<p>Kvalitetno me&scaron;anje pra&scaron;kastih materijala, čestica ili granula je od izuzetnog inženjerskog, energetskog, ekonomskog i ekolo&scaron;kog značaja u raznim granama industrije: prehrambenoj, procesnoj, hemijskoj, farmaceutskoj industriji. Efikasnost me&scaron;anja, dizajn opreme i parametri procesa me&scaron;anja imaju značajan uticaj na kvalitet i cenu poluproizvoda ili finalnog proizvoda.<br />U ovoj tezi, prikazana je upotreba metode diskretnih elemenata (DEM) na modelovanje me&scaron;anja granula i/ili pra&scaron;kastih materijala (granulisani zeolit ili kukuruzna prekrupa) u različitim konfiguracijama statičkih me&scaron;ača Komax i Ross, kao i za modifikovane pužne transportere / predme&scaron;alice. Primenjen je i metod računske dinamike fluida (CFD) za modelovanje protoka fluida u Ojlerovom vi&scaron;efaznom modelu, za predviđanje pona&scaron;anja čestica unutar različitih konfiguracija statičkih me&scaron;alica.<br />Ispitivano je petnaest horizontalnih pužnih transportera sa nepromenljivog koraka, sa modifikovanom geometrijom, različitih dužina pužnice, sa dodatnim elementima na pužnoj spirali, radi istraživanja mogućnosti me&scaron;anja granulisanog materijala, tokom transporta materijala (granulisani zeolit).<br />Rezultati matematičkog modeliranja i numeričke simulacije su upoređeni sa odgovarajućim eksperimentalnim rezultatima na osnovu stepena pome&scaron;anosti me&scaron;avine, primenom kriterijuma relativne standardne devijacije (RSD). Zahvaljujući ovde postavljenim modelima moguće je uraditi optimizaciju geometrije i parametara sistema me&scaron;anja uzimajući u obzir kvalitet procesa me&scaron;anja i cenu finalnog proizvoda.</p> / <p>The quality mixing of powders, particles and/or granules obtain an engineering, energetic, economic and ecological importance of various technologies, food industry, pharmaceutical and chemical industry. The mixing efficiency, the design of equipment and mixing parameters exert a strong impact on quality and the price of intermediate or final product. In this thesis, the use of Discrete Element Method (DEM) is shown for modeling of granular and/or powder flow in various multiple Komax and Ross mixing applications, as well as for the modified screw conveyors premixers . Computational Fluid Dynamic (CFD) method was used for modeling of fluid flow through Eulerian multiphase model, for the prediction of particle displacement within the various static mixers configurations. Fifteen horizontal screw conveyors with invariant pitch, with modified geometry and different screw length , with some additional elements welded on the helix were tested for the possibility of granular material mixing during the material transport (granulated zeolite).<br />The results of the numerical simulation are compared with appropriate experimental results, according to relative standard deviation criterion (RSD). Application of this model provide the optimization of the geometry and parameters of mixing systems taking into account the quality of the mixing process and the cost of the final product.</p>

<p>In this Phd thesis, heuristic, meta-heuristic and predictive methods are<br />considered. Meta-heuristics optimisation of the transverse load distribution<br />factor of helical and spur gears is conducted. The multi-objective optimisation<br />problem of the planetary gear train is done using Genetic Algorithm method.<br />A comparative study of several meta-heuristic methods is given for solving<br />the problem of dynamic load capacity and working life at radial ball bearings.<br />Bayesian network, as a predictive method, is implemented in the software to<br />support the decision making in complex mechanical plants.</p> / <p>Докторска дисертација се бави темама везаним за хеуристичке,<br />метахеуристичке и предикционе методе. Извршена је метахеуристичка<br />оптимизација проблема трансверзалног фактора расподеле<br />оптерећења код цилиндричног зупчастог пара. Вишекритеријумски<br />проблем геометрије планетарног преносника је решаван применом<br />генетских алгоритама. Поређење неколико метахеуристичких метода је<br />дато на решавању оптимизационог проблема радног века и динамичке<br />носивости код котрљајних кугличних лежаја. Бајесове мреже, као<br />предикциона метода, су уграђене у софтвер за подршку одлучивању у<br />комплексним машинским постројењима.</p> / <p>Doktorska disertacija se bavi temama vezanim za heurističke,<br />metaheurističke i predikcione metode. Izvršena je metaheuristička<br />optimizacija problema transverzalnog faktora raspodele<br />opterećenja kod cilindričnog zupčastog para. Višekriterijumski<br />problem geometrije planetarnog prenosnika je rešavan primenom<br />genetskih algoritama. Poređenje nekoliko metaheurističkih metoda je<br />dato na rešavanju optimizacionog problema radnog veka i dinamičke<br />nosivosti kod kotrljajnih kugličnih ležaja. Bajesove mreže, kao<br />predikciona metoda, su ugrađene u softver za podršku odlučivanju u<br />kompleksnim mašinskim postrojenjima.</p>

<p>U okviru ove doktorske disertacije ispitani su i utvrđeni optimalni uslovi za proces lju&scaron;tenja semena suncokreta visokooleinskog tipa, kao sirovine za proizvodnju ulja. Sprovedena istraživanja su dala podatke o optimalnim vrednostima sadržaja vlage u semenu i pritiska vazduha u lju&scaron;tilici na osnovu kojih je utvrđen model za lju&scaron;tenje semena. Sprovedenim istraživanjima obuhvaćeno je i ispitivanje uticaja promenljivih tehnolo&scaron;kih parametara, sadržaja ljuske u opsegu od 0 do 20% i sadržaja nečistoća u opsegu od 0 do 10% na sastav i kvalitet hladno presovanih ulja i pogače, prinos ulja, oksidativnu stabilnost, senzorski kvalitet i boju hladno presovanih ulja semena suncokreta visokooleinskog tipa.<br />Dobijeni rezultati su obrađeni primenom savremenih klasifikacionih (klaster analiza i analiza glavnih kompomenata) i regresionih hemometrijskih metoda i postavljeni hemometrijski modeli čija bi primena doprinela proizvodnji hladno presovanog ulja vrhunskog kvaliteta i visoke oksidativne stabilnosti. Utvrđeno je da su definisani modeli statistički validni i da se mogu primeniti za optimizaciju tehnolo&scaron;kih parametara u proizvodnji hladno presovanog ulja semena suncokreta visokooleinskog tipa. Validnost postavljenih modela, odnosno kvalitet dobijenih korelacija su procenjeni na osnovu parametara unakrsne validacije.<br />Maksimalna efektivnost lju&scaron;tenja semena suncokreta visokooleinskog tipa može se postići pri optimalnim uslovima tj. sadržaju vlage u semenu 6,0% i pritisku vazduha u lju&scaron;tilici 800 kPa. Hladno presovano ulje semena suncokreta visokooleinskog tipa se, u pogledu sastava i kvaliteta ulja i pogače, prinosa ulja, oksidativne stabilnosti, senzorskog kvaliteta i boje ulja, može proizvoditi od semena koje sadrži 10-20% ljuske i 0-5% nečistoća.</p> / <p>In this dissertation the optimal conditions for the dehulling process of high-oleic sunflower seeds, as raw material for oil production, were tested and determined. The conducted studies provided data for the optimal values of moisture content in the seed and the air pressure in the seed dehulling machine, what presented the base for determination of the dehulling model. Also, conducted studies examine the effect of variable technological parameters, such as content of hull (ranging from 0 to 20%) and the impurities content (ranging from 0 to 10%) on the composition and quality of oil and cake, oil yield, oxidative stability, sensory quality and colour of cold pressed high-oleic sunflower oil.<br />The obtained results were analyzed by modern classification (cluster analysis and principal component analysis) and regression chemometrics methods, and chemometric models whose implementation could contribute to the production of cold pressed oil of high quality and high oxidative stability were set. It was found that the defined mathematical models are statistically valid and that they could be used to optimize the technological parameters of production of cold pressed high-oleic sunflower oil. The validity of the set models, that is the quality of obtained correlations, were estimated based on the parameters of cross-validation.<br />The maximum effectiveness of high-oleic sunflower seeds dehulling can be achieved under optimal conditions, i.e. when the moisture content in seed is 6,0% and when the air pressure in seed dehulling machine is 800 kPa. Regarding composition and quality of the oil and cake, oil yield, oxidative stability, sensory quality and color, cold pressed high-oleic sunflower oil could be produced from seed containing 10-20% hull and 0-5% impurities.</p>

<p>Doktorska disertacija se bavi temama rešavanja računarski teških<br />problema kombinatorne optimizacije. Istaknut je problem maksimalne<br />klike kao predstavnik određenih struktura u grafovima. Problem<br />maksimalne klike i sa njim povezani problemi su formulisani kao<br />nelinearne funkcije. Rešavani su sa ciljem otkrivanja novih metoda<br />koje pronalaze dobre aproksimacije rešenja za neko razumno vreme.<br />Predložene su varijante Metode promenljivih okolina na rešavanje<br />maksimalne klike u grafu. Povezani problemi na grafovima se mogu<br />primeniti na pretragu informacija, raspoređivanje, procesiranje<br />signala, teoriju klasifikacije, teoriju kodiranja, itd. Svi algoritmi<br />su implementirani i uspešno testirani na brojnim različitim<br />primerima.</p> / <p>This Ph.D. thesis addresses topics NP hard problem solving approaches in<br />combinatorial optimization and according to that it is highlighted maximum<br />clique problem as a representative of certain structures in graphs. Maximum<br />clique problem and related problems with this have been formulated as non<br />linear functions which have been solved to research for new methods and<br />good solution approximations for some reasonable time. It has been<br />proposed several different extensions of Variable Neighborhood Search<br />method. Related problems on graphs could be applied on information<br />retrieval, scheduling, signal processing, theory of classi_cation, theory of<br />coding, etc. Algorithms are implemented and successfully tested on various<br />different tasks.</p>

