Лизиндекарбоксилазы катализируют конверсию лизина в 1,5-диаминопентан и могут быть использованы в качестве биокатализаторов для направленного синтеза данного диамина, который, в свою очередь, применяется для производства полиамидов. Поскольку лизиндекарбоксилазы являются цитоплазматическими белками, для их выделения необходимо разрушить клеточную оболочку. Применяют различные методы дезинтеграции микробных клеток, в том числе механические, ультразвуковые, химические, энзиматические и биологические. Обработка ультразвуком (соникация) является простым, воспроизводимым способом выделения белков, позволяющим сохранить их ферментативную активность. Целью данной работы является подбор условий ультразвуковой дезинтеграции клеток Escherichia coli с использованием ультразвукового процессора CPX 130 («Cole-Parmer Instruments»), обеспечивающих наибольший выход белка с сохранением его каталитической активности. В ходе исследования выявлена прямая зависимость эффективности разрушения бактериальных клеток от амплитуды ультразвука и времени соникации. Установлено, что наибольшее количество белка содержат бесклеточные экстракты, полученные при обработке клеток ультразвуком с амплитудой 40–50 %. При обработке бактериальных клеток ультразвуком с амплитудой более 50 % наблюдалось снижение каталитической активности лизиндекарбоксилаз. Ультразвук оказывал более выраженное негативное влияние на лизиндекарбоксилазную активность, измеренную при рН = 5,5 (что соответствует активности фермента CadA у E. coli) по сравнению с таковой при рН = 7,5 (что соответствует активности фермента LdcC у E. coli). Для используемого в исследовании оборудования предложены следующие условия ультразвуковой дезинтеграции: амплитуда ультразвука 40 %, частота звука 20 кГц, продолжительность одного цикла обработки – 30 с, с последующим охлаждением в течение не менее 30 с, общее время обработки – 2 мин.

Ключевые слова: соникация, лизиндекарбоксилаза, кадаверин, выделение ферментов.

Ахова Анна Викторовна (Пермь, Россия) – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории адаптации микроорганизмов Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН (614015, г. Пермь, ул. Ленина, 11); доцент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: akhovan@mail.ru).

Сагидуллина Вероника Илнуровна (Пермь, Россия) – студент бакалавриата кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: veronikabarda@mail.ru).

Хасанова Русана Аликовна (Пермь, Россия) – студент бакалавриата кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: Rusanochik@yandex.ru).

Ткаченко Александр Георгиевич (Пермь, Россия) – доктор медицинских наук, завлабораторией адаптации микроорганизмов Института экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН (614015, г. Пермь, ул. Ленина, 11,
e-mail: agtkachenko@iegm.ru).

1. Purification and physical properties of inducible Escherichia coli lysine decarboxylase / D. Sabo, E.A. Boeker, B. Byers, H. Waron, E.H. Fischer // Biochemistry. – 1974. – Vol. 13. – P. 662–670.
2. From zero to hero – Production of bio-based nylon from renewable resources using engineered Corynebacterium glutamicum / S. Kind, S. Neubauer, J. Becker, M. Yamamoto, M. Völkert, G. Abendroth, O. Zelder, C. Wittmann // Metabolic Engineering. – 2014. – Vol. 25. – P. 113–123.
3. Development of engineered Escherichia coli whole-cell biocatalysts for high-level conversion of L-lysine into cadaverine / Y.H. Oh, K.H. Kang, M.J. Kwon, J.W. Choi, J.C. Joo, S.H. Lee [et al.] // Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology. – 2015. – Vol. 42, no. 11. – P. 1481–1491.
4. Advances in cadaverine bacterial production and its applications / W. Ma, K. Chen, Y. Li, N. Hao, X. Wang, P. Ouyang // Engineering. – 2017. – Vol. 3. – P. 308–317.
5. Park S.H., Soetyono F., Kim H.K. Cadaverine production by using cross-linked enzyme aggregate of Escherichia coli lysine decarboxylase // Journal of Microbiology and Biotechnology. – 2017. – Vol. 27, no. 2. – P. 289–296.
6. Cadaverine production from L-lysine with chitin-binding protein-mediated lysine decarboxylase immobilization / N. Zhou, A. Zhang, G. Wei, S. Yang, S. Xu, K. Chen, P. Ouyang // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. – 2020. – Vol. 8. – P. 103.
7. Morris D., Fillingame R. Regulation of amino acid decarboxylation // Annual Review of Biochemistry. – 1974. – Vol. 43. – P. 303–321.
8. Meng S.Y., Bennett G.N. Nucleotide sequence of the Escherichia coli cad operon: a system for neutralization of low extracellular pH // Journal of Bacteriology. – 1992. – Vol. 174, no. 8. – P. 2659–2669.
9. Kikuchi Y., Kurahashi O., Nagano T. RpoS-dependent expression of the second lysine decarboxylase gene in Escherichia coli // Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. – 1997. – Vol. 62, no. 6. – P. 1267–1270.
10. Шапхаев Э.Г., Цыренов В.Ж., Чебунина В.И. Дезинтеграция клеток в биотехнологии: учеб. пособие. – Улан-Удэ, 2005. – 97 с.
11. Уилсон К., Уолкер Дж. Принципы и методы биохимии и молекулярной биологии. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. – 2015. – 848 с.
12. Heat shock regulation of sigmaS turnover: a role for DnaK and relationship between stress responses mediated by sigmaS and sigma32 in Escherichia coli / A. Muffler, M. Barth, C. Marschall, R. Hengge-Aronis // Journal of Bacteriology. – 1997. – Vol. 179, no. 2. – P. 445–452.
13. Чудинов А.А., Чудинова Л.А., Коробов В.П. Метод определения низкомолекулярных олигоаминов в различном биологическом материале // Вопросы медицинской химии. – 1984. – № 4. – С. 127–132.
14. Ткаченко А.Г., Шумков М.С., Ахова А.В. Адаптивные функции полиаминов E. coli при сублетальных воздействиях антибиотиков // Микробиология. – 2009. – T. 78, № 1. – С. 32–41.
15. Protein measurement with the Folin Phenol Reagent / O.H. Lowry, N.J. Rosenbrough, A.L. Farr, R.G. Randall // Journal of Biological Chemistry. – 1951. – Vol. 193. – P. 265–275.

Нанотехнология – быстро развивающаяся область науки. В последние несколько лет появляются более новые способы использования наночастиц металлов. Наночастицы металлов и их оксидов могут использоваться в медицине, сельском хозяйстве, производстве еды и фармацевтическом производстве. Сейчас для создания наночастиц металлов наиболее распространен химический синтез, но у него есть такой серьезный недостаток, как использование токсичных реагентов. Физические методы тоже широко распространены, но при этом они дорогостоящие и требуют экстремальных условий получения. Разработка экологически чистого процесса синтеза металлических наночастиц является важным шагом в области применения нанотехнологий в соответствии с принципами «зеленой химии». Одним из возможных вариантов достижения этой цели является использование биологических систем в качестве восстановителей, чтобы перевести металл из ионной формы в элементарную с образованием наночастицы. Хотя для биологического синтеза чаще используют бактерии, использование грибов имеет некоторые преимущества: например, их легче культивировать, чем бактерии, а также они выделяют больше ферментов, чем бактерии. Грибы и дрожжи выделяют в окружающую среду ферменты и белки, которые могут быть использованы в качестве восстановителей и для поддержания стабильности частиц. В данном исследовании наночастицы серебра получены внеклеточным способом с использованием внеклеточных ферментов организмов штамма Saccharomyces boulardi. Также было изучено влияние pH среды на синтез наночастиц. Частицы становятся меньше, когда значения pH повышаются. Также исследована антимикробная активность полученных наночастиц.

Ключевые слова: наночастицы серебра, дрожжи, Saccharomycesboulardi, биосинтез наночастиц, антибактериальная активность.

Пуховская Екатерина Анатольевна (Москва, Россия) – магистрант Института биохимической технологии и нанотехнологии (117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 10, корп. 2, e-mailp-katia@inbox.ru).

Калинин Егор Валерьевич (Москва, Россия) – аспирант Института биохимической технологии и нанотехнологии (117198, г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 10, корп. 2, e-mail: kalinin.egor@bk.ru).

Станишевский Ярослав Михайлович (Москва, Россия) – директор Института биохимической технологии и нанотехнологии РУДН, доктор химических наук, доцент (117198 г. Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6, e-mail. stanishevskiy-yam@rudn.ru).

1. Александрова А.В. Размеры наночастиц и их фармакологическая активность // Успехи современного естествознания. – 2014. – Т. 6. – C. 97–98.
2. Нанотехнологии в пищевых производствах: перспективы и проблемы / С.А. Хотимченко [и др.] // Вопросы питания. – 2009. – Т. 78, № 2. – С. 4–18.
3. Определение размеров наночастиц в коллоидных растворах методом динамического рассеяния света / А. Марахова [и др.] // Наноиндустрия. – 2016. – № 1. – С. 88–93.
4. Skalickova S., Baron M., Sochor J. Nanoparticles Biosynthesized by Yeast: A Review of their application // KvasnyPrum. – 2017. – Vol. 63, № 6. – P. 290–292.
5. Nanoparticles Biosynthesized by Fungi and Yeast: A Review of Their Preparation, Properties, and Medical Applications / A.B. Moghaddam [et al.] // Molecules. – 2015. – Vol. 20, № 9. – P. 16540–16565.
6. Optimization of biological synthesis of silver nanoparticles using Fusarium oxysporum / H. Korbekandi, Z. Ashari, S. Iravani, S. Abbasi // Iran. J. Pharm. Res. – 2013. – Vol. 12. – P. 289–298.
7. Green synthesis of zinc oxide nanoparticles: A review of the synthesis methodology and mechanism of formation / M. Bandeira, M. Giovanela, M. Roesch-Ely, D.M. Devine, Janaina da Silva Crespo // Sustainable Chemistry and Pharmacy. – 2020. – Vol. 15. – P. 100223.
8. Nanomedicine and its potential in diabetes research and practice / J.C. Pickup [et al.] // Diabetes/metabolism research and reviews. – 2008. – Vol. 24, № 8. – P. 604–610.
9. Roy K., Sarkar C. K., Ghosh C. K. Photocatalytic activity of biogenic silver nanoparticles synthesized using yeast (Saccharomyces cerevisiae) extract // Applied Nanoscience. – 2015. – Vol. 5, № 8. – С. 953–959.
10. Metabolic engineering of probiotic Saccharomyces boulardii / J.J. Liu [et al.] // Applied and environmental microbiology. – 2016. – Vol. 82, № 8. – P. 2280–2287.
11. Biosynthesis of silver nanoparticles from marine yeast and their antimicrobial activity against multidrug resistant pathogens / D. Kumar [et al.] // Pharmacologyonline. – 2011. – Vol. 3. – P. 1100–1111.
12. Fungal Nanoparticles: A Novel Tool for a Green Biotechnology? / S.M. Abdel-Aziz [et al.] // Fungal Nanobionics: Principles and Applications. – Springer, Singapore, 2018. – P. 61–87.
13. Soares E.V., Soares H.M. V. M. Bioremediation of industrial effluents containing heavy metals using brewing cells of Saccharomyces cerevisiae as a green technology: A review // Environmental Science and Pollution Research. – 2012. – Vol. 19, № 4. – P. 1066–1083.
14. Anastas P.T., Warner J.C. Green chemistry // Frontiers. – 1998. – Vol. 640.
15. Guilger-Casagrande M., Lima R. de Synthesis of Silver Nanoparticles Mediated by Fungi: A Review // Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2019. – Vol. 7. – P. 287.
16. Bio-synthesis and applications of silver nanoparticles onto cotton fabrics / M.H. El-Rafie [et al.] // Carbohydrate Polymers, 2012. – Vol. 90. – № 2. – P. 915–920.

На сегодняшний день переработка побочных продуктов на иммунобиологических производствах является актуальной в связи с использованием дорогостоящего сырья. На территории России с иммунобиологических производств и станций переливания крови образуются десятки тонн неутилизированных отходов, и переработка такого высокобелкового сырья имеет большие перспективы.

Побочные продукты иммуноглобулинового производства содержат практически полный аминокислотный состав. Переработка такого высокобелкового сырья позволит почти полностью выделить ценные белки из донорской плазмы и тем самым свести к минимуму технологические потери.

В последнее время интерес ученых все более привлекает получение белково-пептидных комплексов из продуктов природного происхождения. Низкомолекулярные антигенспецифичные цитокины, представляющие собой N-концевой фрагмент (с молекулярной массой менее 10 кДа) растворимых Т-клеточных антигенсвязывающих белков, были выделены из мембран лимфоцитов и иммунной плазмы человека.

