AGRIS - 

2022

Marchenok, M.V. | Rochin, E.O. | Palagina, M.V. | Tekut'eva, L.A.

Modern technologies to produce vitamins B2 (riboflavin) and B12 (cyanocobalamin), involving the use of various producer strains or chemical synthesis are analyzed. The shortcomings of the chemical synthesis of vitamins and the difficulties that arise when using biotechnological synthesis are revealed. Based on the conducted studies, a schematic diagram of the biosynthesis of vitamins based on strains of Bacillus subtilis (to produce B2) and Pseudomonas denitrificans (to produce B12) is proposed. Nutritional media for growing strain cultures and fermentation are sterilized at t 121 deg. C for 20 min. The growing up of cultures is carried out at t 34-38 deg. C and aeration for 24 h (stirring mode 60-120 rpm). The grown-up cultures are transferred to media for fermentation, which is carried out at t 34-38 deg. C for 3-5 days (stirring mode 20-60 rpm). In the production of vitamin B2, further separation of the liquid fraction, isolation, and purification (sorption and recovery) of vitamin B2, its concentration and crystallization are carried out. In the production of vitamin B12 the fermentation is followed by separation and hydrolysis of cellular biomass, chromatographically isolation and purification of the vitamin, concentration of the collected fractions and crystallization. The introduction of the developed technologies will expand the production of vitamins B2 and B12 in the conditions of Russian enterprises. | Проанализированы современные технологии производства витаминов B2 (рибофлавин) и B12 (цианокобаламин), предусматривающие использование различных штаммов-продуцентов или химического синтеза. Выявлены недостатки химического синтеза витаминов и сложности, возникающие при использовании биотехнологического синтеза. На основании проведенных исследований предложена принципиальная схема биосинтеза витаминов на основе штаммов Bacillus subtilis (для производства B2) и Pseudomonas denitrificans (для производства B12). Питательные среды для подращивания культур штаммов и ферментации стерилизуют при t 121 град. C в течение 20 мин. Подращивание культур ведут при t 34-38 град. C и аэрации в течение 24 ч (режим перемешивания 60-120 об/мин). Подрощенные культуры переносят в среды, предназначенные для ферментации, которую проводят при t 34-38 град. C в течение 3-5 сут (режим перемешивания 20-60 об. мин). При производстве витамина B2 далее осуществляют сепарацию и отделение жидкой фракции, выделение и очистку (сорбция и воcстановление) витамина B2, его концентрирование и кристаллизацию. При производстве витамина B12 после ферментации проводят сепарацию и гидролиз клеточной биомассы, хроматографически выделяют и очищают витамин, проводят концентрирование собранных фракций и кристаллизацию. Внедрение разработанных технологий расширит возможности производства витаминов B2 и B12 в условиях российских предприятий.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Dorokhov, A.S. | Sibirev, A.V. | Aksenov, A.G. | Mosyakov, M.A.

The most critical problem in implementing any technology is to reduce labor costs while ensuring energy and resource conservation and simultaneously increasing the yield of cultivated crops and, consequently, reducing the cost of production. It has been established that the use of energy-saving technologies will reduce the number of passes of aggregates across the field, preserve soil fertility, and minimize environmental pollution from fuel combustion products. There is presented a method of comprehensive assessment of the quality of technological operations of energy-resource-saving technologies for harvesting root crops and potatoes under high humidity conditions. The described coefficient of energy-resource saving takes into account the direct costs of energy in the cultivation of crop products, including the costs of energy obtained from the liquid fuel combustion, direct costs of energy required for crop production, the energy of material and technical resources, and the energy of current assets. Numerical values of the comprehensive assessment indicator of energy-saving features of harvesting root crops and potatoes will estimate the quality of technogenic impact of a set of machines used for harvesting vegetable crops. The use of the proposed method can help adequately estimate crop production's energy efficiency, with reference to the energy of direct and indirect costs. | Важнейшей проблемой при реализации любой технологии является уменьшение затрат труда, энергии и ресурсосбережение с одновременным повышением урожайности возделываемых культур и, как следствие, снижением себестоимости продукции. Установлено, что использование сберегающих технологий позволит снизить количество проходов агрегатов по полю, сохранить плодородие почвы, минимизировать загрязнение окружающей среды от продуктов сгорания топлива. Представлен метод комплексной оценки качества выполнения технологических операций энергоресурсосберегающей технологии уборки корнеплодов и картофеля в условиях повышенной влажности. Описываемый коэффициент энергоресурсосбережения учитывает прямые затраты энергии при возделывании продукции растениеводства, включающие в себя затраты энергии, полученной от сгорания жидкого топлива, энергии прямых затрат при производстве продукции растениеводства, энергии материально-технических ресурсов и энергии оборотных средств. Численные значения показателя комплексной оценки энергоресурсосбережения технологического процесса уборки корнеплодов и картофеля позволят судить о качестве техногенного воздействия комплекса машин при уборке овощных культур. Применение предложенного метода позволяет адекватно оценить энергетическую эффективность производства продукции растениеводства с учетом энергии прямых и косвенных затрат.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Vasil'ev, Eh.V. | Shalavina, E.V.

Анализ интенсивного животноводства показал, что для всех хозяйств, особенно для крупных комплексов, необходима оптимизация производства, оценка технологий обращения с навозом с учетом экономической рентабельности, ресурсосбережения, максимального сохранения питательных веществ и минимальных эмиссий в окружающую среду. Экологическая безопасность животноводческих комплексов достигается за счет создания сбалансированной системы эффективного переноса питательных веществ (азота и фосфора) из жидких органических отходов в конечные продукты путем применения технологических операций, учитывающих характеристики как исходного материала, так и конечных продуктов (твердое органическое удобрение, жидкое органическое удобрение, биогаз, очищенная жидкость и т. д.). Комплексный анализ существующих технологий по обращению с жидкими отходами животноводства позволил разработать общий порядок получения конечных продуктов из навоза с заданным содержанием питательных веществ следующими методами: естественная биологическая обработка; сочетание физических воздействий, сопровождаемых естественными биологическими процессами в разделенных фракциях навоза; сочетание физических действий и специально организованных биологических процессов; сочетание физических, химических воздействий и организованных биологических процессов. Проанализированы технологии и технические средства переработки жидких органических отходов животноводства. Применен метод декомпозиции. В результате анализа выявлено 17 технологических операций, сочетание которых позволяет сформировать 209 технологий переработки жидких органических отходов животноводства. | An analysis of intensive animal husbandry has shown that for all farms, especially for large complexes, it is necessary to optimize production, to evaluate manure management technologies with reference to economic profitability, resource saving, maximum preservation of nutrients and minimum emissions into the environment. Ecological safety of livestock complexes is achieved by creating a balanced system of efficient transfer of nutrients (nitrogen and phosphorus) from liquid organic waste to final products through the use of technological operations that take into account the characteristics of both the starting material and the final products (solid organic fertilizer, liquid organic fertilizer, biogas, purified liquid, etc.). A comprehensive analysis of existing technologies for handling liquid animal waste has allowed developing a general procedure for obtaining final products from manure with a given nutrient content by the following methods: natural biological treatment; a combination of physical effects accompanied by natural biological processes in separated fractions of manure; a combination of physical actions and specially organized biological processes; a combination of physical, chemical effects and organized biological processes. There have been analyzed technologies and facilities of processing liquid organic waste of animal husbandry. The decomposition method is applied. As a result the analysis, there were identified 17 technological operations, the combination of which makes it possible to develop 209 technologies for processing liquid organic waste of animal husbandry.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2022

Spesivtsev, A.V. | Sukhoparov, A.I. | Spesivtsev, V.A. | Semenov, A.I.

The use of domain expertise (DE) and the accumulated experience of highly skilled specialists in agriculture are traditional and ubiquitous. This practice is explained by the difficulty of modeling agricultural processes and technologies by deterministic mathematical methods. However, to date, a fuzzy-possibility approach has been developed to formalize explicit and implicit DE in the form of mathematical models in a multi-factorial space for solving practical problems. Two examples of constructing fuzzy-possibility models (FPMs) are considered. The first one is for evaluating and forecasting the yield as a generalized indicator of the efficiency of the technological process for the production of grass feed, and the second one is by evaluating the content of exchangeable energy in the resulting feed. The tasks were solved according to a unified methodology from a unified position, but each in its own factor space. It is shown that the results of quantitative evaluation by the constructed models make it possible to evaluate the effectiveness of the technologies used, as well as to compare the results obtained with the true state of production forage from grasses in farms, depending on the technologies used by them. The discrepancies between the calculated and actual indicators of green feed yield were no more than 5%. The adequacy of calculations based on the actual states of the various applied technologies proposed by the FPMs allows recommending the considered approach for application in farms of the North-West region of the Russian Federation. | Использование экспертных знаний (ЭЗ) и накопленный опыт высококвалифицированных специалистов в сельском хозяйстве применяются традиционно и повсеместно. Такая практика объясняется трудностью моделирования с.-х. процессов и технологий детерминированными математическими методами. Однако к настоящему времени разработан нечетко-возможностный подход к формализации явных и неявных ЭЗ в виде математических моделей в многофакторном пространстве решения практических задач. Рассмотрены два примера построения нечетко-возможностных моделей (НВМ). Первый - для оценивания и прогнозирования урожайности как обобщенного показателя эффективности технологического процесса производства кормов из трав, а второй – по оценке содержания обменной энергии в получаемом корме. Задачи решались по единой методике с единых позиций, но каждая в своем факторном пространстве. Показано, что результаты количественного оценивания по построенным моделям позволяют оценить эффективность применяемых технологий, а также сравнивать полученные результаты с истинным состояниям производства кормов из трав в хозяйствах в зависимости от применяемых ими технологий. Расхождения между расчетными и фактическими показателями выхода зеленых кормов составили не более 5%. Адекватность расчетов по предлагаемым НВМ фактическим состояниям различных применяемых технологий позволяет рекомендовать рассмотренный подход для применения в хозяйствах Северо-Западного региона РФ.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation