Preview

Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология

Расширенный поиск
Том 8, № 2 (2018)

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

9-18 17
Аннотация
Сверхкритическая экстракция является одним из многообещающих методов подготовки лигноцеллюлозного сырья для последующей биохимической переработки. В работе выполнен сравнительный анализ состава низкомолекулярных продуктов, полученных при экстракции соломы пшеницы в автоклаве при 285оС в течение 10 мин. В качестве растворителей использованы этанол и диметилкарбонат, близкие по растворяющей способности, но различающиеся алкилирующими свойствами. Установлено, что экстракция соломы диметилкарбонатом характеризуется высокой эффективностью. Получен больший выход экстракта, чем при этанолизе, с высоким содержанием гексанорастворимых соединений. В их составе выявлено преобладающее содержание метиловых эфиров карбоновых кислот, а в составе продуктов фрагментации лигнина -соединений вератрового типа. Предложен механизм образования низкомолекулярных продуктов фрагментации лигнина в условиях сверхкритической экстракции, включающий процессы радикального разрыва алкиларильных эфирных связей, С-С-связей в боковом радикале, реакции дегидратации, этерификации и переэтерификации, а при сверхкритическом этанолизе дополнительно реакцию гидрирования и кето-енольные перегруппировки с образованием кетонов.
19-28 22
Аннотация
Методами рентгенофазового анализа и дифференциально-сканирующей калориметрии проведены систематические исследования фазообразования в тройных солевых системах Cs2MoO4-R2(MoO4)3-Hf(MoO4)2 (R-трехвалентные элементы). В системах установлено образование новых тройных молибдатов составов Cs5RHf(MoO4)6 (R = Al, Cr, Fe, Bi) (S1), Cs(RHf0,5)(MoO4)3,(R = Al, Fe, Cr) (S2), Cs2RBiHf2(MoO4)6,5 (S3). C учетом образования новых тройных молибдатов и особенностей фазообразования в ограняющих системах проведена триангуляция систем в субсолидусной области. Определены термические и электрофизические свойства синтезированных соединений. Тройные молибдаты Cs5RHf(MoO4)6 (R = Al, Cr, Fe) изоструктурны соединению Rb5FeHf(MoO4)6 (гексагональная сингония, пр. гр. Р63, Z = 2), изоформульный висмутовый аналог кристаллизуется в тригональной сингонии (пр. гр. R`3с, Z = 6). Структурным аналогом Cs(RHf0.5)(MoO4)3 (R = Al, Cr, Fe) является Cs(FeZr0.5)(MoO4)3 (тригональная сингония, пр. гр. R`3, Z = 6). Методом автоиндицированияс помощью пакета программ TOPAS 4.2 проведено индицирование дифрактограмм и определение кристаллографических характеристик новых молибдатов лантаноидного ряда Cs2RHf2(MoO4)6.5 (R = Al, Cr, Fe, Bi, La-Lu).
29-38 4
Аннотация
В рамках работы по оптимизации процесса получения гидрохлоридов имидатов 3-феноксибензойной кислоты по реакции Пиннера было изучено влияние избытка спирта и температуры на скорость реакции и выход продуктов. Было выявлено, что оптимальные условия процесса следующие: соотношение реагентов: 3-феноксибензонитрил: спирт = 1: 2÷3, температурный интервал 15-400C при непрерывной подаче хлористого водорода. Доказано, что в данных условиях не происходит образования побочных продуктов. Разработан эффективный способ получения гидрохлоридов имидатов 3-феноксибензойной кислоты, предложена оптимальная конструкция периодического реактора, обеспечивающая высокую скорость процесса и выход полученных гидрохлоридов имидатов 3-феноксибензойной кислоты не менее 95%. Авторами разработана принципиальная технологическая схема, обеспечивающая оптимальные условия протекания процесса и максимальный выход целевых продуктов. Гидрохлориды имидатов 3-феноксибензойной кислоты являются биологически активными веществами, что объясняет интерес к поиску оптимальных параметров проведения процесса их синтеза, а именно сокращение времени протекания реакции и увеличение выхода целевого продукта.
39-47 9
Аннотация
Высокая стоимость редкоземельных элементов ограничивает их использование. Поэтому актуальна разработка новых способов получения редкоземельной продукции на основе изучения физико-химических характеристик и закономерностей процессов, протекающих при извлечении и разделении лантаноидов. Исследованы термодинамические и кинетические параметры процесса экстракционного концентрирования неодима из кислых сред. Изучена экстракция неодима в различных условиях из сернокислой, солянокислой и азотнокислой сред индивидуальными экстрагентами - трибутилфосфатом и ди-(2-этилгексил)фосфорной кислотой, а также их смесью, и рассчитаны основные термодинамические и кинетические параметры процесса. Приведены результаты опытно-экспериментальной работы, данные по экстракции неодима, рассчитаны энтальпия, энтропия, энергия Гиббса экстракции, а также порядок реакции и энергия активации. На основании экспериментальных данных сделаны выводы о механизме изучаемого процесса. Результаты проведенных исследований в дальнейшем помогут упростить процесс извлечения редкоземельных металлов на различных химических производствах.
48-54 16
Аннотация
На основе салицилового альдегида синтезирован новый органический реагент (Е)-2-гидрокси-3-((2-гидроксибензилиден)(амино)бензолсульфокислота. рН-метрическим методом в водно-этанольном среде определены константа диссоциации реагента: рК1=8,47± 0,03, pK2=9,38 ± 0,04. Изучено комплексообразование Fe(III) с (Е)-2-гидрокси-3-((2-гидроксибензилиден)(амино)бензолсульфокислотой в присутствии диантипирилфенилметана (ДАФМ) и 8-оксихинолина. Установлены оптимальные условия комплексообразования. Вычислены основные спектрофотометрические характеристики комплексов (рНопт, λопт, молярный коэффициент поглощения, состав комплексов, интервал подчинения закону Бера). Исследовано комплексообразование железа (III) с реагентом и установлено, что в присутствии ДАФМ и 8-оксихинолина образуются разнолигандные комплексы, при этом наблюдаются батохромные сдвиги в спектре поглощения и максимальный выход сдвигается в кислую среду по сравнению однороднолигандным комплексом. Все методы показали, что соотношение компонентов в бинарных комплексах Fe(III)-R равно 1:2, а в разнолигандных комплексах Fe(III)-R-8-оксихинолин =2:2:1, Fe(III)-R-ДАФМ=1:2:1. Изучено влияние некоторых ионов и маскирующих веществ на образование бинарного и разнолигандных комплексов железа (III). Изучение влияние посторонных ионов и маскирующих веществ на спектрофотометрическое определение железа (III) в виде бинарного и смешаннолигандного комплексов показало, что в присутствии диантипирилфенилметана и 8-оксихинолина увеличивается избирательность реакции . Разработанная методика применена для определения микроколичеств железа в хлебе и пшеничном отрубе.

ФИЗИКО ХИМИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

55-62 10
Аннотация
В лабораторных и полевых условиях было исследовано влияние полисульфида кальция (CaS4) на ростовые, физиолого-биохимические и продуктивные параметры растений пшеницы. Использовали 0,1; 0,5; 1; 2,5 и 5%-е растворы CaS4, инкубируя семена в течение 3 и 6 ч. Измеряли сырую, сухую массу и длину побегов и корней, скорость образования супероксид-аниона, содержание перекиси водорода, определяли пероксидазную и каталазную активности, концентрацию малонового диальдегида (МДА). В полевых исследованиях семена обрабатывали раствором CaS4 из расчета 0,6 л/т, с последующим опеределением количества проростков, пораженных корневой гнилью. При обработке семян в течение 3-х ч в 1%-м растворе у 6-суточных проростков наблюдали увеличение длины листьев, а также по совокупности эффектов воздействия на редокс-систему клеток корня в указанной концентрации CaS4 оказывал наиболее благоприятное влияние. Использование предпосевной обработки раствором CaS4 в полевых условиях привело к росту урожая почти на 3 ц/га и повышению содержания белка в семенах пшеницы на 6%. По фунгицидной активности раствор полисульфида кальция показал более низкую биологическую эффективность при сравнении с известным препаратом ТМТД. Влияние полисульфида кальция на прорастание семян пшеницы зависит от концентрации и времени воздействия. Также изученный препарат полисульфида кальция проявляет определенную фунгицидную активность.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

63-68 10
Аннотация
Методом химического восстановления ионов серебра в матрице сополимера на основе 1-винил-1,2,4-триазола и N-винилпирролидона синтезирован новый водорастворимый полимерный нанокомпозит с ноночастицами серебра размерами 1-6 нм и исследована его биологическая активность. Установлено, что нанокомпозит проявляет высокую антимикробную активность в отношении грамположительных и грамотрицательных микроорганизмов: Escherichia сoli АТСС 25922, Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Klebsiella pneumonia АТСС 700603 (БЛРС), Staphylococcus aureus ATCC 25923, Enterococcus faecalis АТСС 29212. Значения минимальной ингибирующей концентрации и минимальной бактерицидной концентрации нанокомпозита, подавляющие рост исследуемых микроорганизмов, варьируются в пределах 0,5-8 мкг/мл и 0,5-16 мкг/мл, соответственно. Полученные результаты свидетельствуют о перспективности использования полученного нанокомпозита при разработке эффективных антимикробных и антисептических средств для профилактики и лечения опасных заболеваний.
69-76 15
Аннотация
Исследована возможность использования нанонитей поливинилпирролидона (PVP) для иммобилизации клеток Lactobacillus аcidophilus штамма 317/402 Ep. n. v. «НАРИНЭ ААА». В эксперименте апробировано два варианта нанонитей (PVPI и PVPII) диаметром 200 - 300 нм, полученных методом электроспинининга. Первый вариант - это нанонити чистого высокомолекулярного поливинилпирролидона, в нитях второго варианта присутствовал еще и оксид цинка. В установке для электроспиннинга использован шприцевого насос «NE-300» и источник высокого напряжения «ИНВР-30/5» для создания электрическое поле напряженностью 1,8 кВ/см. Эффективность иммобилизации поливинилпирролидоном учитывали по состоянию и морфологии клеток ацидофильных лактобактерий, изменению скорости роста и степени рН культуральной среды. Установлено, что в присутствии PVP происходит увеличение размера колоний лактобактерий до 0,34 см, а количество жизнеспособных клеток изменяется от 4,1´ 107 КОЕ/мл (PVP II) до 7,4 ´ 108 КОЕ/мл (PVPI). Модификация PVP оксидом цинка стимулирует кислотоустойчивость пробиотических бактерий и вызывает формирование стойкой биопленки из экзогенных метаболитов. С помощью сканирующего электронного микроскопа установлен неоднородный характер экзометаболитного матрикса, состоящего преимущественно из экстрацеллюлярных волокон, временно удерживаемых на поверхности клеток бактерий. Полученные результаты подтверждают перспективность использования нанонитей PVP и их модификаций для оптимизации технологии иммобилизации пробиотиков.
77-85 12
Аннотация
При использовании искусственно созданной модельной системы, нами была изучена роль бактериальной целлюлозы в деятельности симбиотического сообщества микроорганизмов Medusomyces gisevii. Показано, что во время культивирования Medusomyces gisevii во всех вариантах, в условиях присутствия и отсутствия бактериальной целлюлозы в культуральной среде, отмечается понижение величин рН и возрастание значений электропроводности, на изменение которых влияла природа экстрактов питательной среды. Величины коэффициентов корреляции во всех вариантах имели высокие значения и изменялись в пределах от -0,88 до -0,99. В условиях присутствия бактериальной целлюлозы проявлялось резкое понижение рН и, соответственно, возрастание электропроводимости культуральной среды. Наличие БЦ способствовало активизации деятельности симбиотического сообщества микроорганизмов и проявлялось в значительном снижении величин рН на 22,0-24,3% и возрастании электропроводимости на 106-169%. Данный эффект обусловлен тем, что присутствие БЦ на поверхности культуральной жидкости способствует иммобилизации микроорганизмов в структуре гель-пленки, которая обеспечивает их доступность к питательному субстрату и возможности в дальнейшем последовательного превращения его до уксусной кислоты. Полученные данные свидетельствуют о том, что для нормального функционирования Medusomyces gisevii крайне необходима бактериальная целлюлоза, которая может выполнять роль консолидирующей матрицы, служащей местом совместной метаболической деятельности различных видов микроорганизмов.

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

86-92 11
Аннотация
Большое внимание как научных, так и производственных работников занимают вопросы очистки нефти и нефтепродуктов от серосодержащих соединений. Имеющиеся данные исследований дают основание предполагать возможность создания крупнотоннажной, экологически чистой технологии очистки нефти от серосодежащих соединений, химическими реагентами - нейтрализаторами. Применение химических добавок - нейтрализаторов серосодержащих соединений (сероводорода, метил-, этилмеркаптанов), позволяет улучшить характеристики нефти в качестве товарного продукта. В настоящей работе в качестве нейтрализаторов серосодержащих соединений были выбраны марки: HTH-50, комплекс 007 D 3, комплекс 007 D 4, нордек 323 ТМ 1, НГА 50, НГА 54, HSW82165/HSW82185, HSW82677, Каскад-ПСВ, ЭРА-ПН. В результате применения нейтрализаторов при обработке анализируемых образцов нефти, самым подходящим по результатам опытных испытаний оказался нейтрализатор HSW 82677 (формальдегидная основа), показавший наилучшие результаты. Он дает снижение содержание сероводорода до 23 ppm через 48 ч при минимальном расходном коэффициенте 4,7.
93-102 11
Аннотация
Цель - изучение влияния структурных характеристик щелевой фильтрующей перегородки на гидродинамику и структуру газового потока в каналах перегородки, что необходимо для разработки метода расчета гидравлического сопротивления и создания наиболее энергетически выгодных условий работы щелевого фильтра. Для изучения структуры потока в щелевых каналах разработано математическое описание течения потока в канальной модели для коридорной и шахматной щелевой перегородок, которое позволяет определить локальную скорость потока в любой точке канала фильтрующей перегородки, построить профили скоростей в любом поперечном сечении канала в зависимости от типа щелевой перегородки. Выполнено моделирование профилей скоростей в каналах коридорной и шахматной структур щелевых перегородок для различных диаметров проволоки и числа ее слоев, в зависимости от скорости фильтрования. Установлено, что для щелевых фильтрующих перегородок с диаметром проволоки от 0,5 до 1,4 мм, количеством слоев от 2 до 7 при скорости фильтрования в пределах 0,05-0,2 м/с течение потока происходит при ламинарном режиме, а обтекание витков проволоки при переходном режиме. Установлено, что стабилизация распределения скоростей по поперечному сечению канала в щелевой перегородке происходит после четвертого слоя витков. Предложена математическая зависимость для расчета гидравлического сопротивления щелевого фильтрующей перегородки с учетом ее структурных характеристик и гидродинамического режима газового потока.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ

103-109 29
Аннотация
Фруктово-сывороточные напитки - продукты на основе цельной или восстановленной молочной сыворотки, которые широко применяются в ежедневном рационе питания людей. В настоящее время для их приготовления преимущественно используется вода системы централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, которая периодически не соответствует требованиям к воде для пищевой промышленности. Для разработки эффективной адсорбционной технологии доочистки питьевой воды необходимы данные по равновесию, кинетике и динамике адсорбционного процесса. Проведено исследование адсорбции смеси фенола и хлорфенола на активных углях, отличающихся природой, структурой, удельной поверхностью. Показан механизм массопереноса при адсорбции смеси фенола и хлорфенола из водных растворов. Определены основные адсорбционные и кинетические параметры. Предложена модель для оптимизации процесса адсорбции в смеси. На основе комплекса исследований по равновесию, кинетике и динамике адсорбции фенола и хлорфенола при их совместном присутствии из водных растворов на активных углях и инженерных расчетов разработана технология сорбционной очистки питьевой воды.
110-116 14
Аннотация
Съедобные пленки можно определить как первичную упаковку, изготовленную из съедобных компонентов, которая может быть съедена вместе с пищей. Целью данной работы является оценка органолептических свойств, структуры, влагопоглощения, механических характеристик для съедобных двухслойных пленок, полученных на основе яблочного пюре, один из слоев которой получен с использованием ксантановой камеди. Пленки с добавлением ксантановой камеди, КМЦ, клетчатки имеют желто-золотой оттенок, пленки с добавлением агара, каррагинана, пектина имеют темно грушевый оттенок. Структура у всех образцов пленок однородная, губчатая. Наиболее приемлемыми вкусовыми свойствами и пережевываемостью обладает двухслойная пленка с добавлением ксантановой камеди в первый и во второй слой. Значение показателя водопоглощения выше у съедобной пленки по сравнению с другими пленочными материалами, во второй слой которой входит 2% пектина. По совокупности проведенных исследований можно сделать вывод о высокой перспективности работ по получению и исследованию свойств съедобных пленок. Очевидно, что природа пластификатора во втором слое оказывает важное влияние на прочностные свойства пленок.

ПРИКЛАДНАЯ ЭКОЛОГИЯ

117-124 17
Аннотация
Представлены результаты работы Регионального центра мониторинга безопасности лекарственных средств Иркутской области в системе Фармаконадзора. Анализ проведен на основе экологического мониторинга о нежелательных побочных реакциях антибактериальных препаратов (АБП). Использованы данные 343 событий, зарегистрированных специалистами в медицинских организациях области. Дана гендерная и возрастная характеристика пациентам, у которых наблюдались проявления лекарственной токсичности. Систематизированы клинические проявления осложнений, возникших под воздействием химических антимикробных факторов. Приведено описание основной симптоматики, проявившейся поражениями кожи и желудочно-кишечного тракта. Определены проблемные группы АБП, вызвавшие осложнения. Лекарственный мониторинг показал, что значительная часть неблагоприятных реакций (НПР) была связана с использованием двух классов лекарственных препаратов: β-лактамных антибиотиков и группы фторхинолонов (57% сообщений). Анализ воздействия цефалоспоринов и «защищенных» пенициллинов выявил большую частоту регистрации побочных реакций при использовании цефтриаксона. Доля сообщений на этот антибиотик составила 27,1% от всех зарегистрированных нежелательных побочных реакций. На амоксициллин с клавулановой кислотой приходилось 10,2% извещений; на амоксициллин - 6,12%. Установлены такие факторы риска неэффективности антибактериальной терапии при уроинфекциях: длительный анамнез заболевания, выделение двух и более уропатогенов, наличие сочетанной инфекции верхних и нижних отделов мочевыводящих путей.
125-131 12
Аннотация
В статье приведены данные по аккумуляции тяжелых металлов в тканях и органах тополя пирамидального в промышленных и селитебных функциональных зонах г. Курска. Установлено, что листья тополя пирамидального, вегетирующего в промышленной зоне обладают максимальной депонирующей способностью и накапливают в 1,1 - 5,06 раз больше тяжелых металлов, чем листья изучаемой породы в селитебной зоне. Концентрации Pb и Cd в тканях тополя пирамидального зависят от их содержания в окружающей среде. Отмечено, что они либо превышают норму в 1-27 раз, либо граничат с нормальными значениями концентраций тяжелых металлов в растениях. Концентрации Zn, Cu и Ni в тканях деревьев тополя на изученных территориях не превышали ПДК. Отмечено, что содержание тяжелых металлов в тканях надземных и подземных органов тополя пирамидального сильно разнятся. Предел колебаний концентраций свинца в исследованных растениях достигает 241,2 единицы. Подобные флуктуации обусловлены физиологическими и анатомическими особенностями тканей тополя, характером загрязнения почв, а также интенсивностью антропогенного воздействия на окружающую среду. В загрязненных ареалах города резко меняется сродство элементов к накоплению в депонирующих органах растений. В промышленной зоне г. Курска в древесине тополя пирамидального преимущественно компартментируются Pb, Cd и Ni, в селитебной зоне - Zn, Cu.
132-144 18
Аннотация
Определены формы нахождения цинка, кадмия, свинца и меди в снежном покрове г. Читы. По вычисленным эколого-геохимическим и санитарно-гигиеническим показателям выявлено, что территория города характеризуется средним и высоким уровнем загрязненности снежного покрова. Основная нагрузка токсичными ионами приходится на пылевую фракцию снега. По величине пылевой нагрузки Pn наиболее неблагополучными являлись центральная (более 12 т·км2·сут.) и восточная (более 7 т·км2·сут.) части г. Читы. Это связано, вероятно, с высокой антропогенной нагрузкой и преобладающим направлением воздушных масс. Кроме того, большое значение имеют рельеф и климатические факторы, усиливающие задержку пыли и токсичных веществ при формировании плотного смога. Вычисленный средний суммарный показатель нагрузки изученных металлов из пылевой фракции (Zp = 76,295) соответствует низкому уровню загрязнения, однако имелись и аномалии, где отмечался высокий уровень этого показателя. Доля водорастворимых форм поллютантов не превышает в среднем 0,3% от общего количества тяжелых металлов. По среднему значению суммарного показателя нагрузки (ZC) доля водорастворимых форм составила 10,9%. Однако опасность этого загрязняющего фактора высока, и при вычислении коэффициента зараженности необходимо талую воду разбавлять чистой водой в 84 раза для рыбохозяйственных целей и в 15 раз - для хозяйственно-питьевого использования. Для всех форм поллютантов основными источниками поступления в окружающую среду являются предприятия теплоэнергетики и автотранспорта. Значительное накопление токсичных элементов в снежном покрове города Читы связано с неудачным расположением основных промышленных предприятий, рельефом территории и специфическими климатическими условиями.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

145-148 11
Аннотация
Цель исследования - продолжение работы по изучению межфазных процессов, протекающих на границе раздела дисперсный наполнитель-олигомер в присутствии апро-тонного растворителя. В экспериментальной части представлен инструментальный и методологический аппарат, позволяющий оценить степень и интенсивность взаимодействия функционального олигомера с оксидами металлов, являющихся полифункциональными компонентами полимерных композиций. Показана возможность отнесения карбонилсодержащих олигомеров, получаемых методом карбоксидирования, к хелатирующим лигандам.
149-152 9
Аннотация
Цель - первичное изучение низкомолекулярных БАВ из жмыха ранета пурпурного. Проведена экстракция жмыха растворителями и суперкритическая флюидная (СКФ) экстракция СО2. Для изучения влияния влажности сырья и добавки модификатора на эффективность СКФ СО2 экстракции использовали высушенный жмых, жмых с естественной влажностью (21,5%) и жмых с естественной влажностью и добавкой спирта. Все экстракты анализировали методом ГХ-МС. Определено относительное содержание в каждом экстракте основных химических классов: алканов, карбоновых кислот, сложных эфиров, спиртов, оксосоединений и фенолов.


ISSN 2227-2925 (Print)
ISSN 2500-1558 (Online)