AGRIS - 

2021

Gao, Dan | O. Helikh, Anna | Duan, Zhenhua

Рослинні білки можуть застосовуватися в харчовій промисловості як альтернатива тваринного білка. Останнім часом такі популярні добавки рослинних білків, як соєвий білок та арахісовий білок, широко застосовуються в харчових продуктах, таких як м'ясні продукти, напої та хліб. Крім того, рослинним білкам, таким як білок насіння гарбуза та білок насіння соняшнику, також приділяють дедалі більше уваги у харчовій промисловості. Ці рослинні білки повинні задовольняти функціональні властивості, такі як жироутримуюча здатність та емульгуюча здатність. Проаналізовано ці функціональні властивості та проведено їх порівняння. У цьому дослідженні для виділення чотирьох видів білкових ізолятів олійних культур, використовували метод лужного розчинення з подальшим кислотним осадженням. Ізолят білка арахісу (ІБА), ізолят білка насіння гарбуза (ІБНГ), ізолят білка насіння соняшнику (ІБНС) та ізолят білка сої (ІБС) готувались із знежиреного борошна відповідного виду. Були досліджені та проаналізовані функціональні властивості, такі як вологоутримуюча здатність (ВУЗ), жиропоглинаюча здатність (ЖПЗ), час змочування (ЧЗ), емульгуюча здатність (ЕЗ), стійкість емульсії (СЕ), піноутворююча здатність (ПЗ) та стійкість піни (СП) всіх чотирьох видів ізолятів білка. Результати показали, що різні ізоляти білка виявляли різні функціональні властивості. ПЗ ІБА показала найвище значення 18.18 ± 0.97 %, порівняно з ПЗ ІБНГ (3.88 ± 1.69 %), ІБС (7.76 ± 2.04 %) та ІБНС (9.33 ± 1.39 %). ІБНГ демонстрував найкоротший ЧЗ 11.02 ± 3.13 і найвищий показник ЖПЗ 1.34 ± 0.004 мл/г. Рослинні білки можуть застосовуватися в харчовій промисловості як альтернатива тваринного білка. Останнім часом такі популярні добавки рослинних білків, як соєвий білок та арахісовий білок, широко застосовуються в харчових продуктах, таких як м'ясні продукти, напої та хліб. Крім того, рослинним білкам, таким як білок насіння гарбуза та білок насіння соняшнику, також приділяють дедалі більше уваги у харчовій промисловості. Ці рослинні білки повинні задовольняти функціональні властивості, такі як жироутримуюча здатність та емульгуюча здатність. Проаналізовано ці функціональні властивості та проведено їх порівняння. У цьому дослідженні для виділення чотирьох видів білкових ізолятів олійних культур, використовували метод лужного розчинення з подальшим кислотним осадженням. Ізолят білка арахісу (ІБА), ізолят білка насіння гарбуза (ІБНГ), ізолят білка насіння соняшнику (ІБНС) та ізолят білка сої (ІБС) готувались із знежиреного борошна відповідного виду. Були досліджені та проаналізовані функціональні властивості, такі як вологоутримуюча здатність (ВУЗ), жиропоглинаюча здатність (ЖПЗ), час змочування (ЧЗ), емульгуюча здатність (ЕЗ), стійкість емульсії (СЕ), піноутворююча здатність (ПЗ) та стійкість піни (СП) всіх чотирьох видів ізолятів білка. Результати показали, що різні ізоляти білка виявляли різні функціональні властивості. ПЗ ІБА показала найвище значення 18.18 ± 0.97 %, порівняно з ПЗ ІБНГ (3.88 ± 1.69 %), ІБС (7.76 ± 2.04 %) та ІБНС (9.33 ± 1.39 %). ІБНГ демонстрував найкоротший ЧЗ 11.02 ± 3.13 і найвищий показник ЖПЗ 1.34 ± 0.004 мл/г. | Растительные белки могут применяться в пищевой промышленности в качестве альтернативы животного белка. В последнее время такие популярные добавки растительных белков, как соевый белок и арахисовый белок, широко применяются в пищевых продуктах, таких как мясные продукты, напитки и хлеб. Кроме того, растительным белкам, таким как белок семян тыквы и белок семян подсолнечника, также уделяют все больше внимания в пищевой промышленности. Эти растительные белки должны удовлетворять функциональные свойства, такие как жиро поглощающая способность и эмульгирующая способность. Проанализированы эти функциональные свойства и проведено их сравнение. В этом исследовании для выделения четырех видов белковых изолятов масличных культур, использовали метод щелочного растворения с последующим кислотным осаждением. Изолят белка арахиса (ИБА), изолят белка семян тыквы (ИБСТ), изолят белка семян подсолнечника (ИБСП) и изолят белка сои (ИБС) готовились с обезжиренной муки соответствующего вида. Были исследованы и проанализированы функциональные свойства, такие как влагоудерживающая способность (ВУЗ), жиропоглощающая способность (ЖПС), время смачивания (ВС), эмульгирующая способность (ЭС), стабильность эмульсии (СЭ), пенообразующая способность (ПО) и устойчивость пены (УП) всех четырех видов изолятов белка. Результаты показали, что различные изоляты белка проявляли различные функциональные свойства. ПО ИБА показала высокое значение 18.18 ± 0.97 % по сравнению с ПО ИБСТ (3.88 ± 1.69 %), ИБС (7.76 ± 2.04 %) и ИБСП (9.33 ± 1.39 %). ИБСТ демонстрировал кратчайший ВС 11.02 ± 3.13 и самый высокий показатель ЖПЗ 1.34 ± 0.004 мл/ч. Кроме того, ИБС показал высокое значение СЭ 100.84 ± 9.69 м2/ч. Отмечено, что, хотя не все функциональные свойства ИБСТ демонстрировали высокие показатели, однако, ИБСТ демонстрировал кратчайшее ВС и высокое значение показателя ЖПС, что делает его перспективным в качестве добавки в мясные продукты и может улучшить ЖПС и вкусовые качества мясных продуктов. Более того, ИБСТ не содержит хлорогеновой кислоты, которая содержится в ИБСП, а, следовательно, не влияет на органолептические и пищевые качества пищевых продуктов. | Plant proteins can be applied in food processing as alternatives to animal protein. Recently, popular additives of plant proteins such as soybean protein and peanut protein are widely applied in food products, like meat products, beverages, and breads. Besides, new plant proteins such as pumpkin seed protein and sunflower seed protein also get more and more attention in food industry. These plant proteins need to satisfy some special functional properties such as oil-absorbing ability and emulsifying property for developing new food products by industry. It is necessary to analyze these functional properties and make a comparison for better utilization. Since the alkaline solution and acid precipitation is still an effective method to satisfy the demand of industrial large-scale production to protein isolates. In the present study, using alkali solution and acid precipitation, four kinds of oilseed protein isolates such as peanut protein isolate (PEPI), pumpkin seed protein isolate (PUPI), sunflower seed protein isolate (SUPI), and soybean protein isolate (SOPI) were prepared from defatted peanut meal, defatted pumpkin seed meal, defatted sunflower seed meal and defatted soybean meal. The functional properties including water-absorbing ability (WA), oil-absorbing ability (OA), wetting time (WT), emulsifying ability (EA), emulsifying stability (ES), foaming ability (FA), and foaming stability (FS) of these four kinds of protein isolates were investigated. The results showed that different protein isolates exhibited different functional properties. Compared to the FA of PUPI (3.88 ± 1.69 %), SOPI (7.76 ± 2.04 %), and SUPI (9.33 ± 1.39 %), the FA of PEPI showed the highest value of 18.18 ± 0.97 %. The PUPI exhibited the shortest WT of 11.02 ± 3.13 s and the highest OA of 1.34 ± 0.004 mL/g. Besides, SOPI showed the highest EA value of 100.84 ± 9.69 m2/g. Notably, although not all functional properties of PUPI showed the best value, PUPI exhibited the shortest WT and the highest OA value, which makes it a candidate additive in meat products and might improve the OA and palatability of meat products. Moreover, PUPI does not contain chlorogenic acid, which is contained in SUPI, and therefore does not influence the organoleptic and nutritional quality of food products.

