‐14 Measurement In Organic Carbon from Sediments", autori: I. Faurescu, C. Varlam, I. Stefanescu, S. Cuna, I. Vagner, D. Faurescu, D. Bogdan
2. Radiocarbon,vol. 52, Issue: 2, Special Issue: 1/ 2010
"Radiocarbon and Tritium Levels Along Romanian Lower Danube River", autori: C. Varlam, I. Stefanescu, S. Cuna, I. Vagner, I. Faurescu, D. Faurescu
3. Fusion Science and Technology, vol. 60/ 2011
"Tritium Monitoring in the Environment at Tritium Separation Facility – ICIT", autori: C. Varlam, I. Stefanescu, I. Faurescu, D. Faurescu, D. Bogdan, A. Soare, Ghe. Ionita
4. Third European IRPA Congress, Helsinki, 2010
"Tritium level along Romanian Danube River Sector", autori: C. Varlam, I. Stefanescu, I. Vagner, I. Faurescu, D. Faurescu
5.
Proceedings of Isotopes in Hydrology, Marine Ecosystem and Climate Change Studies, Monaco 2011, IAEA Vienna (2013)
"Tritium level in Romanian Precipitation", autori: C. Varlam, I. Stefanescu, OG. Duliu, I. Faurescu, D. Bogdan, A. Soare
4.5. CĂRŢI PUBLICATE: CĂRŢI PUBLICATE IN TARA:
Nr. ctr.
Titlul cărţii Editura Autor principal
1.
Modelarea dinamicii fluidelor in pilele de combustie cu membrana schimbatoare de protoni (PEM)
Editura Conphys ISBN 978‐973‐750‐146‐2, 2009
Elena Carcadea
2.
Capitolul 17. European Research Environment in the Field of Hydrogen and Fuel Cell, in cartea “Complex Behaviour of the Distributed Generation System: Intelligent Management of the Renewable Energy Resources for assuring the DG System Power Quality and a Sustainable Development
Editura Universitatii din Pitesti, 2010, Piteşti, ISBN 978‐606‐560‐128‐4 (hardcover), ISBN 978‐606‐560‐129‐1 (e‐book)
Roxana Elena Ionete, Elena Carcadea
3. Tehnici avansate de tratare a apei si separare a hidrogenului
Editura AGIR, 2010, ISBN 978 ‐ 973 ‐ 720 ‐341 ‐ 0
Iordache Ioan, Ioan Stefanescu
4. Pilele de combustibil‐ intre teorie si practica”
Editura Conphys ISBN 978‐973‐750‐197‐4, 2010
Ioan Stefanescu Mihai Culcer
239/240
5. Aroma vinului – Tehnici moderne de investigare a compusilor volatili
Ed. CONPHYS Rm. Valcea, 2011, ISBN 978‐973‐750‐215‐5
Elena Brânduşe, Diana Costinel, Laura Fotescu, Roxana Elena Ionete, Raluca Popescu, Aurelia Tudorache
6.
Comportarea in domeniul criogenic si în mediu deuterat a unor oteluri austenitice si martensitice
Editura Conphys, Râmnicu‐Vâlcea, 2009, ISBN 978‐973‐750‐159‐2
Brad Sebastian
CĂRŢI PUBLICATE IN STRAINATATE:
Nr. ctr.
Titlul cărţii Editura Autor principal
1.
Chapter 17. European Research Environment in the Field of Hydrogen and Fuel Cell, in book “Advances in Energy research: Distributed Generation System integrating Renewable Energy Resources”
Nova Science Publishers, Inc. USA, ISBN: 978‐1‐61209‐991‐0, 2011
Roxana Elena Ionete, Elena Carcadea
4.6. Manifestări ştiinţifice:
Nr. crt.
Manifestări ştiinţifice Număr de manifestări Număr de comunicări
a) congrese internaţionale: 38 55
b) simpozioane: 21 36
c) seminarii, conferinţe; 115 187
d) workshop: 28 26
4.7.Brevete rezultate din tematica de cercetare:
Cereri pentru brevete de invenţie: 16.
Brevete de invenţie acordate: 6