Основным способом получения продуктов из отходов производства является растворение белков, содержащихся в осадках «Б». Для этого был подобран буферный раствор, способный экстрагировать белки с получением суспензий. Рассмотрена возможность разрушения белков с помощью ультразвука и химического детергента, в частности мочевины. Определены условия ферментативного гидролиза и продолжительности процесса. Получены наиболее эффективные параметры процесса для получения низкомолекулярных полипептидов. Определены физико-химические показатели процесса, такие как рН, концентрация белка и уровень амминого азота. Проведен анализ ВЭЖХ, по результатам которого проведена оценка степени разрушения белков, проведена очистка полупродукта на мембранных фильтрах. Полупродукт был проверен на стерильность, антибактериальную активность, острую токсичность, и фагоцитарную активность нейтрофилов у кроликов.

Ключевые слова: гидролиз, белки, фракционирование иммуноглобулинов, белково-пептидный комплекс.

Волкова Лариса Владимировна (Пермь, Россия) – доктор медицинских наук, профессор кафедры биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: wolkowalw@mail.ru).

Ратегова Елена Петровна (Пермь, Россия) – магистрант Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: rategova.l@mail.ru).

Корнилова Екатерина Вячеславовна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: EkaterinaKornilova95@yandex.ru).

1. Афанасьева Т.М. Противостифилококковый препарат «Стафилолейкин»: технология, иммунобиологическая характеристика: автореф. дис. … канд. фарм. наук. – М., 2017. – 22 с.
2. Байбулатова Н.Ф., Волкова Л.В. Получение новых многофункциональных продуктов из белковых отходов производства препаратов крови // Всероссийская олимпиада студентов вузов по молекулярной и клеточной биоинженерии / МФТИ. – М., 2009.
3. Волкова Л.В. Биотехнология изготовления препаратов крови человека: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм нац. исслед. политехн. ун-та, 2018. – 115 с.
4. Максимова Е.М. Разработка технологии утилизации белковых отходов методом ферментативного гидролиза // Вестник МГТУ. – 2006. – № 5. – С. 875–879.
5. Мальгина Д.Ю. Разработка технологии гемодеривата из отхода производства интерферона и перспективы его использования: автореф. дис. … канд. фарм. наук. – М., 2014. – 21 с.
6. Мац А.Н., Боков М.Н., Кузьмина М.Н. Концепция низкомолекулярных антигенспецифичных цитокинов и ее новые практические приложения // Аллергология и иммунология. – 2008. – № 4. – С. 444–447.
7. Мелихова А.В. Разработка технологии приготовления сухих дозированных форм комплексного иммуноглобулинового препарата: автореф. дис. … канд. биол. наук. – М., 2010. – 31 с.
8. Миронов А.Н. Руководство по проведению доклинических исследований лекарственных средств. Часть первая. – М.: Гриф и К, 2012. – 944 с.
9. Effect of ultrasound on the physical and functional properties of reconstituted whey protein powders / Bogdan Zisu, Judy Lee, Jayani Chandrapala, Raman Bhaskaracharya, Martin Palmer, Sandra Kentish, Muthupandian Ashokkumar // Journal of Dairy Research. – 2011. – № 78 (2) – Р. 226–232.
10. Effect of ultrasound treatment on particle size and molecular weight of whey proteins / Anet Rezek Jambrak, Timothy J. Mason, Vesna Lelas, Larysa Paniwnyk Zoran Herceg // Journal of Food Engineering. – 2014. – № 121. – P. 15–23.
11. Научно-методические подходы к развитию технологии белковых гидролизатов для специального питания. Часть 2. Функциональные свойства белковых гидролизатов, зависящие от специфичности протеолитических процессов / Ю.Я. Свириденко, Д.С. Мягконосов, Д.В. Абрамов, Е.Г. Овчинникова // Пищевая промышленность. – 2017. – № 6. – С. 50–53.
12. Толочко Н.К., Прокопьев Н.А., Челединов А.Н. Перспективы ультразвуковой обработки молока // Молочная промышленность. – 2014. – № 8 – С. 28–30.
13. Пат. 2371200 Рос. Федерация. Способ получения иммуноглобулинового препарата / А.В. Мелихова, В.Ю. Давыдкин, В.А. Алешкин, И.Ю. Давыдкин. – Опубл. 27.10.2009.
14. Безотходные технологии в производстве гетерологичного антирабического иммуноглобулина / И.М. Жулидов, Е.Г. Абрамова, А.К. Никифоров, М.В. Антонычева, И.В. Шульгина, О.А. Лобовикова, Н.И. Вахрушин [и др.] // Проблемы особо опасных инфекций. – 2011. – Вып. 110. – С. 80–84.
15. Саломатов А.С. Исследование влияния гидротермической обработки на усвоение белков перловой крупы // Вестник ЮУрГУ. Пищевые и биотехнологии. – 2014. – № 4. – С. 70–76.

В настоящее время все чаще используют бактериальное выщелачивание для извлечения цветных металлов. Это связано с тем, что оно позволяет извлекать металлы из бедных руд, с незначительным количеством металлов, отходов, шлаков. Бактериальные методы выщелачивания относятся к одному из современных направлений научно-технического прогресса в области переработки минерального сырья – биотехнологии металлов, которая позволяет значительно повысить комплексность использования этого сырья, культуру производства, обеспечить эффективную защиту окружающей среды, а также не требует создания сложных горнодобывающих комплексов. Внедрение бактериального выщелачивания имеет большое экономические значение.

В данной работе выделены микроорганизмы рода Thiobacillus ferrooxidans из шахтной воды (г. Кизел) на среде Сильвермана и Люндгрена 9К. Изучена их толерантность по отношению к ионам кобальта. Проведена оценка перспективности использования выделенных микроорганизмов рода Thiobacillus ferroxidase выщелачивать кобальт из сульфидных руд. Показано, что, используя данные микроорганизмы, можно извлекать кобальт из сульфидных руд в 2,3 раза быстрее по сравнению с растворением сульфида кобальта в отсутствие микроорганизмов.

 Рассмотрена возможность извлечения кобальта из сложных по составу сульфидных руд, содержащих значительное количество никеля, меди с помощью микроорганизмов рода Thiobacillus ferrooxidans. Доказано, что с помощью выделенных микроорганизмов можно извлекать кобальт, медь и никель из сложных по составу сульфидных руд. Было установлено, что микроорганизмы рода Thiobacillus ferrooxidans более избирательны к ионам кобальта в процессе выщелачивания из смешанных сульфидных руд.

Ключевые слова: микробиологическое выщелачивание кобальта из сульфидных руд, микроорганизмы рода Thiobacillus ferrooxidans, избирательность к ионам кобальта в процессе комплексного выщелачивания из сульфидных руд.

Пан Лариса Сергеевна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: vvv@pstu.ru).

Бахирева Ольга Ивановна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: vvv@pstu.ru).

Цыпкина Екатерина Алексеевна (Пермь, Россия) – студент бакалавриата Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: Cypkinakatya@mail.ru).

1. Брусничкина-Кириллова Л.Ю., Большаков Л.А. Исследование процесса бактериального выщелачивания техногенных отходов Норильского обогатительного производства // Цветные металлы. – 2009. – № 8. – С. 72–74.
2. Технологии бактериального выщелачивания металлов / М.Б. Вайнштейн, Т.Н. Абашина, А.Г. Быков, А.Е. Филонов, Л.Н. Крылова, Э.В. Адамов, В.В. Смолянинов // Золото и технологии. – 2010. – № 2 (9). – С. 48–50.
3. Состав бактериальных сообществ в отвалах сульфидных никелевых руд / М.Б. Вайнштейн, А.В. Вацурина, С.Л. Соколов, А.Е. Филонов, Э.В. Адамов, Л.Н. Крылова // Микробиология. – 2011. – № 80 (2). – С. 48–50.
4. Вацурина А.В., Вайнштейн М.Б., Панченко Е.А. Выщелачивание никелевых руд умеренно ацидофильными микроорганизмами // Биотехнология: состояние и перспективы развития: материалы 5 междунар. Моск. конгр. – 2009. – № 2. – С. 229–230.
5. Левенец О.О. Бактериально-химическое выщелачивание сульфидной кобальт-медно-никелевой руды при разных плотностях пульпы // Вестник ДВО РАН. – 2014. – № 4. – С. 96–100.
6. Левенец О.О., Хайнасова Т.С., Балыков А.А. Кинетика бактериально-химического выщелачивания сульфидной руды на укрупненной биореакторной установке проточного типа при трех различных скоростях протока // Успехи современного естествознания. – 2018. – № 6. – С. 96–101.
7. Переработка упорных сульфидных концентратов, содержащих благородные металлы, на основе бактериального окисления / В.П. Мязин, Л.В. Шумилова, Г.Г. Минеев, В.В. Баранов // Изв. вузов. Прикладная химия и биотехнология. – 2017. – Т. 7, № 4. – С. 67–78.
8. Трофимова С.А., Савушкин А.И. Способы и комбинированные схемы переработки техногенного сырья посредством микробных агентов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 7-2. – С. 233–236.
9. Функциональная активность микроорганизмов в процессах добычи и переработки медно-никелевых руд Мурманской области / Н.В. Фокина, Е.С. Янишевская, А.В. Светлов, А.А. Горячев // Вестник МГТУ. – 2018. – Т. 21, № 1. – С. 109–116.
10. Dew D.W., Miller D.M. Copper, nickel and cobalt recovery. Patent U.S. 6245125, 2001.
11. Espejo RT, Romero J. Bacterial community in copper sulfide ores inoculated and leached with solution from commercial-scale copper leaching plant // Appl Environ Microbiol. – 1997. – № 63. – P. l344–1348.
12. Electrochemical study of the catalytic influence of Sulfolobus metallicus in the bioleaching of chalcopyrite at 70 °C / H. Jordan, A. Sanhueza, V. Gautier, B. Escobar, T. Vargas // Hydrometallurgy. – 2006. – Vol. 83 (1-4). – P. 55–62.
13. UV induced mutations in Acidianus brierleyi growing in a continuous stirred tank reactor generated a strain with improved bioleaching capabilities / C. Meng, X. Shi, H. Lin, J. Chen, Y. Guo // Enzyme and Microbial Technology. – 2007. – Vol. 40 (5). – P. 1136–1140.
14. Visualisation of pyrite leaching by selected thermophilic archaea: Nature of microorganism–ore interactions during bioleaching / D. Mikkelsen, U. Kappler, R.I. Webb, R. Rasch, A.G. McEwan, L.I. Sly // Hydrometallurgy. – 2007. – Vol. 88 (1-4). – P. 143–153.
15. Rawlings D.E. Characteristics and adaptability of iron and sulfur-oxidizing microorganisms used for the recovery of metals from minerals and their concentrates // Microbial Cell Factories. – 2005. – Vol. 4, № 13. – P. 4–13.
16. Schippers A., Jozsa P.-G., Sand W. Sulfur chemistry in bacterial leaching of pyrite // Appl. Environ. Microbiol. – 1996. – Vol. 62 (9). – P. 3424–3431
17. A new strain Acidithiobacillus albertensis BY-05 for bioleaching of metal sulfides ores / J. Xia, A. Penga, H. Hea, Y. Yanga, X. Liu, G. Qiu // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. – 2007. – Vol. 17 (1). – P. 168–175.

Энергетические конденсированные системы в современном мире находят широкое применение, например, для повышения продуктивности скважин нефтяных месторождений с трудно извлекаемыми запасами. За счет сжигания в интервале перфорации скважины заряда газогенератора на основе смесевого твердого топлива образуется большой объем пороховых газов. Их высокое избыточное давление способствует значительному приросту количества и размеров остаточных трещин в ближней зоне пласта, что в совокупности с тепловым и физико-химическим воздействием на асфальтосмолистые и парафиновые отложения позволяет повысить выход нефти и газа из скважины.

Работа посвящена исследованию влияния металлооксидных катализаторов на процесс термического разложения перхлората аммония (ПХА), являющегося одним из основных компонентов газогенерирующих зарядов, применимых для интенсификации нефтедобычи методом термогазохимического воздействия.

Образцы металлооксидных катализаторов получены методом пропитки углеродного носителя водными растворами солей переходных металлов (нитраты железа, меди, хрома и свинца), с последующим выпариванием растворителя и прокаливанием полученной углеродно-солевой пасты в заданных температурно-временных режимах. Определены текстурные параметры (удельная поверхность, объем и диаметр пор) синтезированных образцов.

По результатам дифференциально-сканирующей калориметрии выявлено, что синтезированные образцы металлооксидных катализаторов оказывают значительное влияние на суммарный тепловой эффект и температуру начала реакции интенсивного разложения ПХА. Рассчитаны кинетические параметры термолиза ПХА как в индивидуальном виде, так и в сочетании с металлооксидными катализаторами. Установлено, что наибольшее снижение энергии активации высокотемпературной стадии разложения ПХА достигается при применении металлооксидных катализаторов, содержащих в своем составе оксид меди.

Ключевые слова: перхлорат аммония, термическое разложение, металлооксидные катализаторы, углеродный носитель.

Савастьянова Мария Анатольевна (Пермь, Россия) – инженер, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3, e-mail: mariysav75@gmail.com).

Ухин Константин Олегович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, научный сотрудник, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3, e-mail: Ukhin_k@mail.ru).

Вальцифер Виктор Александрович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор, заместитель директора по научной работе, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3, e-mail: valtsiferv@mail.ru).

1. Boldyrev V.V. Thermal decomposition of ammonium perchlorate // Thermochimica Acta. – 2006. – Vol. 443. – P. 1–36. DOI:org/10.1016/j.tca.2005.11.038
2. Kishore K., Sunitha M. Effect of transition metal oxides on decomposition and deflagration of composite solid propellant systems // AIAA Journal. – 1979. – Vol. 17, no. 10. – P. 1118–1125.
3. Preparation of Cu/CNT Composite Particles and Catalytic Performance on Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate / C. Ping, F. Li, Z. Jian, J. Wei // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. – 2006. – Vol. 31, no. 6. – P. 452–455.
4. Telkar M.M., Rode C.V., Choudhary R.V., Joshi S. S. & Nalawade A.M. Shape controlled preparation and catalytic activity of metal nanoparticles for hydrogenation of 2-butyne-1,4-diol and styrene oxide // J. Appl. Cata.,A. – 2004. – Vol. 273. – P. 11-19.
5. Prajakta R. Patil, Krishnamurthy V. N., Satyawati S. J. Effect of Nano-Copper Oxide and Copper Chromite on the Thermal Decomposition of Ammonium Perchlorate // Propellants, Explosives, Pyrotechnics. – 2008. – Vol. 33, no. 4. – P. 266–270.
6. Sanoop A.P., Rajeev R., George B.K. Synthesis and characterization of a novel copper chromite catalyst for the thermal decomposition of ammonium Perchlorate // Thermochimica Acta. – 2015. – Vol. 606. – P. 34–40.
7. Zhao F.Q., Yi J.H. Preparation method of Cu2O-PbO/GO composites. Chinese patent, CN 1003007947 A. – 2013.
8. CuO nanocrystals in thermal decomposition of ammonium Perchlorate / L.J. Chen, G.S. Li, L.P. Li // J. Therm. Anal. Calorim. – 2008. – Vol. 91. – P. 581–587. DOI.org/10.1007/s10973-007-8496-7
9. Cu/Fe hydrotalcite derived mixed oxides as new catalyst for thermal decomposition of ammonium Perchlorate / H. Liu, Q. Jiao, Y. Zhao, H. Li, C. Sun, X. Li, H. Wu // Materials Letters. – 2010. – Vol. 64. – P. 1698–1700. DOI.org/10.1016/j.matlet.2010.04.061
10. Highly energetic compositions based on functionalized carbon nanomaterials / Q.L. Yan, M. Gozin, F.Q. Zhao, A. Cohen, S.P. Pang // Nanoscale. – 2016. – Vol. 8. – P. 4799–4851.
11. The effect of decorated graphene addition on the burning rate of ammonium perchlorate composite propellants / S. Isert, L. Xin, J. Xie, S.F. Son // Combustion and Flame. – 2017. – Vol. 183. – P. 322–329. DOI.org/10.1016/j.combustflame.2017.05.024
12. Synthesis characterization and catalytic behavior of Cu nanoparticles on the thermal decomposition of AP, HMX, NTO and composite solid propellants, Part 83 / Dubey Reena, P. Srivastava, I.P.S. Kapoor, G. Singh // Thermochimica Acta. – 2012. – Vol. 549. – P. 102–109. DOI.org/10.1016/j.tca.2012.09.016
13. Warren L.R., Pulham C.R., Morrison C.A. Towards understanding the catalytic properties of lead-based ballistic modifiers in double base propellants // Physical Chemistry Chemical Physics. – 2020. – Vol. 22. – P. 25502-25513.
14. Горбачев В.А., Убей-Волк Е.Ю., Агульчанский К.А. Возможные пути повышения энергомассовых характеристик СТРТ // Известия РА РАН. – 2014. – № 2. – С. 37–42.
15. Nano or micro? A mechanism on thermal decomposition of ammonium perchlorate catalyzed by cobalt oxalate / M. Zou, X. Jiang, L. Lu, X. Wang // J Hazard Mater. – 2012. – Vol. 225-226. – P. 124-30. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2012.05.010

Для теоретического описания процесса сшивания эпоксиполимеров в присутствии углеродных нанотрубок, в частности реализации точки гелеобразования, использованы теория перколяции и фрактальный анализ. Анализируются две точки гелеобразования эпоксиполимеров. Первая из них соответствует моменту появления в реакционной среде сетчатых кластеров (микрогелей), характеризуемых неплавкостью и нерастворимостью. Вторая точка гелеобразования реализуется на более позднем этапе протекания реакции и соответствует превращению жидкой текучей системы в упругий полимер. В настоящей работе использована структурная (перкорляционная) трактовка, предполагающая, что первая точка гелеобразования соответствует порогу перколяции сферических микрогелей в момент их касания. Теоретический расчет времени достижения первой точки гелеобразования в рамках фрактального анализа показал хорошее соответствие с экспериментом. Было также обнаружено, что в рамках кинетики реакции сшивания указанная точка гелеобразования соответствует максимальной скорости этой реакции, которая достигается быстрее при высокой вязкости реакционной среды и малой фрактальной размерности микрогелей в указанной точке. Первая точка гелеобразования не достигается при размерности микрогелей, соответствующей размерности макромолекулярного клубка разветвленного полимера в идеальном q-растворителе, а максимальное время достижения этой точки гелеобразования соответствует евклидовым микрогелям. Показано, что введение углеродных нанотрубок способствует снижению фрактальной размерности микрогелей и ускорению реакции сшивания при низких температурах сшивания, но при повышении температуры этот эффект нивелируется.

Ключевые слова: сшивание, эпоксиполимер, углеродные нанотрубки, гелеобразование, фрактальная размерность, микрогель, вязкость среды.

Атлуханова Луиза Бремовна (Махачкала, Россия) – кандидат педагогических наук, доцент, доцент кафедры биофизики, информатики и медаппаратуры Дагестанского государственного медицинского университета (367000, г. Махачкала, пл. Ленина, 1, e-mail: bremovna77@mail.ru).

Касимов Ариф Камалутдинович (Махачкала, Россия) – доктор физико-математических наук, профессор, профессор кафедры биофизики, информатики и медаппаратуры Дагестанского государственного медицинского университета (367000, г. Махачкала, пл. Ленина, 1, e-mail: bremovna77@mail.ru).

Долбин Игорь Викторович (Нальчик, Россия) – кандидат химических наук, старший научный сотрудник Центра прогрессивных материалов и аддитивных технологий Кабардино-Балкарского государственного университета им. Х.М. Бербекова (360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173, e-mail: i_dolbin@mail.ru).

1. Пактер М.К., Парамонова Ю.М., Белая Э.С. Структура эпоксиполимеров / НИИТЭХИМ. – М., 1984. – 46 с.

2. Липатова Т.Э. Каталитическая полимеризация олигомеров и формирование полимерных сеток. – Киев: Наукова думка, 1974. – 298 с.

3. Анализ температурной зависимости каталитической способности углеродных нанотрубок при сшивании эпоксиполимеров в рамках фрактального анализа / Л.Б. Атлуханова, Г.В. Козлов, Е.В. Румянцев, И.В. Долбин // Изв. вузов. Химия и химическая технология. – 2019. – Т. 62, № 3. – С. 64–69.

4. Puglia D., Valentini L., Kenny J.M. Analysis of the cure reaction of carbon nanotubes/epoxy resin composites through thermal analysis and Raman spectroscopy // J. Appl. Polymer Sci. – 2003. – Vol. 88, № 2. – P. 452–458.

5. Witten N.A., Meakin P. Diffusion – limited aggregation at multiple growth sites // Phys. Rev. B. – 1983. – Vol. 28, № 10. – P. 5632–5642.

6. Шкловский Б.И., Эфрос А.Л. Теория протекания и проводимость сильно неоднородных сред // Успехи физических наук. – 1975. – Т. 117,
№ 3. – С. 401–436.

7. Синергетика композитных материалов / А.Н. Бобрышев, В.Н. Козомазов, Л.О. Бабин, В.И. Соломатов. – Липецк: НПО ОРИУС, 1994. – 154 с.

8. Магомедов Г.М., Козлов Г.В. Синтез, структура и свойства сетчатых полимеров и нанокомпозитов на их основе. – М.: Академия естествознания, 2010. – 464 с.

9. Джорджевич З. Наблюдение скейлинга в реакции с ловушками // Фракталы в физике. – М.: Мир, 1988. – С. 581–585.

10. Копельман Р. Динамика экситонов, напоминающая фрактальную: геометрический и энергетический беспорядок // Фракталы в физике. – М.: Мир, 1988. – С. 524–527.

11. Vilgis T.A. Flory theory of polymeric fractals – intersection, saturation and condensation. // Physica A. – 1988. – Vol. 153, № 2. – P. 341-354.

12. Alexander S., Orbach R. Density of states on fractals: “fractions” //
J. Phys. Lett. (Paris). – 1982. – Vol. 43, № 7. – P. L625-L631.

13. Rammal R., Toulouse G. Random walks on fractal structures and percolation clusters // J. Phys. Lett. (Paris). – 1983. – Vol. 44, № 1. – P. L13-L22.

Ванадий – достаточно распространенный элемент в земной породе. Основным потребителем ванадия является металлургическая промышленность. Главным достоинством ванадия является его способность при введении в состав сплавов нержавеющей, быстрорежущей и инструментальной стали увеличивать их прочность и износоустойчивость. В Пермском крае производство феррованадия из ванадийсодержащих шлаков, образующиеся при металлургическом переделе титано-магнетитового сырья, осуществляется на АО «Чусовской металлургический завод» После производства и выделения пентаоксида диванадия по содовой технологии получают химический отход, в котором содержится недоизвлеченный ванадий (около 3–4 % мас. в пересчете на V2O5). Этот компонент можно извлекать и получать товарный продукт. Актуальность исследования заключается в том, что довыделение ванадия из химического отхода ранее не рассматривалось. Извлечение ванадия из химических отходов включает в себя несколько процессов. В статье рассмотрен процесс выщелачивания соединений ванадия из твердого материала в раствор с использованием двух кислот: азотной и серной. Также описан процесс окислительного обжига, который предшествует кислотному выщелачиванию.

В статье приведен литературный и патентный анализ данных по процессу выщелачивания для выбора способа, который позволяет достичь наилучшего извлечения соединений ванадия из твердого химического отхода. Проведены исследования для подбора оптимальных условий проведения процессов с использованием серной и азотной кислот. Представлены экспериментальные данные, полученные при проведении процесса при заданных температурах и продолжительности азотнокислого выщелачивания. Описаны методика эксперимента и методы анализа состава раствора для определения содержания соединений ванадия. Приведена сравнительная характеристика процесса с использованием на выщелачивании растворов азотной и серной кислот. Выбрана кислота, наиболее подходящая для осуществления цикловых испытаний.

Ключевые слова: пентаоксид диванадия, кислотное выщелачивание, выщелачивание азотной кислотой, выщелачивание серной кислотой, химический отход переработки ванадийсодержащих шлаков.

Фомина Дарья Дмитриевна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (e-mail: Fomina97@yandex.ru).

Данилов Николай Федорович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, академик Академии технологических наук РФ, доцент кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета, (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: super.dan51@yandex.ru).

1. 15 интересных фактов про ванадий: сайт. – URL: https://zen.yandex.ru/ media/zavodfoto/15-interesnyh-faktov-pro-vanadii-5c253d027a90a300abfc3c64 (дата обращения: 23.10.2020).
2. Ванадий: сайт. – URL: https://calorizator.ru/element/v (дата обращения: 23.10.2020).
3. Ванадий. Свойства ванадия. Применение ванадия: сайт. – URL: https://tvoi-uvelirr.ru/vanadij-svojstva-vanadiya-primenenie-vanadiya/ (дата обращения: 23.10.2020).
4. Амирова С.А. К проблеме переработки ванадиевых шлаков // Материалы I Всесоюзного совещания по химии, технологии и применению соединений ванадия. – Пермь: Перм. кн. изд-во, 1972.
5. Выщелачивание: сайт. – URL: http://www.mining-enc.ru/v/ vyschelachivanie/ (дата обращения: 26.10.2020).
6. Фомина Д.Д., Данилов Н.Ф. Изучение извлечения ванадия из химических отходов производства феррованадия из ванадийсодержащих шлаков // Химия. Экология. Урбанистика. – 2019. – Т. 1. – С. 244–247.
7. Способ переработки ванадийсодержащих конвертерных шлаков: пат. 2230128 Рос. Федерация / Данилов Н.Ф., Вдовин В.В., Карпов А.А., Каменских А.А., Кудряшов В.П. – № 2003109343/02; заявл. 03.04.2003; опубл.10.06.2004, Бюл. № 16.
8. Способ извлечения ванадия из ванадийсодержащих материалов: пат. 2310003 Рос. Федерация / Ватолин Н.А., Халезов Б.Д., Леонтьев Л.И., Неживых В.А., Тверяков А.Ю., Овчинникова Л.А., Пономарев В.И. – № 2002135785/02; заявл. 30.12.2002, опубл. 20.04.2004, Бюл № 14.
9. Способ извлечения ванадия: пат. 2193072 Рос. Федерация / Тарабрин Г.К., Рабинович Е.М., Бирюкова В.А., Сухов Л.Л., Чернявский Г.С., Кузьмичев С.Е., Рабинович М.Е., Шаповалов А.С., Выговская И.В., Полищук А.В., Савостьянов В.С.; заявитель ОАО «Ванадий-Тула». – № 2001132272/02; опубл. 20.11.2002, Бюл. № 32.
10. Lee; Jin-Young, Kim; Joon-Soo, Kumar. Patent USA 48996445. – 2015.
11. Извлечение ванадия из предельных шлаков: сайт. – URL: http://metal-archive.ru/redkie-metally/4287-izvlechenie-vanadiya-iz-peredelnyh-shlakov.html (дата обращения: 23.10.2020).
12. Производство и использование ванадиевых шлаков / Л.А. Смирнов, Ю.А. Дерябин, А.А. Филиппенков, Ф.С. Раковский. – М.: Металлургия, 1985. – 125 c.
13. Сажина М.М., Данилов Н.Ф., Старостин А.Г. Взаимодействие ванадий-содержащих кислых кеков с содовыми растворами // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2017. – № 2. – С. 131–145.
14. Методика количественного анализа НДП МХ-115-48–2006 / АО «ЧМЗ». – Чусовой, 2006.
15. Амирова С.А. Технологии извлечения ванадия из конверторных ванадиевых шлаков: учеб. пособие / Перм. гос. техн. ун-т. – Пермь, 1997. – 90 с.

Современные исследования в направлении разработки стойких к окислению и коррозии материалов, применяемых при изготовлении защитных покрытий для различных условий эксплуатации, не прекращаются. Наиболее используемыми в настоящее время являются оксиды металлов Al2O3, Cr2O3, ZrO2, TiO2, SiO2, MgO, Y2O3, формирующих слой термобарьерного покрытия. Такие покрытия должны быть стойкими к действию корродирующих агентов, которые в результате химического взаимодействия способны привести к деструкции покрытия. В качестве корродирующих агентов могут выступать продукты полного сгорания авиационного топлива СО2 и Н2О, а также примесные соединения серы, азота и ванадия. Не исключено присутствие в рабочей среде газотурбинного двигателя солей Na2SO4 и NaCl, поступивших с потоком воздуха из атмосферы, которые также ускоряют процесс коррозии.

Данная работа посвящена термодинамической оценке химической стойкости компонентов защитных покрытий при воздействии корродирующих агентов, позволяющая спрогнозировать их поведение в конкретной среде.

Термодинамический анализ был проведен с использованием программного обеспечения в температурном интервале от 500 до 1200 оС с шагом 100 оС.

В результате проведенных расчетов было установлено, что присутствие SO3 способствует интенсификации коррозии за счет образования сульфатов, которые при высоких температурах разлагаются с выделением серосодержащих газов. При воздействии хлор-ионов и газообразного углерода высока вероятность образования летучих хлоридов металлов. Образование газообразных продуктов приводит к формированию в покрытии трещин и каналов, способствующих транспорту корродирующих агентов.

Полученные данные термодинамических характеристик представляют научный и практический интерес для исследователей, активно занимающихся разработкой и модернизацией имеющихся систем защитных покрытий материалов авиационной и космической техники.

Ключевые слова: высокотемпературная коррозия, газовая коррозия, корродирующий агент, защитное покрытие, термодинамический анализ, энергии Гиббса.

Сковородников Павел Валерьевич (Пермь, Россия) – аспирант кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: pavel.skovorodnikov@yandex.ru).

Пойлов Владимир Зотович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: vladimirpoilov@mail.ru).

Погудин Олег Владимирович (Пермь, Россия) – ведущий инженер кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: veretie@yandex.ru).

1. Коррозия металлов и защитные покрытия / В.А. Васин, О.В. Сомов, В.А. Сорокин, И.В. Суминов, В.П. Францкевич, А.В. Эпельфельд. – М.; СПб.: Реноме, 2015. – 368 с.

2. Литые лопатки газотурбинных двигателей: сплавы, технологии, покрытия / под ред. Е.Н. Каблова. – М.: Наука, 2006. – 632 с.

3. Жаропрочность литейных никелевых сплавов и защита их от коррозии / Б.Е. Патон, Г.Б. Строганов, С.Т. Кишкин, С.З. Бокштейн, А.В. Логунов, И.С. Малашенко, Б.А. Мовчан, В.А. Чумаков. – Киев: Наукова думка, 1987. – 256 с.

4. Хокинг М., Васантасари В., Сидки П. Металлические и керамические покрытия: получение, свойства и применение. – М.: Мир, 2000. – 518 с.

5. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. – М.: Высшая школа, 1988. – 496 с.

6. High-temperature corrosion of an Fe-Ni-based alloy HR6W under various conditions at 750 oC and 810 oC: effect of the temperature, water vapor, simulated ash and SO2 / Zhiyuan Liang, Tingshan Guo, Shifeng Deng, Qinxin Zhao //
Materials Chemistry and Physics. – 2020. – Vol. 256. – P. 1–17. DOI: 10.1016/j.matchemphys.2020.123670

7. Surface sulphide formation on high-temperature corrosion resistance alloys in a H2S-HCl-CO2 mixed atmosphere / Manuela Nimmervoll, Alexander Schmid, Gregor Mori, Stefan Honig, Roland Haubner // Corrosion Science. – 2021. – Vol. 181. – P. 1–11. DOI: 10.1016/j.corsci.2021.109241

8. Hot corrosion resistance of air plasma sprayed ceramic SSA thermal
barrier coatings in simulated gas turbine environments / Baskaran T.,
Arya Sh.Bh. // Ceramics International. – 2018. – Vol. 44. – P. 17695–17708. DOI: 10.1016/j.ceramint.2018.06.234

9. Electrochemical corrosion behavior of carbon steel under dynamic high pressure H2S/CO2 environment / Zhang G.A., Zeng Y., Gua X.P., Jiang F., Shi D.Y., Chen Z.Y. // Corrosion Science. – 2012. – Vol. 65. – P. 37–47.
DOI: 10.1016/j.corsci.2012.08.007

10. The intergranular corrosion of mild steel in CO2+NaNO2 solution / Yong Zhou, Yu Zuo // Electrochimica Acta. – 2015. – Vol. 154. – P. 157–165.
DOI: 10.1016/j.electacta.2014.12.053

11. Effect of nanostructure Fe-Ni-Co spinel oxides/Y2O3 coatings on the high-temperature oxidation behavior of Crofer 22 APU stainless steel interconnect / Fatemeh Saeidpour, Hadi Ebrahimifar // Corrosion Science. – 2021. – Vol. 182. –
P. 1–13. DOI: 10.1016/j.corsci.2021.109280

12. Investigation of three steps of hot corrosion process in Y2O3 stabilized ZrO2 coatings including nano zones / Mohammadreza Daroonparvar, Muhamad Azizi Mat Yajid, Noordin Mohd Yusof, Hamid Reza Bakhsheshi-Rad, Esah Hamzah, Mohsen Nazoktabar // Journal of Rare Earths. – 2014. – Vol. 32,
no. 10. – P. 989–1002. DOI: 10.1016/S1002-0721(14)60173-3

13. Hot corrosion of Gd2Zr2O7, Gd2Zr2O7/YbSZ, YSZ+Gd2Zr2O7/YbSZ, and YSZ thermal barrier coatings exposed to Na2SO4+V2O5 / Mohadese Tabeshfar, Mehdi Salehi, Ghasem Dini, Paul Inge Dahl, Mari-Ann Einarsrud, Kjell Wiik // Surface and Coatings Technology. – 2021. – Vol. 409. – P. 1–14. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2020.126718

14. Hot corrosion behavior of La2Zr2O7 with the addition of Y2O3 thermal barrier coatings in contacts with vanadate-sulfate salts / Zhenhua Xu, Limin He, Rende Mu, Shimei He, Guanghong Huang, Xueqiang Cao // Journal of Alloys and Compounds. – 2010. – Vol. 502, no. 2. – P. 382–385. DOI: 10.1016/j.jallcom.2010.05.121

15. Hot corrosion behavior of Sc2O3-Y2O3-ZrO2 thermal barrier coatings in presence of Na2SO4+V2O5 molten salt / Liu H-f., Xiong X., Li X-b., Wang Ya-l // Corrosion Science. – 2014. – Vol. 85. – P. 87–93. DOI: org/10.1016/j.corsci.2014.04.001

16. Hot-corrosion resistance and phase stability of Yb2O3-Gd2O3-Y2O3 costabilized zirconia-based thermal barrier coatings against Na2SO4+V2O5 molten salts / Dawon Song, Taeseup Song, Ungyu Paik, Guanlin Lyu, Jinseong Kim, Seung Cheol Yang, Yeon-Gil Jung // Surface and Coatings Technology. – 2020. – Vol. 400. – P. 1–7. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2020.126197

Приведены результаты алкилирования фенола альфа-олефинами С16–С18 в присутствии гетерогенных катализаторов – макропористых сульфокатионитов. Изучены основные закономерности процесса алкилирования. Олигомеры «низкотемпертурной» олигомеризации обеспечивают более высокий выход продуктов алкилирования, чем олигомеры «высокотемпературного» процесса.

В отличие от общепризнанных представлений установлено, что уже в начальной стадии алкилирования фенолов нормальными альфа-олефинами образуется смесь продуктов О- и С-алкилирования, т.е. алкилфениловых эфиров и алкилированных олефинами в ядро фенолов.

Показано, что в области относительно низких температур и в условиях кинетического контроля процесса преимущественно образуются продукты реакций, характеризующихся относительно низкой энергией активации. Это реакции, переходящие через σ-комплекс, образование которого встречает наименьшие стерические затруднения. В дальнейшем эти соединения перегруппировываются в термодинамически более стабильные вещества.

 С повышением температуры процесс переходит в область термодинамического контроля, когда стерические затруднения не оказывают значительного влияния на протекание реакции. В результате этого начинается процесс изомеризации ряда продуктов в реакционной массе в направлении образования более термодинамически стабильных соединений.

Ключевые слова: алкилирование, фенол, катионит, олигомеры этилена, алкилфенолы, алкилфениловые эфиры.

Баклан Нина Сергеевна (Новокуйбышевск, Россия) – кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории присадок и нефтехимических продуктов ПАО «Средневолжский научно-исследовательский институт по нефтепереработке» (446200, г. Новокуйбышевск, ул. Научная, 1,
e-mail: kotovaNS@63.ru).

Котов Сергей Владимирович (Новокуйбышевск, Россия) – доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник ПАО «Средневолжский научно-исследовательский институт по нефтепереработке» (446200, г. Новокуйбышевск, ул. Научная, 1).

Смирнов Борис Юрьевич (Самара, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Химическая технология и промышленная экология», Самарский государственной технический университет (443100 г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244, e-mail: boris_s57@mail.ru).

1. Алкилфениловые эфиры. Справочник химика 21. Химия и химическая технология. – URL: https://www.chem21.info/info/1027480/ (дата обращения: 30.03.2021).

2. Разработка научных основ и технологии получения моющей присадки к бензинам / Н.С. Котова, Г.В. Тимофеева, И.Ф. Крылов, А.А. Терехин // Научно-технический вестник ОАО «НК Роснефть». – 2009. – № 3. – С. 43–46.

3. Алкилирование фенола олигомерами этилена / С.В. Котов, В.Н. Фомин, И.М. Зерзева, Г.В. Тимофеева, А.В. Тарасов, А.А. Терехин, Н.С. Котова // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2010. – № 9. – С. 37–39.

4. Данилов A.M. Применение присадок в топливах для автомобилей. – М.: Химия, 2000. – 232 с.

5. Данилов A.M., Бартко Р.В., Антонов С.А. Современные достижения в области применения и разработки присадок к смазочным маслам (обзор) // Нефтехимия. – 2021. – Т. 61, № 1. – С. 43–51.

6. Многофункциональная присадка к автомобильным бензинам: пат. 2288943 Рос. Федерация / В.Ф. Вахтеев, В.Е. Емельянов, С.В. Котов, И.Ф. Крылов, В.А. Лыжников, А.И. Прокофьева, Н.И. Суздальцев, А.А. Суслин, Г.В. Тимофеева, Е.В. Типушков, Т.Н. Шабалина. – № 2005111478/04; заявл. 18.04.2005; опубл. 10.12.2006.

7. Frassica J.J., Ailinger R.E., Debaryshe M.L., Herrington R., Surette J.S., West A.I. Patent U.S. 5419310. – 1995.

8. Kimbell B. Patent U.S. 505614. – 1991.

9. Котов С.В., Тыщенко В.А. Изучение процессов гетерогенно-каталитического алкилирования фенола олигомерами этилена С16–С18 //
Нефтегазопереработка: материалы междунар. науч.-практ. конф. – Уфа,
2011. – С. 220.

10. Тополюк Ю.А. Становление и развитие катализа сульфокатионитами в отечественном производстве высших алкилфенолов: автореф. дис. … канд. техн. наук. – Уфа, 2001. – 23 c.

11. Оптимизация алкилфенолов – полупродуктов при производстве присадок на макропористом сульфокатионите «Amberlyst 36 Dry» / В.Н. Фомин, И.М. Зерзева, Г.В. Тимофеева, А.В. Тарасов, Н.С. Котова, И.К. Моисеев // Катализ в промышленности. – 2011. – № 1. – С. 25–29.

12. Котов С.В., Тарасов А.В. Синтез алкилфенолов в присутствии макропористого сульфокатионита // Переработка углеводородного сырья. Комплексные решения (Левинтерские чтения): материалы всерос. конф. – Самара, 2009. – С. 41–42.

13. Исследование закономерностей синтеза при получении моющих присадок к бензинам / К.Б. Рудяк, С.В. Котов, В.А. Тыщенко, Н.С. Котова
[и др.] // Научно-технический вестник ОАО «НК Роснефть». – 2011. –
Вып. 24, № 3. – С. 42–46.

14. Влияние параметров алкилирования, состава сырья и вида катализатора на соотношение получаемых орто- и пара-алкилфенолов / С.В. Котов, В.А. Тыщенко, И.М. Зерзева [и др.] // Нефтехимия. – 2017. – № 2. – С. 199–203.

15. Черезова Е.Н., Нугуманова Г.Н., Шалыминова Д.П. Алкилирование фенола олефинами как метод синтеза стабилизаторов для полимеров: моногр. – Казань: Изд-во КНИТУ, 2013. – 80 с.

Физическая структура полимерных тел, обусловленная различными видами упорядочения во взаимном расположении макромолекул, называется надмолекулярной структурой (НМС). Взаимное расположение, размеры элементов надмолекулярной структуры зависят от конфигурации и конформации, химического состава мономерных звеньев и макромолекулы в целом, размеров отдельных атомов, продолжительности и скорости структурообразования, условий синтеза и переработки. Надмолекулярная структура полимеров определяет комплекс физических свойств, скорость и механизм химических и физико-химических процессов. Вследствие различий в надмолекулярной структуре изделия из одного и того же полимера зачастую имеют разные свойства, как технологические, так и физико-механические.

В связи с этим очень актуален вопрос о разработке методики определения радиуса надмолекулярной структуры полимеров.

В данной работе представлена разработка методики определения среднего размера надмолекулярных образований (НМО) полидивинилизопренуретанэпоксидного олигомера в конденсированном состоянии, так как методы, используемые ранее для определения НМО, в данном случае не подходили в силу разных причин. Для определения размера надмолекулярных образований каучука был выбран метод спектрофотометрии. Исследования проведены на спектрофотометре «ПромЭкоЛаб ПЭ-5400УФ» с лампой накаливания в диапазоне длин волн от 340 до 1100 нм. Методика основана на определении логарифмической зависимости оптической плотности олигомера от длины волны проходящего через него света в видимой и ближней инфракрасной областях и на расчете среднего радиуса (r) НМО с использованием теоретических уравнений, связывающих r с другими спектральными характеристиками. В результате разработанная методика позволила определить радиус 28 промышленных партий полидивинилизопренуретанэпоксидного олигомера и выявить различие между радиусами их НМО.

Ключевые слова: олигомер, надмолекулярная структура, спектрофотометрия, оптическая плотность, радиус надмолекулярной структуры, длина волны, показатель преломления, волновой экспонент.

Пушкарева Ангелина Алексеевна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры технологии полимерных материалов, порохов, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29); инженер-химик АО «ОДК-Авиадвигатель» (614990,
г. Пермь, Комсомольский пр., 93, e-mail: ang415285@yandex.ru).

Леухина Мария Алексеевна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры технологии полимерных материалов, порохов, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29); старший научный сотрудник АО «Научно-исследовательский институт полимерных материалов» (614113, г. Пермь, ул. Чистопольская, 16, e-mail: Leuhina.ma@mail.ru).

Хименко Людмила Леонидовна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, доцент, заведующая кафедрой технологии полимерных материалов, порохов, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: Lhimenko@yandex.ru).

1. Скорняков А.С. Контактные клеи на основе полиуретанов и натуральных каучуков // Клеи. Герметики. Технологии. – 2011. – № 6. – С. 2–8.

2. Лукина А.И., Студенов И.Г., Парахин И.В. Полимерные пены на основе полиуретанов // Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2016. – № 6. – С. 23–20.

3. Разработка и исследование свойств защитного покрытия на основе модифицированного полиуретана / В.Ю. Чухланов [и др.] // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 6-7. – С. 1365–1368.

4. Жесткие пенопласты на основе полиуретанов / А.И. Саматадзе [и др.] // Все материалы. Энциклопедический справочник. – 2014. – № 5. – С. 2–6.

5. Превосходство некоторой отечественной продукции из полиуретана перед зарубежными аналогами / С.В. Попов [и др.] // Молодой ученый. – 2014. – № 14-1. – С. 34–35.

6. Твердов А.И., Ворончихин В.Д. Промышленное производство диеновых олигомеров в российской федерации // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (Технического университета). – 2013. – № 22. – С. 036–038.

7. Энгельс С.Г., Евреинов В.В., Кузаев А.И. Реакционноспособные олигомеры. – М.: Химия, 1985. – 304 с.

8. Осошник, И.А., Шутилин Ю.Ф., Карманова О.В. Производство резиновых технических изделий / Воронеж. гос. технол. акад. – Воронеж, 2007. – 972 с.

9. Шур А.М. Высокомолекулярные соединения: учеб. – М.: Высшая школа, 1981. –656 с.

10. Каргин В.А. Структура и механические свойства полимеров. – М.: Наука, 1979. – 451 c.

11. Зезина А.Б. Высокомолекулярные соединения: учеб. и практ. – М.: Юрайт, 2016. – 340 с.

12. Тугов И.И., Кострыкина Г.И. Химия и физика полимеров. – М.: Химия, 1989. – 432 с.

13. Сутягин В.М., Бондалетова Л.И. Химия и физика полимеров. – Томск: Изд-во ТПУ, 2003. – 208 с.

14. Матвеева Л.Ю., Ястребинская А.В. Взаимосвязь надмолекулярной структуры и свойств полимерных композиционных материалов на основе термореактивных связующих // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – 2017. – № 12. – С. 49–54.

15. Лебедев Д.В. Молекулярная подвижность в приповерхностных нано­слоях полимеров: дис. … канд. физ.-мат. наук: 01.04.07. – СПб., 2011. – 191 с.

16. Азаров В.И., Буров А.В., Оболенская А.В. Химия древесины и синтетических полимеров / СПбЛТА. – СПб., 1999. – 628 с.

17. Методы оптической спектроскопии / О.А. Федорова, И.И. Кулакова, Ю.А. Сотникова [и др.]. – М.: Изд-во МГУ, 2015. – 117 с.

18. Аверко-Антонович И.Ю., Бикмуллин Р.Т. Методы исследования структуры и свойств полимеров. – Казань: Изд-во КГТУ, 2002. – 604 с. – 294 с.

19. Wilfried Heller, Hari L. Bhatnagar, Masayuki Nakagaki J. Theoretical Investigations on the Light Scattering of Spheres. XIII. The “Wavelength Exponent” of Differential Turbidity Spectra* *// Journal of chemical physics. – 1962. – No. 5. – P. 1163–1170.

20. Debye P.J. Molecular-wight determination by light scattering // Phys. Coll. Chem. – 1947. – Vol. 51. – P. 18.

21. Heller W. Range of practical validity of the Debye and the Rayleigh equations for determining molecular weights from light scattering and methods allowing a limited extension of this range // J. Polym. Sci. – 1965. – Vol. 3 – P. 3313.

22. Zimm B.H. The Scattering of Light and the Radial Distribution Function of High Polymer Solutions // J. Chem. Phys. – 1948. – Vol. 16. – P. 1093.

23. Doty P., Steiner R.F. Light Scattering and Spectrophotometry of Colloidal Solutions // J.Chem. Phys. – 1950. – Vol. 18. – P. 1211.

24. Слонимский Г.Л. Современные физические методы исследования полимеров. – М.: Химия, 1982. – 256 с.

25. Золотарев В.М., Никоноров Н.В., Игнатьев А.И. Современные методы исследования оптических материалов. – СПб., 2001. – 266 с.

26. Воробьев В.В. Роль надмолекулярной структуры полярных и неполярных каучуков в формировании структурно-механических свойств связующего и полимерных композиций на их основе: дис. … канд. техн. наук: 20.02.86. – М., 1986. – 180 с.

27. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутной среде. – М.: Гослитиздат, 1951. – 288 с.

28. Эскин В.Е. Рассеяние света растворами полимеров. – М.: Наука, 1973. – 352 с.

Одним из направлений развития нефтеперерабатывающей промышленности на сегодняшний день является дальнейшее углубление переработки нефти с вовлечением более тяжелых вакуумных дистиллятов и нефтяных остатков.

Каталитический крекинг (КК) является основным процессом, направленным на углубление переработки нефти, а также в значительной мере определяет технико-экономические показатели передовых и перспективных нефтеперерабатывающих заводов  топливного профиля.

Технологии КК постоянно совершенствуются. Например, в связи с введением жестких ограничений по содержанию серы в бензинах и дизельных топливах возникает необходимость в предварительной подготовке сырья и посточистка получаемых продуктов.

Некоторые компоненты сырья КК, такие как азотистые основания, соединения металлов, смолистые вещества и др. отравляют катализаторы, что негативно влияет на эффективность процесса: резко уменьшается выход целевых продуктов, существенно ухудшаются экономические показатели.

Среди существующих способов подготовки сырья КК наиболее широкое распространение получили гидрогенизационная очистка, деасфальтизация, очистка селективными растворителями, адсорбционная очистка.

В данной статье представлены результаты исследования деасфальтизации гудрона н-пентаном и превращения полученных продуктов в процессе каталитического крекинга FCC. В рамках этой работы был выполнен ряд анализов для определения основных характеристик деасфальтизатов, полученных при различных соотношениях: содержание смолисто-асфальтеновых веществ и серы, плотность, коксуемость по Конрадсону и групповой углеводородный состав.

Ключевые слова: каталитический крекинг, деасфальтизация, гудрон, н-пентан.

Чудинов Александр Николаевич (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: CHudinovAN@pstu.ru)

Першин Даниэль Владимирович (Пермь, Россия) – ассистент кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29,
e-mail: daniel-pershin@mail.ru).

Сорочан Дарья Геннадьевна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: dashasha@gmail.com).

Ахрамеев Данил Сергеевич (Пермь, Россия) – магистрант кафедры химических технологий Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: akhrameev.danil@yandex.ru).

1. Иванова М.А., Самарина И.А. Экономика, организация труда и управления в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. – М.: Химия, 1987. – 176 с.

2. Chang Samuel Hsu, Paul R. Robinson. Springer Handbook of petroleum Technology. – Springer International Publishing AG, 2017. – 1238 p.

3. Масагутов Р.М. Алюмосиликатные катализаторы и изменение их свойств при крекинге нефтепродуктов. – М.: Химия, 1975. – 272 с.

4. Ахметов С. А. Технология глубокой переработки нефти и газа: учеб. пособие. – Уфа: Гилем, 2002. – 672 с.

5. Черножуков Н.И. Технология переработки нефти и газа. Ч. 3. Очистка и разделение нефтяного сырья, производство товарных нефтепродуктов / под ред. А.А. Гуреева и Б.И. Бондаренко. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1978. – 424 с.

6. Каминский Э.Ф., Хавкин В.А. Глубокая переработка нефти: технологический и экологический аспекты. – М.: Техника, 2001. – 384 с.

7. Технология и оборудование процессов переработки нефти и газа: учеб. пособие / С.А. Ахметов, Т.П. Сериков, И.Р. Кузеев, М.И. Баязитов; под ред. С.А. Ахметова. – СПб.: Недра, 2006. – 868 с.

8. Промышленный катализ в лекциях / под ред. А.С. Носкова. – М.: Калвис, 2006. – Вып. 5. – 128 с.

9. Конь М.Я., Зелькинд Е.М., Шершун В.Г. Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность за рубежом: справ. пособие. – М.: Химия, 1986. – 184 с.

10. Казакова Л.П., Крейн С.Э. Физико-химические основы производства нефтяных масел. – М.: Химия, 1978 – 320 с.

11. Кудинов А.В., Старкова Н.Н., Рябов В.Г. Анализ нефти и нефтепродуктов: лаб. практ. – Ч. 2. Специальные методы анализа / Перм. гос. техн.
ун-т. – Пермь, 1999. – 43 с.

12. Лихтерова Н.М. Технология глубокой переработки нефти. Ч. I. Термокаталитические процессы: учеб. пособие / МИТХТ им. М.В. Ломоносова. – М., 2004 – 64 с.

13. Капустин В. М., Гуреев А.А. Технология переработки нефти: в 2 ч. – Ч. 2. Деструктивные процессы. – М.: КолосС, 2008. – 334 с.

14. Задегбейджи Р. Каталитический крекинг в псевдоожиженном слое катализатора. – СПб., 2014. – 383 с.

15. Способ деасфальтизации нефтяных остатков: пат. 2395561, МПК C 10 G21/28 / Осинцев А.А., Зиганшин К.Г., Янбаев С.П., Султанов Ф.М., Зиганшин Г.К. – 2009122294/04; заявл. 10.06.2009; опубл. 27.07.2010, Бюл. № 21.

Ненасыщенные полиэфирные смолы выпускаются и перерабатываются промышленностью более 70 лет. В настоящее время это одни из основных видов связующих для армированных пластиков, а также они находят применение при изготовлении высококачественных лаков, заливочных, пропиточных и шпаклевочных составов, клеев и пластобетонов. Введение автоматизации на такие производства позволяет значительно повысить надежность и безопасность процесса, обеспечить стабильное качество выпускаемой продукции, исключить влияния «человеческого фактора», а также улучшить условия ведения технологического процесса.

В данной статье рассмотрено решение задачи автоматизации технологического узла производства ненасыщенного полиэфира в реакторе позиции Р10/1 предприятия АО «Пермские полиэфиры». Исследован процесс получения полиэфира и его особенности. Проанализирован действующий технологический объект и его АСУТП, выявлены недостатки и негативные факторы, влияющие на ведение процесса.

На основании требований предприятия и приведения его к современному уровню автоматизации исследован рынок выпускаемых приборов и ТСА под данные нужды. Выбраны промышленные средства автоматизации для реализации предлагаемой АСУТП. Предложено решение по автоматизации на базе системы управления PlantCruise и контроллера Honeywell ML200 с заменой некоторых приборов КИПиА. Также предусмотрено подключение к контроллеру АСУТП подобных реакторов позиции Р10/2 и Р10/3 предприятия АО «Пермские полиэфиры».

Приведена функциональная схема действующего производства и функциональная схема автоматизации производства после модернизации, а также структурные схемы действующей АСУТП и предлагаемой АСУТП предприятия.

Сделаны выводы о перспективе использования предлагаемой АСУТП в качестве действующей системы.

Ключевые слова: автоматизация, синтез полиэфира, АСУТП, контроллер Honeywell ML200.

Перевозчикова Екатерина Игоревна (Пермь, Россия) – студент
бакалавриата кафедры оборудования и автоматизации химических
производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ekaterinaperevozchikova@yandex.ru).

Вялых Илья Анатольевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ilya.vyalyh@pstu.ru).

Орехов Михаил Сергеевич (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: atp@pstu.ru).

1. Пермские полиэфиры: сайт. – URL: http://www.poliefiry.ru (дата обращения: 01.03.2021).

2. Седов Л.Н., Михайлова З.В. Ненасыщенные полиэфиры. – М.: Химия, 1977. – 231 с.

3. Грандберг И.И., Нам Н.Л. Органическая химия: учеб. – 9-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2019. – 608 с.

4. Петров А.А., Бальян Х.В., Трощенко А.Т. Органическая химия: учеб. для вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Иван Федоров, 2002. – 622 с.

5. Энциклопедия АСУ ТП: сайт. – URL: https://www.bookasutp.ru (дата обращения: 09.03.2021).

6. Чарная Е.Б. Принципы и условия организации автоматизированного производства на химическом предприятии: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – 113 с.

7. Honeywell International: сайт. – URL: http://www.honeywell.ru (дата обращения: 02.04.2021).

8. Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка / сост. Ю.Н. Федоров. – М.: Инфра-Инженерия, 2018. – Т. 1. – 447 с.

9. Федоров Ю.Н. Порядок создания, модернизации и сопровождения АСУТП: метод. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2011. – 566 с.

10. Целищев Е.С., Котлова А.В., Кудряшов И.С. Автоматизация проектирования технического обеспечения АСУТП: учеб. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2019. – 193 с.

11. Ротач В.Я. Теория автоматического управления: учеб. для вузов. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд. дом МЭИ, 2008. – 394 с.

12 Шидловский С.В. Автоматизация технологических процессов и производств. – М.: ТУСУР, 2005. –100 с.

13. РУСТ 95: сайт. – URL: https://roost.ru (дата обращения: 02.04.2021).

14. ТЕПЛОПРИБОРКОМПЛЕКТ: сайт. – URL: https://www.teplo-oborudovanie.ru (дата обращения: 02.04.2021).

15. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справ. пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев. –
2-е изд., перераб. и доп. – М.: Альянс, 2015. – 464 с.

Автоматизация технологических процессов – это совокупность средств и методов, предназначенная для реализации различных систем, которая дает возможность осуществлять управление технологическими процессами без личного участия человека либо с оставлением за человеком возможности принятия решений, являющихся наиболее ответственными.

Уровень современных технологий и скорость прогресса таковы, что уже невозможно вести эффективную трудовую деятельность, особенно в области пищевой и сельскохозяйственной промышленности, без серьезной модернизации технической базы и внедрения компьютерной техники.

Автоматизация процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и безопасности, исключения влияния «человеческого фактора» и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации.

В данной статье поднимается вопрос автоматизации тепличного хозяйства. Решается вопрос автоматизации управления температурой и поливом растений в защищенном грунте в летнее время года для уральских регионов. Производится анализ способов полива, регулирования температуры и влажности. Также произведен анализ рынка выпускаемой продукции под данные нужды. Представлено доступное, как для малых, так и для крупных предприятий, решение устройства автоматизации полива и регулирования температуры на основе аппаратной платформы Arduino Nano с применением датчиков влажности почвы, датчиков температуры, таймеров, актуаторов, насосов и сервоприводов. Приведены чертежи для правильной установки приборов и способы подключения средств автоматизации. Представлены алгоритмы работы системы как для регулирования влажности, так и для регулирования температуры. Сделаны выводы о перспективе использования Arduino в качестве программируемого логического контроллера в тепличном хозяйстве.

Авторами предложено использовать проект в качестве минимальной системы автоматизации для всех видов тепличных хозяйств.

Ключевые слова: автоматизация, Arduino, полив, влажность, датчик, актуатор.

Адищев Илья Владимирович (Пермь, Россия) – студент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: 123-ilya-123@bk.ru).

Вялых Илья Анатольевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ilya.vyalyh@pstu.ru).

Таскаева Алена Андреевна (Пермь, Россия) – студент кафедры экономики и управления на предприятиях нефтяной и газовой промышленности, Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: alenka.tas@yandex.ru).

1. Прата С. Язык программирования C++. Лекции и упражнения. – М.: Вильямс, 2017. – 1248 с.

2. Соммер У. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino. – СПб.: БХВ-Петербург, 2012. – 256 с.

3. Ревич Ю. Занимательная электроника. – СПб.: БХВ-Петербург,
2015. – 576 с.

4. Энциклопедия АСУТП. – URL: https://www.bookasutp.ru (дата обращения: 10.03.2021).

5. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка. – М.: Инфра-Инженерия, 2018. – Т. 1. – 447 с.

6. Федоров Ю.Н. Порядок создания, модернизации и сопровождения АСУТП: метод. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2011. – 566 с.

7. Целищев Е.С., Котлова А.В., Кудряшов И.С. Автоматизация проектирования технического обеспечения АСУТП: учеб. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2019. – 193 с.

8. Ротач В.Я. Теория автоматического управления: учеб. для вузов. –
5-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд. дом МЭИ, 2008. – 394 с.

9. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: справ. пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Альянс, 2015. – 464 с.

10. Цирлин А.М. Оптимальное управление технологическими процессами: учеб. пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 399 с.

11. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. – М.: Наука, 1977. – 560 с.

12. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 1989. – 751 с.

13. Острем К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ. – М.: Мир, 1987. – 480 с.

14. AlexGyver Technologies. – URL: https://alexgyver.ru (дата обращения: 10.03.2021).

15. РУСТ 95: сайт. – URL: https://roost.ru (дата обращения: 02.03.2021).

Описана суть метода определения возмущений в системах автоматического управления по трендам на примере рассольного цикла, а именно подогрева очищенного рассола, идущего на электролиз. Цель исследования – разработка системы идентификации и количественной оценки возмущений по трендам. Использованы методы математического моделирования и нечеткая логика. Получена математическая модель процессов, протекающих в цикле подогрева рассола на электролиз. Построены структурные схемы идентификации возмущений. Разработаны нечеткие регуляторы в виде функции от его входных переменных. Предложенный метод может внедряться в системах управления по возмущению для формирования управляющих воздействий, а также для диагностических целей.

Ключевые слова: нечеткость, возмущение, управление, тренд, моделирование.

Муравьева Елена Александровна (Стерлитамак, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Стерлитамаке (453118, г. Стерлитамак, Проспект Октября, 2, e-mail: muraveva_ea@mail.ru).

Руслан Фаритович (Стерлитамак, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Стерлитамаке.

Имаев Радмир Фларитович (Стерлитамак, Россия) – магистрант кафедры автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал
в г. Стерлитамаке.

1. Динеев В.Г., Ефимов А.A., Мухин A.В. Оптимизация параметров системы управления с адаптивным контуром управления по возмущению // Управление развитием крупномасштабных систем MLSD'2007: тез. докл. первой междунар. конф. – М., 2007. – С. 213–214.
2. Александров В.М. Последовательный синтез оптимального по быстродействию управления линейными системами c возмущениями // Сибирский журнал вычислительной математики. – 2008. – Т. 11, № 3. – С. 251–270.
3. Кипер Р.А. Свойства веществ: справ. – Хабаровск, 2009. – 387 с.
4. Круглов В.В., Дли М.И. Интеллектуальные информационные системы: компьютерная поддержка систем нечеткой логики и нечеткого вывода. – М.: Физматлит, 2002. – 256 с.
5. Леоненков А.В. Нечеткое моделирование в среде MATLAB и FuzzyTECH. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 736 с.
6. Муравьева Е.А., Усанин О.А., Кубряк А.И. Концепция определения возмущений по трендам с применением нечеткого регулятора // Современные технологии в образовании и промышленности: от теории к практике: сб. материалов внутривуз. науч.-практ. конф. – Стерлитамак, 2017. – С. 106–108.
7. Муравьева Е.А., Усанин О.А., Кубряк А.И. Применение нечеткого регулятора с двойной базой правил для управления технологическими параметрами // Современные технологии в образовании и промышленности: от теории к практике: сб. материалов внутривуз. науч.-практ. конф. – Стерлитамак, 2017. – С. 112–115.
8. Муравьева Е.А., Соловьев К.А., Маннанов И.А. Критерии качества автоматизированной системы управления на базе нечеткого регулятор // Автоматизация, энерго- и ресурсосбережение в промышленном производстве: сб. материалов II Междунар. науч.-техн. конф. – Кумертау, 2017. – С. 153–155.
9. Муравьева Е.А., Соловьев К.А., Григорьев Е.С. Система управления давлением в испарителе фреона по математической модели аппарата // Автоматизация, энерго- и ресурсосбережение в промышленном производстве: сб. материалов II Междунар. науч.-техн. конф. – Кумертау, 2017. – С. 157–159.
10. Solovyov K.A., Muravyova E.A. Synthesis methods for fuzzy controller with double base of rules // CSIT'2016. Proceedings of the 18th International Workshop on Computer Science and Information Technologies. – Ufa, 2016. – С. 83–88.
11. Идентификация параметров математических моделей нелинейных компонентов электротехнических комплексов и систем при их глубоком взаимодействии / В.З. Ковалев, А.Г. Щербаков, О.В. Архипова, С.В. Ланграф, Д.С. Буньков, С.С. Есин // Омский научный вестник. – 2020. – № 6. – С. 33–39.
12. Воевода А.А., Бобобеков К.М. Активная идентификация параметров ПИ-регулятора в системе автоматического управления неустойчивым объектом первого порядка // Доклады ТУСУР. – 2017. – № 4. – С. 100–104.
13. Ломов А.А. Операторно-орторегрессионный метод идентификации коэффициентов линейных дифференциальных уравнений // Сибирский журнал чистой и прикладной математики. – 2018. – Т. 18, № 1. – С. 73–90.
14. Ломов А.А. Об асимптотической оптимальности орторегрессионных оценок // Сиб. журн. индустр. матем. – 2016. – Т. 19, № 4. – С. 51–60.

На нефтяных месторождениях очень много факторов, которые влияют на работу оборудования: начиная от конструкции скважины, заканчивая процессами, которые происходят в пласте и в стволе скважины. Со временем эти осложнения приводят к резкому снижению эффективности работы оборудования нефтяных месторождений.

В связи с этим актуальными являются разработки по улучшению технологических показателей работы насосов и всей установки в целом. Для решения данной проблемы рассматривается метод машинного обучения. Машинное обучение позволяет обработать, интегрировать, преобразовать данные и оптимизировать анализ данных нефтяных скважин. Данный метод является новым научным подходом к решению задачи повышения эффективности режимов работы оборудования нефтяных месторождений на основе коэффициентов продуктивности скважин.

В данной работе рассмотрен Восточный участок Чутырско-Киенгопского месторождения, на котором находится 26 добывающих и 13 нагнетательных скважин. Сформирована выборка, которая включает в себя такие переменные, как дебит добывающей скважины, пластовое давление добывающей скважины, забойное давление добывающей скважины, депрессия на пласт добывающей скважины, коэффициент продуктивности добывающей скважины и состояние насоса нагнетательной скважины. Данные переменные влияют на технологический процесс добычи нефти и оказывают взаимное влияние друг на друга. Рассмотрен алгоритм работы насосов нагнетательных скважин. Данные описаны, обработаны и подготовлены. Рассмотрено влияние коэффициента продуктивности добывающей скважины на работу насоса нагнетательной скважины. С помощью приложения Regression Learner в программе MATLAB обучена регрессионная модель, предсказывающая коэффициент продуктивности добывающих скважин с учетом влияющих параметров.

Данная работа позволит определять допускаемые пределы уменьшения или увеличения параметров, которые не приводят к ухудшению показателей работы скважин и преждевременному выходу из строя насосов и других оборудований нефтяных месторождений.

Ключевые слова: дебит скважины, добывающая скважина, забойное давление, коэффициент продуктивности скважины, машинное обучение, нагнетательная скважина, насос, пластовое давление, регрессионная модель.

Абдрафикова Филюза Федоиловна (Стерлитамак, Россия) – магистрант кафедры автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Стерлитамак (453118, г. Стерлитамак, Проспект Октября, 2, e-mail: filuja-a@rambler.ru).

Муравьева Елена Александровна (Стерлитамак, Россия) – доктор технических наук, профессор, заведующая кафедрой автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Стерлитамак (453118,
г. Стерлитамак, Проспект Октября, 2, e-mail: muraveva_ea@mail.ru).

Шарипов Марсель Ильгизович (Стерлитамак, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры автоматизированных технологических и информационных систем, Уфимский государственный нефтяной технический университет, филиал в г. Стерлитамак.

1. Алпайдин Э. Машинное обучение: новый искусственный интеллект. – М.: Точка, 2017. – 208 с.
2. Вьюгин В.В. Математические основы машинного обучения и прогнозирования. – М., 2013. – 391 с.
3. Ивановский В.Н. Одновременно-раздельная эксплуатация и «интеллектуализация» скважин: вчера, сегодня и завтра // Инженерная практика. – 2010. – № 1. – С. 4–15.
4. Кубряк А.И., Муравьева Е.А. Способ повышения эффективности многомерного четкого логического регулятора // Сб. материалов 71-й Всерос. науч.-техн. конф.: в 3 ч. – Ярославль, 2018. – Ч. 2. – С. 290–293.
5. Муравьева Е.А., Абдрафикова Ф.Ф., Газизова Г.И. Система управления технологическим процессом бродильного отделения на основе нечеткого регулятора // Информационные технологии. Проблемы и решения. – 2020. – № 3 (12). – С. 136–141.
6. Разработка автоматической системы поддержания оптимального уровня жидкости с использованием поплавкового уровнемера на основе переменного резистора / Е.А. Муравьева, Э.Р. Еникеева, Р.Р. Нургалиев, А.И. Кубряк // Достижения, проблемы и перспективы развития нефтегазовой отрасли: материалы междунар. науч.-практ. конф. / Альмет. гос. нефт. ин-т. – Альметьевск, 2018. – С. 238–243.
7. Муравьева Е.А., Зайнуллина Д.Р. Разработка алгоритма автоматизированной системы управления силосом для сыпучих материалов // Современные технологии: достижения и инновации: сб. материалов II Всерос. науч.-практ. конф. – Уфа, 2020. – С. 414–416.
8. Муравьева Е.А., Радакина Д.С. Разработка алгоритма настройки адаптивного нечеткого регулятора с двойной базой правил // Информационные технологии интеллектуальной поддержки принятия решений: труды VI Всерос. конф. – Уфа, 2018. – С. 36–41.
9. Муравьева Е.А., Резвых А.О. Разработка алгоритма автоматизированной системы управления подачей компонентов в сырьевую мельницу в цехе клинкер-2 // Современные технологии: достижения и инновации: сб. материалов II Всерос. науч.-практ. конф. – Уфа, 2020. – С. 432–434.
10. Муравьева Е.А., Столповская Ю.В. Система управления электрообогревом реактора с применением нейронной сети и нечеткого регулятора // Промышленные АСУ и контроллеры. – 2020. – № 1. – С. 3–8.
11. Остроумова Е.Г. Интеллектуальное месторождение: мировая практика и современные технологии // Газовая промышленность, 2012. – № 7 (677). – С. 10–11.
12. Абдрафикова Ф.Ф., Муравьева Е.А., Кулакова Е.С. Анализ видов и последствий отказов процесса добычи нефти // Химия. Экология. Урбанистика: сб. материалов Всерос. науч.-практ. конф. – 2020. – Т. 4. – С. 242–245.
13. Абдрафикова Ф.Ф., Муравьева Е.А. Анализ причин и последствий отказов процесса нефтедобычи // Актуальные проблемы науки и техники: материалы XIII Междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых. – Уфа, 2020. – Т. 2. – С. 121–122.
14. Optimization of the structure of the control system using the fuzzy controller / E.A. Muraveva, E.A. Shulaeva, P.N. Charikov, R.R. Kadyrov, M.I. Sharipov, A.V. Bondarev, A.F. Shishkina // 9th International Conference on Theory and Application of Soft Computing, Computing with Words and Perception. – Budapest, 2017. – С. 487–494.
15. Muravyova E.A., Uspenskaya N.N. Development of a Neural Network for a Boiler Unit Generating Water Vapour Control // Optical Memory and Neural Networks. – 2018. – Vol. 27, no. 4. – P. 297–307.
16. Muravyova E.A., Sharipov M.I., Bondarev A.V. Fuzzification concept using the any-time algorithm on the basis of precise term sets // International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, Proceedings electronic edition. – Челябинск, 2017. – С. 174–175.

Рассматривается возможность реализации функции резервирования в системах промышленной безопасности с использованием газоанализаторов. Состав системы промышленной безопасности на предприятиях химической и нефтегазоперерабатывающей направленности разнообразен и зависит от конкретных особенностей производства. Так, например, в состав таких систем могут входить подситемы мониторинга загазованности рабочих зон, направленного на предупреждение возникновения и развития аварийных ситуаций, превышения предельно допустимых концентраций, контроля взрывоопасных концентраций.

Технические средства автоматизации, в частности газоанализаторы, обеспечивающие мониторинг загазованности рабочих зон, являются дорогостоящими и требуют сложного в организационном плане технического обслуживания. Этим обусловлено их небольшое количество на производстве, как правило, минимально необходимое для обеспечения технологического процесса в соответствии с нормативно-технической документацией. Для повышения надежности принятия решения по загазованности рабочих зон и сигнализации, достижения не только минимально опасной, но и других значений концентраций с целью повышения безопасности предлагается реализация функции взаимного резервирования газоанализаторов и расширение их функционала.

Наиболее часто газоанализаторы, установленные на производстве, имеют выходной сигнал в виде порогового значения, установленного заводом-изготовителем на определенное значение, и непрерывного аналогового сигнала. Первый предназначен для сигнализации порогового значения (предельно допустимого значения концентрации в рабочей зоне), а второй – только в качестве дополнительной информации ввиду сильной нелинейности статической характеристики газоанализатора и его существенной погрешностью.

Известен метод экспресс-градуировки газоанализаторов в динамическом режиме, позволяющий с высокой точностью определить реальную статическую характеристику газоанализатора. Это позволяет производить оценку загазованности рабочей зоны в широком диапазоне. Так, например, даже при достижении предельной допустимой концентрации в рабочей зоне можно сделать вывод о достижении иных пороговых значений, неопределяемых изначально.

Рассмотрен пример конкретной реализации предложенного решения.

Ключевые слова: система промышленной безопасности, газоанализ, предельно допустимые значения, статическая характеристика, повышение надежности, резервирование.

Орехов Михаил Сергеевич (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: msorehov@pstu.ru).

Сокольчик Павел Юрьевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: psokol@pstu.ru).

Сташков Сергей Игоревич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: sergey.stashkov@pstu.ru).

1. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП. Проектирование и разработка: учеб. пособие: в 2 т. – 2-е изд., доп. и перераб. – Вологда: Инфра-Инженерия, 2018. – Т. 1. – 488 с.

2. Требования нормативных документов по применению сигнализаторов загазованности, газосигнализаторов и систем контроля загазованности, поверке и обслуживанию // Официальный сайт «Ростехнадзора». 2020. – URL: http://tehss.org/stati/64-normativmat (дата обращения: 25.04.2021).

3. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: проектирование и разработка: учеб.-практ. пособие: в 2 т. – Вологда: Инфра-Инженерия,
2016. – Т. 2. – 484 с.

4. Воронич С.С. Экспресс-методы контроля загрязняющих веществ в атмосферном воздухе, воздухе рабочей зоны и промышленных выбросах // Экологические системы и приборы. – 2011. – № 6. – С. 30–33.

5. Коренной В.В. Методы контроля уровня загазованности на объектах нефтегазовой отрасли // Инженерные и информационные технологии, экономика и менеджмент в промышленности: сб. науч. ст. / ООО «КОНВЕРТ». – Волгоград, 2020. – С. 238–239.

6. Новиков С.П., Свирепова М.C., Плуготаренко Н.К. Анализ данных отклика чувствительных элементов сенсоров газа в химически агрессивных средах // ММТТ-32: сб. тр. междунар. науч. конф. – Саратов: Изд-во СГТУ, 2019. – Т. 3. – С. 90–93.

7. Бояршинова А.С., Шумихин А.Г., Орехов М.С. Применение нейросетевых моделей при автоматизированном управлении сложными химико-технологическими системами // Ползуновский вестник. – 2012. – № 3-2. – С. 9–12.

8. Шумихин А.Г., Бояршинова А.С., Орехов М.С. Исследование алгоритмов нейросетевого управления динамическими режимами технологических объектов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2012. – № 14. – С. 71–78.

9. Орехов М.С., Шумихин А.Г. Применение тестовых методов повышения точности измерений промышленных автоматических газоанализаторов сигнализаторов // Вестник Пермского государственного технического
университета. Химическая технология и биотехнология. – 2009. – № 10. – С. 109–116.

10. Шумихин А.Г., Орехов М.С. Экспресс-метод градуировки газоанализаторов // Измерение, контроль, информатизация: материалы 13-й междунар. науч.-техн. конф. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 2012. – Т. 2. – С. 45–48.

11. Шумихин А.Г., Орехов М.С. Математическое моделирование при разработке экспресс-метода градуировки газоанализаторов // Математические методы в технике и технологиях: сб. тр. XXV междунар. науч. конф.: в 10 т. – Саратов: Изд-во СГТУ, 2012. – Т. 8. – С. 165–168.

12. Власов С.А., Орехов М.С. Применение математического моделирования при разработке алгоритмов управления автоматизированной лабораторной установки для калибровки газоанализаторов // Инновационные технологии: теория, инструменты, практика. – 2018. – Т. 1. – С. 183–186.

13. Газоанализатор универсальный ГАНК-4С. Руководство по эксплуатации. КПГУ.413322.002 РЭ. – М., 2015.

14. Шумихин А.Г., Орехов М.С. Метод экспресс-градуировки газоанализаторов в динамическом режиме // Ползуновский вестник. – 2013. – № 2. – С. 96–99.

15. Орехов М.С. Создание виртуального анализатора содержания серы в дизельном топливе на основе нейросетевых технологий // Химия. Экология. Урбанистика. – 2018. – Т. 8. – С. 749–752.

16. Новиков С.П., Плуготаренко Н.К. Алгоритмы обработки данных отклика чувствительных элементов сенсоров газа в химически агрессивных средах // Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Приборостроение. – 2020. – № 4 (133). – С. 153–164.
DOI 10.18698/0236-3933-2020-4-153-164

На нефтеперерабатываюших и других промышленных предприятиях широко используется пар в качестве теплоносителя в теплообменных аппаратах, источника энергии в исполнительных механизмах и устройствах. При использовании пар отдает свою энергию, при этом образуется конденсат, происходит снижение его давления. При правильной настройке паровых линий конденсат при остаточном давлении самотеком транспортируется обратно в котельные. Однако при модернизации, расширении котельного хозяйства и числа потребителей пара увеличивается длина коллекторов, трубопроводов, как следствие, растет гидравлическое сопротивление в магистралях. Поэтому в некоторых случаях возникает необходимость принудительной транспортировки (откачки) конденсата с технологических объектов (потребителей пара) в котельную.

В данной статье рассматривается конденсатная станция 81-29 сбора и транспортировки конденсата ООО «ЛУКОЙЛ-Пермнефтеоргсинтез», предназначенная для приема конденсата от теплообменного оборудования с технологических установок и дальнейшего его перекачивания с помощью насосов обратно к производителям пара (котельную, ТЭЦ и т.п.), отделяя пар вторичного вскипания от жидкости. Поскольку на предприятии важно учитывать потребление тепловой и электроэнергии, появляется необходимость расчета материального баланса при транспортировке конденсата системой после потребления пара. В работе предложен алгоритм циклического управления конденсатными насосами станции 81-29, выполнена его реализация для контроллера в среде RSLinx на языке LD (релейной логики) для контроллера CompactLogix 1769 фирмы Allen Bradley. Разработан алгоритм расчета часового, суточного, месячного материального баланса. Для визуализации процесса управления и состояния оборудования конденсационной станции разработаны мнемосхемы в среде RSLogix.

Ключевые слова: автоматизация, перекачка конденсата, Allen Bradley.

Югова Анна Андреевна (Пермь, Россия) – студент кафедры оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: 99817youa@mail.ru).

Вялых Илья Анатольевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры оборудования и автоматизации химических производств, Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: ilya.vyalyh@pstu.ru).

1. Громогласов А.А., Копылов А.С., Пильщиков А.П. Водоподготовка. Процессы и аппараты: учеб. пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 272 с.
2. Чарная Е.Б. Принципы и условия организации автоматизированного производства на химическом предприятии: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. – 113 с.
3. Федоров Ю.Н. Порядок создания, модернизации и сопровождения АСУТП: метод. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2011. – 566 с.
4. Цирлин А.М. Оптимальное управление технологическими процессами: учеб. пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 399 с.
5. Автоматическое управление в химической промышленности: учеб. / Е.Г. Дудников, А.В. Казаков, Ю.Н. Софиева, А.М. Цирлин, А.Э. Софиев. – М.: Химия, 1987. − 368 с.
6. Энерготехнологические процессы и аппараты химических производств: сб. науч. тр. / Ин-т теплофизики СО АН СССР. – Новосибирск, 1989. – 135 с.
7. Медведев М.Ю. Программирование промышленных контроллеров: учеб. пособие. – СПб.: Лань, 2011. – 287 с.
8. ГОСТ Р 51841–2001 (МЭК 61131-2–92). Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний // Электронный фонд прав. и нормативно-техн. документов.
9. Основные инструкции программируемых контроллеров Logix5000 [Электронный ресурс]. – URL: https://literature.rockwellautomation.com/idc/ groups/literature/documents/pm/1756-pm004_-ru-p.pdf (дата обращения: 03.03.2021).
10. Руководство по применению RSLogix 5000 [Электронный ресурс]. – URL: https://www.studmed.ru/view/allen-bradleyrockwellrukovodstvo-po-prime­neniyu-po-rslogix-5000_38102bed144.html (дата обращения: 03.03.2021).
11. Руководство по применению RSLinx [Электронный ресурс]. – URL: https://docplayer.ru/26183422-rukovodstvo-po-primeneniyu-rslinx-doc-id-9399-linxgr-jan00.html (дата обращения: 03.03.2021).
12. Кондрашов С.Н. Расчет материального баланса технологической установки каталитического риформинга бензинов: метод. рук. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2006. – 37 с.
13. Тепловая энергия. Потребление. Использование теплоэнергии. [Электронный ресурс]. – URL: https://domovita.by/wiki/term/teplovaa-energia (дата обращения: 02.03.2021).
14. Системы сбора и возврата конденсата [Электронный ресурс]. – URL: https://1-engineer.ru/solutions/sistemy-sbora-i-vozvrata-kondensata-konden­satnaya-stanciya-i-ustanovki/ (дата обращения: 02.03.2021).
15. Станции возврата конденсата на базе насосов объемного вытеснения (Gestra) [Электронный ресурс]. – URL: https://alvas-eng.ru/products/ parokondensatnye-sistemy/stantsii-vozvrata-kondensata/svk-na-baze-nasosov-obem­nogo-vytesneniya-/ (дата обращения: 03.03.2021).

Показана технология нанесения резиновых покрытий на ведущий вал ленточных транспортеров. Даны результаты анализа существующих методов гуммирования, определены их слабые стороны. На основании проведенной работы показано, что существующие методы нанесения могут быть использованы современными машиностроительными предприятиями, но нуждаются в доработке.

На сегодняшний день конвейерное оборудование входит в список наиболее востребованных машин высокой производительности непрерывного действия, которые используются для транспортировки грузов не только в химической и пищевых сферах, но и во многих других промышленных отраслях.

В зависимости от типа конструкции трасса ленточного конвейера может быть как наклонной, так и горизонтальной, как прямой, так и поворотной, но неизменным остается принцип передачи поступательного движения ленте от привода посредством движения замкнутой ленты поверхностью цилиндрического вала. Поэтому чем больше коэффициент трения между поверхностью ведущего вала и лентой, тем большую рабочую нагрузку конвейер сможет преодолеть. Качественное гуммирование – это важнейший фактор, который непосредственно обеспечивает не только надежную работу, но и высокое качество выпускаемой продукции. Однако при всех положительных качествах данный процесс в большинстве случаев сильно зависит не только от опыта специалистов, но и от технологии процесса и оборудования, на котором осуществляется способ нанесения покрытия.

Поставлены и решены технические задачи исследования, имеющие конечной целью доработку существующей технологии обрезинивания валов жидкими смесями. В процессе выполнения работы получена оптимальная схема проведения этапов процесса, а также конструкция технологической оснастки для вертикального гуммирования.

Ключевые слова: гуммирование, вертикальное гуммирование вала, приспособление для гуммирования, ленточные конвейеры.

Анашкин Николай Николаевич (Пермь, Россия) – руководитель конструкторского бюро компании ООО «Белтпром конвейер» (614500, г. Пермь, Шоссе Космонавтов, 316/7, e-mail: tocross@yandex.ru).

Мошев Евгений Рудольфович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, заведующий кафедрой оборудования и автоматизации химических производств Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: erm@pstu.ru).

1. Беляева М.А., Капленков П.П. Оптимизация функционирования поточно-механизированной линии по переработке мяса птицы // Пищевая промышленность. – 2016. – № 10. – С. 22–25.

2. Хабаров А.Н. Области применения спиральных конвейеров в пищевой промышленности // Современные инновации в науке и технике: сб. науч. тр. 6-й междунар. науч.-практ. конф. – Курск: Университетская книга, 2016. – С. 179–181.

3. Щулькин Л.П. Повышение эффективности работы ленточных и винтовых конвейеров на комбинате строительных материалов // Инженерный вестник Дона. – 2013. – № 4 (27). – С. 176.

4. Хачатрян С.А., Киборт А.Н. Экономическая эффективность применения многоприводных ленточных конвейеров // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2013. – № 3. – C. 385–389.

5. Юрченко В.М. Особенности совместной эксплуатации забойного оборудования и конвейерного транспорта // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). – 2016. – № 9. – C. 165–171.

6. Королев А.М. Комплекс ленточных конвейеров для тарно-штучных грузов массой 50 кг // Достижения науки и техники АПК. – 2007. – № 6. – C. 47–48.

7. Рубцов Ю.В. Один из подходов технологии глубокой переработки древесины // Актуальные проблемы лесного комплекса. – 2007. – № 20. – C. 128–130.

8. Оборудование для компактирования техногенных материалов / М.В. Севостьянов, Т.Н. Ильина, И.А. Кузнецова, Е.А. Шкарпеткин,
Л.И. Шинкарев // Вестник Белорусско-Российского университета. – 2016. –
№ 2 (51). – С. 92–101.

9. Ефимов А.В., Иглин Ю.С., Соловей О.И. Утилизация теплоты уходящих газов энергетических установок // Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье: тез. докл. 23-й междунар. науч.-практ. конф. / под ред. Е.И. Сокол; Нац. техн. ун-т «Харьковский политехнический институт». – Харьков, 2015. – 263 с.

10. Редько С.Г., Морозова Е.В. Особенности имитационного моделирования стеклотарного производства // Современные проблемы науки и образования. – 2009. – № 5. – С. 121–126.

11. Волков Р.А., Гнутов В.К., Дьячков В.К. Конвейеры: справ. / под ред. Ю.А. Пертена. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. – 7 с.

12. Райхонов Ш.З. Работоспособность ленточных конвейеров в условиях эксплуатации // Вопросы науки и образования. – 2019. – № 4 (49). – С. 25–28.

13. Коррозионная стойкость оборудования химических производств: Способы защиты оборудования от коррозии / под ред. Б.В. Строкана,
А.М. Сухотина. – Л.: Химия, 1987. – С. 198–203.

14. РД 24.023.52–90. Изделия химического машиностроения. Гуммирование. Типовой технологический процесс. – М., 1990.

15. Уик Ч. Обработка металлов без снятия стружки / под ред. А.Ф. Нистратова. – М.: Мир, 1965. – 117 с.

16. Гуммированные детали машин / под ред. Н.С. Пенкина. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2013. – 248 с.

17. Пенкин Н.С., Пенкин А.Н., Сербин В.М. Основы трибологии и триботехники: учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 2008. – 208 с.