Show more [+]

Less [-]

Oles Honchar Dnipro National University - Ukraine

2021

Nenastina, Tatiana O. | Ved’, Marina V. | Sakhnenko, Mykola D. | Proskurina, Valeria O. | Dacenko, Vita V. | Lavrova, Inna O.

Доказана возможность электросинтеза и управления составом и морфологией поверхности электролитических покрытий кобальта с тугоплавкими металлами при варьировании параметрами электролиза. Установлено, что наряду с основными компонентами в состав покрытий включаются кислород и углерод, и такие системы могут рассматриваться композиционные. Покрытия, осажденные с применением импульсного тока, можно считать композиционными материалами, оксидная фаза для которых образуется непосредственно в электродном процессе как интермедиат неполного восстановления вольфраматов и гидролиза солей циркония. Топография пленок отличается наличием зерен эллиптической и сферической формы с размерами кристаллитов 80 – 180 нм. На поверхности покрытий встречаются выступы (крупные зерна) диаметром 1 – 3 мкм. Фрактальная размерность поверхности составляет 2.77, что свидетельствует о 3D механизме роста кристаллов при формировании покрытий. По фазовому составу композиты являются преимущественно аморфными материалами, которые содержат нанокристаллический кобальт и интерметаллида Co3W и Zr3Co. Исследование морфологии и топографии поверхности композиционных покрытий, а также ее количественного и фазового состава свидетельствует о возможности фотокаталитической активности покрытий Co-Мо-WOх, Co-Mo-ZrO2 и Co-W-ZrO2. Исследование фотодеструкции азокрасителя метилового оранжевого (МО) установлено, что эффективность удаления МО из раствора составила 24 %, 18 % и 10 % за 30 мин облучения ультрафиолетом в присутствии на композиционных покрытиях Co-Мо-WOх, Co-Мо-ZrO2 и Co- W-ZrO2, соответственно. Более высокую фотоактивнисть композиционных покрытий Co-Мо-WOх можно объяснить наличием нестехиометрических оксидов молибдена и вольфрама. | The possibility of electrosynthesis and control of the surface composition and morphology of the electrolytic cobalt coatings with refractory metals by varying the parameters of electrolysis has been proved. It was found that oxygen and carbon are included in the composition of the coatings as well as the main components, thus such systems can be considered as composite. The coatings deposited by pulsed current can be considered as composite materials the oxide phase for which is formed directly in the electrode process as an intermediate of incomplete reduction of tungstates and hydrolysis of zirconium (IV) salts. The topography of the films is distinguished by the presence of elliptical and spherical grains with crystallite sizes of 80 - 180 nm. On the surface of the coatings, there are hills (large grains) with a diameter of 1 - 3 μm. The fractal dimension of the surface is 2.77, which indicates the 3D mechanism of crystal growth during the formation of coatings. In terms of phase composition, composites are predominantly amorphous materials that contain nanocrystalline cobalt and the intermetallic compound Co3W and Zr3Co. The study of the morphology and topography of the composite coatings surface, as well as its quantitative and phase composition, indicates the possibility of photocatalytic activity of the Co-Mo-WOх, Co-Mo-ZrO2 and Co-W-ZrO2 coatings. Investigation of the photodegradation of the azo dye methyl orange found that the efficiency of MO removal from the solution was 24%, 18%, and 10% for 30 min of ultraviolet irradiation in the presence of Co-Mo-WOх, Co-Mo-ZrO2 and Co-W-ZrO2 on composite coatings, respectively. The higher photoactivity of Co-Mo-WOx composite coatings can be explained by the presence of non-stoichiometric molybdenum and tungsten oxides. | Доведено можливість електросинтезу і керування складом і морфологією поверхні електролітичних покриттів кобальту з тугоплавкими металами варіюванням параметрами електролізу. Встановлено, що поряд з основними компонентами до складу покриттів включаються Оксиген та Карбон, і такі системи можуть розглядатися як композиційні. Покриття, осаджені із застосуванням імпульсного струму, можна вважати композиційними матеріалами, оксидна фаза для яких утворюється безпосередньо в електродному процесі як інтермедіат неповного відновлення вольфраматів та гідролізу солей цирконію. Топографія плівок відрізняється наявністю зерен еліптичної і сферичної форми з розмірами кристалітів 80 – 180 нм. На основній поверхні зустрічаються виступи (крупні зерна) діаметром 1 – 3 мкм. Фрактальна розмірність поверхні становить 2.77, що свідчить про 3D механізм роста кристалів при формуванні покриття. За фазовим складом композити є переважно аморфними матеріалами, які містять нанокристалічний кобальт та інтерметаліди Co3W і Zr3Co. Дослідження морфології та топографії поверхні композиційних покриттів, а також її кількісного і фазового складу свідчить про можливість фотокаталітичної активності покриттів Co-Мо-WOх, Co-Mo-ZrO2 і Co-W-ZrO2. Дослідження фотодеструкції азобарвника метилового жовтогарячого (МО) встановлено, що ефективність видалення МО з розчину склала 24 %, 18 % і 10 % за 30 хв опромінення ультрафіолетом в присутності на композиційних покриттях Co-Мо-WOх, Co-Мо-ZrO2 і Co-W-ZrO2, відповідно. Вищу фотоактивність композиційних покриттів Co-Мо-WOх можна пояснити наявністю нестехіометричних оксидів Молібдену і Вольфраму.

Show more [+]

Less [-]

Oles Honchar Dnipro National University - Ukraine

2021

А. Demydova, Anastasiya | F. Gladkiy, Fedor | F. Aksonova, Olena | M. Molchenko, Svitlana

Стадия гидратации растительных масел проводится с целью извлечения полярных липидов – фосфолипидов. Эффективность проведения этой стадии заключается не только в низком конечном содержании фосфолипидов в гидратированном масле, но и в безопасности применяемых гидратирующих агентов, скорости, простоте проведения гидратации и низкой стоимости процесса. Исследован процесс гидратации подсолнечного масла в присутствии нового гидратирующего агента – ацетата кальция. Ацетат кальция (пищевая добавка Е 263) является безопасным веществом, которое полностью усваивается организмом человека и не оказывает негативного влияния на окружающую среду. Установлены рациональные условия проведения гидратации с целью получения масла с содержанием фосфолипидов ˂ 0.05%. Определены рациональные условия проведения гидратации в присутствии ацетата кальция. Исследованы основные показатели качества гидратированного масла и лецитина, полученного в результате гидратации. Они соответствуют требованиям действующих нормативных документов. Одним из недостатков лецитина подсолнечника является его способность переходить из жидкого состояния в пластическое, то есть повышать вязкость в процессе хранения. Доказан двойной технологический эффект использования ацетата кальция – как эффективного гидратирующего агента и как добавки, способной существенно снижать вязкость лецитинов, полученных на стадии гидратации, до значений, при которых они не образуют пластической модификации. | Стадія гідратування рослинних олій проводиться з метою вилучення полярних ліпідів – фосфоліпідів. Ефективність проведення цієї стадії полягає не лише в низькому остаточному вмісті фосфоліпідів у гідратованій олії, а й у безпечності застосованих гідратуючих агентів, швидкості, простоті проведення гідратування та низькій вартості процесу. Досліджено процес гідратування соняшникової олії в присутності нового гідратуючого агенту – ацетату кальцію. Ацетат кальцію (харчова добавка Е 263) є безпечною речовиною, що повністю засвоюється організмом людини та не чинить негативного впливу на довкілля. Встановлено раціональні умови проведення гідратування з метою одержання олії зі вмістом фосфоліпідів ˂ 0.05 %, а саме: кількість ацетату кальцію – 0.01 %;тривалість гідратування – 10 хв; кількість води – 1 %. Визначено раціональні умови проведення гідратування в присутності ацетату кальцію. Досліджено основні показники якості гідратованої олії та лецитину, одержаного в результаті гідратування. Вони відповідають вимогам діючих нормативних документів. Одним з недоліків лецитину соняшнику є його здатність переходити з рідкого стану до пластичного, тобто підвищувати в’язкість в процесі зберігання. Доведений подвійний технологічний ефект використання ацетату кальцію – як ефективного гідратаційного агенту та добавки, що суттєво знижує в’язкість лецитинів (які одержують на стадії гідратування) до значень, за яких вони не утворюють пластичної модифікації. | The stage of degumming of vegetable oils is carried out in order to extract polar lipids – phospholipids. The efficiency of this stage depends not only on the low final content of phospholipids in the refined oil, but also on the safety of the used degumming agents, speed, easiness  of degumming and low cost of the process. The process of degumming of sunflower oil in the presence of a new degumming agent - calcium acetate has been studied. Calcium acetate (food additive E 263) is a safe substance that is completely absorbed by the human body and does not have a negative impact on the environment. Rational conditions for degumming to obtain the oil with a phospholipid content of ˂ 0.05% have been established. Rational conditions for degumming in the presence of calcium acetate have been determined. The main indicators of the quality of refined oil and lecithin obtained as a result of degumming have been investigated. They comply with the requirements of the current regulatory documents. One of the disadvantages of sunflower lecithin is its ability to be changed from a liquid to a plastic state,  namely, , to increase the viscosity during storage. The double technological effect of using calcium acetate has been proven – it is  an effective degumming agent and an additive,  is able to significantly reduce the viscosity of lecithins, obtained at the hydration stage, to the values at which they do not form plastic modification.

Show more [+]

Less [-]

Oles Honchar Dnipro National University - Ukraine

2021

V. Krusir, Galyna | G. Zakharchuk, Valentina | V. Sevastyanova, Elena | N. Pylypenko, Liudmyla | I. Mazurenko, Kseniia

The analytical review showed the promising use of lysozyme as a valuable natural antibacterial drug. The eperimental monitoring of natural sources of drugs with antibacterial activity showed the feasibility of using secondary raw materials from water resources of the Black Sea basin, obtained during the mussels processing. The isolation and chromatographic purification of lysozyme was carried out. Only the samples eluted with 0.6 M NaCl solution in 0.02 M acetate buffer, pH 5.0, were found out to exhibit lytic activity. The fraction possessinglytic activity was 54 cm3 and corresponded to the elution with 0.6 M solution of NaCl in 0.02 M acetate buffer, pH 5.0. The lysozyme under study, according to the results of gel electrophoresis in 15% PAH using the calculated calibration curve,  is characterized by a molecular weight of 18 kDa, which confirms its belonging to low molecular weight proteins. A preparation of lysozyme with a specific activity of 206 u/mg with a molecular weight of 18 kDa and purification degree of 946.6 was obtained from the juice of Black Sea mussels. The antibacterial activity of the obtained lysozyme preparation against pathogens of food poisoning and food spoilage was studied. The data obtained allow us to predict the prospects of using mussels as a source of highly active lysozyme. | Аналітичний огляд показав перспективність використання лізоциму як цінного природного антибактеріального препарату. Експериментальний моніторинг природних джерел препаратів з антибактеріальною активністю виявив доцільність використання вторинної сировини з водних ресурсів чорноморського басейну, отриманого в процесі переробці мідій. Проведено виділення і хроматографічне очищення ферментного препарату лізоциму. Визначено, що тільки зразки, елюйовані 0.6 М розчином NaСl в 0.02 М ацетатному буфері, pH 5.0, виявляють літичну активність. Фракція з літичною активністю склала 54 см3 при елююванні 0.6 М розчином NaCl в 0.02 М ацетатному буфері, pH 5.0. Лізоцим, досліджений за результатами гель-електрофорезу в 15 % ПААГ з використанням калібрувальної кривої, характеризується молекулярною масою 18 кДа, що підтверджує його приналежність до низькомолекулярних білків. Отримано препарат лізоциму з соку чорноморських мідій з питомою активністю 206 од / мг, молекулярна маса якого становить 18 кДа, ступінь очищення – 946.6. Досліджено антибактеріальну активність отриманого препарату лізоциму до збудників харчових отруєнь і псування харчових продуктів. Отримані результати дозволяють прогнозувати перспективи використання мідій як джерела високоактивного лізоциму. | Аналитический обзор показал перспективность использования лизоцима как ценного природного антибактериального препарата. Экспериментальный мониторинг природных источников препаратов с антибактериальной активностью выявил целесообразность использования вторичного сырья из водных ресурсов Черноморского бассейна, полученного при переработке мидий. Проведено выделение и хроматографическая очистка ферментного препарата лизоцима Было определено, что только образцы, элюированные 0.6 М раствором NaCl в 0.02 М ацетатном буфере, pH 5.0, проявляют литическую активность. Фракция с литической активностью составила 54 см3 и соответствует элюированию 0.6 М раствором NaCl в 0.02 М ацетатном буфере, pH 5.0. Лизоцим, изученный по результатам гель-электрофореза в 15 % -ном ПААГ с использованием калибровочной кривой, характеризуется молекулярной массой 18 кДа, что подтверждает его принадлежность к низкомолекулярным белкам. Получен препарат лизоцима из сока черноморских мидий с удельной активностью 206 ед / мг, молекулярная масса которого составляет 18 кДа, степень очистки – 946.6. Исследована антибактериальная активность полученного препарата лизоцима к возбудителям пищевых отравлений и порчи пищевых продуктов. Полученные данные позволяют прогнозировать перспективы использования мидий как источника высокоактивного лизоцима.

Show more [+]

Less [-]

Oles Honchar Dnipro National University - Ukraine

2021

G. Malikova, Irada | J. Efendi, Arif | M. Babayev, Elmir | M. Salakhli, Aytadj | Sh. Musazadeh, Konul | N. Azizova, Asmet | M. Faradjev, Guseyn

Among the chemicals emitted to the atmosphere, volatile organic compounds (VOCs) are classified worldwide as hazardous air pollutants. Most of the VOCs are organochlorine compounds, widely used in industryas the components of detergents and degreasers, chemical extractants, additives for paints, inks and adhesives, raw materials for drug synthesis, pesticides and polymers, solvents for chemicalsand paint strippers. These compounds are released into the atmosphere and pose a significant health hazard due to their pronounced toxicity, high stability and persistence in the environment. In this study, a total of 6 different metal monoliths containing γ-Al2O3 were studied in the oxidation of dichloromethane (DCM) and tetrachlorethylene (perchlorethylene-PCE). Pt, Pd, separately, were used as the active substances. Before the research experiments of the catalysts have been started, the water supply was optimized. Among the studied catalysts, Pt/Al2O3 was the most active in the oxidation of DCM. | Среди химических веществ, выбрасываемых в атмосферу, летучие органические соединения (ЛОС) во всем мире классифицируются как опасные загрязнители воздуха. Важной группой ЛОС являются хлорорганические соединения, которые широко используются в промышленности в таких областях, как производство моющих и обезжиривающих средств; в качестве экстрагентов; добавок для красок, чернил и клеев, как сырье для синтеза лекарств, пестицидов и полимеров; в качестве растворителей. Наличие этих соединений в атмосфере представляют значительную опасность для здоровья человека из-за их выраженной токсичности, высокой стабильности и стойкости в окружающей среде. В данной работе в качестве катализаторов окисления дихлорметана (DCM) и перхлорэтилена (PCE) исследовано в общей сложности шесть различных металлов, содержащих γ-Al2O3. В качестве активных веществ использовали Pt и Pd по отдельности. Перед началом экспериментов с исследуемыми катализаторами была оптимизирована подача воды. Среди исследованных наиболее активен в окислении DCM был катализатор Pt/ Al2O3. | Серед хімічних речовин, які потрапляють до атмосфери, леткі органічні сполуки (ЛОС) у всьому світі класифікуються як небезпечні забруднювачі повітря. Важливою групою ЛОС є хлороорганічні сполуки, що широко використовуються у промисловості, у таких галузях, як виробництво миючих та знежирюючих засобів; у якості екстрагентів, добавок до барвників, чорнил та клеїв; як сировина для синтеза лікарськіх засобів, пестицидів та полімерів; як розчинники. Наявність цих сполук у повітрі являє значну небезпеку для здоров’я людини з-за вираженої токсичності, високої стабільності та стійкості у навколишньому середовищі. У даній роботі досліджена каталітична активність щодо реакцій окиснення дихлорометана (DCM) та перхлороетилена (PCE) загалом шести металів зі вмістом γ-Al2O3. У якості активних речовин використовували Pt і Pd окремо. До початку експериментів із каталізаторами оптимізували подачу води. Найбільш активним щодо окиснення DCM серед досліджених виявив себе каталізатор Pt/ Al2O3.

Show more [+]

Less [-]

Oles Honchar Dnipro National University - Ukraine

2021

E. Sknar, Yuri | V. Hrydnieva, Tatyana | O. Liashenko, Anna | V. Riabik, Pavel | V. Sknar, Irina | A. Hrydniev , Yehor

Актуальной задачей современного материаловедения является повышение характеристик материалов при снижении энергозатрат и экологической нагрузки на окружающую среду при их синтезе. Одним из материалов чрезвычайно широкого спектра назначения является диоксид кремния. Требования к эксплуатационным характеристикам диоксида кремния на современном уровне сводятся к получению наноразмерного аморфного диоксида кремния высокой чистоты. Экологизация производства диоксида кремния может быть достигнута использованием в качестве возобновляемого и дешевого сырья отходов рисового производства – рисовой шелухи. Технология получения диоксида кремния из рисовой шелухи является менее энергозатратной по сравнению с традиционной переработкой кварца и уровень загрязняющего воздействия на окружающую среду такой технологии существенно ниже. Для получения диоксида кремния из рисовой шелухи с высокой степенью чистоты в настоящей работе предложено проводить перед термообработкой растительного сырья экстракционное извлечение аморфной составляющей целлюлозы. Эта операция проводилась при температуре 100 °C в течение 6 часов при перемешивании пульпы в 15 %-ном растворе серной кислоты. Анализ фазового состава диоксида кремния, полученного из рисовой шелухи после кислотной обработки, показал, что аморфная фаза SiO2 получается в диапазоне температур 600–650 °C. На основании результатов исследования кинетики термодеструкции рисовой шелухи в неизотермическом режиме предложена математическая модель процесса, которая позволяет определять степень разложения рисовой шелухи в зависимости от температуры ее термообработки. Это необходимо для проектирования оборудования по переработке рисовой шелухи в производстве диоксида кремния высокой чистоты. | Актуальним завданням сучасного матеріалознавства є підвищення характеристик матеріалів при зниженні енерговитрат і екологічного навантаження на навколишнє середовище при їх синтезі. Одним з матеріалів надзвичайно широкого спектру призначення є силіцій (IV) оксид. Вимоги до його експлуатаційних характеристик на сучасному рівні зводяться до отримання нанорозмірного аморфного силіцій (IV) оксиду високої чистоти. Екологізація виробництва силіцій (IV) оксиду може бути досягнута використанням в якості поновлюваної і дешевої сировини відходів рисового виробництва – рисового лушпиння. Технологія отримання силіцій (IV) оксиду з рисового лушпиння є менш енерговитратною в порівнянні з традиційною переробкою кварцу і рівень забруднюючого впливу на навколишнє середовище такої технології істотно нижче. Для отримання силіцій (IV) оксиду з рисового лушпиння з високим ступенем чистоти в даній роботі запропоновано проводити перед термообробкою рослинної сировини екстракційний витяг аморфної складової целюлози. Ця операція проводилась за температури 100 °C протягом 6 годин при перемішуванні пульпи в 15 %-му розчині сульфатної кислоти. Аналіз фазового складу силіцій (IV) оксиду, отриманого з рисового лушпиння після кислотної обробки, показав, що аморфна фаза SiO2 може бути одержана в діапазоні температур 600–650 °C На підставі результатів дослідження кінетики термодеструкції рисового лушпиння в неізотермічному режимі запропонована математична модель процесу, яка дозволяє визначати ступінь розкладання рисового лушпиння в залежності від температури його термообробки. Це необхідно для проектування обладнання з переробки рисового лушпиння в виробництві силіцій (IV) оксиду високої чистоти. | A relevant task of today’s materials science is enhancing the characteristics of the materials combined with reducing energy consumption and environmental impact during their synthesis. Silicon dioxide is one of the materials for an extremely wide range of application. Currently, the requirements for the operational characteristics of silicon dioxide concern the production of nanosized amorphous silicon dioxide of high purity. The production of silicon dioxide can be made environmentally friendly by using the rice husks as a renewable and cheap raw material. The technology for production of silicon dioxide from the rice husks is less energy-consuming in comparison with traditional processing of quartz and this technology produces a significantly lower pollution impact on the environment. To obtain high purity silicon dioxide from the rice husks, the authors have proposed to extract the amorphous component of cellulose prior to the heat treatment of plant raw materials. This operation was carried out during 6 hours at a temperature of 100 °C with stirring the pulp in a 15 % sulfuric acid solution. Analysis of the phase composition of silicon dioxide obtained from the rice husks after the acid treatment showed that the amorphous phase of silicon dioxide is obtained in the temperature range of 600–650 °C. Based on the results of studying the kinetics of thermal destruction of rice husks under the non-isothermal conditions, a mathematical model of the process has been proposed, which makes it possible to determine the degree of decomposition of the rice husks, depending on the temperature of their heat treatment. This is necessary in the design of equipment for processing the rice husks in the production of high purity silicon dioxide.

Show more [+]

Less [-]

Oles Honchar Dnipro National University - Ukraine

2021

Jalal, Rezan | Abdallah, Hassan

На основе всестороннего обзора фотохимических димеризаций различных 3-гетероарил(фурил, тиофил, селенофил и теллурофил)-акрилатов было представлено подробное теоретическое объяснение наблюдаемой фотохимической реакции соединений данного типа. Теория функционала плотности (DFT) была использована для изучения механизма реакции и определения местоположения всех промежуточных и переходных состояний вдоль кривой потенциальной энергии. Рассчитанные энергетические барьеры были использованы для сравнения стабильности различных конформаций. Реакции показали хорошую регио- и стереоселективность за счет образования бирадикального переходного состояния. Для обоснования результатов наиболее стабильных изомеров было произведено сравнение значений глобальной электрофильности, нуклеофильности, жесткости, мягкости и потенциала ионизации. Кроме того, для наиболее стабильных продуктов были проанализированы частоты ИК-колебаний, энергетические параметры, проведен анализ молекулярных орбиталей. | Photochemical dimerization reactions provide an efficient approach to the synthesis of complex cyclobutene containing structures, which are often difficult to obtain by reactions of another type. Industrially, the photochemical healing of polymers proceeds successfully and very fast via [2+2] photocycloaddition. It is assumed that the heterocyclic ring has a great influence on the regioselectivity and stereoselectivity of photochemical dimerization of various heteroaryl acrylates. A detailed explanation of the observed photochemical reaction of different 3-heteroaryl(furyl, thiophyl, selenophyl and tellurophyl)-acrylates is furnished theoretically on the basis of a comprehensive review of the photochemical dimerizations of this type of compounds. Density functional theory (DFT) was used to study the reaction mechanism and locate all the intermediates and transition states along the potential energy curve. The calculated energy barriers were used to compare the stability of different conformations. The reactions showed good regio- and stereoselectivity through the formation of biradical transition state. The global electrophilicity, nucleophilicity, hardness, softness and ionization potential were evaluated to rationalize the results of the most stable isomers. In addition, IR vibration frequencies, energetic parameters and molecular orbital analysis were analyzed for the most stable products. | На основі всебічного огляду фотохімічних димеризацій різних 3-гетероарил(фурил, тіофіл, селенофіл і телурофіл)-акрилатів було представлено докладне теоретичне пояснення спостережуваної фотохімічної реакції сполук даного типу. Теорія функціоналу густини (DFT) була використана для вивчення механізму реакції і визначення місця розташування всіх проміжних і перехідних станів уздовж кривої потенційної енергії. Розраховані енергетичні бар'єри були використані для порівняння стабільності різних конформацій. Реакції показали гарну регіо - та стереоселективність за рахунок утворення бірадикального перехідного стану. Для обґрунтування результатів найбільш стабільних ізомерів було виконано порівняння значень глобальної електрофільності, нуклеофільності, жорсткості, м'якості і потенціалу іонізації. Крім того, для найбільш стабільних продуктів були проаналізовані частоти ІЧ-коливань, енергетичні параметри та виконаний аналіз молекулярних орбіталей.

Show more [+]

Less [-]

Oles Honchar Dnipro National University - Ukraine

2021

I. Inshyna, Olena | M. Mylin, Artur | V. Brei, Volodymyr

The double cyclodehydration of D‑sorbitol to isosorbide on Amberlyst 15 and KU‑2‑8 sulfonic acid resins at 120‑140 оC in the batch reactor under vacuum (150‑170 mbar) without solvent was studied. It was found that the studied catalysts provide 78‑88 % isosorbide yield with a complete conversion of sorbitol at 140 оC for 3 h. More stable Amberlyst 15 produces 10 g of isosorbide per 1 g of catalyst for 3 h at 130 оC. After 5 experiments for 3 h at 125 oC acid site concentration on Amberlyst 15 surface reduced by only 4 %, sorbitol conversion and yield of products remain almost unchanged. KU‑2‑8 shows high initial catalytic activity, but after only one run this resin loses 40 % of sulfonic groups. | Досліджено подвійну циклодегідратацію D‑сорбіту до ізосорбіду на сульфокатіонітах Amberlyst 15 та КУ‑2‑8 при 120‑140 oC у реакторі періодичної дії під вакуумом (150‑170 мбар) без розчинника. Встановлено, що досліджувані каталізатори забезпечують 78‑88 % вихід ізосорбіду з повною конверсією сорбіту при 140 оС за 3 год. Більш стабільний Amberlyst 15 продукує 10 г ізосорбіду на 1 г каталізатора за 3 год при 130 оС. Після 5 експериментів протягом 3 год при 125 oC концентрація кислотних центрів на поверхні Amberlyst 15 знижується лише на 4 %, конверсія сорбіту та вихід продуктів залишаються майже незмінними. КУ‑2‑8 забезпечує високу початкову каталітичну активність, але лише після одного циклу ця смола втрачає 40 % сульфогруп. | Исследована двойная циклодегидратация D‑сорбита до изосорбида на сульфокатионитах Amberlyst‑15 и КУ‑2‑8 при 120‑140 oC в реакторе периодического действия под вакуумом (150‑170 мбар) без растворителя. Установлено, что исследуемые катализаторы обеспечивают 78‑88% выход изосорбида с полной конверсией сорбита при 140 °С за 3 часа. Более стабильный Amberlyst 15 продуцирует 10 г изосорбида на 1 г катализатора за 3 часа при 130 °С. После 5 экспериментов в течение 3 ч при 125 oC концентрация кислотных центров на поверхности Amberlyst 15 снижается лишь на 4 %, конверсия сорбита и выход продуктов остаются почти неизменными. КУ‑2‑8 обеспечивает высокую начальную каталитическую активность, но после лишь одного цикла эта смола теряет 40 % сульфогрупп.

Show more [+]

Less [-]

Oles Honchar Dnipro National University - Ukraine

2021

F. Vargalyuk, Viktor | A. Polonskyy , Volodymyr | S. Osokin, Yevhen | V. Lahuta , Oleksandr

The paper presents the results of a study of the possibility of the formation of maleate π-complexes of atomic copper in an aqueous solution. Taking into account the existing equilibria, the conditions for the synthesis of an organometallic dispersion by cementation with metallic zinc of a CuSO4 solution containing maleic acid have been optimized. The composition of the powders was determined using energy dispersive spectroscopy, thermogravimetry, and complexometry. It was found that at a molar ratio of reagents Zn: Cu2+ < 0.5, only the monovalent copper complex [Cu(C4O4H3)(H2O)] was formed, while at molar ratios Zn : Cu2+ between 0.5 and 1, obtained composite mixtures consisted of [Cu(C4O4H3)(H2O)], H2O (adsorbed), and Cu (metal). The formation of the π-complex of atomic copper [Cu(C4O4H4)] was not recorded. Due to the heterogeneity of the cementation process, the produced composites at Zn : Cu2+  ≥ 0.5 are inhomogeneous. The copper content within samples produced at Zn : Cu2+  = 1 varies widely: from 47 wt. % up to 74 wt. %. | В роботі представлені результати дослідження можливості утворення у водному середовищі малеїнатних π‑комплексів атомарного купруму. З урахуванням існуючих рівноваг оптимізовано умови синтезу металоорганічної дисперсії цементацією металічним цинком розчину CuSO4, що містить малеїнову кислоту. З використанням енергодисперсійної спектроскопії, термогравіметрії і комплексонометрії визначено склад порошків. Встановлено, що при мольному співвідношенні реагентів Zn : Cu2+ < 0.5 виділяється комплекс [Cu(C4O4H3)(H2O)], а при Zn : Cu2+ ≥ 0.5 – композитна суміш [Cu(C4O4H3)(H2O)], H2O (адсорбована), Cu (метал). Утворення π-комплексу атомарного купруму [Cu(C4O4H4)] не зафіксовано. У зв'язку з гетерогенністю процессу цементації виділяються неоднорідні композити, в яких вміст купруму в межах зразку коливається в широких межах: від 47 ваг. % до 74 ваг. %. | В работе представлены результаты исследования возможности образования в водной среде малеинатных π-комплексов атомарной меди. С учетом существующих равновесий оптимизированы условия синтеза металлорганической дисперсии цементацией металлическим цинком раствора CuSO4, содержащего малеиновую кислоту. С использованием энергодисперсионной спектроскопии, термогравиметрии и комплексонометрии определен состав порошков. Установлено, что при мольном соотношении реагентов Zn : Cu2+ < 0.5 выделяется только комплекс одновалентной меди [Cu(C4O4H3)(H2O)], а при Zn : Cu2+ ≥ 0.5 – композитная смесь [Cu(C4O4H3)(H2O)], H2O (адсорбированная), Cu (металл). Образование π-комплекса атомарной меди [Cu(C4O4H4)] не зафиксировано. В связи с гетерогенностью процесса цементации выделяемые композиты неоднородны – содержание меди в пределах образца колеблется в широких пределах: от 47 мас. % до 74 мас. %.

Show more [+]

Less [-]

Oles Honchar Dnipro National University - Ukraine

2021

Tamen, Aimad-Eddine | Vishnikin, Andriy B. | K.E.A. Al-Shwaiyat, Mohammed | Khmelovskii, Borys D.

Розроблено новий, простий, високочутливий і селективний метод для спектрофотометричного визначення нітриту, який ґрунтується на методі парофазної рідинної мікроекстракції у реактор. Він включає виділення парів йоду в реакції нітриту з надлишком йодиду і поглинання 50 мкл 1% йодиду калію, причому акцепторна фаза розміщується в газовій фазі над розчином в спеціально сконструйованій ємності. Екстракційне витягнення йоду проходить з 10 мл водного розчину, що містить 2 мл 25% H2SO4, після введення 0.25 мл 1% KI. Повна рівновага встановлюється після перемішування водного розчину при 1200 об / хв протягом 17 хвилин. Після цього трийодидний комплекс, що утворився в акцепторній фазі, відбирається мікрошприцем і переноситься в кварцову мікрокювету об'ємом 50 мкл з товщиною поглинаючого шару 10 мм, в якій вимірюється оптична густина розчину акцепторної фази при 350 нм. Градуювальний графік є лінійним (r2 = 0.9997) в діапазоні від 3 до 120 мкг л–1 (як NO2–) з межею виявлення 1.0 мкг л–1. Розроблений метод був успішно застосований для визначення вмісту нітрит-іонів в шахтних водах і характеризується більш високою чутливістю і меншим впливом великої кількості іонів металів в порівнянні зі стандартним методом, який ґрунтується на використанні реактиву Грісса. | A new, simple, highly sensitive and selective method for the spectrophotometric determination of nitrite based on the method of in-vessel headspace liquid-phase microextraction has been developed. It includes the release of iodine vapor in the reaction of nitrite with an excess of iodide and its absorption by 50 μL of 1% potassium iodide. The acceptor phase is located in the headspace above the solution in a specially designed container. Extraction of iodine takes place from 10 mL of an aqueous solution containing 2 mL of 25% H2SO4, after the introduction of 0.25 mL of 1% KI. Full equilibrium is established after stirring the aqueous solution at 1200 rpm for 17 minutes. After that, the triiodide complex formed in the acceptor phase is removed with a microsyringe and transferred into a quartz microcuvette with a volume of 50 μL and an optical path of 10 mm, in which the absorbance of the solution of the acceptor phase is measured at 350 nm. The calibration graph is linear (r2 = 0.9997) in the range from 3 to 120 µg L–1 (as NO2–) with a detection limit of 1.0 µg L–1. The developed method was successfully applied to determine the content of nitrite ions in mine waters and is characterized by a higher sensitivity and lower influence of large amounts of metal ions in comparison with the standard method based on the use of the Griess reagent. | Разработан новый, простой, высокочувствительный и селективный метод для спектрофотометрического определения нитрита, основанный на методе парофазной жидкостной микроэкстракции в реактор. Он включает выделение паров йода в реакции нитрита с избытком йодида и поглощение 50 мкл 1% йодида калия, причем фаза акцептора размещается в газовой фазе над раствором в специально сконструированной емкости. Экстракционное извлечение йода проходит из 10 мл водного раствора, содержащего 2 мл 25% H2SO4, после введения 0.25 мл 1% KI. Полное равновесие устанавливается после перемешивания водного раствора при 1200 об / мин в течение 17 минут. После этого трийодидный комплекс, образовавшийся в акцепторной фазе, извлекается микрошприцом и переносится в кварцевую микрокювету объемом 50 мкл с толщиной поглощающего слоя 10 мм, в которой измеряется оптическая плотность раствора акцепторной фазы при 350 нм. Градуировочный график является линейным (r2 = 0.9997) в диапазоне от 3 до 120 мкг л–1 (как NO2–) с пределом обнаружения 1.0 мкг л–1. Разработанный метод был успешно применен для определения содержания нитрит-ионов в шахтных водах и характеризуется более высокой чувствительностью и меньшим влиянием больших количеств ионов металлов по сравнению со стандартным методом, основанным на использовании реактива Грисса.

Show more [+]

Less [-]

Oles Honchar Dnipro National University - Ukraine