AGRIS - 

2021

Dochkina, Yu.N. | Korchagin, V.I. | Plyakina, A.A.

Качество биологической очистки сточных вод напрямую зависит не только от концентрации загрязняющих веществ, но и от состояния биоценоза активного ила. Оценка состояния активного ила осуществляется по двум группам критериев: гидрохимическим (массовая концентрация, иловый индекс, скорость оседания) и гидробиологическим (видовое разнообразие, активность, количество микроорганизмов). На показатели жизнедеятельности активного ила влияет ряд факторов. Недостаточно изученным является влияние уровня рН и температуры стоков на гидробиологические и гидрохимические характеристики биоценоза. Цель работы - изучение влияния сточных вод с различными рН = 3, 5, 8, 9 10 и температурой t = 5, 10, 30, 40 град. С на гидрохимические и гидробиологические показатели. В результате исследований установлено: при рН = 3, 5, 10 наблюдается падение массовой концентрации ниже 2,5 г/дм3, а иловый индекс повышается более чем до 200 см3/г; гидробиологический анализ подтверждает ухудшение состояния активного ила в части критического снижения видового разнообразия. При воздействии на биоценоз стоков с температурой t = 5 град. С наблюдается быстрое снижение массовой концентрации до критических значений менее 1 г/дм3, в то же время иловый индекс падает, а скорость оседания возрастает. В среде с температурой t = 40 град. С наблюдается вспухание биоценоза с повышением илового индекса и снижением скорости оседания. Гидрохимические показатели состояния активного ила находятся в допустимых диапазонах при значениях рН = 5-9 и температуре стоков t = 10-30 град. С. | The quality of biological wastewater treatment directly depends not only on the pollutant concentrations, but also on the state of biocoenosis presenting in activated sludge. The assessment of activated sludge state is carried out according to two groups of criteria, namely hydrochemical (mass concentration, sludge index, sedimentation rate) and hydrobiological (species diversity, activity, number of microorganisms) ones. A number of factors affect vital functions of activated sludge. The influence of pH level and temperature of effluents on the hydrobiological and hydrochemical characteristics of the biocenosis is studied insufficiently. The aim of the work is to study the effect of wastewater with different pH = 3, 5, 8, 9 10 and temperatures t = 5, 10, 30, 40 deg. C on hydrochemical and hydrobiological indicators. As a result of the research, it was established that at pH = 3; 5; 10 the mass concentration decreases below 2.5 g/dm3, and the sludge index rises to more than 200 cm3/g. Hydrobiological analysis confirms the deterioration of activated sludge state in terms of a critical decrease in species diversity. A rapid decrease in the mass concentration to critical values of less than 1 g/dm3 is observed when biocoenosis is exposed to effluents with a temperature of t = 5 deg. C. At the same time, the sludge index decreases, and the sedimentation rate increases. In the medium with a temperature of t = 40 deg C, the swelling of the biocenosis is observed accompanying with an increase in the sludge index and decrease in the sedimentation rate. The hydrochemical indices of activated sludge are in permissible limits at рН = 5-9 and wastewater temperature t = 10-30 deg. C.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Borisenko, O.A. | Gribkova, I.N.

The degree of influence of 2 methods of hopping (HM) on the content of isoxanthohumol (IXH) related to non-glycosylated polyphenols and significantly affecting the organoleptic profile of beer was investigated. The research object was model solutions (MS). When using classical HM (HM1), 3 MSs with a pH of 4.4 (MS1), 5.2 (MS2), 7.0 (MS3) were prepared. When using "cold" HM (HM2), MS 1 was prepared to study the clarification process (MS4 with pH 7.0) and 6 model solutions (MS5-MS10) to study fermentation (pH 4.3). During after-fermentation, bottom (MS6 and MS9) and top (MS7 and MS10) races of yeast Saccharomyces cerevisiae. In MS, the content of IXH, the total number of polyphenols and the presence of living yeast cells were determined. The obtained results were processed by the method of multiple correlation and regression analysis. Hopping with the use of HM1 was carried out at t 98 deg. C. When using HM2, clarification was carried out at t 25 deg. C, and hopping - at t 5 (MS5-MS7) and t 20 deg. C (MS8-MS10). When using HM1, the content of polyphenols in MS1-MS3 was 82.0 mg/dm3, IXH - 2.2 (MS1); 1.9 (MS2) and 4.4 mg/dm3 (MS3). Yeast cells were not found in MS1-MS3. When using HM2 after clarification, the content of polyphenols in MS4 was 131.2 mg/dm3, and IXH was 0.96 mg/dm3. After end fermentation, the content of polyphenols in MS5-MS10 was 172.2; 98.4; 41.0; 164.0; 82.0; 61.5 mg/dm3, and IXH – 4.5; 16.1; 20.5; 4.6; 15.5; 16.6 mg/dm3, respectively. Living yeast cells were found in MS6, MS7, MS9 and MS10 in the amount of 3.0; 3.0; 2.2 and 2.0 million/cm3, respectively. As a result of the research, multifunctional equations of the dependence of the IXH content on the studied factors were obtained. It has been concluded that the pH of the medium has the greatest influence at HM1, and at HM2 – the presence of living yeast cells that convert xanthohumol into IXH. | Исследовали степень влияния 2 способов охмеления (СО) на содержание изоксантогумола (ИКГ), относящегося к негликозированным полифенолам и существенно влияющего на органолептический профиль пива. Объектом исследований являлись модельные р-ры (МР). При использовании классического СО (СО1) готовили 3 МР с pH 4,4 (МР1), 5,2 (МР2), 7,0 (МР3). При использовании "холодного" СО (СО2) готовили 1 МР для исследования процесса осветления (МР4 с pH 7,0) и 6 модельных р-р (МР5-МР10) для исследования дображивания (pH 4,3). При дображивании использовались низовые (МР6 и МР9) и верховые (МР7 и МР10) расы дрожжей Saccharomyces cerevisiae. В МР определяли содержание ИКГ, общее количество полифенолов и наличие живых клеток дрожжей. Полученные результаты обрабатывали методом множественного корреляционно-регрессионного анализа. Охмеление с использование СО1 вели при t 98 град. C. При использовании СО2 осветление осуществляли при t 25 град. C, а охмеление при t 5 (МР5-МР7) и t 20 град. C (МР8-МР10). При использовании СО1 содержание полифенолов в МР1-МР3 составило 82,0 мг/дм3, ИКГ – 2,2 (МР1); 1,9 (МР2) и 4,4 мг/дм3 (МР3). Дрожжевых клеток в МР1-МР3 не обнаружено. При использовании СО2 после осветления в МР4 содержание полифенолов составило 131,2 мг/дм3, а ИКГ – 0,96 мг/дм3. После дображивания содержание полифенолов в МР5-МР10 составляло 172,2; 98,4; 41,0; 164,0; 82,0; 61,5 мг/дм3, а ИКГ – 4,5; 16,1; 20,5; 4,6; 15,5; 16,6 мг/дм3 соответственно. Живые клетки дрожжей обнаружены в МР6, МР7, МР9 и МР10 в количестве 3,0; 3,0; 2,2 и 2,0 млн/см3 соответственно. В результате исследований получены многофункциональные уравнения зависимости содержания ИКГ от изучаемых факторов. Сделан вывод, что наибольшее влияние при СО1 имеет pH среды, а при СО2 – наличие живых дрожжевых клеток, преобразующих ксантогумол в ИКГ.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Araslanova, N.M. | Antonova, T.S. | Saukova, S.L. | Ivebor, M.V. | Pitinova, Yu.V.

Under global warming of the last decade, there is observed an intensive spread of rust in sunflower fields in the Russian Federation, due to the emergence of new races of the pathogen. It is obvious that there is a need to breed sunflower for resistance to new pathotypes and to correct the technique of artificial inoculation of plants in relation to them. Sunflower breeding for rust resistance has not been carried out since the 1980s. Objective of the study is determining the optimal temperature range for artificial inoculation of sunflower leaves with modern pathotypes (300 and 700) of the rust pathogen. The work was performed in the V.S. Pustovoit All-Russian Research Institute of Oil Crops in 2020–2021 using monopustular isolates of Puccinia helianthi with virulence codes 300 and 700. The germination of mature urediniospores, the duration of the incubation period and the degree of damage to sunflower plants at different temperatures were studied. The incubation period of pathotypes 300 and 700 of P. helianthi at a temperature of 26–28 Celsius degree is reduced by 2–3 days, which is essential both for the rapid identification of the racial identity of the pathogen isolates and for shortening the period for assessing sunflower genotypes when breeding for immunity. To speed up this work, the infection of sunflower plants should be carried out in the phase of the first pair of true leaves at a temperature of 22 Celsius degree, followed by a 24-hour stay in a humid chamber at 20 Celsius degree and a further increase in the growing temperature to 26–28 Celsius degree. | В условиях глобального потепления последнего десятилетия наблюдается интенсивное распространение ржавчины на полях подсолнечника в РФ, обусловленное появлением новых рас возбудителя. Очевидна необходимость селекции подсолнечника на устойчивость к новым патотипам и коррекции методики искусственного заражения растений применительно к ним. Селекция подсолнечника на устойчивость к ржавчине не проводилась с 80-х годов прошлого века. Цель исследования: определить оптимальный температурный диапазон для искусственного заражения листьев подсолнечника современными патотипами (300 и 700) возбудителя ржавчины. Работа выполнена в ФГБНУ ФНЦ ВНИИМК в период 2020–2021 гг. с использованием монопустульных изолятов Puccinia helianthi с кодами вирулентности 300 и 700. Изучали прорастание зрелых урединиоспор, продолжительность инкубационного периода и степень поражения растений подсолнечника при разных температурных режимах. Показано, что инкубационный период патотипов 300 и 700 P. helianthi при температурном режиме 26–28 град. С сокращается на 2–3 дня, что имеет существенное значение как для быстрой идентификации расовой принадлежности изолятов возбудителя, так и для сокращения срока оценки генотипов подсолнечника при селекции на иммунитет. Для ускорения этой работы заражение растений подсолнечника рекомендовано осуществлять в фазе первой пары настоящих листьев при температуре 22 град. С с последующим 24-часовым пребыванием их во влажной камере при 20 град. С и дальнейшим повышением температуры выращивания до 26–28 град. С.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Karpova, M.O. | Makarova, N.V. | Ignatova, D.F. | Budylin, D.V.

There were determined the parameters of the optimal grinding degree and extraction temperature for Robusta coffee beans (Coffea canephora in order to maximally extract antioxidant substances. In the extracts, the total content of phenols, flavonoids, tannins, antiradical activity by the DPPH method, and the restoring force by the FRAP method were determined. The objects of the study were extracts obtained from Robusta coffee beans, ground to a size of 0.5, 1.0, and 1.6 mm, in a solvent of 25% water/75% ethanol. The extraction temperature was determined at the optimum fineness. The variables are 20–25 deg. С; 40–50 deg С, and the boiling point of the solvent. The maximum values of the total content of phenolic substances (864 mg (HA)/100 g) and the restoring force (14.04 mmol Fe2+/kg) were found in the extract of Robusta coffee with a grinding degree of 0.5. The highest values for the total content of flavonoids (492 mg (K)/100 g) were found for extracts of Robusta coffee with a fineness of 1.0. Low antiradical activity (Ec50 = 5.3 mg/cm3) was found in Robusta coffee with a grinding of 0.5. The extracts heated to a temperature of 40–50 deg C show high values of the content of phenols (864 mg (HA)/100 g) and the restoring force (15.93 mmol Fe2+/kg). The total content of flavonoids (652 mg (K)/100 g), tannins (186.6 mg of catechin/100 g), and the lowest antiradical activity (Ec50 = 0.8 mg/cm3) were observed in extracts at an extraction temperature equal to the boiling point of the solvent. These results confirm that such technological factors as the degree of grinding and extraction temperature significantly affect the extraction from coffee of antioxidant substances, which it is advisable to use as ingredients for functional food products. | Определяли параметры оптимальной степени измельчения и температуры экстракции для зерен кофе робуста (Coffea canephora) с целью максимального извлечения антиоксидантных веществ. В экстрактах определяли общее содержание фенолов, флавоноидов, танинов, антирадикальную активность по методу DPPH, восстанавливающую силу по методу FRAP. Объектами исследования выступали экстракты, полученные из зерен кофе робуста, измельченных до размера 0,5; 1,0 и 1,6 мм при растворителе 25% вода/75% этанол. При оптимальной степени измельчения определялась температура экстракции. В качестве переменных выбраны 20–25 град. C; 40–50 град. C и температура кипения растворителя. Максимальные значения общего содержания фенольных веществ (864 мг (ГК)/100 г) и восстанавливающей силы (14,04 ммоль Fe2+/кг) обнаружены в экстракте кофе робуста со степенью измельчения 0,5. Наивысшие показатели общего содержания флавоноидов (492 мг (К)/100 г) установлены для экстрактов кофе робуста со степенью измельчения 1,0. Низкая антирадикальная активность (Ec50 = 5,3 мг/см3) обнаружена в кофе робуста при измельчении 0,5. Экстракты, нагретые до температуры 40–50 град. C, показывают высокие значения содержания фенолов (864 мг (ГК)/100 г) и восстанавливающей силы (15,93 ммоль Fe2+/кг). Общее содержание флавоноидов (652 мг (К)/100 г), танинов (186,6 мг катехина/100 г) и наименьшая антирадикальная активность (Ec50 = 0,8 мг/см3) наблюдали у экстрактов при температуре экстракции, равной температуре кипения растворителя. Полученные результаты подтверждают, что такие технологические факторы, как степень измельчения и температура экстракции, значительно влияют на извлечение из кофе антиоксидантных веществ, которые целесообразно использовать как ингредиенты для функциональных пищевых продуктов.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Zagorujko, M.G. | Pavlov, S.A.

There are substantiated safe modes and methods for calculating a two-stage drying technology with partial recirculation of grain, in which the grain is under-dried by 2-3% to the standard humidity in a grain dryer, and the hot grain is cooled by active ventilation with outside air, while drying it to the standard humidity. The safe mode of two-stage drying in S-40 provides for partial recirculation of grain with moisture removal close to the standard, and the moisture content of the recirculated mixture not exceeding 18%. The recirculation coefficient calculated based on this condition is used to determine the temperature of the recirculating grain mixture, taking into account the reversible component in the shaft dryer. The minimized recirculation ratio provides for the permissible unevenness in drying and minimal fracturing. The recirculation drying process was analyzed according to the standard method, but with the adjusted values of moisture removal and temperature of the grain mixture. Economic tests of the S-40 dryer were carried out using a two-stage technology on corn grain. It has been experimentally established that the S-40 dryer with a recirculation coefficient of 2 and a moisture removal of 4% per cycle when drying corn grain with a moisture content of 23.5 to 15.6%, at a drying agent temperature of 95 deg. C, provides a throughput capability of 10 t/h (without refrigeration). Cooling was carried out in the warehouse. No significant changes in the quality of dried and cooled grain have been established: the starch content and fracturing practically did not change; the unevenness of the dried seeds did not exceed the original requirements. The expediency of using the S-40 direct-flow dryer in the recirculation mode has been experimentally established. | Обоснованы безопасные режимы и методика расчёта двухстадийной технологии сушки с частичной рециркуляцией зерна, при которой зерно недосушивают в зерносушилке на 2…3% до кондиционной влажности, а горячее зерно охлаждают активным вентилированием наружным воздухом, досушивая при этом до кондиционной влажности. Безопасный режим двухстадийной сушки в С-40 предусматривает частичную рециркуляцию зерна с влагосъёмом, близким к нормативному, и влажностью рециркулирующей смеси не более 18%. Рассчитанный из этого условия коэффициент рециркуляции используется для определения температуры рециркулирующей смеси зерна с учётом реверсивной составляющей в шахтной сушилке. Минимизация коэффициента рециркуляции позволяет выдержать допустимую неравномерность по сушке и минимальную трещиноватость. Расчёт процесса рециркуляционной сушки проведён по стандартной методике, но с уточнёнными значениями влагосъёма и температуры смеси зерна. Проведены хозяйственные испытания сушилки С-40 по двухстадийной технологии на зерне кукурузы. Экспериментально установлено, что сушилка С-40 с коэффициентом рециркуляции, равным 2, и влагосъёмом за цикл 4% при сушке зерна кукурузы с влажностью от 23,5 до 15,6%, при температуре агента сушки 95 град. С обеспечивает пропускную способность 10 т/ч (без охлаждения). Охлаждение осуществлялось на складе. Существенных изменений качества высушенного и охлажденного зерна не установлено: содержание крахмала и трещиноватости практически не изменилось, неравномерность высушенных семян не превысила исходные требования. Экспериментально установлена целесообразность перевода прямоточной сушилки С-40 на рециркуляционный способ.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Korolev, A.А. | Kondratenko, V.V.