<p>Потражња за ксантаном, од момента његовог открића шездесетих година двадесетог века, константно се повећава због његове широке употребне вредности у различитим гранама индустрије, а процењује се да ће тржишна вредност овог значајног биополимера у 2020. години износити 987,7 милиона америчких долара. Биотехнолошка производња ксантана,&nbsp; микробиолошког секундарног метаболита, је каракте-ристична по неспецифичности угљенохидратног супстрата, минималним потребама за нутријенатима и огромним захтевима за процесном водом. Стандарди квалитета процесне воде су специфични и условљени примењеним биокатализаторима. Како квалитет ове воде одговара квалитету воде за пиће, ограниченост водних ресурса и трошкови припреме воде захтеваног квалитета намећу потребу за проналажењем алтернативних супстрата. Све наведено указује да се за биосинтезу овог тржишно вредног биопроизвода могу употребити отпадне воде које генерише индустрија вина. С обзиром да је производња ксантана веома захтевна и у погледу регулације процесних параметара одговорних за растворљивост кисеоника велики напори непрестано се улажу у унапређење овог сегмента биопроцеса.</p><p>Основни циљ ове докторске дисертације је оптимизација производње ксантана у лабораторијском биореактору одговарајућих геометријских односа запремине 7 l, метаболичком активношћу референтног соја Xanthomonas campestris ATCC 13951 на култивационом медијуму оптималне формулације чија су основа отпадне воде винарија, у погледу процесних параметара значајних за садржај раствореног кисеоника.</p><p>У оквиру истраживања која су обухваћена овом докторском дисертацијом оптимизација вредности процесних параметара значајних за садржај раствореног кисеоника изведена је применом методе жељене функције у комбинацији са дефинисаним математичким моделима. Као услови задати су максимална продукција ксантана којег карактерише максимална молекулска маса, али и максималан вискозитет раствора. Дефинисане оптималне вредности испитиваних фактора, при којима жељена функција има највећу вредност (0,969), су температура од 29,33&deg;C, интензитет аерације од 1,95 l/l/min и брзина мешања од 475,54 o/min, док су моделом предвиђене вредности показатеља тока, као и показатеља успешности биосинтезе ксантана следеће: садржај биомасе од 137,34&bull;108 cfu/ml, садржај раствореног кисеоника од 10,15%, садржај шећера од 2,84 g/l, садржај укупног азота од 137,56 mg/l, садржај асимилабилног азота од 4,78 mg/l, садржај укупног фосфора од 5,18 mg/l, вискозитет култивационе течности од 237,92 mPa&bull;s, садржај ксантана од 24,18 g/l, молекулска маса ксантана од 7,73&bull;105 g/mol и вискозитет раствора ксантана од 60,48 mPa&bull;s.&nbsp; На основу резултата оптимизације изведена је производна фаза биопроцеса на температури од 29&deg;C, при интензитету аерације од 2 l/l/min и брзини мешања од 475 o/min при чему је добијен садржај ксантана, одговарајућег квалитета, од<br />23,85 g/l и остварен степен конверзије извора угљеника у производ од 79,17%, док садржај раствореног кисеоника није опао испод критичне вредности.</p><p>Са технолошког аспекта, резултати ових истраживања представљају поуздан извор информација за увећање размера предложеног биопроцеса и пројектовање биореактора одговарајућих карактеристика.</p> / <p>Potražnja za ksantanom, od momenta njegovog otkrića šezdesetih godina dvadesetog veka, konstantno se povećava zbog njegove široke upotrebne vrednosti u različitim granama industrije, a procenjuje se da će tržišna vrednost ovog značajnog biopolimera u 2020. godini iznositi 987,7 miliona američkih dolara. Biotehnološka proizvodnja ksantana,&nbsp; mikrobiološkog sekundarnog metabolita, je karakte-ristična po nespecifičnosti ugljenohidratnog supstrata, minimalnim potrebama za nutrijenatima i ogromnim zahtevima za procesnom vodom. Standardi kvaliteta procesne vode su specifični i uslovljeni primenjenim biokatalizatorima. Kako kvalitet ove vode odgovara kvalitetu vode za piće, ograničenost vodnih resursa i troškovi pripreme vode zahtevanog kvaliteta nameću potrebu za pronalaženjem alternativnih supstrata. Sve navedeno ukazuje da se za biosintezu ovog tržišno vrednog bioproizvoda mogu upotrebiti otpadne vode koje generiše industrija vina. S obzirom da je proizvodnja ksantana veoma zahtevna i u pogledu regulacije procesnih parametara odgovornih za rastvorljivost kiseonika veliki napori neprestano se ulažu u unapređenje ovog segmenta bioprocesa.</p><p>Osnovni cilj ove doktorske disertacije je optimizacija proizvodnje ksantana u laboratorijskom bioreaktoru odgovarajućih geometrijskih odnosa zapremine 7 l, metaboličkom aktivnošću referentnog soja Xanthomonas campestris ATCC 13951 na kultivacionom medijumu optimalne formulacije čija su osnova otpadne vode vinarija, u pogledu procesnih parametara značajnih za sadržaj rastvorenog kiseonika.</p><p>U okviru istraživanja koja su obuhvaćena ovom doktorskom disertacijom optimizacija vrednosti procesnih parametara značajnih za sadržaj rastvorenog kiseonika izvedena je primenom metode željene funkcije u kombinaciji sa definisanim matematičkim modelima. Kao uslovi zadati su maksimalna produkcija ksantana kojeg karakteriše maksimalna molekulska masa, ali i maksimalan viskozitet rastvora. Definisane optimalne vrednosti ispitivanih faktora, pri kojima željena funkcija ima najveću vrednost (0,969), su temperatura od 29,33&deg;C, intenzitet aeracije od 1,95 l/l/min i brzina mešanja od 475,54 o/min, dok su modelom predviđene vrednosti pokazatelja toka, kao i pokazatelja uspešnosti biosinteze ksantana sledeće: sadržaj biomase od 137,34&bull;108 cfu/ml, sadržaj rastvorenog kiseonika od 10,15%, sadržaj šećera od 2,84 g/l, sadržaj ukupnog azota od 137,56 mg/l, sadržaj asimilabilnog azota od 4,78 mg/l, sadržaj ukupnog fosfora od 5,18 mg/l, viskozitet kultivacione tečnosti od 237,92 mPa&bull;s, sadržaj ksantana od 24,18 g/l, molekulska masa ksantana od 7,73&bull;105 g/mol i viskozitet rastvora ksantana od 60,48 mPa&bull;s.&nbsp; Na osnovu rezultata optimizacije izvedena je proizvodna faza bioprocesa na temperaturi od 29&deg;C, pri intenzitetu aeracije od 2 l/l/min i brzini mešanja od 475 o/min pri čemu je dobijen sadržaj ksantana, odgovarajućeg kvaliteta, od<br />23,85 g/l i ostvaren stepen konverzije izvora ugljenika u proizvod od 79,17%, dok sadržaj rastvorenog kiseonika nije opao ispod kritične vrednosti.</p><p>Sa tehnološkog aspekta, rezultati ovih istraživanja predstavljaju pouzdan izvor informacija za uvećanje razmera predloženog bioprocesa i projektovanje bioreaktora odgovarajućih karakteristika.</p> / <p>Demand for xanthan has been increasing since its discovery in the 1960s due to its wide application in various branches of industry, and it is estimated that market value of this important biopolymer will rise up to<br />987.7 million US dollars by 2020. Biotechnological production of xanthan, a secondary microbial metabolite, is characterized by its non-specific carbon substrate, minimal nutrient and large process water requirements. Process water quality standards are specific and conditioned by the used biocatalysts. Since the quality of this water matches the quality of drinking water, limited water resources and costs of preparing water of the required quality result in the need for alternative substrates. The aforementioned suggests that winery wastewaters could be used for the biosynthesis of this valuable bioproduct. Since xanthan production is very complicated regarding regulation of process parameters responsible for oxygen solubility, great efforts are investing in the improvement of this particular bioprocess segment.</p><p>The main goal of this PhD thesis is to optimize xanthan production in a 7 L laboratory bioreactor of specific geometric ratio, using the metabolic activity of the Xanthomonas campestris ATCC 13951 reference strain in optimal cultivation media based on winery wastewaters, focusing on process parameters significant for the content of dissolved oxygen.</p><p>Within the research of this PhD thesis, optimization of process parameters significant for the content of dissolved oxygen was performed using the desirability function approach combined with defined mathematical models. The set conditions were the maximum production of xanthan characterized by maximum molecular weight as well as maximum solution viscosity. The defined optimal values for which the desirability function has the highest value (0.969) were temperature of 29.33&deg;C, aeration rate of 1.95 vvm and agitation speed of 475.40 rpm, while the model predicted values of the indicators of the course and the success of xanthan biosynthesis were: biomass content of 137.34&bull;108 cfu/mL, dissolved oxygen content of 10.15%, sugar content of 2.84 g/L, total nitrogen content of 137.56 mg/L, assimilable nitrogen content of 4.78 mg/L, total phosphorus content of 5.18 mg/L, cultivation broth viscosity of 237.92 mPa&bull;s, xanthan content of<br />24.18 g/L, xanthan molecular weight of 7.73&bull;105 g/mol and xanthan solution viscosity of 60.48 mPa&bull;s. Based on optimization results, the production phase of the bioprocess was performed at a temperature of&nbsp; 29&deg;C, aeration rate of 2 vvm and agitation speed of 475 rpm, which resulted in the high quality xanthan content of 23.85 g/L and conversion rate of carbon source into product of 79.17%, while dissolved oxygen content did not decrease below its critical value.</p><p>From a technological aspect, the results of this research represent a reliable source of data for scaling up the suggested bioprocess and designing a bioreactor with the required characteristics.</p>

<p>U disertaciji je ispitana mogucnost kori&scaron;cenja<br />izluženih rezanaca &scaron;ecerne repe za adsorpciju<br />jona bakra u koloni sa nepokretnim<br />slojem. Eksperimenti su izvedeni primenom<br />Boks-Benkenovog eksperimentalnog dizajna<br />na tri nivoa sa tri promenljive: koncentracija<br />napojnog rastvora (50-150 mgL^-1), masa<br />adsorbenta (8-12 g) i pH napojnog rastvora<br />(4,0-5,0). Dobijene prevojne krive su<br />fitovane uobicajenim empirijskim modelima,<br />Boart-Adamsovim i modelom doza-odziv.<br />Na osnovu uocene asimetrije prevojne<br />krive, predložen je novi matematicki model.<br />Novi model predlaže prevojnu krivu koja<br />se sastoji od dva dela, koji u zbiru daju<br />kumulativnu krivu koja dosledno pokriva<br />uocenu asimetriju. Uzimajuci u obzir najnižu<br />prosecnu sumu kvadrata odstupanja, SSer<br />(3,610^-3) i najvi&scaron;u prosecnu vrednost<br />koeficijenta determinacije, R² (0,9989),<br />novi model je pokazao najbolje fitovanje<br />eksperimentalnih podataka, u poreenju sa<br />uobicajeno kori&scaron;cenim modelima adsorpcije<br />u koloni. RSM i ANN modelovanje je dalje<br />kori&scaron;ceno za evaluaciju procesnih parametara<br />i optimizaciju procesa. Najznacajnija<br />nezavisno promenljiva velicina, koja ispoljava<br />negativan uticaj na odabrani odziv (kriticno<br />vreme), bila je koncentracija napojnog<br />rastvora, dok je masa adsorbenta ispoljila<br />slabiji i pozitivan uticaj na odziv. Optimizacijom procesa metodom ANN je<br />utvreno da se najveca vrednost kriticnog<br />vremena (341,4 min) postiže pri sledecim<br />uslovima: C0=50 mgL^-1, ma=12 g and pH<br />4,53, dok metoda RSM smatra pH vrednost<br />faktorom koji nema znacaja po odziv u<br />ispitivanom opsegu, i postiže maksimalno<br />kriticno vreme od 314,8 min, pri istim ostalim<br />uslovima kao i ANN.<br />Iskori&scaron;ceni adsorbent, zasicen jonima bakra,<br />je zatim spaljen i dobijeni pepeo je iskori&scaron;cen<br />kao punilo u proizvodnji gume. Proizvedena<br />su cetiri uzorka gume sa razlicitim sadržajem<br />pepela. Pracen je proces vulkanizacije<br />gume, odreena su mehanicka svojstva<br />gotovog proizvoda i izvreno je poreenje<br />dobijenih rezultata izmeu uzoraka sa i<br />bez dodatka pepela. Rezultati su pokazali<br />da dodatak pepela u strukturu gume ne<br />utice znacajno na njene mehanicke osobine.<br />Meutim, povecanje sadržaja pepela u gumi<br />dovodi do povecanja energije aktivacije<br />procesa vulkanizacije, &scaron;to se može smatrati<br />unapreenjem procesa proizvodnje gume u<br />slucaju proizvoda velikih dimenzija. Na<br />kraju, ispitano je izluživanje bakra iz gotovih<br />proizvoda od gume. Rezultti su pokazali da je<br />kolicina bakra izluženog u vodu veoma niska,<br />reda velicine 0,001%, &scaron;to se može smatrati<br />zanemarljivim.</p> / <p>The potential use of sugar beet shreds for<br />copper ions removal from aqueous solution<br />in a fixed-bed column was investigated.<br />Experiments were performed using<br />Box-Behnken experimental design on three<br />levels and three variables: concentration of<br />the inlet solution (50-150 mgL^-1), adsorbent<br />dosage (8-12 g) and pH of the inlet solution<br />(4.0-5.0). The obtained breakthrough curves<br />were fitted with two common empirical<br />models, Bohart-Adams and dose-response.<br />Observing the asymmetric shape of the<br />breakthrough curves, the new mathematical<br />model was proposed. The new model<br />proposes the breakthrough curve composed<br />of two parts, sum of which gives the<br />asymmetrical S-shaped curve, accurately<br />matching experimental data. Regarding the<br />lowest average SSer (3.610^-3) and highest<br />average R² (0.9989), new model exhibited<br />the best fit comparing to the commonly used<br />models. RSM and ANN modelling were<br />employed for process variables evaluation and<br />optimization. The most influential parameter<br />exhibiting negative influence on target<br />response (critical time) was concentration of<br />the inlet solution, while the adsorbent dosage<br />exhibited positive influence. Optimization procedure revealed that the<br />highest critical time (341.4 min) was achieved<br />at following conditions: C0=50 mgL^-1,<br />ma=12 g and pH 4.53 by ANN, while<br />RSM considered pH as insignificant factor<br />and obtained 314.8 min as the highest<br />response. Discarded adsorbent, saturated<br />with copper ions, was then incinerated and<br />the obtained ash was used as a rubber filler.<br />Four rubber samples containing different<br />amounts of added ash were produced. The<br />vulcanization process was monitored and<br />mechanical properties was measured and<br />compared with the samples with no ash<br />added. The results revealed that addition of<br />ash has no significant effect on the rubber<br />mechanical properties. However, as the<br />ash content increases, the activation energy<br />of the vulcanization process increases too,<br />which can be considered as an improvement<br />in the cases of large-dimensioned rubber<br />products production. Finally, the leaching<br />of the copper from rubber products was<br />investigated. Results showed that very small<br />amount of copper, order of magnitude 0,001%,<br />were leached from the rubber into the water,<br />which can be considered as insignificant.</p>

<p>U disertaciji je izvr&scaron;ena optimizacija detektorskog IZ&nbsp;&nbsp; sistema Quantulus 1220^TM radi razvoja metoda za određivanje pojedinačnih radionuklida ³H,²²²Rn i⁹⁰Sr, kao i ukupne alfa/beta aktivnosti u vodama. Predstavljeni su eksperimenti u svrhu kalibracije sistema, istraživanja uticaja relevantnih parametara na rezultate određivanja aktivnosti alfa i beta emitera, i pode&scaron;avanja optimalnih vrednosti ovih parametara.&nbsp;Posebna pažnja je posvećena variranju&nbsp; PSA diskriminatora, odnosno pode&scaron;avanju analizatora oblika impulsa na optimalnu vrednost u svrhu optimalnog razdvajanja alfa od beta događaja, kao i ispitivanju efekata prigu&scaron;enja u uzorcima i metodama&nbsp;njihove korekcije.&nbsp; Predstavljene razvijene metode su brze, efikasne i jednostavne, &scaron;to je naročito važno u slučaju radijacionog akcidenta, kada je potrebno brzo odrediti sadržaj radionuklida u&nbsp; uzorcima vode, a njihova validnost je pokazana u okviru međunarodnih<br />i međulaboratorijskih interkomparacija.</p> / <p>Dissertation involves optimization of detector AB&nbsp;&nbsp; system&nbsp; Quantulus 1220^TM for development of methods for determination of individual radionuclides ³H, ²²²Rn and ⁹⁰Sr, as well as gross alpha/beta activity in waters. Presented experiments had purpose of calibration of the system,&nbsp; investigation&nbsp; of&nbsp; relevant parameters&nbsp; influence&nbsp; on&nbsp; activity&nbsp; measurements&nbsp; of alpha and beta emitters, as well as&nbsp; setting the optimum values of&nbsp; these parameters. Special attention&nbsp; was devoted to&nbsp; PSA&nbsp; discriminator value&nbsp; setting, i.e. adjusting the pulse shape analyzer level at optimum value for an optimal separation of alpha from beta events, as well as testing the effects of quenching in the samples and methods for quench&nbsp; correction. Presented developed methods are fast, efficient and simple, which is especially important in the case of a radiation accident, when there is a need to quickly determine the content of radionuclides in water samples, and their validity has been demonstrated within the framework of international and inter-laboratory&nbsp; ntercomparison measurements.</p>

<p>The topic of the research in this dissertation is the application of machine<br />learning in solving problems characteristic to biosystems, with special<br />emphasis on agriculture. Firstly, an innovative regression algorithm based on<br />big data was presented, that was used for yield prediction. The predictions<br />were then used as an input for the improved portfolio optimisation algorithm,<br />so that appropriate soybean varieties could be selected for fields with<br />distinctive parameters. Lastly, a multi-objective optimisation problem was set<br />up and solved using a novel method for categorical evolutionary algorithm<br />based on NSGA-III.</p> / <p>Предмет истраживања докторске дисертације је примена машинског учења у решавању проблема карактеристичних за биосистемe са нагласком на пољопривреду. Најпре је представљен иновативни алгоритам за регресију који је примењен на великој количини података како би се са предиковали приноси. На основу предикција одабране су одговарајуће сорте соје за њиве са одређеним карактеристикама унапређеним алгоритмом оптимизације портфолија. Напослетку је постављен оптимизациони проблем одређивања сетвене структуре са вишеструким функцијама циља који је решен иновативном методом, категоричким еволутивним алгоритмом заснованом на NSGA-III алгоритму.</p> / <p>Predmet istraživanja doktorske disertacije je primena mašinskog učenja u rešavanju problema karakterističnih za biosisteme sa naglaskom na poljoprivredu. Najpre je predstavljen inovativni algoritam za regresiju koji je primenjen na velikoj količini podataka kako bi se sa predikovali prinosi. Na osnovu predikcija odabrane su odgovarajuće sorte soje za njive sa određenim karakteristikama unapređenim algoritmom optimizacije portfolija. Naposletku je postavljen optimizacioni problem određivanja setvene strukture sa višestrukim funkcijama cilja koji je rešen inovativnom metodom, kategoričkim evolutivnim algoritmom zasnovanom na NSGA-III algoritmu.</p>

<p>Izmenama u konstrukciji vertikalne me&scaron;alice zamenom originalne obloge pužnice sa oblogama koje su imale 13,5%, 27% i 40% perforacija je pobolj&scaron;an proces me&scaron;anja. Ova pobolj&scaron;anja se ogledaju u skraćenju vremena me&scaron;anja 15%, 30% i 50% u odnosu na originalnu konstrukciju, smanjenju utro&scaron;ka rada i energije i otvaranja mogućnosti vraćanja ove vrste me&scaron;alica u masovniju upotrebu, jer su tro&scaron;kovi kupovine i održavanja ove vrste me&scaron;alica daleko niži u odnosu na druge. Izrađen je model sistem za cilindričnu me&scaron;alicu, na bazi primene teorije Markovljevog niza, kao pogodan način za predviđanje procesa me&scaron;anja u ovoj vrsti me&scaron;alica, čak i u industrijskim uslovima. Dobijeni rezultati<br />su pokazali slaganje sa eksperimentalno dobijenim rezultatima, pri čemu je utvrđeno vreme neophodno za postizanje homogenosti u cilindričnoj me&scaron;alici iznosilo 5 minuta za odnos me&scaron;anja 1:10.000, dok za odnos me&scaron;anja 1:100.000 i vreme od 5 minuta, homogenost nije postignuta Poređenjem rezultata programa za analizu slike, koji je prethodno razvijen u okviru metode Microtracer-a, sa ručno dobijenim rezultatima, utvrđen je visok stepen korelacije (R=0.995, 0.979 i 0.987) i ovaj program je ocenjen kao značajno pobolj&scaron;anje i skraćenje vremena potrebnog za dobijanje rezultata.</p> / <p>Changes in the construction of vertical mixers by replacement of the original screw barrel with barrel which had 13.5%, 27% and 40% perforation generally have improved process of mixing. These improvements are reflected in shortening the mixing time of 15%, 30% and 50% comparing to the original construction, reduction of labor and energy and create the possibility of returning these types of mixers in the more common, as the cost of purchasing and maintaining these types of mixers is far lower compared to others. A model system for the cylindrical mixer, based on the theory of Markov chain, as a convenient way to predict the mixing process in this type of mixer, even in industrial conditions. The results show agreement with experimental results, with a determined time necessary to achieve homogeneity in a cylindrical mixer was 5 minutes for mixing ratio 1:10,000, and more than 5 minutes for the mixing ratio 1:100,000. Comparing the results of program for image analysis, which was previously developed under a Microtracers methods with manually obtained results revealed a high degree of correlation (R = 0995, 0979 and 0987) and this program was rated as significantly improving and shortening the time needed to obtain results</p>

<p>Colletotrichum spp. su značajni prouzrokovači bolesti biljaka u svetu i u na&scaron;oj zemlji, u polju i u skladi&scaron;tu. Na plodovima jabuke prisutne su dve vrste ovog roda, C. acutatum i C. gloeosporioides. Pomenute vrste uzrokuju ekonomski značajne gubitke posle berbe plodova jabuke, tokom skladi&scaron;tenja, transporta i plasmana na trži&scaron;te. Nedoumice sa kojima se naučna javnost suočava kada je u pitanju ovaj rod jeste precizno utvrđivanje sistematske pozicije i definisanje vrsta i nižih kategorija. Klasične fitopatolo&scaron;ke metode ne omogućavaju preciznu<br />iv<br />identifikaciju do nivoa vrste. Otuda su molekularni pristupi sve zastupljeniji u identifikaciji Colletotrichum spp. U suzbijanju skladi&scaron;nih patogena pretežno se primenjuju hemijski fungicidi. Zbog nepovoljnih toksikolo&scaron;kih svojstava i pojave rezistentnosti, primena hemijskih fungicida se sve vi&scaron;e redukuje, a njihova upotreba posle berbe plodova zabranjena je u većini zemalja. Stoga, za održivi razvoj poljoprivredne proizvodnje neophodna su istraživanja usmerena ka otkrivanju mikroorganizama i prirodno sintetisanih materija koje imaju potencijala za primenu u biolo&scaron;koj za&scaron;titi.<br />Cilj ovog rada je da se utvrdi zastupljenost Colletotrichum spp. na uskladi&scaron;tenim plodovima jabuke u R. Srbiji, kao i pouzdanost klasičnih i molekularnih metoda za njihovu identifikaciju do nivoa vrste i nižih kategorija. Utvrđivanje filogenetske pozicije i genetičke udaljenosti izolata je takođe svrstano u ciljeve istraživanja. Nadalje, cilj je i da se izdvoje mikroorganizami i etarska ulja koja ispoljavaju antifungalno delovanje na Colletotrichum spp. Zatim, da se za mikroorganizam sa najizraženijim antifungalnim delovanjem defini&scaron;u uslovi kultivacije (sastav hranljive podloge i trajanje) koji maksimizuju njegovu antifungalnu aktivnost i utvrdi način njegovog delovanja.<br />Utvrđeno je da su Colletotrichum spp. redovno prisutni na uskladi&scaron;tenim plodovima jabuke u Vojvodini i delovima zapadne, centralne i jugoistočne Srbije i da je njihova zastupljenost u odnosu na druge fitopatogene gljive 7,8-10%. Zbog osetljivosti C. gloeosporioides na niske temperature, C. acutatum postaje sve dominantnija vrsta ovog roda na uskladi&scaron;tenim plodovima jabuke. Razlikovanje C. acutatum i C. gloeosporioides je moguće na osnovu fenotipskih karakteristika kolonija (u slučaju hromogenih izolata C. acutatum), dužine konidija, rasta kolonija na 5 i 35&deg;C i brzine rasta kolonija na različitim podlogama. Oblik i &scaron;irina konidija i optimalna temperatura rasta su nedovoljno pouzdani kriterijumi za identifikaciju do nivoa vrste. PCR metodom uz primenu prajmera specifičnih za vrstu uspe&scaron;no se identifikuju C. acutatum i C. gloeosporioides. Primenom univerzalnih prajmera ITS1 i ITS4 amplifikuju se rDNK-ITS sekvence ovih izolata. Analizom sekvenci izrađuju se filogenetska stabla visoke stabilnosti i jasno razdvajaju C. acutatum i C. gloeosporioides, a u okviru C. acutatum se odvajaju nehromogeni i hromogeni izolati. S. hygroscopicus, S. aureus, B. cereus, P. aeruginosa i B. subtilis sojevi N146, ST 1/III, Č13 i QST 713 ispoljavaju antifungalnu aktivnost na Colletotrichum spp. in vitro i in vivo. S. hygroscopicus obezbeđuje za&scaron;titu plodova na nivou sa hemijskim fungicidima (trifloksistrobin, boskalid+piraklostrobin, pirimetanil+flukvinkonazol, kaptan). Kultivacijom S. hygroscopicus u podlozi sa 15,07 g/l glicerola, 5,28 g/l ekstrakta kvasca i 0,81 g/l fosfata, u<br />v<br />trajanju 3-4 dana, postiže se maksimalno antifungalno delovanje na Colletotrichum spp. Antifungalno delovanje S. hygroscopicus zasnovano je na produkciji ekstracelularnih, termostabilnih metabolita. Dvomesečno skladi&scaron;tenje trtiranih plodova na 2&plusmn;0,5&deg;C ne slabi antifungalno delovanje S. hygroscopicus. Etarska ulja origana i timijana ispoljavaju snažno inhibitorno delovanje na Colletotrichum spp.</p> / <p>Colletotrichum spp. are significant plant pathogens worldwide in field, as well as on stored fruits. Two species of this genera, C. acutatum and C. gloeosporioides, can occur on apple fruits. The species cause significant economic losses on apple fruits after harvest, during storage, transport and marketing. Scientific community faces confusion in defining precise systematic position of this genera, as well as in identification to the species level and lower categories. Conventional<br />viii<br />phytopathological methods do not provide precise identification to the species level. Thus, molecular approaches are taking the lead in Colletotrichum spp. identification. Post-harvest pathogens are mainly managed by chemical fungicides. Due to adverse toxicological properties and resistance occurrence, use of chemical fungicides is being reduced, and their application after harvest is prohibited in most countries. Therefore, studies regarding detection of microorganisms and naturally synthetized substances with a potential for application in biological control are necessary for sustainable development of agriculture.<br />The aim of this study was to determine frequency of Colletotrichum spp. on stored apple fruits in the Republic of Serbia as well as reliability of conventional and molecular methods in their identification to the species level and lower categories. Determination of phylogenetic position and molecular distance of the isolates were also set as investigation goals. The aim was also to determine microorganisms and essential oils with antifungal activity against Colletotrichum spp. Defining of cultivation conditions (nutrient medium composition and duration) for the microorganism with the most pronounced antifungal activity which maximize its activity and defining its mode of action were also set as goals.<br />It was found that Colletotrichum spp. are commonly present on stored apple fruits in Vojvodina Province and in western, central and southeastern parts of Serbia with a share of 7.8-10% among other phytopathogenic fungi. Due to susceptibility of C. gloeosporioides to low temperatures, C. acutatum is becoming dominant species of this genus on stored apple fruits. Discrimination between C. acutatum and C. gloeosporioides is possible on the basis of phenotypic characteristics of colony (in the case of chromogenus isolates of C. acutatum), conidium length, colony growth at 5 and 35&deg;C and colony growth rate on different media. Conidium shape and width and optimal growth temperature are insufficient criteria for identification to the species level. PCR method using species-specific primers is reliable for identification of C. acutatum and C. gloeosporioides. rDNK-ITS sequences of the isolates can be successfully amplified with universal primers, ITS1 and ITS4. Analyses of the sequences alow construction of highly stable phylogenetic trees with distinctively separated C. acutatum and C. gloeosporioides clades, and also additional clades of non-chromogenum and chromogenum C. acutatum isolates. S. hygroscopicus, S. aureus, B. cereus, P. aeruginosa and B. subtilis strains N146, ST 1/III, Č13 and QST<br />ix<br />713 exhibit antifungal activity against Colletotrichum spp. in vitro and in vivo. S. hygroscopicus ensures fruit protection at the same level as chemical fungicides (trifloxistrobin, boscalid+pyraclostrobine, pyrimethanil+flukvinconazol, captan). Cultivation of S. hygroscopicus in the medium with 15.07 g/l glycerol, 5.28 g/l yeast extract and 0.81 g/l phosphates, for 3-4 days, ensures maximal antifungal activity against Colletotrichum spp. Antifungal activity of S. hygroscopicus is based on production of extracelular, thermostable metabolites. Two-month storage of treated apple fruits at 2&plusmn;0.5&deg;C does not reduce antifungal activity of S. hygroscopicus. Oregano and thyme essential oils exhibit strong inhibitory effects on Colletotrichum</p>