Переход к экономике замкнутого цикла предусматривает необходимость разработки технологий с использованием отходов промышленных производств для вторичного использования в разных сферах народного хозяйства.

В данной работе показана возможность сухой биомассы кормовых дрожжей, которые могут быть получены как отход при производстве ряда белковых продуктов микробиологической и пивоваренной промышленности, дрожжевого производства и т.д., поглощать ионы цинка как из водных растворов, так и из питательной среды Андреева. Основное количество цинка поглощается в первые 20 мин и зависит от рН исходного раствора. Выявлена зависимость статической обменной емкости (СОЕ) от концентрации цинка в растворе и в среде Андреева. С увеличением концентрации цинка растет значение СОЕ биомассы дрожжей. При концентрации цинка более 30 мг/л увеличение СОЕ замедляется. Однако в среде Андреева сорбция цинка очень незначительна при низких концентрациях в растворе (<50 мг/л), что указывает на конкурирующее влияние ионов среды на процесс сорбции цинка.

Установлено, что с увеличением массы сорбента растет степень сорбции металла из раствора, что подтверждает поверхностный характер сорбции цинка. Изучен механизм сорбции цинка биомассой кормовых дрожжей. Доказано, что поглощение цинка биомассой дрожжей зависит от рН раствора и идет по механизму ионного обмена. Построены выходные кривые сорбции цинка из раствора и десорбции ионов магния и кальция из состава биомассы дрожжей в динамических условиях при разных рН. Количество десорбированного кальция и магния эквивалентно количеству поглощенного цинка. Определены значения полной динамической обменной емкости (ПДОЕ) дрожжей при разных значениях рН.

Ключевые слова: цинк, биомасса кормовых дрожжей, среда Андреева, ионный обмен, статическая обменная емкость, полная динамическая обменная емкость.

Сбитнева Екатерина Олеговна (Пермь, Россия) – студентка кафедры «Химия и биотехнология», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: ekaterina.sbitneva.28@mail.ru).

Пан Лариса Сергеевна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия и биотехнология», Пермский национальный исследовательский политехнический университета(614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: lara.pan1959@mail.ru).

Бахирева Ольга Ивановна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия и биотехнология», Пермский национальный исследовательский политехнический университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: vvv.pstu@mail.ru).

1. Федорова, О.А. Цинк в сточных водах и необходимость его извлечения перед сбросом / О.А. Федорова // Ресурсоэнергоэффективные технологии в строительном комплексе региона. – 2019. – № 11. – С. 632–636.

2. Пролейчик, А. Извлечение ионов тяжелых металлов из неорганических сточных вод / А. Пролейчик, И. Гапоненков, О. Федорова // Экология и промышленность России. – 2018. – № 22(3). – С. 35–39.

3. Извлечение цинка, меди, никеля и кобальта из сточных вод гальванических производств методом электронанофильтрации / С.И. Лазарев,
И.В. Хорохорина, К.В. Шестаков, Д.С. Лазарев // Журнал прикладной химии. – 2021. – Т. 94, № 28. – С. 1059–1064.

4. Чугунов, А.Д. Решение проблем экологической безопасности путем сорбционного извлечения ионов ртути (II), никеля(1), цинка(1) и меди(II) из водных растворов и техногенных образований / А.Д. Чугунов, Е.Г. Филатова // Изв. вузов. Химия и хим. технология. – 2023. – Т. 66, вып. 9. – С. 6–19.

5. Извлечение меди и цинка из сточных вод горно-обогатительных предприятий / А.Б. Лебедь, Р.И. Верходанов, З.А. Лебедь, М.Н. Морозов,
Е.В. Прокудина, В.А. Кузнецов // Современные технологии производства цветных металлов: материалы Междунар. науч. конф., посвящ. 80-летию
С.С. Набойченко. – Екатеринбург, 2022. – С. 112–118.

6. Садырбаева, Т.Ж. Электродиализное извлечение цинка (II) жидкими мембранами на основе ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты / Т.Ж. Садырбаева // Электрохимия. – 2019. – Т. 55, № 5. – С. 609–618.

7. Deng, S.B. Fungal biomass with grafted poly(acrylic acid) for enhancement of Cu (Il) and Cd(lI) biosorption / S.B. Deng, Y.P. Ting // Langmuir. – 2005. – Vol. 21. – P. 5940–5948.

8. Tan, T.W. Adsorption of Ni2+ on amine-modified mycelium of Penicillium chrysogenum / T.W. Tan, B. Hu, H.J. Su // Enzyme Microb. Technol. – 2004. –
Vol. 35. – P. 508–513.

9. Day, R. Biosorption of cadmium (II), lead(II) and copper(II) with the filamentous fungus Phanerochaete chrysosporium / R. Day, A. Denizli, M.Y. Arica // Bioresour Technol. – 2001. – Vol. 76. – P. 67–70.

10. Скугорева, С.Г. Биосорбция тяжелых металлов микромицетами: особенности процесса, механизмы, кинетика / С.Г. Скугорева, Г.Я. Кантор, Л.И. Дом­рачева // Теоретическая и прикладная экология. – 2019. – № 2. – С. 14–31.

11. Лыков, И.Н. Использование биомассы микроорганизмов для извлечения тяжелых металлов из сточных вод / И.Н. Лыков, Р.А. Гаранин,
Д.И. Петрухина // Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства. – 2018. – № 3. – C. 60–63.

12. Efficient Removal of Metals from Synthetic andReal Galvanic Zinc-Containing Effluents by Brewer's Yeast Saccharomyces cerevisiae / I. Zini­covscaia, N. Yushin, D. Abdusamadzoda, D. Grozdov, M. Shvetsova // Materials. – 2020. – Vol. 13, no. 16. – P. 3624.

13. Гаранин, Р.А. Исследование возможности использования дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) в качестве биосорбента тяжелых металлов из промышленных сточных вод / Р.А. Гаранин, И.Н. Лыков // Вестник МГТУ «Естественные науки». – 2008. – № 1. – С. 110–119.

14. Wang, J.L. Biosorption of heavy metals by Saccharomyces cerevisiae: a review / J.L. Wang, C. Chen // Biotechnol. Adv. – 2006. – Vol. 24. – P. 427–451.

15. Park, J.K. Cadmium uptake capacity of two strains of Saccharomxyes cerevisia cells / J.K. Park, J.W. Lee, J.Y. Jung // Enzyme Microb. Technol. – 2003. – Vol. 33. – P. 371–378.

Для оценки роста культуры в ходе микробиологических исследований и биотехнологических процессов могут применяться различные методы мониторинга. Наиболее удобный из них основан на измерении оптической плотности культуры в качестве косвенного показателя концентрации взвешенной биомассы. Однако необходимо учитывать влияние на взаимозависимость между этими величинами ряда факторов: вида микроорганизма, морфологии клеток, наличия агрегатов, параметров измеряющего устройства, типа среды и содержания в ней продуктов жизнедеятельности клеток. В свою очередь часть этих параметров меняется по мере роста и развития культуры микроорганизмов, в связи с чем становится актуальным вопрос о возможности использования одного и того же коэффициента пересчета для культуры на разных стадиях роста. Целью данного исследования является изучение взаимозависимости оптической плотности бактериальной культуры и биомассы на разных стадиях периодического роста. В качестве объектов исследования использованы Escherichia coli K12 и Mycobacterium smegmatis mc2155. В ходе исследования проводилось измерение оптической плотности суспензий клеток с помощью спектрофотометра и определение концентрации абсолютно сухой биомассы путем взвешивания высушенных нитроцеллюлозных фильтров, через которые была пропущена суспензия клеток с известной оптической плотностью. Описана зависимость между этими параметрами, на основе которой вычислены коэффициенты пропорциональности для культур E. coli и M. smegmatis в процессе активного роста и в стационарной фазе. На основе полученных данных сделан вывод о необходимости применения различных коэффициентов пропорциональности для разных стадий роста с целью получения более точных значений биомассы.

Ключевые слова: концентрация биомассы, оптическая плотность, периодическая культура.

Аверина Марина Вадимовна – студентка бакалавриата кафедры «Химия и биотехнология», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29), e-mail: averina.mv@yandex.ru.

Цыганов Иван Вадимович – лаборант лаборатории адаптации микроорганизмов, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614081, Пермь, ул. Голева, 13), e-mail: zamegagurrendan@gmail.com.

Ахова Анна Викторовна – кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории адаптации микроорганизмов, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614081, Пермь, ул. Голева, 13); доцент кафедры «Химия и биотехнология», Пермский национальный исследовательский политехнический университет (614990, Пермь, Комсомольский пр., 29), e-mail: akhovan@mail.ru.

Ткаченко Александр Георгиевич – доктор медицинских наук, заведующий лабораторией адаптации микроорганизмов, Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН – филиал Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614081, Пермь, ул. Голева, 13), e-mail: agtkachenko@iegm.ru.

1. Brown, D.C. Assessing microbial monitoring methods for challenging environmental strains and cultures / D.C. Brown, R.J. Turner // Microbiology Research. – 2022. – Vol. 13. – P. 235–257.

2. On-line monitoring of biomass concentration based on a capacitance sensor: assessing the methodology for different bacteria and yeast high cell density fed-batch cultures / C.L. Horta [et al.] // Brazilian Journal of Chemical Engineering. – 2015. – Vol. 32, № 4. – P. 821–829.

3. Simple and versatile turbidimetric monitoring of bacterial growth in liquid cultures using a customized 3D printed culture tube holder and a miniaturized spectrophotometer: application to facultative and strictly anaerobic bacteria / M.R.G. Maia
[et al.] // Frontiers in Microbiology. – 2016. – Vol. 7. – Article № 1381.

4. Recommendations for calculating growth parameters by optical density measurements / C. Begot [et al.] // Journal of Microbiological Methods. – 1996. – Vol. 25, № 3. – P. 225–232.

5. Tortora, G.J. Microbiology: an introduction / G.J. Tortora, B.R. Funke, C.L. Case. – Pearson, 2019. – 960 p.

6. Hernandez, A. New turbidimetric method for estimating bacterial growth in heterogeneous media / A. Hernandez, M. Marin // Process Biochemistry. – 2002. – Vol. 37. – P. 1125–1128.

7. Основы аналитической химии: учеб.: в 2 т. / Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадеева [и др.]. – 5-е изд., стер. – М.: Академия, 2012. – Т. 2. – 409 с.

8. Knysh, A. Dynamic light scattering analysis in biomedical research and applications of nanoparticles and polymers / A. Knysh, P. Sokolov, I. Nabiev // Journal of Biomedical Photonics & Engineering. – 2023. – Vol. 9, № 2. – P. 020203.

9. Robust estimation of bacterial cell count from optical density / J. Beal [et al.] // Communications Biology. – 2020. – Vol. 3. – Article № 512.

10. Myers, J.A. Improving accuracy of cell and chromophore concentration measurements using optical density / J.A. Myers, B.S. Curtis, W.R. Curtis // BMC Biophysics. – 2013. – Vol. 6, № 1. – Article № 4.

11. Геворгиз, Р.Г. Оценка биомассы Spirulina platensis (Nordst.) Geitl. по оптической плотности культуры / Р.Г. Геворгиз, А.В. Алисиевич, М.Г. Шматок // Экология моря. – 2005. – № 70. – С. 96–106.

12. Estimation of bacterial growth rates from turbidimetric and viable count data / P. Dalgaard [et al.] // International journal of food microbiology. – 1994. – Vol. 23, № 3. – P. 391–404.

13. Volkmer, B. Condition-dependent cell volume and concentration of Escherichia coli to facilitate data conversion for systems biology modeling / B. Volkmer, M. Heinemann // PLoS ONE. – 2011. – Vol. 6, № 7. – P. e23126.

14. Бейли, Дж. Основы биохимической инженерии: пер. с англ. в 2-х ч / Дж. Бейли, Д. Оллис. – М.: Мир, 1989. – Ч. 1. – 692 с.

15. Виноградова, А.В. Культивирование микроорганизмов: учеб. пособие / А.В. Виноградова, Г.А. Козлова. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2012. – 97 с.

Оксид цинка является одним из ключевых компонентов резиновой и шинной промышленности. Ввиду экологических ограничений актуальной задачей является снижение содержания оксида цинка в составе резиновой смеси, одновременно с сохранением его функции и эффективности действия как активатора процесса вулканизации. Одним из возможных способов решения данной проблемы является использование нанодисперсных частиц оксида цинка, высаженных на поверхность дисперсного носителя. Данный подход позволит уменьшить дозу металлооксидного активатора вулканизации в составе смеси, повысив при этом эффективность его действия за счет более высокой удельной поверхности, а также решить проблему агломерации нанодисперсных металлооксидных частиц. Подходящим для данных целей дисперсным носителем является углеродная сажа (технический углерод).

В настоящей статье представлены данные о методах поверхностной модификации частиц углеродного носителя оксидом цинка. Приведены результаты исследования влияния прекурсоров оксидной фазы на фазовый состав и текстурные параметры синтезируемых образцов.

Показано, что образец, полученный методом пропитки с использованием в качестве прекурсора оксидной составляющей нитрата цинка, позволяет сформировать на поверхности частиц углеродного носителя оксид цинка в фазе цинкита со средним размером кристаллитов около 15 нм. Фазовый состав образцов, полученных методом химического осаждения с использованием в качестве прекурсора оксидной составляющей хлорида цинка, вне зависимости от вида щелочного осадителя и температуры прокаливания, является более многообразным и представлен сложными комплексными соединениями. Установлено, что повышение температуры прокаливания приводит к значительному росту удельной поверхности синтезируемых образцов.

Ключевые слова: оксид цинка, технический углерод, текстурные характеристики, фазовый состав, пропитка, химическое осаждение.

Козлов Леонид Сергеевич (Пермь, Россия) – генеральный директор, Федеральное казенное предприятие «Пермский пороховой завод» (614113,
г. Пермь, ул. Гальперина, 11).

Ухин Константин Олегович (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, старший 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).

Савастьянова Мария Анатольевна (Пермь, Россия) – младший 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: mariysav75@gmail.com).

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).

Стрельников Владимир Николаевич (Пермь, Россия) – член-корреспондент РАН, доктор технических наук, профессор, директор, Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук – филиал ФГБУН Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН (614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3).

1. Vaseem, M. ZnO Nanoparticles: Growth, Properties, and Applications / M. Vaseem, A. Umar, Y. Hahn // Journal of Materials Chemistry. – 1988. –
Vol. 22. – P. 6526–6535.

2. Formation, properties and applications of microalgae-based ZnO nanoparticles: A review / G.T. Tran, N.T.H. Nguyen, N.T.T. Nguyen, T.T.T. Nguyen, D.T.C. Nguyen, T. Van. Tran // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2023. – Vol. 11, № 5. – P. 110939.

3. Mishra, S. Effect of shape of ZnO nanoparticle on electro-optic and dielectric properties of nematic liquid crystal / S. Mishra, V. Manjuladevi, R.K. Gupta // Journal of Molecular Liquids. – 2023. – Vol. 386. – P. 122482.

4. A simple and efficient voltammetric sensor for dopamine determination based on ZnO nanorods/electro-reduced graphene oxide composite / F. Li, B. Ni, Y. Zheng, Y. Huang, G. Li // Surfaces and Interfaces. – 2021. – Vol. 26. – P. 101375.

5. Cellulose: Fascinating biopolymer and sustainable raw material /
D. Klemm, B. Heublein, H.P. Fink, A. Bohn // Angewandte Chemie International Edition. – 2005. – Vol. 44. – P. 3358–3393.

6. From CO2 to methanol by hybrid QM/MM embedding / S.A. French,
A.A. Sokol, S.T. Bromley, C.R.A. Catlow, S.C. Rogers, F. King, P. Sherwood // Angewandte Chemie International Edition. – 2001. – Vol. 40. – P. 4437–4440.

7. Zinc-Based Curing Activators: New Trends for Reducing Zinc Content in Rubber Vulcanization Process / S. Mostoni, P. Milana, B. Di Credico, M. D’arienzo, R. Scotti // Catalysts. – 2019. – Vol. 9, № 8. – P. 664–686.

8. Influence of zinc oxide during different stages of sulfur vulcanization. Elucidated by model compound studies / G. Heideman, J. Noordermeer,
R.N. Datta, B. Baarle // Journal of Applied Polymer Science. – 2005. – Vol. 95,
№ 6. – P. 1388–1404.

9. Heideman, G. Reduced Zinc Oxide Levels in Sulphur Vulcanisation of Rubber Compounds / G. Heideman // Enschede: University of Twente. – 2004. – P. 197.

10. Mark, J.E. Vulcanization in Science and Technology of Rubber /
J.E. Mark, B. Erman, F.R. Eirich // Academic Press, San Diego, 1994. – P. 339–385.

11. Water-resistant surfaces using zinc oxide structured nanorod arrays with switchable wetting property / H. Ennaceri, L. Wang, D. Erfurt, W. Riedel,
G. Mangalgiri, A. Khaldoun, A. El Kenz, A. Benyoussef, A. Ennaoui // Surface and Coatings Technology. – 2016. – Vol. 299. – P. 169–176.

12. Ecotoxicological, ecophysiological, and mechanistic studies on zinc oxide (ZnO) toxicity in freshwater environment / P. Sanpradit, E. Byeon, J.-S. Lee,
S. Peerakietkhajorn // Comparative Biochemistry and Physiology Part C: Toxicology & Pharmacology. – 2023. – Vol. 273. – P. 109720.

13. Plagge, J. Filler-polymer interaction investigated using graphitized carbon blacks: Another attempt to explain reinforcement / J. Plagge, A. Lang // Polymer. – 2018. – Vol. 218. – P. 123513.

14. Fan, Y. The past, present and future of carbon black as a rubber reinforcing filler – A review / Y. Fan, G.D. Fowler, M. Zhao // Journal of Cleaner Production. – 2020. – Vol. 247. – P. 119115.

15. Birks, L.S. Particle size determination from X-Ray line broadening /
L.S. Birks, H. Friedman // Journal of Applied Physics. – 1946. – Vol. 17. – P. 687–692.

Растительные корма, содержащие большое количество калия, вынуждает животных искать источники натрия, так как соотношение K : Nа, поступающих в организм животных составляет 10:1. Для копытных животных минеральная подкормка в первую очередь должна содержать натрий, хлор, кальций, фосфор. Состав подкормки должен учитывать потребность в макроэлементах с учетом биогехимических особенностей территории. Пермский край по своему районированию расположен в таежно-лесной нечерноземной зоне. Корма растительного происхождения могут быть обеднены соединениями серы, кальция, фосфора, а также некоторыми микроэлементами, в частности кобальтом (73 % всех почв), медью (70%), йодом (80 %), молибденом (53 %), бором (50 %), цинком (49 %), оптимумом содержания марганца (72 %), относительным избытком, особенно в поймах рек, стронция (15 %). В составе подкормки рекомендуется использовать широко распространенные и доступные минеральные компоненты. При разработке составов необходимо учитывать ряд требований, включающих оптимальное соотношение Р : Са (1-2 : 1), возможные антагонистические, синергетические эффекты и др., а также состав основного используемого компонента – галита, который помимо NaCl (97,5 %) включает КCl (0,02–0,10 %); CaSO4 (1,67–2,14 %), MgCl2 (0,02–0,16 %), нерастворимый остаток (0,76–2,16 %), что позволяет считать его дополнительным источником серы, позволяющим полностью перекрывать физиологическую потребность животных в этом элементе, а также кальция. Предложено две рецептуры комплексной минеральной добавки: 1) галит в смеси с ортофосфатом кальция
(8–10 %), соотношение Са : Р (2,2 : 1); 2) галит в смеси с дигидроортофосфатом кальция (8–12 %) и карбонатом кальция (3-5%) (дополнительное связующее для увеличения слеживаемости), соотношение Са : Р (1,5 : 1). Указанные составы обеспечивают потребность животных в макроэлементах (натрий, кальций, фосфор, сера, хлор) с учетом оптимального соотношения Са : Р.

Ключевые слова: подкормки для охотничьих животных, биогеохимические зоны и провинции, минеральные добавки, микроэлементы, макроэлементы.

Лихачев Сергей Васильевич (Пермь, Россия) – кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, заведующий кафедрой экологии и химических технологий Пермского государственного аграрно-технологического университета (614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23; e-mail: ecology@pgatu.ru).

Насртдинова Татьяна Юрьевна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры экологии и химических технологий Пермского государственного аграрно-технологического университета (614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23; e-mail: ecology@pgatu.ru).

Пименова Елена Валентиновна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры экологии и химических технологий Пермского государственного аграрно-технологического университета (614990, г. Пермь, ул. Петропавловская, 23; e-mail: ecology@pgatu.ru).

Леснов Андрей Евгеньевич (Пермь, Россия) – доктор химических наук, профессор кафедры охраны окружающей среды Пермского национального исследовательского политехнического университета, профессор кафедры экологии и химических технологий Пермского государственного аграрно-технологического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29;
e-mail: lesnov_ae@mail.ru).

1. Леонтьев, Д.Ф. Охотничьи угодья: учеб. пособие / Д.Ф. Леонтьев. – СПб.: Лань, 2013. – 224 с.

2. Лихачев, С.В. Экологические и биологические аспекты природопользования / С.В. Лихачев, Е.В. Пименова, Т.Ю. Насртдинова. – Пермь: ИПЦ «Прокростъ», 2018. – 177 с.

3. Книга рационов. Основные нормы кормления животных Московского зоопарка / сост. В.Н. Горваль; ГУК Московский зоопарк. – М., 2009. – 400 с.

4. Морозов, К.А. Минеральная подкормка охотничьих животных в условиях Амурской области / К.А. Морозов // Климат, экология, сельское хозяйство Евразии: материалы IV междунар. науч.-практ. конф.; Иркут. ГАУ. – Иркутск, 2015. – С. 125–133.

5. Лосеводство / сост. А.С. Давыдова; Костром. ГСХА. – Караваево, 2021. – 104 с.

6. Ковальский, В.В. Геохимическая среда и жизнь / В.В. Ковальский // Двадцать первое чтение им. В.И. Вернадского. – М.: Наука, 1982. – 78 с.

7. Седихин, Н.В. Цикличность и индивидуальность в солонцевании лосей, Alcesalces (Linnaeus, 1758), на территории северо-запада Российской Федерации / Н.В. Седихин // Труды Зоологического института РАН. – 2021. –
Т. 325, № 3. – С. 348–363.

8. Об утверждении видов и состава биотехнических мероприятий, а также порядка их проведения в целях сохранения охотничьих ресурсов: Приказ Минприроды РФ от 24.12.2010 г. № 560. – Доступ из справ.-прав. системы «КонсультантПлюс».

9. Об утверждении Схемы размещения, использования и охраны охотничьих угодий на территории Пермского края: Указ Губернатора Пермского края от 29.04.2019 г. № 53. – Доступ из справ.-прав. системы «КонсультантПлюс».

10. Об утверждении Стратегии развития охотничьего хозяйства в Российской Федерации до 2030 года: Распоряжение Правительства РФ от 03.07.2014 г. № 1216. – Доступ из справ.-прав. системы «КонсультантПлюс».

11. Технический регламент Таможенного союза «О безопасности кормов и кормовых добавок» (ТР 201_/00_/ТС). – Доступ из справ.-прав. системы «КонсультантПлюс».

12. Служба егеря / сост. Н.Е. Коваленко. – M.: Воениздат, 1974. – 270 с.

13. Бакиров, А.Б. Агроруды Кыргызстана и перспективы их использования / А.Б. Бакиров, И.А. Мезгин // Известия Национальной Академии наук Кыргызской Республики. – 2011. – № 1. – С. 47–52.

14. Государственный реестр кормовых добавок [Электронный ресурс]. – URL: https://galen.vetrf.ru /#/registry (дата обращения: 05.11.2023).

15. Георгиевский, В.И. Минеральное питание животных / В.И. Георгиевский, Б.Н. Анненков, В.Т. Самохин. – М.: Колос, 1979. – 471 с.

16. Куликов, А.Н. Дефицит комплекса микроэлементов в организме животных и их коррекция: дис. … канд. вет. наук: 06.02.03 / А.Н. Куликов. – Ижевск, 2018. – 162 с.

17. Орлов, Д.С. Микроэлементы в почвах и живых организмах / Д.С. Орлов // Соросовский образовательный журнал. – 1998. – № 1. – С. 61–68.

18. Самофалова, И.А. Химический состав почв и почвообразующих пород: учеб. пособие / И.А. Самофалова; Перм. ГСХА. – Пермь, 2009. – 132 с.

19. Самохин, В.Т. Профилактика нарушений обмена микроэлементов у животных / В.Т. Самохин; Воронеж. гос. ун-т. – Воронеж, 2003. – 136 с.

Основной промышленный ванадийсодержащий продукт переработки титаномагнетитовых руд – это пятиокись ванадия или пентаоксид диванадия – V2O5, который используется для получения феррованадия – сплава железа и ванадия, который при добавлении в сталь улучшает такие свойства, как прочность, ударная вязкость, устойчивость к нагрузкам.

Марганец, также содержащийся в титаномагнетитовых рудах, при процессах переработки извлекается совместно с ванадием. При производстве некоторых марок стали необходим феррованадий, содержащий менее 2 % мас. MnО. При выплавке феррованадия из технической пятиокиси ванадия с содержанием до 4 % мас. MnO данное условие не всегда соблюдается, поэтому поиск простого и эффективного способа очистки пятиокиси ванадия от соединений марганца является актуальной задачей.

Таким способом является промывка пятиокиси ванадия реагентными растворами. Для промывки пятиокиси ванадия используются растворы следующих реагентов: MgSO4, FeSO4, CаCl2, Cа(NO3)2, (NH4)2SO4. Растворы NH4NO3, (NH4)2S2O8, Al(NO3)3, Al2(SO4)3 также могут быть использованы для очистки пятиокиси ванадия, поскольку способы вступать в реакции замещения с ванадатами марганца, содержащимися в пентаоксиде диванадия.

В данной работе рассмотрен процесс очистки пятиокиси ванадия от соединений марганца реагентными растворами. Определен химический и фазовый состав пятиокиси ванадия. Проведены лабораторные исследования процесса промывки пятиокиси ванадия с целью выбора реагента. Установлено, что марганец в пятиокиси ванадия содержится в виде гидратированного поливанадата марганца MnV12O31×10H2O. При использовании для промывки растворов сульфата аммония, нитрата аммония и нитрата кальция (концентрация солей в растворе – 40 г/л, продолжительность очистки – 30 мин, температура очистки – 25 °С): содержание соединений марганца снижается более чем в 4 раза; содержание соединений ванадия возрастает на 0,39 % масс. V2O5 при использовании Ca(NO3)2, на 2,47 % мас. V2O5 при использовании (NH4)2SO4 и на 3,06 % мас. V2O5 при использовании NH4NO3.

Ключевые слова: пятиокись ванадия, очистка от соединений марганца, соли аммония, соли кальция, соли алюминия, сульфат магния, сульфат железа (II).

Ишмуратова Ирина Дамировна (Пермь, Россия) – магистрант 1 курса кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: corporasia@gmail.com).

Сажина Мария Михайловна (Пермь, Россия) – ассистент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29;
e-mail: sazhina-mm@yandex.ru).

Старостин Андрей Георгиевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: starostin26@yandex.ru).

Мурашова Виктория Михайловна (Пермь, Россия) – студент 3 курса кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29 e-mail: victoria-murash@mail.ru).

Осипова Анастасия Андреевна (Пермь, Россия) – студент 4 курса кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29 e-mail: osipova.anaosipova@yandex.ru).

Солодянкина Софья Алексеевна (Пермь, Россия) – студент 4 курса кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29 e-mail: ssofa2282@gmail.com).

1. 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.

2. Способ извлечения ванадия: пат. 2193072 Рос. Федерация / Тараб-
рин 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., Поли-
щук А.В., Савостьянов В.С.; заявитель ОАО «Ванадий-Тула». – № 2001132272/02; опубл. 20.11.2002, Бюл. № 32.

3. ТУ 14-5-92–90. Ванадия пятиокись техническая. Технические условия. – Введ. 1990-07-01. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 8 с.

4. Феррованадий – марки. Марочник сталей и сплавов [Электронный ресурс]. – URL: https://splav-kharkov.com/choose_mat.php?class_id=107 (дата обращения: 17.03.2024).

5. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство чугуна, стали и ферросплавов [Электронный ресурс]. – URL: https://e-ecolog.ru/docs/H8WYEwnIxGPfP8VGhzdgi (дата обращения: 17.03.2024).

6. Ишметьев, Е.Н. Разработка технологии удаления марганца из феррованадия сульфидными шлаками и установление ее основных параметров: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.16.02. – Магнитогорск, 1993. – 23 с.

7. ТУ 48-4-429–82. Ванадия пятиокись для металлургических целей. Технические условия. – М., 1982. – 61 с.

8. Способ переработки технического пентаоксида ванадия: пат. 2207392 Рос. Федерация / Кудрявский Ю.П., Казанцев В.П., Трапезников Ю.Ф., Стрел-
ков В.В., Глухих С.М., Бездоля И.Н.; заявитель и патентообладатель:
ООО Научно-производственная экологическая фирма «ЭКО-технология». – № 2001127026/02; заявл. 04.10.2001; опубл. 27.06.2003, Бюл. № 18.

9. Способ извлечения ванадия: пат. 2169203 Рос. Федерация / Тарабрин Г.К., Бирюкова В.А., Рабинович Е.М., Кузьмичев С.Е., Рева А.Г., Савостьянов В.С., Дьяков А.В., Чернявский Г.С., Воронцов Б.А., Сухов Л.Л., Есина В.Г., Харитонов А.Н..; заявитель и патентообладатель: Открытое акционерное общество «Ванадий-Тулачермет». – № 2000116059/02; заявл. 19.06.2000; опубл. 20.06.2001, Бюл. № 17.

10. Способ извлечения ванадия: пат. 2162113 Рос. Федерация / Тарабрин Г.К., Рабинович Е.М., Бирюкова В.А., Сухов Л.Л., Чернявский Г.С., Кузьмичев С.Е., Рева А.Г., Савостьянов В.С., Рабинович М.Е., Фролова О.В., Бубнов О.Н., Дьяков А.В., Воронцов Б.А., Есина В.Г., Чикирев В.Л.; заявитель и патентообладатель: Открытое акционерное общество «Ванадий-Тулачермет». – № 99121009/02; заявл. 06.10.1999; опубл. 20.01.2001, Бюл. № 2.

11. Способ получения пятиокиси ванадия: пат. 2351668 Рос. Федерация / Карпов А.А., Наумов Н.В., Филипьев С.Н., Васин Е.А., Сметанин С.Д., Вдовин В.В., Махнутин А.А., Мизин В.Г., Сирина Т.П.; патентообладатель:
Открытое акционерное общество «Чусовской металлургический завод». –
№ 2007135684/02; заявл. 26.09.2007; опубл. 10.04.2009, Бюл. № 10.

12. Способ извлечения ванадия из ванадийсодержащих материалов: пат. 2080402 Рос. Федерация / Тарабрин Г.К., Бирюкова В.А., Рабинович Е.М., Мерзляков Н.Е., Волков В.С., Чернявский Г.С., Кузьмичев С.Е., Савостьянов В.С., Тарабрина В.П., Уманский В.А., Чекалин В.В., Чутчиков В.Н.; заявитель и патентообладатель: Открытое акционерное общество «Ванадий-Тулачермет». – № 95113351/02; заявл. 01.08.1995.; опубл. 27.05.1997.

13. Комплексная переработка ванадиевого сырья : химия и технология / В.Г. Мизин [и др.]; Рос. акад. наук, Урал. отд-ние, Ин-т химии твердого тела. – Екатеринбург: [б. и.], 2005. – 415 с.

14. Неорганическая химия: учеб.: в 3 т. – Т. 3, кн. 1. Химия переходных элементов / под ред. Ю.Д. Третьякова. – М.: Академия, 2008. – 348 с.

15. Аналитическая химия ванадия / В.Н. Музгин, Л.Б. Хамзина, В.Л. Зо­лотавин, И.Я. Безруков. – М.: Наука, 1981. – 216 с.

В последние годы существенно увеличивается применение алюминиевых сплавов электротехнического назначения взамен меди, что позволяет существенно снизить массу кабельной продукции. Известно, что с точки зрения повышения электропроводности крайне нежелательно добиваться упрочнения алюминиевых сплавов путем образования в них твердых растворов. Тем не менее противоречивая природа прочности и электропроводности в данных материалах стимулирует к поиску баланса этих характеристик. Благодаря сочетанию малого веса, хорошей электропроводности и технологической пластичности, а также высокой стойкости к атмосферной коррозии алюминий и ряд сплавов на его основе достаточно широко используются в электротехнике, вытесняя более дорогие проводниковые материалы на основе меди. В работе рассмотрены результаты исследования кинетики окисления алюминиевого проводникового сплава Е-AlMgSi («алдрей») с кальцием, кадмием и сурьмой в диапазоне температур 723–823 К. Исследования проводились термогравиметрическим методом на воздухе при атмосферном давлении в интервале температур 723К–823 К. Обнаружено, что процесс окисления во всем исследованном диапазоне температур с высокой точностью может быть описана полиномом четвертой степени. В экспериментах отмечено повышение скорости окисления от времени. Определены кинетические и энергетические параметры процесса окисления сплавов. Установлено, что добавки кальция и кадмия увеличивают окисляемость исходного в указанном диапазоне температур, а добавка сурьмы уменьшает скорость окисления исходного сплава. Исследованием ИКС и РФА методами показано, что продуктами окисления сплавов являются оксиды: γ-Al2O3, MgO, CdO, Sb2O3 и CaO.

Ключевые слова: алюминиевый проводниковый сплав E-AlMgSi («алдрей»), кальций, кадмий, сурьма, окисление, энергия активации, константа скорости окисления, механизм окисления.

Ганиев Изатулло Наврузович (Душанбе, Таджикистан) – академик НАН Таджикистана, доктор химических наук, профессор, завлабораторией ГНУ «Институт химии В.И. Никитина Национальной академии наук Таджикистана» (734063, г. Душанбе, пр. Айни 299/2, e-mail: ganievizatullo48@gmail.com).

Джайлоев Джамшед Хусейнович (Душанбе, Таджикистан) – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник ГНУ «Институт химии В.И. Никитина НАНТ» (734063, г. Душанбе, пр. Айни 299/2, e-mail: husenzod85@mail.ru).

Ходжаназаров Хайрулло Махмудхонович (Душанбе, Таджикистан) – кандидат технических наук, старший научный сотрудник ГНУ «Институт химии В.И. Никитина Национальной академии наук Таджикистана» (734063, г. Душанбе, пр. Айни 299/2, е-mail: khayrullo.khodzhanazarov@bk.ru).

Холов Ермахмад Джонмахмадович (Дангара, Таджикистан) – ассистент кафедры «Геология и электроснабжения» Дангариского государственного университета.

1. Концепция развития технологии получения проводниковых алюминиевых сплавов / Н.В. Еремеев, А.П. Петров, В.И. Тарарышкин, В.В. Еремеев // Технология машиностроения. – 2011. – № 8. – С. 5–10.
2. Белов, Н.А. Проводниковые алюминиевые сплавы с повышенной прочностью и термостойкостью / Н.А. Белов // Перспективные материалы и технологии: материалы междунар. симпозиума: в 2 ч. / под ред. В.В. Рубаника. – Витебск, 2017. – С. 9–11.
3. Исследование и разработка алюминиевого сплава с повышенной электропроводимостью на основе системы Al-Sc-Zr / Н.Г. Байдин, Ю.А. Филатов, Л.А. Снегирева, М.И. Силис, М.А. Никитина // Технология легких сплавов. – 2017. – № 2. – С. 12–15.
4. Телешов, В.В. Развитие алюминиевых сплавов для термостойких проводов с повышенной прочностью и высокой удельной электропроводимостью / В.В. Телешов, В.В. Захаров, В.В. Запольская // Технология легких сплавов. – 2018. – № 1. – С. 15–26.
5. Влияние добавки кальция на фазовый состав и физико-механические свойства проводникового сплава Al–0.5% Fe–0.2% Si–0.2% Zr–0.1% Sc / Н.О. Короткова, Н.А. Белов, Н.Н. Авксентьева, А.А. Аксенов // Физика металлов и металловедение. – 2020. – Т. 121, № 1. – С. 105–112.
6. Васильев, Е.Б. Тенденции развития кабельной промышленности в странах Юго-Восточной Азии (Заседание Генеральной Ассамблеи AWCCA 2020) / Е.Б. Васильев, Е.В. Ленская // Кабели и провода. – 2021. – № 1 (387). – С. 35–43.
7. Семенов, А.В. Свойства материалов, применяемых в производстве электропроводки / А.В. Семенов // Проблемы науки. – 2021. – № 6 (65). – С. 28–31.
8. Гречников, Ф.В. Разработка технологии получения алюминиевых сплавов высокой прочности и электропроводности / Ф.В. Гречников, Е.Г. Демьяненко, И.П. Попов // Известия высших учебных заведений. Цветная металлургия. – 2014. – № 6. – С. 17–21.
9. Кубашевский, О.Я. Окисление металлов и сплавов / О.Я. Кубашевский, Б.Э. Гопкинс; пер. с англ. В.А. Алексеева. – 2-е изд. – М.: Металлургия, 1965. – 428 с.
10. Зиновьев, В.Е. Кинетические свойства металлов при высоких температурах: справочник / В.Е. Зиновьев. – М.: Металлургия, 1984. – 200 с.
11. Лепинских, Б.М. Об окислении жидких металлов и сплавов кислородом из газовой фазы / Б.М. Лепинских, В. Кисилев // Изв. АН ССССР. Металлы. – 1974. – № 5. – С. 51–54.
12. Талашманова, Ю.С. Окисление жидких сплавов на основе кремния, германия, олова и свинца / Ю.С. Талашманова. – Красноярск, 2007. – 130 с.
13. Ганиев, И.Н. Влияние добавок натрия на кинетику окисления свинцового баббита PbSb15Sn10Na в твердом состоянии / И.Н. Ганиев, Х.М. Ходжаназаров, Ф.К. Ходжаев // Журнал физической химии. – 2023. – № 2. – С. 216–222.
14. Кинетика окисления свинцового баббита БЛи (PbSb15Sn10Li), модифицированного литием, в твердом состоянии / И.Н. Ганиев, Х.М. Ходжаназаров, Х.О. Одиназода, Ф.К. Ходжаев // Металлы. – 2023. – № 2. – С. 93–99.
15. Умаров, М.А. Кинетика окисления сплавов свинца с магнием в твердом состоянии / М.А. Умаров, И.Н. Ганиев, А.Э. Бердиев // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). – 2016. – № 35 (61). – С. 34–38.

Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам, объемы производства и потребления полимерно-битумных вяжущих возрастают с каждым годом. Помимо термоэластопластов, для модификации битума могут использоваться полиолефины, такие как полиэтилен высокого и низкого давления и полипропилен, в основном атактический, придающие вяжущему повышенную механическую прочность. Также для модификации битумов может использоваться вторичное сырье, различные пластиковые отходы и продукты их химической переработки.

Перспективными направлениями для переработки отходов полиолефинов в функциональные материалы и топливные компоненты являются мягкий пиролиз в стационарном слое и окисление. Данные способы переработки являются универсальными по сырью, не требуют применения дорогостоящих катализаторов и оборудования.

Основной целью данной работы являлось получение и исследование состава и свойств продуктов мягкого крекинга отходов полиэтилена низкой и высокой плотности и их последующего окисления для оценки возможности использования в качестве добавки к нефтяным битумам разной степени окисленности.

Пиролиз отходов полиэтилена проводили при температуре 540 оС в стационарном слое. Полученные жидкие продукты окисляли кислородом при температурах 80 и 120 оС в течение 3–24 ч. Продукты пиролиза и окисления анализировали по показателям температуры плавления, плотности, вязкости, кислотного числа. Состав продуктов анализировали методом ИК-спектроскопии. Полученные материалы вводили в битум дорожный марки БНД100/130 и строительный марки БН90/10 в концентрации от 2 до 6 %. Для полученных образцов битума определяли температуру размягчения, пенетрацию, растяжимость и температуру хрупкости.

В работе показано, что окисленный пиролизный полиэтилен положительно влияет на пластические свойства битумов, способствуя увеличению растяжимости и глубины проникновения иглы без значительного снижения температуры размягчения.

Ключевые слова: дорожный битум, строительный битум, полиэтилен, крекинг, окисление.

Ваганов Роман Александрович (Красноярск, Россия) – старший преподаватель кафедры «Химия и технология природных энергоносителей и углеродных материалов» Сибирского федерального университета (660041,
г. Красноярск, пр. Свободный, 79; e-mail: rvaganov@sfu-kras.ru).

Косицына Светлана Сергеевна (Красноярск, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Химия и технология природных энергоносителей и углеродных материалов» Сибирского федерального университета (660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79; e-mail: skositsyna@sfu-kras.ru).

Бурюкин Федор Анатольевич (Красноярск, Россия) – кандидат химических наук, и.о. заведующего кафедрой «Химия и технология природных энергоносителей и углеродных материалов»  Сибирского федерального университета (660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79; e-mail: fburyukin@sfu-kras.ru).

Сафин Владимир Александрович (Красноярск, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия и технология природных энергоносителей и углеродных материалов» Сибирского федерального университета (660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 79; e-mail: vsafin@sfu-kras.ru).

1. Navarro Domínguez, F.J. In Woodhead Publishing Series in Civil and Structural Engineering. Polymer Modified Bitume. The use of waste polymers to modify bitumen / F.J. Navarro Domínguez, M. García-Morales // Woodhead Publishing. – 2011. – P. 98–135.

2. Fawcett, A.H. Blends of bitumen with various polyolefins / A.H. Fawcett, T. McNally // Polymer. – 2000. – № 41(14). – P. 5315–5326.

3. Schaur, A. Impact of molecular structure of PP on thermo-rheological properties of polymer-modified bitumen / A. Schaur, S.H. Unterberger, R. Lackner // Construction and Building Materials. – 2021. – № 287. – 122981.

4. Герман, А.М. Применение полиэтилена истирол-бутадиен-стирольных модификаторов для производства дорожных полимерно-битумных вяжущих на базе неокисленных высококипящих нефтепродуктов / А.М. Герман, А.С. Ширкунов, В.Г. Рябов // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2021. – № 4. – С. 55–69.

5. Пат. 2629678 С1 Рос. Федерация, МПК C08L 95/00. Способ получения битумно-полимерного вяжущего / А.В. Нехорошева, В.П. Нехорошев, С.В. Нехорошев, Е.В. Дахновская; заявитель Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Ханты-Мансийская государственная медицинская академия» (ХМГМА). – № 2016138999; заявл. 03.10.2016; опубл. 31.08.2017.

6. Степанович, Ю.А. Влияние добавок полиэтилена на структуру и свойства СБС-модифицированных битумов / Ю.А. Степанович, А.О. Шрубок // Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. – 2022. – № 2 (259). – С. 49–55.

7. Пат. 2159218 С1 Рос. Федерация, МПК C04B 26/26 C08L 95/00 C04B 111/20. Способ получения серобитумного вяжущего / Р.Г. Теляшев, А.Н. Обрывалина, М.П. Павлуткина, М.В. Железнов, О.А. Шерстнев, В.А. Спусков, И.Г. Накипова; заявитель Открытое акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский институт по переработке нефти» (ОАО «ВНИИ НП»). - № 2015117667/03; заявл. 12.05.2015; опубл. 27.05.2016.

8. Kazemi, M. State of the art in the application of functionalized waste polymers in the built environment / M. Kazemi, H Fini E. // Resources, Conservation and Recycling. – 2022. – № 177. – 105967.

9. Letcher, T.M. Tire Waste and Recycling. Civil engineering applications / T.M. Letcher, V.L. Shulman, S. Amirkhanian // Academic Press. – 2021. – P. 297–481.

10. Hong, Z. Effect of styrene-butadiene-styrene (SBS) on laboratory properties of low-density polyethylene (LDPE)/ethylene-vinyl acetate (EVA) compound modified asphalt / Z. Hong // Journal of Cleaner Production. – 2022. – № 338. –
P. 282–289.

11. Joohari, I.B. Influence of compatibilizers on the storage stability of hybrid polymer-modified bitumen with recycled polyethylene / I.B. Joohari, S. Maniam,
F. Giustozzi // Plastic Waste for Sustainable Asphalt Roads, Woodhead Publishing. – 2022. – P. 215–232.

12. Красновских, М.П. Перспективы термохимической утилизации многокомпонентных и загрязненных полимерных отходов / М.П. Красновских // Транспорт. Транспортные сооружения. Экология. – 2023. – № 3. – С. 50–58.

13. Армишева, Г.Т. Исследование разложения отходов из поливинилхлорида / Г.Т. Армишева // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. – 2014. – № 4. – С. 141–150.

14. Ковалева, Н.Ю. Пиролиз пластиковых отходов. Обзор / Н.Ю. Ковалева, Е.Г. Раевская, А.В. Рощин // Химическая безопасность. – 2020. – Т. 4, № 1. – С. 48–79.

15. Красновских, М.П. К вопросу об опасности компонентов термической утилизации полимерных продуктов химических и нефтехимических
отраслей промышленности в условиях урбанизированных территорий /
М.П. Красновских // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Прикладная экология. Урбанистика. – 2020. – № 1(37). – С. 107–125.

16. Influence of time and temperature on pyrolysis of plastic wastes in a semi-batch reactor / A. Lopez, D. Marco, B.M. Caballero, M.F. Laresgoiti, A. Adrados // Chemical Engineering Journal. – 2011. – № 173. – P. 62–71.

17. Ле Чан, М.Д. Низкомолекулярный полиэтилен и его влияние на свойства дорожного нефтяного битума / М.Д. Ле Чан, М.Ю. Проценко // Известия вузов. Инвестиции. Строительство. Недвижимость. – 2018. – Т. 8,
№ 3(26). – С. 105–111.

18. Пат. 2301812 С1 Рос. Федерация, МПК C08F8/06 C08F110/06 B01J8/22. Окисленный агрессивный полипропилен с полярными функциональными возможностями, способ его получения и установка для осуществления / В.П. Нехорошев, В.И. Регнер, А.В. Нехорошева, К.Н. Гаевой; заявитель Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Томский государственный университет». – № 2005136595/04; заявл. 24.11.2005; опубл. 27.06.2007.

19. Пиролиз отходов полиолефинов и Влияние продуктов пиролиза на низкотемпературные свойства нефтепродуктов / С.Н. Вильдяйкин, Ю.А. Истомин, С.С. Косицына, В.А. Сафин, Ф.А. Бурюкин // Вестник Технологического университета. – 2023. – Т. 26, № 7. – С. 43–49.

Одним из видов очистки промышленных выбросов от дисперсных включений являются технологии жидкостной очистки. Для оптимизации такого рода технологий необходимо исследование физических процессов, протекающих в движущемся потоке газодисперсных сред, распределение концентрации в аэродинамическом потоке с учетом коагуляции дисперсных включений.

В работе представлена математическая модель, реализующая континуальную методику моделирования динамики многофазных сред, которая предполагает решение полной системы уравнений динамики для каждой из фаз смеси. Несущая среда описывалась как вязкий сжимаемый и теплопроводный газ. Также учитывался межфазный обмен импульсом и межфазный теплообмен. Межфазный обмен импульсом включал в себя силу аэродинамического сопротивления, силу присоединенных масс, силу Архимеда. На тех границах расчетной области, которые моделируются как твердые поверхности, задавались однородные граничные условия Дирихле для составляющих скорости несущей среды и дисперсной фазы. Дисперсная фаза газовзвеси описывалась как многофракционная, фракции которой могут отличаться размером дисперсных включений и плотностью материала частиц. Также математическая модель предполагала учет взаимодействия между частицами, через поглощение более крупными частицами более мелких частиц за счет столкновительной коагуляции. Система уравнений математической модели интегрировалась явным конечно-разностным методом.

Для моделирования процесса жидкостной очистки применялась математическая модель, учитывавшая взаимодействие между несущей средой и дисперсной фазой имеющей полидисперсный многофракционный состав. Для учета межфазного обмена импульсом учитывались сила Архимеда, сила присоединенных масс, сила аэродинамического сопротивления.

В результате расчетов выявлено, что концентрация пылевой фракции уменьшается от боковых поверхностей к оси канала. Также определено, что интенсивность увеличения концентрации капельных фракций прямо пропорциональна размеру дисперсных включений капельных фракций.

Ключевые слова: численное моделирование, многофазные среды, коагуляция, полидисперсная газовзвесь, уравнение Навье – Стокса.

Тукмаков Дмитрий Алексеевич (Казань, Россия) – кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Федерального исследовательского центра Казанского центра Российской академии наук (420111, г. Казань,
ул. Лобачевского, 2; e-mail: tukmakovda@imm.knc.ru).

1. Колыхматов, А.О. Моделирование процесса накопления жидкости в отстойнике очистных сооружений системы оборотного водоснабжения при синтезе системы автоматического управления / А.О. Колыхматов, В.П. Плаксина, А.Г. Шумихин // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2014. – № 1. – С. 28–38.

2. Углев, Н.П. Эффекты поверхностного течения при диффузионном массообмене в расплавах олово-свинец / Н.П. Углев, С.Н. Углев, Е.Ф. Тимербулатова // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2023. – № 4. – С. 77–91.

3. Углев, Н.П. Точное решение барометрического уравнения Ландау для смеси двух компонентов методом самосогласования / Н.П. Углев // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. – 2015. – № 4. – С. 137–144.

4. Нигматулин, Р.И. Основы механики гетерогенных сред / Р.И. Нигматулин. – М.: Наука, 1978. – 336 с.

5. Кутушев, А.Г. Математическое моделирование волновых процессов в аэродисперсных и порошкообразных средах / А.Г. Кутушев. – СПб.: Недра, 2003. – 284 с.

6. Федоров, А.В. Волновые процессы в газовзвесях частиц металлов / А.В. Федоров, В.М. Фомин, Т.А. Хмель. – Новосибирск: Параллель, 2015. – 301 c.

7. Шиляев, М.И. Динамика процесса тепломассообмена при инжектировании диспергированного адсорбента в парогазовый поток / М.И. Шиляев, Е.М. Хромова // Теоретические основы химической технологии. – 2021. –
Т. 55, № 4. – С. 506–516.

8. Лаптева, Е.А. Математическая модель контактного охлаждения и очистки от дисперсной фазы газов в насадочных скрубберах / Е.А. Лаптева, А.Г. Лаптев, С.У. Аласгарли // Теоретические основы химической технологии. – 2022. – Т. 56, № 2. – С. 244–251.

9. A Highly Efficient Biomass Compound Aerosol Suppressant in Purifying Radioactive Cesium Droplet Aerosols / L. Wu, S. Lei, Y. Wang, S. Yang, X. Lin, H. Wang // Molecules. – 2022. – Vol. 27, no. 19. – P. 1–18.

10. Моделирование процесса мокрой очистки газов с наложением ультразвуковых полей / В.Н. Хмелев, А.В. Шалунов, Р.С. Доровских, В.А. Нестеров, Р.Н. Голых // Южно-Сибирский научный вестник. – 2017. – Т. 20, № 4. – С. 57–63.

11. Повышение эффективности пылеулавливания / В.Н. Макаров,
А.В. Угольников, Н.В. Макаров, Г.А. Боярских // Горный журнал. – 2022. –
№ 8. – С. 62–70.

12. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания: справ.: в 5 т. – Т. 1 Методы расчета / В.Е. Алемасов, А.Ф. Дрегалин,
А.П. Тишин, В.А. Худяков. – М.: Изд-во ВИНИТИ, 1971. – 267 с.

13. Тукмаков, А.Л. Динамика коагулирующей полидисперсной газовзвеси в нелинейном волновом поле акустического резонатора / А.Л. Тукмаков // Инженерно-физический журнал. – 2015. – Т. 88, № 1. – С. 11–19.

14. Программа для ЭВМ «Программный код для моделирования динамики однородных и дисперсных сред явным методом Мак-Кормака в обобщенных криволинейных координатах (2D)»: свид-во о рег. программы для ЭВМ / А.Л. Тукмаков. – № 2018616542; заявл. 02.08.2018; опубл. 19.06.2018.

15. Тукмаков, А.Л. Динамика заряженной газовзвеси с начальным пространственно неравномерным распределением средней плотности дисперсной фазы при переходе к равновесному состоянию / А.Л. Тукмаков, Д.А. Тукмаков // Теплофизика высоких температур. – 2017. – T. 55, № 4. – С. 509–512.

16. Тукмаков, А.Л. Генерация акустического возмущения движущейся заряженной газовзвесью / А.Л. Тукмаков, Д.А. Тукмаков // Инженерно-физический журнал. – 2018. – № 5. – С. 1207–1213.

17. Тукмаков, Д.А. Численное исследование влияния параметров дисперсной фазы на генерацию течения газа, формирующегося при гравитационном осаждении аэрозоля / Д.А. Тукмаков // Вычислительная механика сплошных сред. – 2020. – Т. 13, № 3. – С. 279–287.

18. Тукмаков, Д.А. Численное исследование влияния свойств газовой составляющей взвеси твердых частиц на разлет сжатого объема газовзвеси в двухкомпонентной среде / Д.А. Тукмаков // Инженерно-физический журнал. – 2020. – Т. 93, № 2. – С. 304–310.

19. Тукмаков, Д.А. Численное моделирование взаимодействия газовзвеси с ударной волной континуальными математическими моделями с идеальной и диссипативными несущими средами / Д.А. Тукмаков // Вестник ЮУрГУ. Серия: Вычислительная математика и информатика. – 2022. – Т. 11, № 4. – С. 67–87.

20. Флетчер, К. Вычислительные методы в динамике жидкостей /
К. Флетчер. – М.: Мир, 1991. – Т. 2. – 551 с.

21. Музафаров, И.Ф. Применение компактных разностных схем к исследованию нестационарных течений сжимаемого газа / И.Ф. Музафаров, С.В. Утюж­ников // Математическое моделирование. – 1993. – Т. 5, № 3. – С. 74–83.

22. Пирумов, У.Г. Газовая динамика сопел / У.Г. Пирумов, Г.С. Росляков. – М.: Наука, 1990. – 368 с.

Современный уровень науки и техники, использование сквозных технологий, таких как машинное зрение и элементы искусственного интеллекта, позволяют решать сложные комплексные задачи, в том числе в сельском хозяйстве.
К таким задачам относятся задачи выращивания растений в сложных условиях, например, в зонах рискованного земледелия и зонах, где земледелие не предполагается, а также при решении задач освоения Луны и других планет, выращивания сортовых культур и др. В простейшем случае такой модуль может представлять собой роботизированный тепличный комплекс. Применение такого подхода позволяет выращивать растения с минимальным участием человека или исключая его. Такой комплекс может быть интересен для решения как задач выращивания растений в сложных условиях, так и задач утилизации агростоков без ущерба для окружающей среды с получением дополнительной прибыли.
В статье рассматривается создание и устройство автоматизированного модульного агрокомплекса, позволяющего минимизировать контакт растений с окружающей средой. Рассматривается задача синтеза удобрений комплексного действия в рамках замкнутого модуля с дальнейшим дозированием этих удобрений в автоматическом режиме. Рассматривается использование удобрений пролонгированного действия на основе магнийаммонийфосфатного удобрения в форме струвита, получаемого на основе отходов, в том числе сельскохозяйственного происхождения – продуктов жизнедеятельности животноводческих ферм, и производимого с применением реактора в составе предлагаемого модуля. Необходимость внесения удобрений определяется на основе подходов машинного зрения и роботизации с распознаванием сельскохозяйственной ситуации с использованием и анализом изображения, полученного видеокамерой.

Ключевые слова: удобрения, агрокомплекс, система управления, машинное зрение, распознавание.

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

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

Старостин Андрей Георгиевич (Пермь, Россия) – кандидат технических наук, доцент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: starostin26@yandex.ru).

Кузина Евгения Олеговна (Пермь, Россия) – старший преподаватель кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: zena322myname@mail.ru).

Портнова Анна Владимировна (Пермь, Россия) – кандидат химических наук, доцент кафедры «Химия и биотехнология» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29; e-mail: annysky2002@mail.ru).

1. Роботизированный автономный модуль для выращивания растений на искусственных средах с применением автоматизированных средств жизнеобеспечения растений на всех стадиях выращивания: пат. 2748379 Рос. Федерация, МПК А01G 31/02. / Левин Б.Г., Пасечник С.В. – № 2020131637; заявл. 25.09.2020; опубл. 25.05.2021.
2. Способ интеллектуального управления выращиванием и интеллектуальное устройство для выращивания: пат. № 2688234 Рос. Федерация, МПК G06Q 10/06. / Сюй Ц. – № 2017145656; заявл. 25.12.2017; опубл. 21.05.2017.
3. Автономный транспортный модуль на базе ISO-контейнера для выращивания растений: пат. 2720919 Рос. Федерация, МПК A01G 31/02 / Левин Б.Г., Пасечный С.В. – № 2019143989; заявл. 26.12.2019: опубл. 14.05.2020.
4. Биоэнергетический комплекс: пат. 2446672 Рос. Федерация, МПК A01G 9/14, A01K 31/00 / Жеребцов А.В., Самойлов В.И., Ефимов О.П., Жеребцов П.В. – № 2010144151/13; заявл. 29.04.2019; опубл. 10.04.2012.
5. Климатическая камера для выращивания растений: пат. 2739604 Рос. Федерация, МПК A01G 9/24 / Дорохов А.С., Чилингарян Н.О., Гришин А.П., Гришин А.А., Дорохов А.А., Смирнов А.А. – № 2020126041; заявл. 05.08.2020; опубл. 28.12.2020.
6. Комплекс для производства растительной продукции: пат. 2616396 Рос. Федерация, МПК A01G 31/02, A01G 9/22, F03D 9/20 / Фенюк Э.О., Багаутдинова Г.Р. – № 2015140740; заявл. 24.09.2015; опубл. 14.04.2017.
7. Модульная аэропонная установка: пат. 2772711 Рос. Федерация, МПК A01G 31/02 / Крюков А.М. – № 2021127029; заявл. 30.06.2021; опубл. 24.05.2022.
8. Устройство для совместного выращивания гидробионтов и растений: полез. мод. 157255 Рос. Федерация, МПК A01G 31/00 / Андреева Н.В., Андреев В.К. – № 2015127883/13; заявл. 10.07.2015: опубл. 27.11.2015.
9. Вегетационная установка: полез. мод. 132309 Рос. Федерация, МПК A01G 9/24 / Ракутько С.А., Пацуков А.Э., Мишанов А.П. – № 2013118272/13; заявл. 19.04.2013; опубл. 20.09.2013.
10. Роботизированная система для выращивания растений с применением автоматизированных средств жизнеобеспечения растений: пат. 2796947 Рос. Федерация, МПК A01G 31/02, A01G 9/24 / Кузина Е.О., Портнова А.В., Сокольчик П.Ю., Старостин А.Г., Сташков С.И. – № 2022125436; заявл. 29.09.2022; опубл. 29.05.2023.
11. Способы получения струвита из сточных вод / А.А. Яковлева, Р.А. Азматова, О.А. Федотова, А.Г. Старостин, В.З. Пойлов // Химия. Экология. Урбанистика: материалы всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2019. – Т. 2. – С. 474–478.
12. Лобанов, С.А. Технология выделения и утилизации аммонийного азота из сточных вод химических предприятий: дис. ... канд. техн. наук / С.А. Лобанов. – Пермь, 2007. – 111 с.
13. Способ извлечения магнийаммонийфосфата из сточных вод: пат. 2775771 Рос. Федерация, МПК C02F 1/58 / Старостин А.Г., Кобелева А.Р., Портнова А.В. – № 2021135861; заявл. 07.12.2021; опубл. 08.07.2022.
14. Ревво А.В., Студенок А.Г., Студенок Г.А. Оценка методов очистки сточных вод от соединений азота для дренажных вод горных предприятий // Известия Уральского государственного горного университета. – 2013. – № 2. – С. 26–29.
15. Способ извлечения магнийаммонийфосфата из сточных вод: пат. 2792126 Рос. Федерация, МПК C02F 1/58./ Старостин А.Г., Кузина Е.О., Косухина А.И. – № 2022124825; заявл. 28.12.2022; опубл. 16.03.2023.

Процесс демеркаптанизации (ДМК) позволяет получить широкую фракцию легких углеводородов (ШФЛУ) высокого качества. Зачастую для очистки углеводородных газов используются адсорбционные или абсорбционные (хемосорбционные) методы очистки, однако в данной работе рассмотрен экстракционный способ очистки газа. Его суть заключается в экстракции меркаптанов щелочным раствором с последующей окислительной регенерацией насыщенного меркаптидами экстрагента в присутствии катализатора. Экстракция – это процесс извлечение одного или нескольких компонентов из растворов или твердых тел с помощью избирательных растворителей (экстрагентов). Она является главной стадией в очистке потока углеводородов блока ДМК от меркаптанов. Наиболее эффективным процесс экстракции становится при использовании многостадийной схемы производства, так степень извлечения целевых компонентов существенно повышается. Поэтому из-за значительного содержания сернистых соединений в сырье требуется проводить экстракцию в несколько стадий. Использование двухстадийной очистки ШФЛУ позволит на первой стадии удалить сероводород и диоксид углерода, а на второй стадии – повторной экстракции: меркаптановую серу и оставшиеся кислые соединения.

Актуальной проблемой существующего блока ДМК установки низкотемпературной конденсации и ректификации является маленькая производительность по сырью и большое содержание меркаптанов и сернистых соединений в готовом продукте. Для решения данной проблемы проведена модернизация существующей установки с использованием программного обеспечения Aspen.

В результате проведенных расчетов установлено, что модернизация по внедрению дополнительного аппарата фороочистки позволит значительно снизить количество кислых соединений (меркаптанов, сероводорода и углекислого газа) в ШФЛУ.

Ключевые слова: экстракция, щелочной раствор, меркаптаны, сернистые соединения, ШФЛУ.

Мандрыгин Никита Андреевич (Пермь, Россия) – студент кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29,
e-mail: keksik060902@mail.ru).

Долгих Александр Витальевич (Пермь, Россия) – учебный мастер кафедры «Химические технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: dolgiha96@gmail.com).

Арасланов Рустам Дамирович (Пермь, Россия) – ведущий инженер кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ARD@pstu.ru).

Вялых Илья Анатольевич (Пермь, Россия) – доцент кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств» Пермского национального исследовательского политехнического университета (614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, e-mail: ilya.vyalyh@pstu.ru).

1. Касаткин, А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии / А.Г. Касаткин. – М.: Альянс, 2021. – 752 с.

2. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии. Ч. 2. Массообменные процессы / Ю.И. Дытнерский. – М.: Химия, 1995. – 367 с.

3. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский [и др.]. – М.: Химия, 1991. – 496 с.

4. Рябов, В.Г. Технология переработки нефти и газа. Ч. 1. Первичная переработка нефти и газа: конспект лекций / В.Г. Рябов. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2007. – 225 с.

5. Худович, И.М. Современные системы автоматизированного моделирования химико-технологических процессов в нефтепереработке и нефтехимии / И.М. Худович. – Новополоцк: Полоцкий государственный университет, 2008. – 106 с.

6. Натареев, С.В. Системный анализ и математическое моделирование процессов химической технологии / С.В. Натареев; Иванов. гос. хим.-техн. ун-т. – Иваново, 2007. – 80 с.

7. Вент, Д.П. Математическое моделирование химико-технологических систем / Д.П. Вент, А.Г. Лопатин, С.И. Сидельников; РХТУ им. Д.И. Менделеева. – Новомосковск, 2013. – 96 с.

8. Кузнецов, О.А. Начало работы в Aspen HYSYS V8 / О.А. Кузнецов. – М.; Берлин: Директ-Медиа, 2015. – 68 с.

9. Кузнецов, О.А. Моделирование схемы переработки природного газа в Aspen HYSYS V8 / О.А. Кузнецов. – М.; Берлин: Директ-Медиа, 2015. – 116 с.

10. Мановян, А.К. Технология первичной переработки нефти и природного газа / А.К. Мановян. – М.: Химия, 2001. – 568 с.

11. Рябов, В.Г. Переработка углеводородных газов / В.Г. Рябов, А.Н. Чудинов. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-т, 2019. – 99 с.

12. Прокофьева, Т.В. Технологический расчет экстракционной колонны / Т.В. Прокофьева, С.С. Круглов, Э.Б. Гафарова; РГУ нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина. – М., 2017. – 33 с.

13. Лаптев, А.Г. Основы расчета и модернизации тепломассообменных установок в нефтехимии / А.Г. Лаптев, М.И. Фарахов, Н.Г. Минеев; Изд-во Казан. гос. энергет. ун-та. – Казань, 2010. – 574 с.

14. Лаптев, А.Г. Модели переноса и эффективность жидкостной экстракции: дис. … д-ра техн. наук / А.Г. Лаптев. – Казань, 2005. – 229 с.

15. Ясавеев, Х.Н. Модернизация установок переработки углеводородных смесей / Х.Н. Ясавеев, А.Г. Лаптев, М.И. Фарахов; Изд-во Казан. гос. энергет. ун-та. – Казань, 2004. – 307 с.