Предложен алгоритм поиска граничных условий для термического и волнового эффекта от обработки растительного сырья в СВЧ-поле. Поиск граничных условий нужен для выявления режимов СВЧ-обработки (продолжительность, суммарная мощность) с проявлением преимущественно волнового эффекта, при которых негативное воздействие на сырье будет минимально. В опытах проводили СВЧ-обработку сырья в конвейерной установке, имеющей секции конвективного и микроволнового нагрева. Продолжительность воздействия микроволнового излучения (40-90 с) задавали путем изменения в интервале 25-100 см/мин скорости цепного транспортера, равномерно перемещающего объекты обработки. Задействовали до 4 источников излучения мощностью 800 Вт каждый: 2 располагали сверху и по 1 с боков. Для определения равномерности нагрева использовали гидратированную фасоль влажностью 60%, а граничных условий СВЧ-нагрева – свежие шампиньоны. Изменение мощности достигалось последовательным пошаговым включением каждого из 4 источников. Наибольшую равномерность нагрева при работе всех 4 источников наблюдали при экспозиции 70–80 с. Согласно требованиям ГОСТ 31916-2012, шампиньоны можно хранить в течение 2-3 сут после сбора при температуре 5 град. С, а допустимая их температура после обработки – 9 град. С. При этом необходимо учитывать естественный нагрев грибов при комнатной температуре (18 град. С). В результате анализа экспериментальных данных показали, что изменение температуры при СВЧ-обработке грибов в изучаемом диапазоне температур подчиняется экспоненциальному закону, а естественный нагрев адекватно аппроксимируется степенной (кубической) функцией. Рассчитаны коэффициенты соответствующих уравнений. Установлено, что предельная продолжительность обработки свежих грибов в СВЧ поле составляет 38,23 с при использовании 1 источника мощности и 23,67 c для 4 источников (3200 Вт суммарно). Разработанный подход позволяет адекватно определить предельную продолжительность обработки для любой конкретной СВЧ-установки. | There is proposed an algorithm for searching for boundary conditions for the thermal and wave effect of processing plant raw materials in a microwave field. The search for boundary conditions is necessary to identify microwave processing modes (duration, total power) with the manifestation of a predominantly wave effect, in which the negative impact on raw materials will be minimal. In the experiments, microwave processing of raw materials was carried out in a conveyor installation having convective and microwave heating sections. The duration of exposure to microwave radiation (40-90 s) was set by changing in the range of 25-100 cm/min, the speed of the chain conveyor uniformly moving the treatment objects. Up to 4 radiation sources with a power of 800 W each were involved: 2 were placed on top and 1 on the sides. To determine the uniformity of heating hydrated beans with a humidity of 60% were used, and fresh champignons were used for the boundary conditions of microwave heating. The power change was achieved by sequential step-by-step switching on each of the 4 sources. The greatest uniformity of heating during operation of all 4 sources was observed at an exposure of 70-80 C. According to the requirements of GOST 31916-2012, champignons can be stored for 2-3 days after gathering at a temperature of 5 deg C, and their permissible temperature after processing is 9 deg. C. At the same time, it is necessary to take into account the natural heating of mushrooms at room temperature (18 degrees C). As a result of the analysis of experimental data, it was shown that the temperature change during microwave processing of mushrooms in the studied temperature range obeys the exponential law, and natural heating is adequately approximated by a steppted (cubic) function. The coefficients of relevant equations are calculated. It is established that the maximum processing duration of fresh mushrooms in the microwave field is 38.23 s when using 1 power source and 23.67 c for 4 sources (3200 W in total). The developed approach makes it possible to adequately determine the maximum processing time for any specific microwave installation.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2021

Kondratenko, V.V. | Fedosenko, T.V. | Medvedeva, E.A. | Nariniyants, T.V. | Patsyuk, L.K. | Luk'yanenko, M.V.

Density is among the key properties of liquid food media affecting homogenisation and dispersion. The work aimed to study the temperature effect on fruit puree density, determine temperature constants and grade purees by density. The study included apple, pear and cherry plum purees. Pycnometric densities were measured at 20, 30, 40 and 50 deg C. Different media were shown to vary in the density reduction rate at increasing measurement temperatures. The correlation coefficient was strongly dependent on the reference (baseline) density and extremely – on temperature coefficient. Correlation dynamics modelling of elevating temperature revealed the slope vs. temperature coefficient pairwise correlation to monotonously increase starting from very high baseline values of more than 0.999. The relative slope vs. baseline density pairwise correlation coefficient decreased monotonously from 0.9032. It was additionally found that the media density grading is temperature-dependent. Thus, the descending series was pear–apple–cherry plum at 0–24.68 deg C, pear–cherry plum–apple at 24.68–84.34 deg C, cherry plum–pear–apple at 84.34–174.31deg C and cherry plum–apple–pear at not less than 174.31deg C. For three study media, the number of temperature ranges inducing puree density gradients was 4. This approach to study thermal impact on the density of food fluids is generally acknowledged and can be successfully applied in the areas, where physical density and its comparative assessment are substantive. | Плотность – одна из важных характеристик жидких пищевых сред, влияющих на процессы гомогенизации и диспергирования. Работа посвящена изучению влияния температуры на изменение плотности фруктовых пюре, определению температурных констант и ранжированию пюре по плотности. Объекты исследований: яблочное, грушевое и алычовое пюре. Измерения плотности указанных пюре проводили пикнометрическим методом при температурах +20, +30, +40 и +50 град. С. Для разных объектов исследований темп уменьшения плотности при повышении температуры измерений неодинаков. Установлено, что коэффициент корреляции показывает сильную связь с референтной (начальной) плотностью и исключительно тесную с температурным коэффициентом. Моделирование корреляционных динамик при увеличении температуры показало, что коэффициент парной корреляции между наклоном и температурным коэффициентом монотонно возрастает, начиная с изначально очень высоких позиций – больше 0,999. Коэффициент парной корреляции между относительным наклоном и начальной плотностью монотонно снижается от значения 0,9032. Кроме этого, установлено, что в разных температурных диапазонах ранжирование объектов исследований по плотности меняется. Так, в диапазоне температур 0…+24,68 град. C ряд по убыванию выглядит следующим образом: грушевое-яблочное-алычовое; в диапазоне температур +24,68…+84,34 град. C – грушевое-алычовое-яблочное; в диапазоне температур +84,34…+174,31 град. C – алычовое-грушевое-яблочное; в диапазоне от +174,31 град. C и далее – алычовое-яблочное-грушевое. Для 3-х объектов исследований число температурных диапазонов, в которых происходит ранжирование пюре по плотности, равно 4. Данный подход к изучению влияния температуры на плотность текучих пищевых сред считается общим и может с успехом применяться в тех областях знаний, для которых плотность как физическая характеристика объекта и сравнительная оценка плотностей в целом являются важными.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation