ВЕСТНИК
ПЕРМСКОГО НАЦИОНАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОГО ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА | ||
ВЛИЯНИЕ КОМПОНЕНТОВ ПИТАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ НА БИОСИНТЕЗ ЛИПАЗЫ ДРОЖЖАМИ YARROWIA (CANDIDA) LIPOLYTICA Y-3153 (ATCC 34088) К.Л. Шнайдер, М.Е. Зиновьева, В.С. Гамаюрова Получена: 08.05.2021 Рассмотрена: 08.05.2021 Опубликована: 30.09.2021 ![]() Аннотация:
Уникальные свойства полиэкстремофильных дрожжей Yarrowia lipolytica делают этот вид микроорганизмов перспективным объектом биотехнологии. Дрожжи этого вида способны активно развиваться на средах с необычайно широким набором источников углерода и азота, синтезировать разнообразные ферменты и органические кислоты, накапливать большое количество жиров и белка в клетках. Липаза является одним из наиболее привлекательных и перспективных ферментов. Дрожжи Yarrowia lipolytica являются многообещающими продуцентами липаз. Целью исследовательской работы является изучение влияния состава питательной среды на рост и липолитическую активность дрожжей Yarrowia lipolytica. Показано, что растительные масла оказывают индуцирующее действие на биосинтез липазы. Установлено, что высокая липолитическая активность и хороший рост культуры наблюдаются при выращивании дрожжей на среде, содержащей глюкозу в концентрации 5 г/л и оливковое масло в концентрации 1 % об. Органические источники азота используются культурой для роста и способствуют повышению липолитической активности культуры. Наиболее высокая липолитическая активность наблюдается при введении в состав питательной среды обезжиренной соевой муки в концентрации 40 г/л . Обнаружено активирующее действие поверхностно-активных веществ на выработку липазы. Наибольший прирост липолитической активности наблюдается при добавлении твин-20 в концентрации 0,001 мг/мл. Показано, что осаждение липазы из осветленной культуральной жидкости сульфатом аммония позволяет повысить степень очистки липазы в 1,9 раза. Таким образом, разработан состав питательной среды, позволяющий повысить липолитическую активность дрожжей Yarrowia lipolytica Y-3153 в 8 раз. Наиболее высокая липолитическая активность и рост дрожжей Yarrowia lipolytica наблюдаются при культивировании в среде следующего состава: глюкоза – 5 г/л, дрожжевой автолизат – 5 мл/л, обезжиренная соевая мука – 40 г/л, твин 20 – 0,001 мг/мл, оливковое масло – 1 % об. Ключевые слова: штамм, продуцирование липолитического фермента, индуктор, активатор. Сведения об авторах:
Шнайдер Ксения Леонидовна (Казань, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Пищевая биотехнология», Казанский национальный исследовательский технологический университет (420015, г. Казань, ул. Толстого, 8/31; e-mail: 0202-84@mail.ru). Зиновьева Мария Евгеньевна – кандидат технических наук, доцент кафедры «Пищевая биотехнология», Казанский национальный исследовательский технологический университет (420015, г. Казань, ул. Толстого, 8/31; e-mail: zino-mari@yandex.ru). Гамаюрова Валентина Семеновна (Казань, Россия) – доктор химических наук, профессор кафедры «Пищевая биотехнология», Казанский национальный исследовательский технологический университет (420015, г. Казань, ул. Толстого, 8/31; e-mail: gamaur@kstu.ru). Список литературы: 1. Применение бактериальных термостабильных липолитических ферментов в современных биотехнологических процессах: обзор / Ю.В. Самойлова, К.Н. Сорокина, А.В. Пилигаев, В.Н. Пармон // Катализ в промышленности. – 2018. – Т. 18, № 6. – С. 61–73. doi.org/10.18412/1816-0387-2018-6-61-73 2. Липазы в реакциях этерификации: обзор / В.С. Гамаюрова, М.Е. Зиновьева, К.Л. Шнайдер, Г.А. Давлетшина // Катализ в промышленности. – 2020. – Т. 20, № 3. – С. 216–233. doi.org/10.18412/1816-0387-2020-3-216-233 3. Online pre-purification for the continuous enzymatic interesterification of balk fat containing omega-3 oil / N.A. Ibrahim, S.T. Nielsen, V. Wigneswaran, H. Zhang, X. Xu // Journal of the American Oil Chemists Society. – 2008. – Vol. 85. – P. 95–98. 4. Скрининг продуцентов липаз / М.А. Пушкарев, Т.Б. Лисицкая, В.А. Галынкин, А.В. Гарабаджиу, Г.В. Козлов // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). – 2014. – № 27 (53). – С. 43–46. 5. Гаскарова Е.Ф., Иванова Л.А. Дрожжи Candida parapsilosis M 10 – новый продуцент липазы // Перспективные биотехнологические процессы в технологиях продуктов питания и кормов: материалы VII Междунар. науч.-практ. симп. – М., 2014. – С. 44–47. 6. Скрининг нового дрожжевого штамма – продуцента липаз / Е.Ф. Гаскарова, Л.А. Иванова, Г.Л. Филатова, Ю.А. Краевская // Естественные и технические науки. – 2014. – № 2 (70). – С. 257–259. 7. Microbial lipases and their industrial applications: review / A. Berhanu, G. Amare // Biotechnology. – 2012. – Vol. 11. – P. 100–118. DOI: 10.3923/biotech.2012.100.118 8. Секова В.Ю., Исакова Е.П., Дерябина Ю.И. Применение экстремофильных дрожжей Yarrowia lipolytica в биотехнологии (обзор) // Прикладная биохимия и микробиология. –2015. – Т. 51, № 3. – С. 290–304. DOI: 10.7868/S0555109915030150 9. Лабораторный практикум по технологии ферментных препаратов / И.М. Грачева, Ю.П. Грачев, М.С. Мосичев, Е.Г. Борисенко. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. – 240 с. 10. Зиновьева М.Е., Чан Тхи Тху Хыонг, Гамаюрова В.С. Влияние источника углерода и индукторов на рост и липолитическую активность дрожжей Yarrowia lipolytica // Вестник Казанского технологического университета. – 2013. – № 7. – С. 168–173. doi.org/10.24412/Fd8FcGIFSSs 11. Сравнительное изучение зависимости липолитической активности бактерий рода Serratia от состава питательной среды / Н.В. Паканещикова, Н.Н. Силищев, Н.Ф. Галимзянов, О.Н. Логинов // Башкирский химический журнал. – 2006. – № 4. – С. 31–34. 12. Characterization of different oil soapstocks and their application in the lipase production by Aspergillus niger under solid state fermentation / R.R. dos Santos, L.N.M. Muruci, L.O. Santos, R. Antoniassi, J.P.L. da Silva, M.C.T. Damaso // Journal of Food and Nutrition Research. – 2014. – Vol. 2, 13. Prasad M.P. Production of lipase enzyme from Pseudomonas aeruginosa isolated from lipid rich soil // International Journal of Pure Applied Bioscience. – 2014. – Vol. 2, no. 1. – P. 77–81. 14. Kumar D.S., Ray S. Fungal lipase production by solid state fermentation-fn overview // Journal of Analytical Bioanalytical Techniques. – 2014. – Vol. 06, no. 01. DOI: 10.4172/2155-9872.1000230 15. Шеламова С.А., Тырсин Ю.А. Индукция биосинтеза липаз микромицетом // Вестник Оренбургского государственного университета. – 2012. – № 1 (137). – С. 172–176. 16. Microbial lipases: a prospect for biotechnological industrial catalysis for green products: a review / C.N. Igwe, K. Uzo, U.A. Ken, A. Amarachukwu // Fermentation Technology. – 2017. – Vol. 06, no. 02. DOI: 10.4172/2167-7972.1000144 17. Паканещикова Н.В., Силищев Н.Н., Логинов О.Н. Влияние компонентов питательной среды на биосинтез липазы // Башкирский химический журнал. – 2006. – № 2. – С. 16–19. 18. УФ-индуцированный дрожжевой продуцент липазы с широкой субстратной специфичностью – селекция, свойства и получение ферментного препарата / Е.Ф. Гаскарова, Л.А. Иванова, Л.А. Чурмасова, Н.Г. Мащенцева, Д.Л. Клабукова // Сельскохозяйственная биология. – 2019.– Т. 54, № 6. – С. 1290–1305. DOI: 10.15389/agrobiology.2019.6.1290rus 19. Bakir Z.B., Metin K. Purification and characterization of an alkali-termostable lipase from termophilic Anoxybacillus flavithermus HBB 134 // Journal of Microbiology and Biotechnology. – 2016. – No. 26. – P. 1087–1097. DOI: 10.4014/jmb.1512.12056 20. Production, optimization and purification of lipase from Bacillus sp. MPTK 912 isolated from oil mill effluent / K. DJ Mukesh, R. Rejitha, S. Devika, M.D. Balakumaran, A.N.R. Immaculate, P.T. Kalaichelvan // Advances in Applied Science Research. – 2012. – Vol. 3, no. 2. – P. 930–938. 21. Haperburg D., Kleber H.P. Exracellulare lipase aus Acinetobacter calcoaceticus // Acta Biotechnologica. – 1982. – Vol. 2, no. 4. – P. 337–342. КОЭФФИЦИЕНТЫ ДИФФУЗИИ ЛЕЙЦИЛ-ГЛИЦИНА И ГЛИЦИЛ-ЛЕЙЦИНА В ВОДНО-МЕТАНОЛЬНЫХ РАСТВОРАХ Я.А. Климова, Л.Д. Аснин Получена: 28.05.2021 Рассмотрена: 28.05.2021 Опубликована: 30.09.2021 ![]() Аннотация:
Методом Тейлора–Эйриса измерены коэффициенты диффузии (Dm) дипептидов Gly-Leu и Leu-Gly в водно-метанольных растворах с содержанием метанола 10 и 80 % об., модифицированных небольшой добавкой (2∙10–4 М) ацетата аммония. Установлено, что для исследованных дипептидов, отличающихся последовательностью соединения остатков глицина и лейцина, коэффициенты диффузии совпадают в пределах погрешности эксперимента. Увеличение содержания метанола в растворе приводит к уменьшению значения Dm, свидетельствуя об увеличении гидродинамического радиуса диффундирующей частицы в растворах с высоким содержанием метанола. При этом на основании сравнения экспериментальных значений гидродинамического радиуса с теоретически рассчитанным размером молекул делается вывод о нестабильности сольватной оболочки. Рассматривается вопрос о возможности применения для предсказания значений Dm дипептидов популярных эмпирических корреляционных уравнений: Вильке–Ченга, Шайбеля, Редди–Дорэсвейми, Лусиса–Ратклифа и Гайдука–Лоди. Лучшие результаты показывало уравнение Гайдука–Лоди, но даже в этом случае погрешность могла достигать 10 %. Остальные рассмотренные уравнения не могут быть использованы для предсказания коэффициентов диффузии дипептидов с приемлемой точностью. Ключевые слова: коэффициент диффузии, дипептиды, хроматография, корреляция. Сведения об авторах:
Климова Яна Анатольевна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: yana-klimova-1995@mail.ru). Аснин Леонид Давыдович (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: asninld@mail.ru). Список литературы: 1. Johnson P.A., Babb A.L. Liquid diffusion of non-electrolytes // Chem. Rev. – 1956. – Vol. 56, no. 3. – P. 387–453. 2. Ghai R.K., Ertl H., Dullien F.A.L. Liquid diffusion of nonelectrolytes: Part I // AIChE J. – 1973. – Vol. 19, no. 5. – P. 881–900. 3. Ertl H., Ghai R.K., Dullien F.A.L. Liquid diffusion of nonelectrolytes: Part II // AIChE J. – 1974. – Vol. 20, no. 1. – P. 1–20. 4. Poling B.E., Prausnitz J.M., O’Connell J.P. Properties of gases and liquids. – New York: McGraw-Hill, 2001. – 803 p. 5. Krahn W., Schweiger G., Lucas K. Light scattering measurements of mutual diffusion coefficients in binary liquid mixtures // J. Phys. Chem. – 1983. – Vol. 87, no. 22. – P. 4515–4519. 6. Ambrosini D., Paoletti D., Rashidnia N. Overview of diffusion measurements by optical techniques // Opt. Lasers Eng. – 2008. – Vol. 46, 7. Stejskal E.O., Tanner J.E. Spin diffusion measurements: spin echoes in the presence of a time-dependent field gradient // J. Chem. Phys. – 1965. – Vol. 42, 8. Taylor G.I. Conditions under which dispersion of a solute in a stream of solvent can be used to measure molecular diffusion // Proc. R. Soc. London, 9. Li J., Carr P.W. Accuracy of empirical correlations for estimating diffusion coefficients in aqueous organic mixtures // Anal. Chem. – 1997. – 10. Balenovic Z., Myers M.N., Giddings J.C. Binary diffusion in dense gases to 1360 atm by the chromatographic peak-broadening method // J. Chem. Phys. – 1970. – Vol. 52, no. 2. – P. 915–922. 11. Grushka E., Kikta Jr E.J. Extension of the chromatographic broadening method of measuring diffusion coefficients to liquid systems. I. Diffusion coefficients of some alkylbenzenes in chloroform // J. Phys. Chem. – 1974. – 12. Ouano A.C. Diffusion in liquid systems. I. A simple and fast method of measuring diffusion constants // Ind. Eng. Chem. Fundam. – 1972. – Vol. 11, 13. Pratt K.C., Slater D.H., Wakeham W.A. A rapid method for the determination of diffusion coefficients of gases in liquids // Chem. Eng. Sci. – 1973. – Vol. 28, no. 10. – P. 1901–1903. 14. Extensive database of liquid phase diffusion coefficients of some frequently used test molecules in reversed-phase liquid chromatography and hydrophilic interaction liquid chromatography / H. Song, Y. Vanderheyden, 15. Klimova Y.A., Asnin L.D. Enantioselective adsorption dynamics of leucyl-leucine in a Chirobiotic R column // J. Chromatogr. A. – 2021. – Vol. 1635. – Art. 461771. 16. Wilke C.R., Chang P. Correlation of diffusion coefficients in dilute solutions // AIChE J. – 1955. – Vol. 1, no. 2. – P. 264–270. 17. Scheibel E.G. Correspondence. Liquid diffusivities. Viscosity of gases // Ind. Eng. Chem. – 1954. – Vol. 46, no. 9. – P. 2007–2008. 18. Reddy K.A., Doraiswamy L.K. Estimating liquid diffusivity // Ind. Eng. Chem. Fundam. – 1967. – Vol. 6, no. 1. – P. 77–79. 19. Lusis M.A., Ratcliff C.A. Diffusion in binary liquid mixtures at infinite dilution // Can. J. Chem. Eng. – 1968. – Vol. 46, no. 5. – P. 385–387. 20. Hayduk W., Laudie H. Prediction of diffusion coefficients for nonelectrolytes in dilute aqueous solutions // AIChE J. – 1974. – Vol. 20, no. 3. – P. 611–615. 21. Othmer D.F., Thakar M.S. Correlating diffusion coefficient in liquids // J. Ind. Eng. Chem. – 1953. – Vol. 45, no. 3. – P. 589–593. 22. Influence of pressure and temperature on the physico-chemical properties of mobile phase mixtures commonly used in high-performance liquid chromatography / J. Billen, K. Broeckhoven, A. Liekens [et al.] // J. Chromatogr. A. – 2008. – Vol. 1210. – P. 30–44. ВЛИЯНИЕ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ АКТИВИРОВАННЫХ УГЛЕЙ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ХИМИЧЕСКОГО ПОГЛОТИТЕЛЯ АММИАКА И СЕРОВОДОРОДА А.Н. Цуканова, Е.А. Фарберова, Е.А. Першин, Н.Б. Ходяшев, Н.В. Лимонов Получена: 19.07.2021 Рассмотрена: 19.07.2021 Опубликована: 30.09.2021 ![]() Аннотация:
Одной из актуальных задач химической промышленности является создание эффективных средств защиты человека от выбросов вредных и отравляющих веществ. Для их улавливания используются различные сорбенты, катализаторы и поглотители. Применение химического поглотителя аммиака и сероводорода на основе гранулированного активированного угля в средствах индивидуальной защиты органов дыхания определяет высокие требования к качеству и эффективности данного продукта. Важным фактором, влияющим на свойства химического поглотителя, являются характеристики гранулированного активированного угля-носителя. Любые изменения в технологии получения активированного угля приводят к изменению свойств поглотителя. В частности, изменения сырьевой базы в производстве гранулированных активированных углей являются причиной нестабильности качества химического поглотителя. В настоящей работе исследовано влияние пористой структуры и характеристик гранулированного активированного угля-носителя на свойства химического поглотителя аммиака и сероводорода. Показано влияние состава сырьевых компонентов на формирование пористой структуры гранулированного активированного угля-носителя и последующее качество химического поглотителя. Использование в качестве связующего каменноугольной смолы различных производителей позволяет получать гранулированный активированный уголь с развитой пористой структурой и высокой механической прочностью. Установлено, что применение такого типа связующего оказывает существенное влияние на формирование пористой структуры активированного угля, что в свою очередь приводит к изменению основных характеристик получаемого на его основе химического поглотителя (содержания активной добавки сульфата меди (II), динамической активности по аммиаку и сероводороду). При этом предпочтительнее использовать связующее с меньшим значением плотности и массовой доли кокса. Ключевые слова: каменный уголь, полукокс, каменноугольная смола, гранулированный активированный уголь, химический поглотитель аммиака и сероводорода, сульфат меди (II), водорастворимая форма сернокислой меди (II). Сведения об авторах:
Цуканова Анжелика Николаевна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, Фарберова Елена Абрамовна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: elenafarb@gmail.com). Першин Егор Александрович (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29;
Ходяшев Николай Борисович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, заведующий кафедрой «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: nhodyashev@yandex.ru). Лимонов Николай Викторович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, технический директор АО «Сорбент» (614042, г. Пермь, ул. Гальперина, 6; e-mail: nvlimonov@sorbent.su). Список литературы:
ОСОБЕННОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДОВ ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА В ИЗУЧЕНИИ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ НИТРАТА АММОНИЯ В.М. Зиновьев, Л.Л. Хименко, Е.А. Новоточинова, А.В. Садилова, С.А. Котельников Получена: 20.07.2021 Рассмотрена: 20.07.2021 Опубликована: 30.09.2021 ![]() Аннотация:
Посредством методов термического анализа изучены физико-химические свойства композиций на основе нитрата аммония (НА). Комплексом термоаналитических методов (дифференциально-термический, калориметрический и термогравиметрический) найдены дополнительные методы контроля изучаемых образцов, необходимые для обеспечения стабильности технологии при переработке их в изделия. Наибольшая информативность зафиксирована методом ДСК, где показателями качества образцов являются температурные и калориметрические характеристики реакций, определяемые в температурно-временных условиях. Метод ДСК обладает высокой точностью измерений при минимальной навеске образца, что экономически выгодно для дорогостоящих композиций. Метод является экспрессным и имеет высокую вариабельность условий испытаний. В статье исследованы основные показатели реакционной способности образцов, определяемые методом ДСК: температура фазовых переходов, температура начала интенсивного разложения (Тнир), температура пика ДСК, которая соответствует максимальному значению скорости теплового потока, а значит, и скорости разложения в заданных условиях нагрева, температура завершения интенсивного процесса, тепловой эффект реакции разложения. Таким образом, по воспроизводимости фиксируемых фазовых и структурных переходов композиций на основе НА можно также судить о стойкостных показателях энергетических конденсированных систем (ЭКС) при вынужденных ее изменениях. В данной работе была поставлена задача изучить физико-химические свойства НА и композиций на его основе, определить влияние влаги на характеристики образцов комплексом термических методов, в соответствии с этим предложить наиболее эффективный метод оценки качества исследуемых образцов, а также опробовать его для разработки методики исследования. Ключевые слова: дифференциально-сканирующая калориметрия, термогравиметрия, дифференциальный термический анализ, нитрат аммония, энергетические конденсированные системы, термический анализ, тепловой эффект, фазовый переход, температура начала интенсивного разложения, термическое разложение. Сведения об авторах:
Зиновьев Василий Михайлович (Пермь, Россия) – доктор технических наук, профессор кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: suzuk47@mail.ru). Хименко Людмила Леонидовна (Пермь, Россия) – доктор технических наук, заведующая кафедрой «Технология полимерных материалов и порохов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: lhimenko@yandex.ru). Новоточинова Екатерина Алексеевна (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: Котельников Сергей Александрович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ksa76@mail.ru). Садилова Алёна Владимировна (Пермь, Россия) – аспирант кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: alexandrasadilova2012@yandex.ru). Список литературы:
ОЦЕНКА СОВМЕСТИМОСТИ С ПОЛИВИНИЛХЛОРИДОМ СЛОЖНЫХ ДИЭФИРОВ ТЕРЕФТАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ И ДИОКСАНОВЫХ СПИРТОВ Ю.Н. Орлов Получена: 22.07.2021 Рассмотрена: 22.07.2021 Опубликована: 30.09.2021 ![]() Аннотация:
Представлены результаты оценки совместимости поливинилхлорида и сложных диэфиров терефталевой кислоты и диоксановых спиртов с использованием параметров растворимости Хансена. Диоксановые спирты входят в состав пластификатора ЭДОС и его заменителя – флотореагента-оксаля Т-92, представляющего собой побочный продукт производства изопрена из изобутилена и формальдегида. По литературным данным, присутствие гидроксильных групп в компонентах смесевого пластификатора отрицательно сказывается на его совместимости с поливинилхлоридом. Одним из вариантов повышения потребительских свойств пластифицирующей композиции в результате снижения содержания в ней диоксановых спиртов является образование на их основе сложных диэфиров терефталевой кислоты. Для этих соединений и диоктилтерефталата аддитивным методом рассчитаны мольный объем и параметры растворимости. Найдено, что разность значений параметров растворимости Хансена для исследуемых структур и поливинилхлорида находится в пределах, ограничивающих область хороших растворителей для поливинилхлорида. По сравнению с диоктилтерефталатом сложные диэфиры терефталевой кислоты и диоксановых спиртов характеризуются более высокими и, за исключением составляющей полярного взаимодействия, более близкими к параметрам поливинилхлорида значениями параметров растворимости, что указывает на их более высокое пластифицирующее действие в композиции с поливинилхлоридом. Результаты расчета дают основание предполагать лучшую совместимость с поливинилхлоридом сложных диэфиров терефталевой кислоты и диоксановых спиртов по сравнению с диоктилтерефталатом. Таким образом, разработка способа переработки диоксановых спиртов в сложные эфиры терефталевой кислоты открывает возможность получения эффективных пластификаторов поливинилхлорида. Ключевые слова: пластификатор, параметр растворимости; поливинилхлорид, диоксановые спирты. Сведения об авторах:
Орлов Юрий Николаевич (Тольятти, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Химическая технология и ресурсосбережение» Тольяттинского государственного университета (445020, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14, e-mail: yuorlov@tltsu.ru). Список литературы: 1. Химическая энциклопедия: в 5 т. – М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. – Т. 3. – 639 с. 2. Тагер А.А. Физикохимия полимеров. – М.: Химия, 1978. – 544 с. 3. Геллер Е.Э., Геллер А.А., Чиртулов В.Г. Практическое руководство по физикохимии волокнообразующих полимеров. – М.: Химия, 1996. – 432 с. 4. Hansen C.M. Hansen solubility parameters: user’s handbook. – London: CRC Press, 2007. – 542 p. 5. Сложноэфирные пластификаторы поливинилхлорида / С.Н. Лакеев, И.О. Майданова, Р.Ф. Муллахметов, О.В. Давыдова // Журнал прикладной химии. – 2016. – Т. 89, № 1. – С. 3–18. 6. Production of terephthalic acid di-esters: pat. 7799942 US, Int. Cl. C 07 С 69/76 / Osborn V.H., Turner Ph.W, Cook S.L. – 2007/0161815; 12.07.2007; publ. 21.09.2010. 7. Способ получения диоктилтерефталата: пат. 2612302 РФ: МПК C 07 С 69/82 / Лакеев С.Н., Карчевский С.Г., Исхаков И.И. – № 2015144219/04; заявл. 14.10.2015; опубл. 06.03.2017, Бюл. № 7. 8. Пластифицирующая композиция, содержащая полимерные сложные эфиры дикарбоновых кислот и диалкиловые сложные эфиры терефталевой кислоты: пат. 2706647 РФ: МПК C 08 K 5/11 / Пфайффер М., Брайтшайдель Б., Гримм А., Моргенштерн Х. – № 2017130532/04; заявл. 29.01.2016; опубл. 28.02.2019, Бюл. № 7. 9. Богачева Т.М., Лиакумович А.Г., Ахмедьянова Р.А. Расчет параметров растворимости сложноэфирного пластификатора на основе терефталевой кислоты // Вестник Казанского технологического университета. – 2011. – № 18. – С. 96–99. 10. Лакеев С.Н., Майданова И.О., Ишалина О.В. Основы производства пластификаторов. – Уфа: Изд-во УГНТУ, 2015. – 162 с. 11. Состав пластификатора для поливинилхлоридных композиций и способ его получения: пат. 2100356 РФ: МПК С 07 D 319/04 / Готлиб Е.М., Вережников Л.В., Лиакумович А.Г., Гринберг Л.П., Чугунов Е.В., Тульчинский Э.А., Милославский Г.Ю. – № 96100689/04; заявл.10.01.1996; опубл. 27.12.1997, Бюл. № 36. 12. Способ получения пластификатора для поливинилхлоридных композиций: пат. 2138494 РФ: МПК С 07 D 319/04 / Готлиб Е.М., Верижников Л.В., Верижников М.Л., Лиакумович А.Г., Гринберг Л.П., Тульчинский Э.А., Милославский Г.Ю. – № 98119049/04; заявл. 19.10.1998; опубл. 27.09.1999; Бюл. № 29. 13. Состав пластификатора для поливинилхлоридных композиций: пат. 2148594 РФ: МПК С 08 K 5/06 / Готлиб Е.М., Верижников М.Л. – № 98115088/04; заявл. 04.08.1998; опубл. 10.05.2000, Бюл. № 13. 14. Способ получения изопрена: пат. 2258690 РФ: МПК С 07 С 11/18 / Щербань Г.Т., Федотов Ю.И., Разумов В.В., Барышников М.Б., Старшинов Б.Н. – № 2003137351/04; заявл. 24.12.2003; опубл. 20.08.2005, Бюл. № 23. 15. Способ переработки отходов производства изопрена: пат. 2343140 РФ: МПК С 07 С 11/18 / Барышников М.Б., Барышникова Н.А., Заяц А.И., Старшинов Б.Н., Щербань Г.Т. – № 2007136438/04; заявл. 01.10.2007; опубл. 10.01.2009, Бюл. № 1. 16. Изучение возможности использования пластификаторов на основе диоксановых производных в герметиках на основе жидкого тиокола / А.Р. Курбангалеева, И.А. Новоселов, И.Г. Насыров [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. – 2014. – Т. 17, № 11. – С. 112–114. 17. Строение высококипящих побочных продуктов производства изопрена и химизм их образования / А.С. Дыкман, В.В. Пинсон, А.М. Флегонтов, В.Е. Шефтер // Нефтепереработка и нефтехимия. – 2013. – № 8. – С. 27–34. 18. Идентификация побочных продуктов производства 4,4-диметил-1,3-диоксана / В.В. Пинсон, А.С. Дыкман, П.Ю. Леонтьев, А.В. де Векки // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технологического университета). – 2015. – № 28. – С. 51–57. 19. Готлиб Е.М., Милославский Д.Г., Садыкова Д.Ф. Оценка совместимости пластификатора ЭДОС с поливинилхлоридом // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2018. – № 2. – С. 137–145. 20. Лакеев С.Н., Ишалина О.В., Миннигулов Р.З., Майданова И.О. Исследование реакции переэтерификации диметилтерефталата фракцией диоксановых спиртов // Башкирский химический журнал. – 2019. – Т. 26, № 2. – С. 70–74. КОСВЕННАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОКРЫТИЯ ГРАНУЛ НА ОСНОВЕ АКУСТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В.Р. Петуховская, П.Ю. Сокольчик, С.И. Сташков Получена: 26.05.2021 Рассмотрена: 26.05.2021 Опубликована: 30.09.2021 ![]() Аннотация:
В производстве лекарственных препаратов, строительных материалов, полимерных материалов и др. могут встречаться технологические операции, в которых продукция в виде гранул покрывается оболочкой, наносимой в виде жидкого или коллоидного состава. При реализации такой операции показателями качества оболочки являются равномерность, достаточность покрытия, качество поверхности оболочки и т.п. Такие показатели можно определить либо органолептически – оператором, ведущим процесс, либо с помощью специализированного лабораторного оборудования с остановом процесса на промежуточный контроль. В первом случае вносится субъективный фактор, связанный с особенностями конкретного человека. В случае лабораторного контроля продолжительность технологического процесса увеличивается на время, связанное с отбором пробы гранул и их лабораторным анализом. Статья посвящена инструментальному измерению степени покрытия гранул в режиме реального времени при проведении технологического процесса на основе информации, полученной при обработке звука, издаваемого смесителем. Такой подход позволяет, не изменяя конструкцию смесителя, получать требуемую информацию, характеризующую степень покрытия. Данный метод получения информации об однородности смеси будет более оперативным, чем использование лабораторных данных, и после параметризации на конкретной установке может быть предложен для применения на других аналогичных объектах. В статье рассмотрен лабораторный эксперимент, используемый для апробации метода, и описана математическая обработка результатов акустических данных на основе быстрого преобразования Фурье, а также предложен алгоритм управления на основе рассмотренного метода, который можно использовать в АСУТП в режиме советчика. Ключевые слова: гранулы, покрытие, неразрушающий контроль, звук, акустическая информация, преобразование Фурье. Сведения об авторах:
Петуховская Виктория Романовна (Пермь, Россия) – магистрант кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: wikapet1997@rambler.ru). Сокольчик Павел Юрьевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры «Оборудование и автоматизация 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 «Оборудование и автоматизация химических производств» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: atp@pstu.ru). Список литературы: 1. Дьяконов В.П. MATLAB 6.5 SP1/7.0/ Simulink 5/6 Обработка сигналов и проектирование фильтров. – М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 800 с. 2. Рабинер Л., Гоул Б. Теория и применение цифровой обработки сигналов: пер. с англ. – М.: Мир, 1978. – 424 с. 3. Дворкович В. П., Дворкович А. В. Оконные функции для гармонического анализа сигналов. – М.: Техносфера, 2014. – 112 с. 4. Марпл-мл. С.Л. Цифровой спектральный анализ и его приложения: пер. с англ. – М.: Мир, 1990. – 265 с. 5. Трахтман А.М. Введение в обобщенную спектральную теорию сигналов. – М.: Сов. радио, 1972. – 353 с. 6. Беспалов М.С. Дискретные функции Уолша и их приложения. – Владимир: Изд-во ВлГУ, 2014. – 68 с. 7. Лайонс Р. Цифровая обработка сигналов: пер. с англ. – 2-е изд. – М.: Бином-Пресс, 2006. – 656 с. 8. Харрис Ф.Дж. Использование окон при гармоническом анализе методом дискретного преобразования Фурье // ТИИЭР. – 1978. – Т. 6, № 1. – С. 60–96. 9. Афонский А.А., Дьяконов В.П. Цифровые анализаторы спектра, сигналов и логики. – М.: СОЛОН-Пресс, 2009. – 248 с. 10. Ивановский В.А. Использование среды MATLAB для диагностики состояния полимерных систем по их электрическим флуктуациям // Цифровая обработка сигналов: материалы 2-й Всерос. науч. конф. / Ин-т проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. – M., 2004. – С. 1718–1733. 11. Козырева А.В., Милюкова В.К. Интерпретация наблюдений на баксанском интерферометре с помощью системы MATLAB // Цифровая обработка сигналов: материалы 2-й Всерос. науч. конф. / Ин-т проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. – M., 2004. – С. 1734–1743. 12. Леонович А.А. Модуль распознавания речи в системе MATLAB // Цифровая обработка сигналов: материалы 2-й Всерос. науч. конф. / Ин-т проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. – M., 2004. – С. 1752–1759. 13. Романюк Ю.А. Основы цифровой обработки сигналов. – 2-е изд. – М.: Изд-во МФТИ, 2007. – 332 с. 14. Дворкович В.П. Новый метод расчета эффективных оконных функций, используемых при гармоническом анализе с помощью ДПФ // Цифровая обработка сигналов. – 2001. – № 2-3. – С. 55–59. 15. Потемкин В. Г. Система инженерных и научных расчетов MATLAB 5.x: в 2 т. – Т. 1. – М.: Диалог-МИФИ, 1999.– 366 с. 16. Оппенгейм А., Шафер Р. Цифровая обработка сигналов: пер. с англ. – 17. Бернард Скляр. Цифровая связь: пер. с англ. – М.: Вильямс, 2003. – 1106 с. ПОСТРОЕНИЕ ВИРТУАЛЬНЫХ АНАЛИЗАТОРОВ ПРОГНОЗА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА И ВОЗМОЖНОГО БРАКА В ПРОИЗВОДСТВЕ БИТУМОВ НА ОСНОВЕ ФОРМАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ Д.А. Юрков, П.Ю. Сокольчик, С.И. Сташков Получена: 07.06.2021 Рассмотрена: 07.06.2021 Опубликована: 30.09.2021 ![]() Аннотация:
В современных системах управления химико-технологическими процессами широкое распространение получило использование виртуальных анализаторов качества продукции. Такие анализаторы позволяют без установки дополнительных дорогостоящих технологических средств получать информацию о показателях качества продукции либо в режиме реального времени, либо до того как продукция будет произведена. При этом можно решать такие задачи, как прогноз вероятного брака, подбор технологических параметров для реализации требуемых показателей качества производимой продукции и т.п. Как правило, для таких анализаторов качества входной информацией являются данные о параметрах ведения технологических процессов и результаты лабораторных анализов входного и промежуточного контроля. Наиболее часто для виртуальных анализаторов зависимости, связывающие показатели качества продукции со значениями технологических параметров и результатами лабораторного контроля, представляют собой формальные регрессионные модели, которые имеют такие достоинства, как относительная простота построения, универсальность и простота применения в современных промышленных вычислительных системах. В статье рассматриваются и сравниваются различные способы построения таких формальных зависимостей на примере классических регрессионных моделей, формальных моделей, построенных на основе математических нейронных сетей и моделей, полученных на основе методов градиентного бустинга. Производится сравнение адекватности этих моделей, времени их формирования. С использованием этих же зависимостей, используемых для задачи классификации, сформулирован алгоритм прогноза вероятного брака. Рассмотренные зависимости апробированы для задачи прогноза показателей качества производства строительных и дорожных битумов. Рассмотренные зависимости можно использовать для построения виртуальных анализаторов качества других производств. Ключевые слова: прогноз качества, формальные модели, регрессия, нейронная сеть, градиентный бустинг. Сведения об авторах:
Юрков Дмитрий Андреевич (Пермь, Россия) – магистрант кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: mactepbeka@gmail.com). Сокольчик Павел Юрьевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Автоматизация технологических процессов» 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 «Оборудование и автоматизация химических производств» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: atp@pstu.ru). Список литературы:
АВТОМАТИЗАЦИЯ ОТПАРНОЙ КОЛОННЫ УСТАНОВКИ ДЕАСФАЛЬТИЗАЦИИ ГУДРОНА ПРОПАНОМ И.В. Адищев, И.А. Вялых Получена: 11.05.2021 Рассмотрена: 11.05.2021 Опубликована: 30.09.2021 ![]() Аннотация:
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. 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 остатках от перегонки нефти (гудронах, концентратах, полугудронах) наряду с высокомолекулярными углеводородами содержится большое количество смолисто-асфальтеновых веществ. Многие из упомянутых углеводородов ценны как компоненты масел, и отделение их от смолисто-асфальтеновых веществ – задача технологии очистки нефтяных фракций. В статье проанализирован технологический процесс установки деасфальтизации гудрона пропаном, отвечающий за выделение масляных фракций из остатков (гудрона) прямой вакуумной перегонки нефтей с целью получения деасфальтизата, используемого для последующих процессов, и входящей в ее состав отпарной колонны, из которой с помощью насосов откачивается асфальт. Объектами исследования являются насосы, стоящие на линии перекачки асфальта из отпарной колонны К-3 на установке деасфальтизации гудрона пропаном. Основным показателем технологического процесса является уровень асфальта в отпарной колонне. Модернизирована мнемосхема процесса поддержания уровня асфальта в отпарной колонне К-3. Разработан алгоритм программно-логического управления насосами. Разработанный алгоритм приведет к повышению эффективности функционирования системы, минимизирует работу оператора, а также усовершенствует АСУТП в целом. Ключевые слова: ароматические углеводороды, асфальт, деасфальтизат, деасфальтизация, регенерации, экстракция. Сведения об авторах:
Адищев Илья Владимирович (Пермь, Россия) – бакалавр 4-го курса кафедры «Оборудование и автоматизация 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 «Оборудование и автоматизация химических производств» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ilya.vyalyh@pstu.ru). Список литературы: 1. Энциклопедия АСУ ТП. – URL: https://www.bookasutp.ru (дата обращения: 09.03.2021). 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. Honeywell International: сайт. – URL: http://www.honeywell.ru (дата обращения: 02.04.2021). 4. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУТП: Проектирование и разработка: в 2 т. – Т. 1. – М.: Инфра-Инженерия, 2018. – 447 с. 5. Федоров Ю.Н. Порядок создания, модернизации и сопровождения АСУТП: метод. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2011. 566 с. 6. Целищев Е.С., Котлова А.В., Кудряшов И.С. Автоматизация проектирования технического обеспечения АСУТП: учеб. пособие. – М.: Инфра-Инженерия, 2019. – 193 с. 7. Ротач В.Я. Теория автоматического управления: учеб. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд. дом МЭИ, 2008. – 394 с. 8 Шидловский С. В. Автоматизация технологических процессов и производств. – М.: ТУСУР, 2005. – 100 с. 9. Цирлин А.М. Оптимальное управление технологическими процессами: учеб. пособие. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 399 с. 10. Цыпкин Я.З. Основы теории автоматических систем. – М.: Наука, 1977. – 560 с. 11. Топчеев Ю.И. Атлас для проектирования систем автоматического регулирования: учеб. пособие. – М.: Машиностроение, 1989. – 751 с. 12. Острем К., Виттенмарк Б. Системы управления с ЭВМ. – М.: Мир, 1987. – 480 с. 13. Ревич Ю. Занимательная электроника. – СПб.: БХВ-Петербург, 2015. – 576 с. 14. РУСТ 95: сайт. – URL: https://roost.ru (дата обращения: 09.03.2021). 15. Грандберг И.И., Нам Н.Л. Органическая химия: учеб. – 9-е изд., стер. – СПб.: Лань, 2019. – 608 с.
| ||