tech-2019_07(64)

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 7(64) Июль 2019 Москва 2019

УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Елисеев Дмитрий Викторович, канд. техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Романова Алла Александровна, канд. техн. наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 7(64). М., Изд. «МЦНО», 2019. – 48 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/764 ISSN (печ.версии): 2500-1272 ISSN (эл.версии): 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2019.64.7 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2019 г.

Содержание 4 Авиационная и ракетно-космическая техника 4 ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПСЕВДООЖИЖЕНИЯ В ANSYS FLUENT 7 Реготов Григорий Алексеевич 7 Процессы и машины агроинженерных систем 13 УСТАНОВКА ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ Гафуров Карим Хакимович 13 Ибрагимов Улугбек Мурадиллоевич Муслимов Бобир Болтаевич 17 Строительство и архитектура 17 ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК 21 НА СВОЙСТВА ГЕОПОЛИМЕРОВ Соттикулов Элёр Сотимбоевич 24 Джалилов Абдулахат Турапович Каримов Масъуд Убайдулла угли 24 Карабаев Абдужаббор 28 Технология материалов и изделий текстильной и легкой промышленности 32 ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВАТЫ-СДИРА И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КОКОННОГО СЫРЬЯ 32 Сулаймонов Шарифбек Муминов Улугбек 38 Жамолдинов Сайдилло Хасанович 43 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ ЖИВЫХ КОКОНОВ ТУТОВОГО ШЕЛКОПРЯДА Сафаров Жасур Эсиргапович Самандаров Достон Ишмухаммат угли Технология продовольственных продуктов МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ РЕЦЕПТУР КОМПОЗИТНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ Атамуратова Тамара Ивановна Хайдар-Заде Лолита Ниматовна ПРИМЕНЕНИЯ НЕТРАДИЦИОННОГО СЫРЬЯ В ТЕХНОЛОГИИ МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ Джахангирова Гулноза Зинатуллаевна Махмудова Дилдора Хасановна Усмонхужаева Фозилахон Хомидхон Кизи Химическая технология ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ ФИЛЬТРАЦИИ КОНЦЕНТРАТА ХЛОРИДА КАЛИЯ И ГАЛИТОВЫХ ХВОСТОВ СИЛЬВИНИТОВ ТЮБЕГАТАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Мирзакулов Холтура Чориевич Мамажонова Лола Анваровна Исаков Аброр Фахриддинович Каланов Гайрат Уралович КИНЕТИКА РАЗЛОЖЕНИЯ ДОЛОМИТА СОЛЯНОЙ КИСЛОТОЙ Хамракулов Зохиджон Абдусаматович Азизовa Умида Хабибуллаевна ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ АИК-1 И АИК-2 В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ Нарзуллаев Акмал Холлинорович Бекназаров Хасан Сойибназарович Джалилов Абдулахат Турапович Киёмов Шарифжон Нозимович Ражабова Мактуба Фуркатовна

№ 7 (64) июль, 2019 г. АВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКА ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПСЕВДООЖИЖЕНИЯ В ANSYS FLUENT Реготов Григорий Алексеевич инженер 2 категории, АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнева», РФ, г. Железногорск E-mail: [email protected] NUMERICAL SIMULATION OF FLUIDIZATION IN ANSYS FLUENT Grigory Regotov 2nd category engineer, JSC Academician M. F. Reshetnev Information Satellite Systems, Russia, Zheleznogorsk АННОТАЦИЯ В данной работе описана постановка численной задачи, отражающей процесс псевдоожижения в камере ути- лизационной установки с помощью системы ANSYS Fluent, показаны основные результаты расчета, проведен анализ эффективности данной камеры. ABSTRACT This paper describes the formulation of a numerical analysis that reflects the process of fluidization in the chamber of the utilization system using the ANSYS Fluent system, shows the main results of the calculation, analyzes the effi- ciency of this chamber. Ключевые слова: ANSYS, псевдоожижение, численный анализ, утилизация. Keywords: ANSYS, fluidization, numerical analysis, utilization. ________________________________________________________________________________________________ На текущий момент устаревшие, а также исчер- твердая сыпучая фаза подвергается активному бурле- павшие свой срок хранения, РДТТ (ракетные двига- нию, как показано на рис. 1, из-за чего псевдоожи- тели на твердом топливе) подлежат утилизации, од- женный слой также иногда называют кипящим. ним из приоритетных видов которой видится бессопловое сжигание двигателей [1]. Подобный Рисунок 1. Бурление псевдоожиженного слоя процесс сопровождается активным выделением Для оценки эффективности подобного стенда в вредных для окружающей среды продуктов сгора- газодинамическом модуле FLUENT пакета ANSYS ния. В связи с этим необходимо обеспечить должную была поставлена численная задача псевдоожижен- фильтрацию, однако, продукты сгорания имеют тем- ного течения в камере охлаждения продуктов сгора- пературу порядка 2500-3000 градусов по шкале Кель- ния. Схема расчётной модели показана на рис. 2. Раз- вина, что недопустимо для существующих фильтра- меры камеры составили 4х4х6 м, высота слоя песка в ционных систем, имеющих температурный предел в покое составляет 1 м, диаметр частицы песка в связи 900 градусов по шкале Кельвина, поэтому было пред- ложено применить в составе утилизационного стенда камеру с псевдоожиженным слоем песка, предназна- ченным для охлаждения продуктов сгорания от сжи- гания РДТТ. Псевдоожижением называется такое явление, при котором твердое сыпучее вещество при подаче снизу воздуха или жидкости начинает обладать неко- торыми физическими свойствами жидкости – менее плотные частицы и объекты всплывают, более плот- ные тонут, поверхность твердой фазы перпендику- лярна направлению силы тяжести. Также, при увели- чении интенсивности подачи воздуха или жидкости __________________________ Библиографическое описание: Реготов Г.А. Численное моделирование процесса псевдоожижения в ANSYS Fluent // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 7(64). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7644

№ 7 (64) июль, 2019 г. с особенностью применённой расчётной модели дается поток воздуха, который подбирался в ходе ре- двухфазного течения постоянен во всем объеме и со- шения, чтобы обеспечить необходимый подъем сы- ставляет 0,5 мм. Температура продуктов сгорания на пучей фазы, но при этом минимизировать затягива- входе составляет 2500 К, массовый расход – 15 кг/с, ние песка в выходные каналы расчетной области. а на дне камеры – газораспределительной решетке за- Рисунок 2. Схема расчетной области камеры с псевдоожиженным слоем Расчетная сетка была воспроизведена во встроен- псевдоожижения является наиболее рациональным ном в среду ANSYS сеточном генераторе Meshing решением, модель турбулентности в соответствии с стандартным методом. Сетка неструктурированная, [2] была выбрана k-epsilon. Задача решалась в неста- имела 932622 ячейки размером до 5 см и минималь- ционарной постановке – было просчитано порядка 20 ное ортогональное качество, равное 0,19618. секунд процесса с шагом в 0,1 секунды. На просчет одного шага было установлено 10 итераций. В ходе Для расчета была применена эйлерова модель расчета был выставлен мониторинг температуры на многофазного течения, описывающая фазы как взаи- выходе из расчетной области. Он показан на рис. 3. мопроникающие континуумы, что в случае с задачей Рисунок 3. Максимальная температура смеси газов на выходе из камеры в ходе расчета 5

№ 7 (64) июль, 2019 г. Данный график уже в ходе решения показал вы- которое в начале расчета скапливалось в виде пу- сокую эффективность камеры с псевдоожиженным зыря, который в итоге отразился в виде большого слоем, т.к. температура на выходе не превысила 306 всплеска на поверхности песка. В дальнейшем резких К при пороге в 900 К. Пик температуры пришелся на скачков температуры не наблюдалось. Распределе- момент времени 7 секунд с начала процесса, т.к. в ние температуры на выходах из камеры в момент пи- этот момент через выход проходило скопление газов, ковой температуры показано на рис. 4. Рисунок 4. Температура смеси газов на выходе из камеры через 7 секунд после старта Режим «кипения» псевдоожиженного слоя уста- зуализация процесса псевдоожижения в осевом сече- новился примерно через 10 секунд после старта, и ви- нии камеры, а также в изометрии представлена на рис. 5. Рисунок 5. Псевдоожижение в расчётной области Здесь отчетливо виден и «кипящий» характер почти в 3 раза ниже предельной, температура стенок твердой фазы, и отсутствие уноса ее из расчетной об- не превышает 303 К, однако, данный расчет в даль- ласти. нейшем необходимо подтвердить натурным экспери- ментом, в результате которого модель можно будет Данная модель показывает высокую эффектив- либо подтвердить, либо скорректировать. ность такой камеры в теории, температура на выходе Список литературы: 1. Бурдюгов С.И., Корепанов М.А., Кузнецов Н.П. и др. Под общей редакцией Кузнецова Н.П. Утилизация твердотопливных ракетных двигателей (РДТТ) // Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, НИЦ \"Регулярная и хаотическая динамика\". 2008. 512 с. 2. Волков К.Н., Емельянов В.Н. Газовые течения с массоподводом в каналах и трактах энергоустановок. М.: Физматлит. 2011. 464 с. 6

№ 7 (64) июль, 2019 г. ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ АГРОИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ УСТАНОВКА ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОГО СЫРЬЯ Гафуров Карим Хакимович канд. техн. наук, доцент, доцент Бухарского инженерно-технологического института, Узбекистан, г.Бухара Е-mail: [email protected] Ибрагимов Улугбек Мурадиллоевич старший преподаватель Бухарского инженерно-технологического института, Узбекистан, г.Бухара Муслимов Бобир Болтаевич старший преподаватель Бухарского инженерно-технологического института, Узбекистан, г.Бухара UNIT FOR EXTRACTION OF BIOLOGICAL RAW MATERIALS Karim Gafurov Ph.D., Associate Professor, Associate Professor of the Bukhara Engineering Technology Institute, Uzbekistan, Bukhara Ulugbek Ibragimov Senior Lecturer at the Bukhara Engineering Technology Institute, Uzbekistan, Bukhara Bobir Muslimov Senior Lecturer at the Bukhara Engineering Technology Institute, Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ Описаны конструкция и принцип работы установки для экстракции биологического сырья, рассчитанная на малый и средний бизнес. Приведены результаты экспериментальных исследований по экстракции биологиче- ского сырья из ядер косточек абрикоса. Показано, что при гидромодуле 1,98 выход материала будет наиболее максимальным. ABSTRACT The design and principle of operation of the installation of extraction of biological raw materials for small and medium businesses are described. The results of experimental studies on the extraction of biological raw materials from apricot kernels are given. It is shown that when the hydronic module is 1.98, the material yield will be the maximum. Ключевые слова: экстракция, экстрагент, экстракт, биологическое сырьё, косточки винограда, эксперимент, факторы, гидромодуль. Keywords: extraction, extractant, extract, biological raw materials, apricot kernels, experiment, factors, hydronic module. ________________________________________________________________________________________________ Республика Узбекистан является крупным произ- промышленностях. Например, абрикосовые ко- водителем сельскохозяйственных продуктов. В 2018 сточки ценятся содержанием в них витаминов (РР, году произведено 8,6 млн. тонн овощей, около 2,1 В17), минеральных веществ (железо, фосфор, калий, млн. тонн фруктов, 1,3 млн. тонн винограда [2]. Се- натрий, магний, кальций). Если косточка сладкая, мена этих культур составляют от 2 до 10 % объема значит, там содержится много масла. Ещё абрикосо- перерабатываемого сырья. Ядро их семян содержит вые косточки богаты белком. Особой популярностью много ценного биологического сырья, используе- пользуется масло, добываемое из ядер абрикосов. мого в фармацевтической, парфюмерной и пищевой Оно содержит витамины: С, В, А, F, жирные кислоты __________________________ Библиографическое описание: Гафуров К.Х., Ибрагимов У.М., Муслимов Б.Б. Установка для экстракции биологического сырья // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2019. № 7(64). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7591

№ 7 (64) июль, 2019 г. (линолевую, олеиновую, пальмитиновую), фосфоли- Экстрагента, отвечающего всем названным тре- пиды, токоферолы и многих других полезных ве- бованиям, пока нет. Комбинируя известные экстра- ществ [3]. генты, можно получать такие растворители, которые будут обеспечивать избирательную экстракцию Все это служит технологическим сырьем для по- определенного вещества или комплекса веществ, хи- лучения пищевых ингредиентов, фармацевтических мическую или физиологическую индифферентность, субстратов, а также парфюмерного сырья. огнебезопасность, стабильность, устойчивость к микрофлоре и др. свойства. Сегодня вытяжку из абрикосовых ядер исполь- зуют в пищевой промышленности, добавляют в Исходя из этого, для экстракции биологического кремы/сыворотки и другие средства для ухода лица, сырья из ядер косточек абрикоса в качестве раство- тела, волос и ногтей [4]. рителей, мы применили дистиллированную воду и водно-спиртовой раствор с содержанием этилового В настоящее время отсутствуют установки для спирта 40-60%. переработки косточек с малой производительностью на перерабатывающих отраслях малого бизнеса и в Экстрагирование проводили погружением экс- фермерских хозяйствах, в связи с чем отходы плодов трагируемого материала в растворитель и последую- абрикоса, персика, винограда и другого плодоовощ- щим орошением. ного сырья не перерабатываются с целью получения биологического сырья, используемого в фармации и Применение прямого способа экстрагирования, для обогащения растительных масел. позволяет сократить производственный цикл, повы- сить качество получаемого материала, комплексно Развитие малого и среднего бизнеса, внедрение перерабатывать семена, имеющие в своем составе малотоннажных установок для переработки сельско- помимо масла высокий процент белка, фосфатидов, хозяйственного сырья в фермерских хозяйствах со- фитина и других ценных соединений. здают проблемы электроснабжения в сельской мест- ности. Поэтому необходимы технологии с Лабораторно-экспериментальная установка по применением возобновляемых источников энергии, извлечению биологического сырья методом экстра- таких как использование солнечной энергии с тепло- гирования с применением теплового насоса приве- вым насосом. дена на рис.1. В этом аспекте большое значение имеет освоение Установка состоит из экстрактора – орошения 1, и внедрение энерго- ресурсосберегающих техники и теплообменника 2, дистиллятора 3, каплеуловителя технологий по выпуску лекарственных субстанций и 4, конденсатора 5, элемента для использования сол- витаминизации пищевых масел в производствах ма- нечной энергии 6, резервуара 7 для накопления рас- лой и средней мощности. творителя, форсунки 8, компрессора теплового насоса Т1, насосов Н1 и Н2, вакуум-насоса В1, Экстрагент в процессе экстракции растительных материалов играет особо важную роль. Он должен Извлечение биологического сырья экстрагирова- обладать способностью проникать через стенки нием осуществляется в следующем порядке: касcета клетки, избирательно растворять внутри клетки био- с измельченным масличным материалом, который логически активные вещества, после чего последним предварительно обрабатывался ИК-облучением, необходимо пройти через различные твердые обо- вставляется в экстрактор 1 и в резервуар 7 заливается лочки и выйти за пределы растительного материала. необходимое количество растворителя. В связи с цикличной работой экстрактора загрузочный люк К экстрагентам предъявляются определенные установки, краны К1, К2, К3, К4, К5, К6 закрываются требования, вытекающие из специфических особен- герметично, краны К7, К8, К9 на вакуумной линии ностей пищевого и фармацевтического производ- остаются открытыми. Вакуум-насосом В1 создаётся ства. Экстрагент должен обладать достаточной рас- разряжение в системе. Остаточное давление в си- творяющей способностью, и вместе с тем высокой стеме составляет 0,03 МПа. избиpательностью, высокой смачивающей способно- стью, обеспечивающей хорошее проникновение его Выбор давления в пределах 0,03 МПа обусловлен через поры материала и стенки клеток, быть химиче- тем, что при таком остаточном давлении кипение ски индифферентным к экстрагируемым веществам и растворителя протекает при температуре 50-600С, производственному оборудованию, отсутствие после именно при такой температуре проникновение рас- отгонки постореннего запаха и вредных для человека творителя в клеточную структуру лепестка и раство- веществ в извлеченном продукте, летучестью, воз- рение в нем масла протекает интенсивно с сохране- можно низкой температурой кипения, легкой регене- нием качественных показателей косточкового масла. рируемостью, наименьшей теплоемкостью, теплотой При повышении давления увеличивается темпера- испарения и вязкостью, иметь однородный стабиль- тура кипения растворителя, что приводит к увеличе- ный состав, отсутствие коллоидных систем и гидро- нию температуры масла, которое нецелесообразно в фобность, минимальной токсичностью и огне- и смысле сохранения качественных показателей масла. взрывоопасностью, безвредностью для обслуживаю- Использование остаточного давление ниже 0,03 МПа щего персонала, доступностью по стоимости [5]. приводит к перерасходу энергоресурсов. 8

№ 7 (64) июль, 2019 г. Рисунок 1. Технологическая схема экспериментальной экстракционно-дистилляционной установки 1-экстрактор – орошения; 2- теплообменник; 3- дистиллятор; 4-капеуловитель; 5- конденсатор; 6-эле- мент для использования солнечной энергии; 7- резервуар для накопления растворителя; 8-форсунка; Н1 и Н1 –насосы; Т1-компрессор теплового насоса; В1-вакуум-насос После чего останавливается вакуум-насос В1 и Мисцелла, перекаченная насосом, распыляется закрываются краны К7, К8 и К9. форсункой 8, расположенной в верхней части ди- стиллятора 3. В дистилляторе циркуляция мисцеллы Изолированный снаружи теплообменник 2 за- осуществляется насосом Н2 через теплообменник 2 полняется водой и нагревается до температуры 85 – открытием крана К5. За счет нагревания мисцеллы до 90 0С от конденсатора теплового насоса. температуры 55-600С и его распыления при низком давлении начинается интенсивное испарение раство- Затем открываются краны К2 и К1, экстрагент из рителя из мисцеллы. Пары растворителя через капле- резервуара 7 перетекает в днище экстрактора 1. По- уловитель 4 поступают в конденсатор 5, где конден- сле накопления необходимого количества раствори- сируются на поверхности испарителя теплового теля в коническом днище экстрактора закрывается насоса Т1 и конденсат возвращается в резервуар 7 кран К2, включается насос Н1 и начинается ороше- ние масличного материала, находившегося в кассете Испарившиеся пары рабочего агента дополни- экстрактора, циркулирующим растворителем в за- тельно нагреваются через испаритель солнечного крытой системе с помощью насоса Н1. При циркуля- коллектора 6 и поступают в компрессор Т1. ции мисцеллы через теплообменник мисцелла нагре- вается до 55 – 60 0С, что необходимо для По окончании процесса дистилляции закрыва- интенсификации процесса экстракции. ется кран К5, останавливается насос Н2 и открыва- ется кран К6. Полученная масса отправляется на После завершения процесса экстракции открыва- очистку. ется кран К4 и закрывается К3 и вся мисцелла из экс- трактора перекачивается в дистиллятор 3. По завер- Опыты проводили при следующих условиях: сы- шении перекачки мисцеллы, отключается насос Н1, рьё – ядра абрикосовых косточек, измельченное на закрываются краны К1 и К4, экстрактор загружается вальцовой установке сырьё с характеристикой, при- новой порцией масличного материала и цикл повто- ведённой в табл.1, температура растворителя 600С. ряется. 9

№ 7 (64) июль, 2019 г. Таблица 1. тракции 600С, гидромодуля и при одинаковых усло- Результаты ситового анализа виях измельчённости и обработки ИК-воздействием сырья варьировали продолжительностью процесса Сита, мм Масса измельченных семян, г экстракции выбрав шаг и пределы эксперимента. 2 16,07 1 51,04 Выбор шага и пределов эксперимента. Изме- 0,5 68,89 37,98 няем влияющий фактор С1 из центра эксперимента в <0,5 сторону увеличения выхода процесса у. Интервал ва- рьирования λ: принимаем равной λ =1/2 (в нашем случае) λ1=0,1, тогда λ11=0,1/2=0,05 На сите с размером отверстий 2 мм оказались це- Число опытов принимаем, нечётным. К обра- лые семена («проскок») и их доля составила 9,2%. В результате расчета средневзвешенный размер из- ботке примем результаты опытов в диапазоне изме- мельченных семян составил 0,82 мм. нения гидромодуля от 1,5 до 2,1, при числе опытов 7. Так как, соотношение растворителя к сырому ма- териалу (гидромодуль) и продолжительность про- Остальные, выше указанных факторов остаётся цесса экстракции значительно влияют на энергетиче- ский расходы и производительность агрегата, постоянным при продолжительности процесса экс- провели испытания как однофакторный экспери- мент, отдельно влияние этих факторов на остаточные тракции до 60 мин. массы шрота. Результаты опытов, проведенных согласно В связи с этим, первоначально проведено испы- тание влияния соотношения растворителя к сырому плану, приведены в таблице 2. материалу, после оптимизации влияния гидромодуля на остаточную масличность шрота, затем при посто- Расчёт коэффициентов уравнения. янном поддерживании температуру процесса экс- Представляем значения факторов С1i в безразмерном выражении по уравнению: Х1i=С1i- С110 / λ (1.1) где, С110 – центр эксперимента. Таблица 2. Результатов опытов № С1=Gr /Gm Хiu Yо Yр u u2 1 1,5 -3 4,2375 4,1775 0,06 0,0036 2 1,6 -2 4,2582 4,2582 0 0 3 1,7 -1 4,3363 4,3413 -0,005 0,0003 4 1,8 0 4,2768 4,4268 -0,15 0,0225 5 1,9 1 4,6247 4,5147 0,11 0,0121 6 2 2 4,745 4,605 0,14 0,0196 7 2,1 3 4,5877 4,6977 -0,11 0,0121 С110=1/N ∑ Получим уравнение второй степени в виде: С1i=(1,5+1,6+1,7+1,8+1,9+2,0+2,1)/7=1,8 Уi=b0+b 1xI+b2 xi2 (1.2) Рассчитываем значения Х1=С1- С110 / λ=1,5- Расчёт коэффициентов уравнения производим по 1,8/0,1= -3. следующей формуле: n Условие симметричности 1i =0 выполня- Bj=∑aji yi / bj (1.3) i1 Значения ajuи bj для числа опытов w=7 со стененью полинома r=2 берём из приложения [1, ется; план симметричен относительно центра экспе- римента. с.278]. Условие равномерности тоже выполняется С1(i+1)- С1i= 1 →const. b0=(-2·5,7)+(3·4,6)+(6·3,8)+(7·3,1)+(6·3,05)+ План предусматривает равномерное изменение +(3·3,0)+(-2·2,92)/21= 3,25 исследуемого фактора от опыта к опыту. План сим- метричен и равномерен. b1=(-3·5,7)+(-2·4,6)+(-1·3,8)+(0·3,1)+(1·3,05)+ По характеру расположения экспериментальных +(2·3)+(3·2,92)/28=0,435 точек можно сделать вывод, что полученный массив данных описывается нелинейным уравнением. b2=(5·5,7)+(-3·3,8)+(-4·3,1)+(-3·3,05)+ +(5·2,92)/84=0,12 yр=3,255 -0,435x1+0,12x12 ( 1.4) 10

№ 7 (64) июль, 2019 г. Используя полученное уравнение, рассчитываем предсказываемые значения выходов у и вносим их в таблицу результатов 3. Таблица 3. Таблица результатов R 2 84 yu bj 21 28 a2u aou diu 5 aju -2 -3 0 5,7 3 -2 -3 4,6 6 -1 -4 3,8 70 -3 3,1 61 0 3,05 32 2,92 По известным значениям уu и yu выходов найдём Определяем табличные значения критерия Фи- их разность по уравнению шера Fт(Φi,f1,f2) по приложению 3 [1, с.280]. Δуu= уu–yр (1.5) f1= N(m-1)=7(3-1)=14 f2=N-N1=7-3=4 Правильность расчётов Fт =5,9 ∑Δu=0 Адекватность уравнения экспериментальным данным подтверждается, если F<Fт в примере F<Fт В нашем случае ∑Δu= 0,05 т.е. 4,375<5,9. Это означает, что уравнение (1.4) адек- ватно описывает исследуемый процесс. Проверка адекватности полученного уравне- ния. Уравнение (1.4) можно считать адекватно опи- Определение оптимального значения исследу- сывающим экспериментальные данные, если точ- емого фактора. Экстремум функции находим из ность этого описания соответствует точности, с уравнения ∂у/∂х=0: которой получены экспериментальные результаты. yр=3,255 -0,435x1 +0,12x12 Адекватность уравнения проверим с помощью ∂у/∂х= - 0,435 +0,12х=0 критерия Фишера [5, с.280]: х=0,435/0,12= 3,625 F=S2ag/S2(y) (1.6) Это означает, что максимальный выход имеет место при хопт = 3,625 где, S2ag – дисперсия неадекватности; S2(y) – средне- взвешенная дисперсия воспроизводимости среднего Значения факторов в натуральной размерности результата. найдём из уравнения S2ag= ∑ (уu–yр)2/N-N1=0,07015/4=0,0175 Сотм=С0+λхu=1,8 –0,05·3,625=1,98 где, N – число экспериментальных точек; N1– При оптимальном гидромодуле С1=1,98 макси- число коэффициентов аппроксимирующей зависи- мальный выход равен уmax=3,255 из «карты» выходов. мости; в данном случае N1 =3. Анализ проведенных результатов испытания по- S2(y)=S2(y)/m=0,05/(14) =0,0040 казало, что при одинаковых условиях измельчённого ядра и температуры процесса экстракции 600С опти- В примере S2(y) <S2ag. мальное значение гидромодуля равно 1,98. Критерий Фишера определяется по формуле (1.6): Полученные по результатам статистической об- работки экспериментальных данных уравнений ре- грессии необходимы для технологических расчетов процесса экстракции, а также для разработки техно- логических регламентов. F=0,0175/0,0040=4,375 Список литературы: 1. Грачев Ю. П., Плаксин Ю. М. Математические методы планирования эксперимента. - М.: ДеЛи принт, 2005. -296 с. 2. Электронный ресурс. https://www.gazeta.uz/ru/2018/12/11/agro/ 3. Электронный ресурс. http://www.calorizator.ru/product/nut/apricot-stone 11

№ 7 (64) июль, 2019 г. 4. Электронный ресурс. https://foodandhealth.ru/semena/abrikosovye-kostochki/ 5. Электронный ресурс. http://chem21.info/info/231102/ Справочник химика. 12

№ 7 (64) июль, 2019 г. СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СИНТЕЗИРОВАННЫХ ПЛАСТИФИЦИРУЮЩИХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ГЕОПОЛИМЕРОВ Соттикулов Элёр Сотимбоевич младший научный сотрудник, ООО Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии, Узбекистан, Ташкент. обл., Зангиотинский р-н, п/о Ибрат Е-mail: [email protected] Джалилов Абдулахат Турапович д-р хим. наук, академик, директор, ООО Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии, Узбекистан, Ташкент. обл., Зангиотинский р-н, п/о Ибрат Е-mail: [email protected] Каримов Масъуд Убайдулла угли д-р техн. наук, зам. Директор по науке ООО Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии, Узбекистан, Ташкент. обл., Зангиотинский р-н, п/о Ибрат Карабаев Абдужаббор канд. техн. наук, доцент, Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта, Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected] STUDYING THE EFFECT OF SYNTHESIZED PLASTIFICATING ADDITIVES ON THE PROPERTIES OF GEOPOLYMERS Eleur Sottikulov Junior Research Scientist, JSC “Uzkimyosanoat”, Uzbekistan, Tashkent, Zangiotinsky District, Ibrat Abdulahat Djalilov Doctor of Chemistry, Academician, Director of JSC “Uzkimyosanoat”, Uzbekistan, Tashkent, Zangiotinsky District, Ibrat Masud Karimov Doctor of Technical Sciences, Deputy Director on Science of JSC “Uzkimyosanoat”, Uzbekistan, Tashkent, Zangiotinsky District, Ibrat Abdujabbor Karabayev Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Tashkent Institute of Railway Transport Engineers, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье изучено влияние поликарбоксилатного суперпластификатора на физико-механические свойства гео- полимерного бетона. Результатами исследования доказано, что добавление полученного суперпластификатора снижает количество расхода воды и улучшает прочностные показатели геополимера. Показано влияние супер- пластификатора и кремнийсодержащего диуретана на протекание реакции геополимеризации методом СЭМ. __________________________ Библиографическое описание: Изучение влияния синтезированных пластифицирующих добавок на свойства геополимеров // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Соттикулов Э.С. [и др.]. 2019. № 7(64). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7605

№ 7 (64) июль, 2019 г. ABSTRACT The article studies the effect of polycarboxylate superplasticizer on the physicomechanical properties of geopolymer concrete. The results of the study proved that the addition of the obtained superplasticizer reduces the amount of water consumption and improves the strength characteristics of the geopolymer. The effect of superplasticizer and silicon-con- taining diurethane on the course of the geopolymerization reaction by SEM is shown. Ключевые слова: геополимер, золошлак, золоунос, активатор, суперпластификатор. Keywords: geopolymer, ash and slag, fly ash, activator, superplasticizer. ________________________________________________________________________________________________ Производство строительных материалов отно- направлений развития энерго- и ресурсосберегаю- сится к числу наиболее консервативных областей щих технологий строительных материалов [2]. Ре- техники. Внедрение новой или принципиальная мо- сурсосберегающий потенциал таких материалов мо- дернизация существующей технологии в строитель- жет быть реализован только при создании ной индустрии происходит крайне редко. На протя- геополимерных материалов достаточно высокой дол- жении всей истории развития строительной науки и говечности. техники было разработано значительное число но- вых материалов строительного назначения, однако В качестве наиболее перспективной альтерна- лишь небольшая часть этих материалов произво- тивы портландцемента можно рассматривать вяжу- дится промышленностью. щие щелочной активации, твердение которых проис- ходит в результате реакции различных измельченных Вероятно, наиболее успешной технологией в алюмосиликатных материалов – шлаков, зол, некото- строительной индустрии за всю историю ее развития рых горных пород и других природных или искус- является производство портландцемента – домини- ственных материалов с щелочным активатором. Та- рующего вяжущего материала в современном строи- кие вяжущие по свойствам сопоставимы с тельстве. Без использования этого материала невоз- портландцементом, а по некоторым характеристикам можно получение главного строительного материала могут его превосходить [3]. Важным преимуществом современности – бетона и железобетона. Развитие вяжущих щелочной активации является возможность технологии портландцемента, который был изобре- использования широкого спектра промышленных от- тен в начале XIX века, имело долгий эволюционный ходов, а также отсутствие в технологии энергоемкой путь. Цемент, который производился на начальных операции обжига. этапах развития его технологии, по современным представлениям, не являлся портландцементом. По- Суперпластификаторы позволяют резко повы- степенное совершенствование технологии портланд- сить подвижность бетонной смеси без увеличения её цемента привело к значительному росту его характе- водосодержания – это очень важно для укладки бе- ристик и объемов производства. тона по так называемой литьевой технологии. Типич- ный пример такого способа ведения работ – монолит- Очевидно, что сегодня не существует строитель- ное домостроение, столь популярное в последнее ных вяжущих, способных в ближайшем будущем за- время во всём мире [4]. менить портландцемент и бетон на его основе. Такое положение сложилось благодаря высоким характери- При испытании были использованы: силикатсо- стикам портландцемента, удовлетворяющего требо- держащий щелочной активатор, инертный наполни- ваниям современных строительных технологий. тель, золошлак и золоунос. Растекаемость раствора Большое значение имеет монополизация цементной была определена по ГОСТ 26798.1-96. Влияние су- отрасли и колоссальные запасы сырья для производ- перпластификаторов на прочность геополимера ства цемента (карбонатные породы и глины), место- определено на образцах размером 4 x 4 x 16 см. Об- рождения которых равномерно распределены на всех разцы твердеют при нормальных условиях 1 сутки, а континентах Земли. Сегодня в мире производится затем их испытывали на сжатие после термообра- около 4 млрд. тонн портландцемента в год и объемы ботки. производства его постоянно растут [1]. Синтезирован суперпластификатор на основе по- Производство геополимерных вяжущих и бето- ликарбоксилатов. Полученный продукт имеет вид нов на их основе одно из наиболее перспективных желтоватой, вязко текучей жидкости с хорошим пла- стифицирующим эффектом. На рис. 1. показан ИК- спектр суперпластификатора. 14

№ 7 (64) июль, 2019 г. 100.0 95 90 2078.65 85 80 75 70 755.24 65 %T 60 582.02 55 654.54 50 959.44 45 1467.61 40 1418.18 1359.67 1598.76 1201.93 1096.58 35 1041.92 30 2939.39 2882.84 3417.45 25 1702.99 20.0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400.0 4000.0 cm -1 Рисунок 1. ИК спектры полученного суперпластификатора Как видно на рис. 1., полосы поглощения в обла- суперпластификатора при получении геополимера - сти 1150-1070 см-1 характерны для – С – О – С – уменьшить количество воды, и при этом получить те- сто с нормальной густотой. В большинстве случаев, групп, образовавших между собой метилольные снижение количества воды приводит к повышению прочности геополимера. группы. Кроме этого, полосы поглощения в областях 1260-1150 см-1, 1080-1010 см-1 и 700-600 см-1, харак- В табл. 1 показано влияние полученного супер- терны для – С – SO2–OH и для её солей. пластификатора на основе поликарбоксилата на сни- жение количества воды и улучшение прочности гео- При изучении влияния суперпластификаторов на полимера. физико-механические свойства геополимера, важ- ную роль играет количество воды. Основная функция Таблица 1. Результаты испытаний геополимера с синтезированным суперпластификатором № Общая масса геопо- Количество до- Количества Средняя плотность, Прочность по- лимера, г бавки от массы воды, % г/см3 сле термообра- геополимера, % 45 2,235 ботки, МПа 1 1000 - 40 2,242 43 38 2,244 2 1000 0,1 30 2,25 45,75 22 2,26 3 1000 0,2 22 2,29 48 4 1000 0,5 52,5 5 1000 0,8 57 6 1000 1 64 Из табл. 1 видно, что при добавлении суперпла- полученный суперпластификатор относится к классу стификатора на основе поликарбоксилатов в геопо- сильно пластифицирующих добавок по ГОСТ 10121- лимер, улучшается прочность последнего. Добавле- 2001. Полученный суперпластификатор может ние суперпластификатора обусловливает уменьшать водопотребность на 15-50 % и при этом положительное влияние его на структурообразова- прочность геополимера увеличивается. ние геополимера. Показатель плотности показывает, что улучшается удобоукладываемость композиции с Изучено влияние суперпластификатора на струк- добавлением суперпластификатора на основе поли- турообразование, микроструктурных особенностей и карбоксилатов. элементного анализа. Изучение полученного геопо- лимера проводилось в Центре передовых технологий Полученный суперпластификатор, на основе по- на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) ликарбоксилатов, имеет в своей химической струк- высокого разрешения. На рисунках 2 и 3 показана туре функциональные группы, которые улучшают разница между полученным геополимерным бетоном растворимость в воде и адсорбцию макромолекулы без суперпластификатора и геополимерным бетоном суперпластификатора на поверхности частиц алюмо- с суперпластификатором. силиката и инертного наполнителя. Установлено, что 15

№ 7 (64) июль, 2019 г. Рисунок 2. Геополимерный бетон без Рисунок 3. Геополимерный бетон с суперпластификатора суперпластификатором Геополимерный бетон с суперпластификатором, основе поликарбоксилатов методом СЭМ. Как пока- в отличии от геополимерного бетона без суперпла- зано на рис.3 в геополимерных бетонах не появля- стификатора, требует приблизительно в 2 раза ются неоднородности, трещины и не активирован- меньше воды для достижения густоты геополимер- ные, шарообразные микросферы, а также не видно ной композиции. В результате, повышается активи- нераспределенных кристаллов щелочи и их карбона- рующая способность активатора в композиции за тов. Из-за повышенной реакционной способности счет увеличения его концентрации. Увеличение кон- усиливается реакция геополимеризации между лету- центрации активатора происходит при уменьшении чей золой и активатором, это приводит к большому воды, но при этом равномерное распределение акти- образованию геополимерного продукта и более ком- ватора по геополимерной композиции обеспечива- пактной микроструктуре, что приводит к повыше- ется с помощью суперпластификатора на основе по- нию прочности. В результате этого образуется кам- ликарбоксилатов. В состав активатора добавлен неподобная прочная структура, обеспечивающая кремнийсодержащий диуретан, для повышения водо- прочностные характеристики полученного геополи- стойкости геополимера. Кремний содержащий ди- мера. Прочная алюмосиликатная структура образу- уретан с алюмосиликатной структурой даёт эффект ется в конце реакции геополимеризации. Эти свой- синергизма и повышает активацию алюмосиликата. ства дают возможность расширить области В случае большого количества воды уменьшается применения геополимера. концентрация щелочного активатора в системе гео- полимерной матрицы. Не происходит активация Исследовано влияние полученного суперпласти- алюмосиликатной микросферы. Доказательством фикатора на основе поликарбоксилатов. Снижение этого может служить мало-корродированная поверх- количества воды влияет на улучшение прочности ность зольной микросферы, оставшаяся в результате геополимера, это влияет на химическую структуру отсутствия доступа реакционного щелочного агента функциональных групп, которые улучшают раство- к оболочке (рис. 2). При расходе большого количе- римость в воде и адсорбцию макромолекулы супер- ства воды и малой концентрации активатора суще- пластификатора на поверхности частиц алюмосили- ственно снижаются прочностные показатели геопо- ката и инертного наполнителя. Кремний содержащий лимерного бетона. Причина недостаточных диуретан с алюмосиликатной структурой даёт эф- прочностных характеристик является неполное про- фект синергизма, активацию алюмосиликата, повы- текание реакций и не образование необходимой шая водостойкость геополимера. Доказано, что полу- сложной алюмосиликатной структуры. ченный суперпластификатор, на основе поликарбоксилатов и кремнийсодержащего диуре- На рис.3 приведены результаты исследования по- тана, улучшают структорообразование геополимера. лученного геополимера с суперпластификатором на Список литературы: 1. Ерошкина Н.А., Коровкин М.О., Тымчук Е.И. Перспективы развития вяжущих щелочной активации // Со- временные научные исследования и инновации. 2015. № 3. Ч. 3 2. Ерошкина Н.А., Коровкин М.О. // Геополимерные строительные материалы на основе промышленных отхо- дов: моногр. // – Пенза: ПГУАС, 2014. – 128 с. 3. Li C., Sun H., Li L. A review: The comparison between alkali-activated slag (Si+Ca) and metakaolin (Si+Al) cements // Cement and Concrete Research. 2010. № 40(9). P. 1341-1349. 4. Изотов В.С., Соколова Ю.А. Химические добавки для модификации бетона – М.: Полеотип 2006г. С. 244 16

№ 7 (64) июль, 2019 г. ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ ТЕКСТИЛЬНОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВАТЫ-СДИРА И ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА КОКОННОГО СЫРЬЯ Сулаймонов Шарифбек старший преподаватель, Андижанский машиностроительный институт, Узбекистан, г. Андижан E-mail: [email protected] Муминов Улугбек старший преподаватель, Андижанский машиностроительный институт, Узбекистан, г. Андижан E-mail: [email protected] Жамолдинов Сайдилло Хасанович старший преподаватель, Андижанский машиностроительный институт, Узбекистан, г. Андижан E-mail: [email protected] THE STUDY OF USAGE STATE OF WOOL NUB AND WAYS OF QUALITY IMPROVEMENT OF COCOON RAW Sharifbek Sulaymonov Senior Lecturer, Andijan Machine Building Institute, Uzbekistan, Andijan Ulugbek Muminov Senior Lecturer, Andijan Machine Building Institute, Uzbekistan, Andijan Saydillo Jamoldinov Senior Lecturer, Andijan Machine Building Institute, Uzbekistan, Andijan АННОТАЦИЯ В статье сначала приведен испытательный процесс использования разновидностей коконников, их преиму- щества и фактические параметры. Кроме этого экспериментальные исследования применения искусственных ко- конников, их рисунки и особенности применения этих видов коконников, также их влияние на выход шелка- сырца. Для этого осуществлена размотка коконов на механическом станке КМС-10. В заключение приведены основные выводы и рекомендации. ABSTRACT The article first shows the trial process of using varieties of hawks, their advantages and actual parameters. In addi- tion, experimental studies of the use of artificial hawks, their drawings and the features of the application of these types of hawks, as well as their influence on the yield of raw silk. For this, the cocoons were unwound on a mechanical machine KMS-10. In conclusion, the main conclusions and recommendations are given. Ключевые слова: коконник, вата-сдир, бракованные коконы, размотка коконов, шелк-сырец, удельный рас- ход, естественная подстилка, волокно, выкормочная этажерка. Keywords: hagler, cotton wool, defective cocoons, unwinding of cocoons, raw silk, specific consumption, natural litter, fiber, feeding staple. _______________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Сулаймонов Ш., Муминов У., Жамолдинов С.Х. Изучение состояния использова- ния вата-сдира и пути повышения качества коконного сырья // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 7(64). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7667

№ 7 (64) июль, 2019 г. В дальнейших проведенных исследованиях изу- использовали в качестве коконников подстилку под чали влияние применения искусственных коконни- искусственные и естественные коконники. Выход- ков на качество кокона, выход и засоренность ваты- ными параметрами эксперимента приняли каче- сдира. Для этого проводили опыты в двух однотип- ственный состав, шелконосность, массу живых коко- ных помещениях. В одном помещении использовали нов по ГОСТ 21061-75, ваты-сдира и засоренность ячеистые картонные коконники (опыт), пропитанные волокна (табл. 1). водным экстрактом, полученным из райхона, в дру- гом – естественные коконники в виде веника; также Таблица 1. Сравнение качественных показателей коконов, завитых в различных коконниках Вид коконника Показатель искусствен- связанный в подстилка под ис- естествен- ный виде веника кусственный кокон- ная под- Масса коконов, г стилка Масса ваты-сдира, мг ник Засоренность ваты-сдира, % 1,25 1,27 1,18 1,21 34,6 Отборный 83,7 Первый 16,5 32,6 34,2 Второй 32,5 Третий 9,5 54,7 36,7 25,0 Брак 16,0 Шелконосность, % Количество коконов по сортам, %: 16,0 10,9 63,0 51,5 40,0 48,0 13,0 20,0 20,0 15,5 13,0 24,0 7,5 11,5 13,0 1,0 4,0 3,0 51,6 51,2 50,0 Проведенные исследования показывают, что с ности волокна 83,7%, т. е. оказались практически не- применением искусственных коконников улучша- пригодными для дальнейшей переработки. С исполь- ется сортовой состав коконов: на долю отборного и 1 зованием ячеистых коконников выход ваты-сдира сортов приходится 78,5%. Шелконосность коконов с снижается до 16,5 мг на один кокон и засоренность обычных коконников составила 51,2%, с ячеистых – волокна резко уменьшается – на 9,5%. 51,6%. Содержание коконного брака снизилось до 1%. В контрольном варианте бракованные коконы Для выявления оптимальных вариантов расста- состоят из неразматываемых коконов, в опытах бра- новки искусственных коконников на выкормочной кованные коконы состоят из двойников, которые этажерке мы также проводили экспериментальные можно успешно разматывать по особой технологии. исследования. Искусственные коконники расстав- ляли на выкормочных этажерках в горизонтальном Кроме того, коконы, завитые в естественной под- положении двумя-тремя рядами и в вертикальном по- стилке, с долей выхода ваты-сдира 3,5% при засорен- ложении по длине и ширине коконника (рис. 1-2). Рисунок 1. Искусственный коконник, расставленный в горизонтальном положении 18

№ 7 (64) июль, 2019 г. Рисунок 2. Искусственный коконник, расставленный в вертикальном (по длине коконника) положении Рисунок 3. Искусственный коконник, расставленный в вертикальном положении (по ширине) коконника Для установления искусственных коконников в хлопкошелковой пряжи для новых ассортиментов вертикальное положение служит специальное при- трикотажных изделий. способление. Расстояние между коконниками (10 см) способствует удлинению срока их службы. Резуль- Для изучения влияния искусственных коконни- таты проведенного исследования показывают, что ков на выход шелка-сырца и его сортность мы прово- установка коконника в вертикальное положение по дили размотку коконов на механическом станке длине и ширине коконника не влияет на качество за- КМС-10 в лаборатории ЦНИИППНШ. Для размотки витых коконов и расход ваты-сдира для постройки использовали коконы, полученные в ходе экспери- леса. ментального исследования, проведенного в Алтын- кульском районе. При размотке коконов соблюдали Исследования показывают также, что в верхней все необходимые требования и нормы. части коконника гусеницы охотнее завивают коконы, чем в нижней. Проведенные исследования свиде- Мы определяли выход шелка-сырца, сдира и тельствуют, что с применением искусственных ко- одонков, процент растворимости серицина и длину конников появляется возможность получения ваты- непрерывно разматываемой нити шелка-сырца, об- сдира в чистом виде. Ее без дополнительной очистки рывность и удельный расход и др. по ГОСТ 5618-80 можно использовать для дальнейшей переработки в (табл. 2). смеси с хлопковым волокном с целью получения Анализ размотки коконов показывает, что при использовании искусственных коконников увеличи- 19

№ 7 (64) июль, 2019 г. ваются выход шелка-сырца и длина непрерывно раз- живых коконов в общем объеме заготовленных коко- матываемой нити кокона, уменьшается процент вы- нов, снижение расхода шелковой массы для образо- хода коконного сдира и одонков, снижается удель- вания леса при завивке коконов гусеницами тутового ный расход коконов и обрывность при размотке. Все шелкопряда, максимального сохранения свойства эти положительные результаты достигнутые благо- оболочки коконов от образования внешнего дефекта. даря увеличению доли отборных и первых сортов Таблица 2. Результаты размотки коконов Вид коконника Показатель искус- связан- подстилка под естест- ственный ный в искусственный ко- венная Шелконосность, % коконник виде подстил- Выход, %: - шелка-сырца веника конник - оболочки одонков 51,6 ка - сдира коконного 48,86 51,2 50,00 48,00 - оболочки неразмота 4,03 37,30 - всего шелкопродуктов 4,34 40,83 38,20 5,10 Растворимость серицина, % 0,45 3,46 Обрывность 50,38 4,36 4,23 0,40 Длина непрерывно разматываемой нити, м 0,86 46,30 Удельный расход, кг/кг 4,90 5,75 2,60 - 2,00 745,5 0,53 0,43 534,61 2,36 2,80 50,65 48,53 0,95 1,93 1,00 2,00 663,8 594,78 2,44 2,69 ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ Во время завивки кокона, с применением искус- Искусственные коконники, обработанные экс- ственных коконников, увеличится качество, по- трактом, привлекающим гусениц, можно успешно явится возможность сбора ваты-сдира и ее дальней- использовать в шелководстве. шей переработки. Смешанную пряжу из ваты-сдира Для обработки искусственных коконников сле- и хлопкового волокна можно успешно вырабатывать дует применять водный экстракт, предлагаемый в по кольцевому способу кардной системы прядения. табл. 1 и 2 В проведенных исследованиях разрабо- таны основные параметры технологии использова- ния искусственных коконников. Список литературы: 1. Абдурахманов А.А., Рахимов А.Ю., Джураев З.Б. Влияние искусственных коконников на качество коконов // Шелк: РС/УзНИИНТИ. – 1992. – № 1. – С. 15-16. 2. Рахимов А.Ю., Абдурахманов А.А., Касимов М.К. Разработка способа получения очищенного волокна (от- ходов) тутового шелкопряда // Тез. докл. науч.-практ. конф. ТИТЛП «Научные достижения молодежи тек- стильного института Республики Узбекистан в производство». – Ташкент: ТИТЛП, 2003. – С. 213. 3. Рахимов А.Ю., Абдурахманов А.А., Юнусов Л.Ю. Физико-механические свойства ваты-сдира //Шелк: РС/УзНИИНТИ. – 2003. – № 3-4. – С. 21-22. 4. Юлдашев Ш., Каримов А. Исследование влияния коконников на качество коконов // Шелк: РС/УзНИИНТИ. –1990. – № 2. – С. 10-11. 20

№ 7 (64) июль, 2019 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕРАБОТКИ ЖИВЫХ КОКОНОВ ТУТОВОГО ШЕЛКОПРЯДА Сафаров Жасур Эсиргапович д-р техн. наук, Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Самандаров Достон Ишмухаммат угли ассистент, Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] STUDY OF THE PROCESS OF PROCESSING LIFE CONCOUNTS OF TRUTH SILKWARE Jasur Safarov Dr. tech. Science, Tashkent State Technical University, Uzbekistan, Tashkent Doston Samandarov Assistant, Tashkent State Technical University, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье рассмотрены результаты исследования процесса переработки живых коконов тутового шелкопряда. Показано, что соотношения структуры и свойств полимера могут быть использованы для оценки хрупкости раз- рушения, при этом напряжение серицина составляет около 130 МПа, что является таким же, как предел текуче- сти. Приведены результаты процесса воздействия вибрации на морку и сушку живых коконов тутового шелко- пряда, полученные в лаборатории Ташкентского государственного технического университета. Представлены: типичный наблюдаемый профиль напряжения деформации для волокна Bombyx mori и про- гнозируемого профиля для серицина; график вибраций, используемых при морке и сушке коконов тутового шел- копряда; результаты переработки коконов тутового шелкопряда; живые коконы, коконы после морки. ABSTRACT The article discusses the results of a study of the processing of live silkworm cocoons. It is shown that the ratio of the structure and properties of the polymer can be used to assess the fragility of fracture, while the stress of sericin is about 130 MPa, which is the same as the yield strength. The obtained results of the process of vibration impact on the mork and drying of living silkworm cocoons obtained in the laboratory of Tashkent State Technical University are given. Presents: typical observed strain strain profile for Bombyx mori fiber and predicted profile for sericin; graph of vi- brations used in morka and drying of silkworm cocoons; the results of processing silkworm cocoons; live cocoons, co- coons after marka. Ключевые слова: вибрация, сушка, морка, переработка, живые коконы тутового шелкопряда. Keywords: vibration, drying, morka, processing, live silkworm cocoons. ________________________________________________________________________________________________ На сегодняшний день коконы тутового шелко- продукции. В мировой практике пристальное внима- пряда и шелковые продукции занимают важное ме- ние уделяется технологическим процессам первич- сто на мировом рынке. «Ежегодно заготавливается в ной обработки коконов, созданию техники и техно- среднем 640 тыс. тонн коконов тутового шелкопряда, логии производства качественного шелка-сырца из и в странах, их выращивающих, в 2015 году выраба- новых гибридов, влияющего на качественные пока- тывалось 130 тыс. тонн шелка-сырца» [4]. С учетом затели сырья из коконов тутового шелкопряда. В высоких требований к качеству шелковой продукции годы независимости в стране делался акцент на эф- на мировом рынке особое значение приобретает фективное развитие шелководства, а также производ- обеспечение конкурентоспособности производимой ство шелка-сырца и шелковых изделий с высокими __________________________ Библиографическое описание: Сафаров Ж.Э., Самандаров Д.И. Исследование процесса переработки живых коконов тутового шелкопряда // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2019. № 7(64). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7673

№ 7 (64) июль, 2019 г. качественными показателями и конкурентоспособ- На рис. 1 также показано теоретическое предска- ностью [1]. зание профиля стресс-деформации серицина [5], как видно из рисунка, он очень похож на эксперимен- Шелковые волокна представляют собой нату- тальные данные для аморфного регенерированного ральный фиброиновый белок, покрытый слоем около шелка волокна. Ключевыми прогнозируемыми пара- 25% серицина, который связывает волокна вместе в метрами являются низкий модуль деформации 4 ГПа точках пересечения. Модуль упругости немытого и растяжение с пределом текучести около 130 МПа. естественного волокна составляет около 9 КПа, а ти- Соотношения структуры и свойства полимера [2] мо- пичный профиль напряжения-деформации для разру- гут быть использованы для оценки хрупкости разру- шения – около 350-400 МПа. шения. При этом напряжение серицина составляет около 130 МПа, что является таким же, как предел Серицин считается аморфным белком с большой текучести. Следовательно, серицин является типич- долей сериновых сегментов, которые имеют боковую ной матричной связкой. цепь -ОН, способствующую адгезии. К сожалению, серицин очень хрупок, поэтому экспериментальное измерение его механических свойств довольно сложно. Рисунок 1. График зависимости напряжения от давления на коконы тутового шелкопряда с учетом волокна Bombyx mori и прогнозируемого профиля для серицина Если взять прочность серицина до 130 МПа с мо- Указанный выше активационный штамм станет дулем 4000 МПа, можно назначить линейную дефор- точкой отсчета, по отношению к которому можно мацию упругого разрушения для справочных целей рассчитать статистический процесс разрыва связи в коконе. Этот штамм предполагает, что максимальное f0,033. Это необходимо для того, чтобы масштаби- напряжение в коконе, если оно имеет порядок около ровать эту плотность упругой энергии от кокона се- 100 МПа, поскольку модуль составляет около 300 МПа, как показано выше. рицина к оценке характерного штамма a в коконе, который может быть связан с деформацией. По- В лаборатории Ташкентского государственного скольку большая часть эластичного активного мате- технического университета проведено натурное ис- риала в коконе представляет собой фиброин с моду- пытание для морки и сушки коконов тутового шел- копряда [3; 6]. Результаты процесса воздействия виб- лем Yf9000 МПа, а кокон имеет модуль Yc300 рации на морку и сушку коконов тутового МПа, то можно масштабную упругую деформацию шелкопряда приведены на рис. 2-3. плотности энергии представить следующим образом, a: ������������ = ������������√������������������������ = 0.033√93000000 = 0.18 22

№ 7 (64) июль, 2019 г. Рисунок 2. График вибраций коконов тутового шелкопряда, используемых при морке и сушке а) б) Рисунок 3. Порядок переработки коконов тутового шелкопряда с учетом их морки и сушки: а – живые коконы; б – коконы после морки На рис. 3 приведен результат многократных процесса морки и сушки при использовании для экспериментов и отобранная вариация динамики этого горячего воздуха, температурой 65°С, и с ком- виброскорости, с которой подавались коконы при бинациями вибрации в течение 10 минут создает воз- морке и сушке тутового шелкопряда. можность для хорошего сохранения естественных физико-механических и технологических показате- На основе полученных результатов можно кон- лей коконной оболочки. статировать, что дальнейшее совершенствование установки, разработанной авторами, и ускорение Список литературы: 1. Гуламов А.Э. Совершенствование технологии размотки новых местных гибридов коконов и получение шелка-сырца высокого качества: Автореф. докт. дисс. – Ташкент, 2016. – 72 с. 2. Использование упругих волн в процессе первичной переработки живых коконов / Ж.Э. Сафаров, Ш.У. Зул- панова, Д.И. Самандаров, Д.Д. Эркинов // Республ. науч.-техн. конф. «Проблемы и перспективы инноваци- онной техники и технологии». – Ташкент, 2019. – С. 25-26. 3. Сафаров Ж.Э., Султанова Ш.А., Эргашева З.К. Изучение первичной обработки коконов шелковичного червя // Universum: технические науки. – М., 2018. – № 10 (55). – С. 19-21. 4. Porter D., Gould P.J. International Journal of Solids and Structures, 46 (2009) 1981-1993. 5. Safarov J.E., Sultanova Sh.A., Dadaev G.T. Primary processing of cocoons silkworm (Bombyx mori) procedure with the help infrared heating. 10th World conference on intelligent systems for industrial automation. WCIS-2018. Tash- kent, 2018. P. 396-400. 23

№ 7 (64) июль, 2019 г. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОДОВОЛЬСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ПРОЕКТИРОВАНИЮ РЕЦЕПТУР КОМПОЗИТНЫХ СМЕСЕЙ ДЛЯ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ Атамуратова Тамара Ивановна канд. техн. наук, доцент, Бухарский инженерно-технологический институт, Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Хайдар-Заде Лолита Ниматовна канд. техн. наук, доцент, Бухарский инженерно-технологический институт, Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] METHODOLOGICAL APPROACH TO THE DESIGN OF RECIPE OF COMPOSITE MIXTURES FOR BAKERY PRODUCTS Таmаrа Аtamuratova Сandidate of Technical Sciences, Associate Professor, Bukhara Engineering and Technology Institute Uzbekistan, Bukhara Lolita Haydar-Zadе Сandidate of Technical Sciences, Associate Professor, Bukhara Engineering and Technology Institute Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ В данной статье рассмотрены основные принципы методологического подхода к проектированию рецептур хлебобулочных изделий повышенной биологической ценности с использованием мучных композитных смесей. Обоснована целесообразность комбинирования мучнистых продуктов и полуфабрикатов из нетрадиционных для хлебопекарного производства зерновых, псевдозерновых, зернобобовых культур и вторичного сырья консерв- ного производства. Определена биологическая ценность белка потенциальных компонентов смесей по критериям Н.Н. Липатова и И.А. Рогова, основанным на принципе Митчелла-Блока. Разработана комбинация композитной смеси с использованием программного обеспечения на языке «Delphi». Доказано положительное влияние иссле- дуемой смеси на качество хлеба и его потребительскую ценность. ABSTRACT This article discusses the basic principles of the methodological approach to designing recipes for baked goods of high biological value using flour-based composite mixtures. The expediency of combining powdery foods and semi- finished products from non-traditional for bakery production of cereals, pseudo-grains, leguminous crops and secondary raw materials of canning production is grounded. The biological value of the protein of the potential components of the mixtures according to the criteria of N.N. Lipatov and I.A. Rogov, based on the Mitchell-Block principle. A combination composite mixture was developed using Delphi software. The positive effect of the studied mixture on the quality of bread and its consumer value has been proved. Ключевые слова: хлеб, композитные смеси, функциональные пищевые ингредиенты, биологическая цен- ность, лизин, системный подход, моделирование, качество. Keywords: bread, composite mixtures, functional food ingredients, biological value, lysine, systems approach, modeling, quality. ________________________________________________________________________________________________ Современная пирамидальная модель «здоро- из зерна, крупы и муки, особо востребованными из вого» питания базируется на продуктах, получаемых которых являются хлеб и хлебобулочные изделия. __________________________ Библиографическое описание: Атамуратова Т.И., Хайдар-Заде Л.Н. Методологический подход к проектирова- нию рецептур композитных смесей для хлебобулочных изделий // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 7(64). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7586

№ 7 (64) июль, 2019 г. Работы в области основ рационального питания, по- где n - количество ингредиентов в рецептуре; m - требностей человека в пищевых нутриентах и энергии, количество компонентов в i-ом ингредиенте про- а также исследование биологической ценности данного вида продукции показали, что пшеничные сорта хлеба дукта; Xk - k-ый ингредиент в рецептуре; Ci - массовая имеют существенный дефицит алифатической амино- доля i-го компонента в Xk ингредиенте, %. кислоты лизина (АС - 45-50%) [1,с.11-14]. Область G определяется системой неравенств, Цель исследования заключалась в разработке ре- цептур полифункциональных композитных смесей представляющих собой ограничения, накладывае- повышенной биологической ценности для хлебобу- мые на содержание bii-х компонентов рецептуры, и лочных изделий с использованием нетрадиционного сводится к отысканию экстремума: натурального, в том числе и вторичного, сырья. m Для расчёта рецептуры мучных композитов ис- C Xbimin≤ пользовали программное обеспечение на языке i k ≤ bimax. «Delphi» под названием «Расчёт рецептуры композит- ной смеси». Программа предусматривает расчёт рецеп- i 1 туры по следующим показателям: процентное содержа- ние компонента в смеси; содержание функциональных Включение в рецептуру хлеба дополнительных ингредиентов в композитной смеси [2,с.16-18]. видов сырья с повышенным, относительно муки пше- ничной сортовой, содержанием белка и особенно Моделирование рецептур сводится к нахожде- наиболее дефицитной алифатической диаминомоно- нию некоторой области G-многофакторного n- карбоновой аминокислоте – лизину способствует по- мерного пространства Rn, отвечающей ограниче- вышению его биологической ценности [3,с.22-23]. ниям, поставленным целью проектирования. В каче- стве многомерного пространства может выступать В качестве потенциальных ингредиентов компо- линейная форма вида: зитных смесей использовали мучнистые продукты и полуфабрикаты из нетрадиционных для хлебопекар- mn ного производства зерновых, псевдозерновых, зернобо- F(X1,…,Хn)= ∑ ∑ CiXk, бовых культур и вторичного сырья консервного произ- i=1 k=1 водства. Биологическую ценность белка ингредиентов определяли по критериям Н.Н. Липатова и И.А. Рогова, основанным на принципе Митчелла-Блока [4,с. 9-15]. Образцами сравнения служили эталонный белок по FAO/WHO и мука пшеничная I – го сорта (табл.1). Таблица 1. Биологическая ценность потенциальных ингредиентов композитных смесей по расчётным показателям Показатели биологической ценности ⁄ ранг Вид продукта Массовая ∑НАК, ИНАК Коэффици- PDCAAS, КРАС, % Биологиче- Суммар- доля г /100 г ент ед. ская цен- ный ранг ⁄ белка, % белка усвоения ность место (PDCAAS) (БЦ), % 46 ⁄ 9 Мука пшенич- 44,0 ⁄ 11 39 ⁄ 7 ная 10,6 ⁄ 11 36,2 ⁄ 8 0,96 ⁄ 9 0,54 0,54 ⁄ 7 56,0 74,0 ⁄ 1 29 ⁄ 5 66,1 ⁄ 5 24 ⁄ 3 I-го сорта (МП) 71,4 ⁄ 3 29 ⁄ 5 24 ⁄ 3 Мучнистый продукт (мука) 55,0 ⁄ 8 20 ⁄ 2 51,1 ⁄ 9 Ячменная (ЯМ) 11,8 ⁄ 9 33,4 ⁄ 10 0,91 ⁄ 11 0,57 0,53 ⁄ 8 26,0 56,1 ⁄ 7 17 ⁄ 1 31 ⁄ 6 Овсяная (ОМ) 11,0 ⁄ 10 39,1 ⁄ 4 1,08 ⁄ 5 0,57 0,63 ⁄ 5 33,9 73,1 ⁄ 2 25 ⁄ 4 40 ⁄ 8 Гречневая 12,6 ⁄ 8 37,6 ⁄ 6 1,03 ⁄ 3 0,66 0,69 ⁄ 4 28,6 68,3 ⁄ 4 (Гр.М) 57,5 ⁄ 6 Амарантовая 17,6 ⁄ 6 37,0 ⁄ 7 1,09 ⁄ 6 0,75 0,77 ⁄ 2 45,0 (АМ) 48,4 ⁄ 10 Гороховая (ГМ) 20,5 ⁄ 5 41,8 ⁄ 2 1,11 ⁄ 7 0,69 0,80 ⁄ 1 48,9 Фасолевый 23,4 ⁄ 3 40,3 ⁄ 3 1,07 ⁄ 4 0,68 0,76 ⁄ 3 43,9 (ФМ) Порошкообразный полуфабрикат (порошок) Зародышевый 33,8 ⁄ 2 38,5 ⁄ 5 1,02 ⁄ 2 0,57 0,61 ⁄ 6 26,9 продукт (ЗП) Пшеничные 15,3 ⁄ 7 33,8 ⁄ 9 1,00 ⁄ 1 0,42 0,40 ⁄ 10 31,7 отруби (ПОП) Томатные вы- 21,4 ⁄ 4 45,8 ⁄ 1 1,28 ⁄ 8 0,48 0,61 ⁄ 6 42,5 жимки (ПТВ) Подсолнечный 46,5 ⁄ 1 33,4 ⁄ 10 0,95 ⁄ 10 0,48 0,45 ⁄ 9 51,6 шрот (ПСШ) 25

№ 7 (64) июль, 2019 г. Экспертным путём в результате ранжирования Рассмотрим модель компьютерного экспери- основных показателей были выделены продукты-ли- мента на примере одной из разработанных нами ком- деры. По совокупности показателей биологической позитных смесей, включающей муку пшеничную 1- ценности мучные продукты и порошкообразные по- го сорта, гороховую муку, тонкоизмельчённые пше- луфабрикаты из рассматриваемых видов сырья ничные отруби и томатные выжимки. Критерием оп- можно разместить в такой последовательности (по тимизации являлась массовая доля лизина. Учитыва- убывающей): ЗП→ФМ→ГМ и Гр.М→ ПТВ→ОМ и лось также соотношение лизина (Lys.), треонина АМ→ПОП→ЯМ→ ПСШ→МП. Отсюда следует, что (Trn.) и метионина (Met.). по биологической ценности мука пшеничная сорто- вая существенно уступает предлагаемым ингредиен- Состав лимитирующих аминокислот основных там смесей. ингредиентов композитной смеси представлен в табл. 2. Таблица 2. Состав лимитирующих аминокислот основных ингредиентов композитной смеси Массовая доля аминокис- Соотношение амино- Содержание Покрытие по- лизина требности Состав смеси лоты в кислот: в 450 г хлеба, мг в лизине*,% 100 г продукта, в мг Lys.: Trn.: Met. 922,5 23,1 Lys. Trn. Met. - - - Мука пшеничная 290 318 160 1:1,10:0,55 1-го сорта (х1) 1:0,54:0,13 - - 1:0,83:0,38 Гороховая мука (х2) 1550 840 205 - 1: 0,45:0,87 Пшеничные отруби 600 500 230 (х3) Томатные выжимки 2640 1188 2304 (х4) *Средняя дневная потребность в лизине 4000 мг Первое условие: Компонентный состав смеси Принимаем 2-ой вариант. Смесь для получения 450 г должен соответствовать требованию уравнения: хлеба (выход 133%) будет включать в себя следую- щие компоненты, в г: мука пшеничная хлебопекар- 0,29 х1+1,55 х2 +0,60 х3 +2,64 х4 ≥ 0,400 (г) (10% ная I–го сорта – 270,3 (80,0%); мука гороховая – 3,4 лизина) (1,0%) ; пшеничные отруби – 17,0 (5,0%); томатные выжимки – 47,3 (20,0%). Использование предлагае- Второе условие: Z = х1 + х2 + х3 + х4 = 100; х1≥ мой композитной смеси в производстве пшеничных 60% сортов хлеба позволит в среднем в 2,4 раза увеличить содержание в нём самой дефицитной аминокислоты По этим данным и условиям было составлено – лизина. При этом в данной композиции соотноше- одно уравнение с тремя неизвестными. Такое уравне- ние между лизином, треонином и метионином со- ние невозможно решить методами Гаусса, Сим- ставляло 1,0:1,06:1,11 (по лизину) при оптимальном плекса, поэтому использовали метод вариантов. соотношении данных аминокислот - 1,0:0,52:0,67 (по Установлено, что первый элемент (х1) смеси должно эталонному белку), то есть в данной смеси нам не быть не менее 60% (условие №2). Исходя из этого удалось выполнить это условие. сумма остальных элементов составит 40%. Поставив для каждого элемента соответствующий процент так, Провели серию лабораторных выпечек хлеба с чтобы сумма остальных трёх элементов (х2+х3+х4) использованием предлагаемой композитной смеси была не менее 40% вычисляли массовую долю ли- по общепринятой методике. Образцом сравнения зина в них и проверяли её соответствие первому (контроль) служили изделия из муки пшеничной 1-го условию: сорта. 1-вариант: х2=1%, х3=18% и, соответственно, В опытных вариантах отмечалось закономерно х4=11% в сумме 30%; ожидаемое снижение удельного объёма хлеба в сред- нем на 5,6 % относительно образца сравнения за счёт 2-вариант: х2=1%, х3=5% и, соответственно, того, что в составляющих смеси (помимо муки пше- х4=14% в сумме 20%. ничной) не содержатся белки, способные образовы- вать гидратированный белковый студень - клейко- Основным требованием программы является вы- вину. При этом опытные образцы имели лучшие полнение удовлетворяющих вариантов и по себесто- органолептические показатели (84 балла против 80 имости (по приоритетам). Для этого отбирали макси- баллов в контрольном образце). мальные значения элементов с наименьшей себестоимостью для получения экономического эф- Таким образом, представленный нами довольно фекта. упрощённый метод проектирования композитных Установлено, что рассматриваемая композитная смесь в 1-ом варианте (70:30) содержит 414 мг, во 2- ом варианте (80:20) – 415 мг лизина на 100 г смеси. 26

№ 7 (64) июль, 2019 г. смесей по определённому лимитирующему показа- ряд преимуществ, однако имеются и недостатки. Так, телю позволяет создать композицию из нескольких для обеспечения нормального функционирования видов сырья для повышения биологической ценно- данной программы требуется персональный компью- сти хлеба и хлебобулочных изделий. Следует отме- тер с такими параметрами, как 1Ghz 256 MB Ram, 32 тить, что программа имеет простой и в то же время Mb 3D Card. удобный Windows-интерфейс для пользователей и Список литературы: 1. Кацерикова Н.В. Технология продуктов функционального питания: Учебное пособие / Кемеровский техноло- гический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2004. - 146 с. 2. Муслимов Н.Ж. Разработка программного обеспечения расчёта рецептуры композитной смеси на основе зер- новых культур для создания новых видов продуктов / Н.Ж. Муслимов //Зерно и зернопродукты.- 2007. - №3. - С.16-18. 3. Дробот В. Обогащение хлеба лизином /В.Дробот, О. Никончук// Пищевая и перерабатывающая промышлен- ность.- 1999. - № 9. - С. 22-23. 4. Липатов Н.Н. Методология проектирования продуктов питания с требуемым комплексом показателей пище- вой ценности/Н.Н. Липатов, И.А. Рогов// Известия вузов. Пищевая технология. – 1987. - №2.- С.9-15. 27

№ 7 (64) июль, 2019 г. ПРИМЕНЕНИЯ НЕТРАДИЦИОННОГО СЫРЬЯ В ТЕХНОЛОГИИ МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ Джахангирова Гулноза Зинатуллаевна PhD, доцент кафедры «Технология пищевых продуктов», Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан, г. Ташкент Е-mail: [email protected] Махмудова Дилдора Хасановна ассистент кафедры «Технология пищевых продуктов», Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан, г. Ташкент Усмонхужаева Фозилахон Хомидхон Кизи студент кафедры «Технология пищевых продуктов», группы33-16, Ташкентский химико-технологический институт, Узбекистан, г. Ташкент USE OF NONCONVENTIONAL RAW MATERIALS IN TECHNOLOGY OF FLOUR CONFECTIONERY Gulnoza Jahangirova PhD, Associate Professor of the Department \"Technology of Food Products\", Tashkent Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent Dildora Makhmudova Assistant of the Department \"Technology of food\", Tashkent Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent Fozilakhon Usmonkhuzhayeva student of Technology of Foodstuff department, gruppy 33-16, Tashkent chemical Institute of Technology, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Рассмотрено использование нетрадиционного сырья в рецептурах бисквита, такого как мука сорго и порошок топинамбура. Дана подробная характеристика органолептической оценки готовых изделий. Изучены физико-хи- мические показатели бисквита с добавлением муки сорго и порошка топинамбура. Доказана целесообразность использования муки сорго в рецептурах бисквита для повышения пищевой ценности и расширения ассортимента мучных кондитерских изделий с использованием нетрадиционного сырья. ABSTRACT Use of nonconventional raw materials in compoundings of a biscuit, such as flour of a sorghum and powder of a girasol is considered. Detailed characteristic of organoleptic assessment of finished products is given. Physical and chemical indicators of a biscuit with addition of flour of a sorghum and powder of a girasol are studied. The expediency of use of flour of a sorghum in biscuit compoundings for increase in nutrition value and expansion of the range of flour confectionery with use of nonconventional raw materials is proved. Ключевые слова: мучные кондитерские изделия, мука сорго, бисквит, порошок топинамбура, пищевая цен- ность, рецептуры. Keywords: flour confectionery, sorghum flour, biscuit, girasol powder, nutrition value, compoundings. ________________________________________________________________________________________________ Кондитерские изделия обладают высокой пище- представляют собой группу пищевых продуктов, зна- вой ценностью, прекрасными вкусовыми достоин- чительно различающихся по рецептурному составу, ствами и привлекательным внешним видом. Они __________________________ Библиографическое описание: Джахангирова Г.З., Махмудова Д.Х., Усмонхужаева Ф.Х. Применение нетрадици- онного сырья в технологии мучных кондитерских изделий // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 7(64). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7626

№ 7 (64) июль, 2019 г. технологии производства и потребительским свой- ковины. Иначе бисквитный полуфабрикат получа- ствам. Рынок производства кондитерских изделий ется крошливым. Крахмал создает лучшую сухость стабильно развивается благодаря расширению про- бисквита и снижает количество клейковины в тесте, изводства новых видов продукции, улучшению ее ка- предохраняя его от затягивания. чества и использованию прогрессивных инновацион- ных методов. [1] Сорго - растение, относящееся к культурам с по- вышенной засухоустойчивостью. Посевные площади Особое внимание уделяется созданию кондитер- под сорго сосредоточены в засушливых и полузасуш- ских изделий, отвечающих потребностям конкрет- ливых регионах планеты. Из зерна сорго можно по- ных групп населения: детей различного возраста, лю- лучать такие пищевые продукты как крупа, мука, дей с различным и заболеваниями (диабет и др.) и крахмал, и даже слабоалкогольные напитки - вино и испытывающих различные физические нагрузки. пиво. Продукты переработки сорго в хлебопечении используются в незначительных количествах. В стра- Преобразования на рынке кондитерских изделий, нах с традиционно высоким потреблением в пищу происходящие в последние годы, в значительной сте- зерна сорго и продуктов его переработки использова- пени и заменили традиционные подходы к этой ние сорговой муки взамен части пшеничной является группе продуктов. Кондитерские изделия посте- одним из актуальных направлений повышения пище- пенно превратились из высоко калорийных десертов вой ценности хлебобулочных и мучных кондитер- в важные и излюбленные компоненты пищевого ра- ских изделий, придания им лечебных и профилакти- циона людей всех возрастных групп. Бисквит зани- ческих свойств. Мука сорго – это ценный пищевой мает значительное место в ассортименте мучных продукт, не уступающий по содержанию белка, жи- кондитерских изделий. Отличительные особенности ров и углеводов рису, пшену и кукурузе, а значит, она изделии данного вида заключаются в более высоком должна занять достойное место в питании человека. содержании сахара – песка и меньшем содержании Продукт переработки сорго - амилопектиновый крах- муки, чем в остальных мучных кондитерских изде- мал, обладающий высокой стабильностью, использу- лиях. Изделия характеризуются значительным содер- ется как добавка при выпечке булочных и кондитер- жанием влаги. В связи с этим они имеют небольшую ских изделий в тех случаях, когда необходимо стойкость при хранении ~ в течение нескольких дней ослабить действие клейковины и придать большую (торты и пирожные). мягкость и нежность продуктам с одновременным уменьшением добавки сахара и жира: бисквитный Вкус, запах и цвет тортов и пирожных отличает полуфабрикат, печенье, пекарские смеси. [2-3] большое разнообразие, и они должны соответство- вать данному наименованию. Торты и пирожные Изучены физико-химические и реологические должны быть без посторонних запахов и привкусов. свойства смесей муки из зерна пшеницы и сорго. Наличие посторонних включений и хруста в пирож- Установлено, физико-химические и реологические ных и тортах не допускается. Форма пирожных и тор- свойства смесей постепенно ухудшаются при увели- тов должна быть правильной, без изломов и вмятин, чении в них содержания муки из зерна сорго. с ровным обрезом для нарезных изделий. В послед- ние годы вырабатываются пирожные и торты со зна- Задачей исследований является улучшение хими- чительно меньшим количеством крема. Для этого ис- ческого состава бисквита за счет обогащения белком, пользуются фрукты и ягоды в натуральном и минеральными веществами и витаминами, а также консервированном виде. Пирожные и торты имеют повышение качества продукта за счет получения из- наименования и отличаются по виду выпеченного делий с большим удельным объемом и равномерно полуфабриката, применяемого в качестве основы из- пористой структурой мякиша. делия, характеру отделки или форме готового изде- лия. В настоящее время в этой группе вырабатыва- Использование зерна сорго в пищевой промыш- ется около 80% тортов и 20% пирожных. ленности позволит получать продукты с пониженной калорийностью, увеличенным содержанием пище- Бисквитный полуфабрикат – это пышный мелко- вых волокон, макро- и микроэлементов (магния, фос- пористый полуфабрикат с мягким эластичным мяки- фора, железа, цинка, меди, марганца, бора, кремния, шем. Его получают сбиванием яичного меланжа с са- кобальта и др.) и витаминов (В1, В2, В3, В6, Е, Н, РР). харом – песком с последующим перемешиванием Зерно сорго не содержит глютена, поэтому продукты сбитой массы с мукой и выпечкой полученного теста. из него можно вводить в рацион питания людей с за- болеванием целиакия. Для приготовления бисквитного полуфабриката должна использоваться пшеничная мука с содержа- Были разработаны технологии и рецептуры биск- нием 28 - 34 % слабого или среднего качества клей- витов с включением в разных сочетаниях топинам- бура и муки сорго. (Таблица 1.) 29

№ 7 (64) июль, 2019 г. Таблица 1. Рецептура бисквитов с включением в разных сочетаниях топинамбура и муки сорго № Наименование сырье Примерный биск- Бисквит с соргой, гр Бисквит с топинамбу- вит, гр ром 1 Пшениичная мука высшего 100 -- сорта - 2 Мука сорго - 100 - 100 - 100 3 Топинамбур 80 100 80 4 Сахар 80 80 5 Яйцо В бисквитное тесто добавка вводилась вместо форма, поверхность, цвет мякиша, состояние мя- муки после взбивания сахарояичной смеси в задан- киша, вкус и запах. Из физико-химических показате- ных концентрациях с соответствующим рецептуре. лей: пористость, энергетическая ценность, белки, Из органолептических показателей оценивались: жиры, углеводы. (Таблица 2-3.) Таблица 2. Химический состав и энергетическая ценность бисквита с включением муки сорго № Показатели качества Данные по примерам Бисквит с соргой 1 Поверхность и форма 2 Состояние мякиша Органолептические 3 Цвет мякиша 4 Вкус и запах Гладкая без подрывов Плотный, пористость неравномер- Пористость равномерная, тонко- ная, тонкостенная стенная Желтый Светло-желтый с белым оттен- ком Свойственный данному виду изделий, без посторонних привкуса и запаха Физико-химические 5 Удельный объем, 330 350 см3/100 г 6 Пористость, % 64 67 7 Энергетическая ценность, 478,32/2001,29 462,00/1933,78 ккал/кДж 8 Вода,гр 19,5 18,5 14,0 8,0 9 Белки, гр 9,5 7,8 55,9 54,6 10 Жиры, гр 11 Углеводы, гр Рисунок 1. Бисквит с включением муки сорго 30

№ 7 (64) июль, 2019 г. Таблица 3. Химический состав и энергетическая ценность бисквита с включением топинамбура № Показатели качества Данные по примерам Бисквит с топинамбуром Органолептические 1 Поверхность и форма Гладкая без подрывов Неровная, с подрывами 2 Состояние мякиша Плотный, пористость неравно- Пористость не равномерная, тол- мерная, тонкостенная стостенная, липкая 3 Цвет мякиша Желтый Светло-зеленый с коричневым от- тенком 4 Вкус и запах Свойственный данному виду Свойственный данному виду изде- изделий, без посторонних при- лий, с привкусом топинамбура вкуса и запаха Физико-химические 5 Удельный объем, 330 250 см3/100 г 6 Пористость, % 64 44 7 Энергетическая ценность, ккал/кДж 478,32/2001,29 401,00/1824,54 8 Вода,гр 19,5 23,5 9 Белки, гр 14,0 13,4 10 Жиры, гр 9,5 7,8 11 Углеводы, гр 55,9 64,9 Рисунок 2. Бисквит с включением топинамбура В результате исследований получены образцы функционалными свойствами. В дальнейших иссле- бисквитов, обладающих высокими органолептиче- дованиях целесообразно использование продуктов скими, физико-химическими, а также функциональ- переработки в виде мучных смесей порошка топи- ными свойствами при использовании муки сорго. намбура и муки сорго при разработке рецептур и тех- При использовании порошка топинамбура получены нологий бисквитов. образцы бисквитов, обладающих низкими органо- лептическими и физико-химическими, но высокими Список литературы: 1. Рыжакова А. В. Р939 Товароведение и экспертиза кондитерских товаров: Учеб ник для студ. высш. учеб. заведений / Алла Владимировна Рыжакова. — М.: Издательский центр «Академия», 2005. — 224 с. 2. Свечников А.Ю., Зоц А.Д., Алфимова А.Д. [и др.] Анализ применения зерна сорго и продуктов его перера- ботки в технологии хлебобулочных и мучных кондитерских изделий // Технические науки - от теории к прак- тике: сб. ст. по матер. XV междунар. науч.-практ. конф. № 12(60). – Новосибирск: СибАК, 2016. – С. 123-129. 3. Кулеватова, Т.Б. Физикохимические свойства зернового сорго / Т. Б. Кулеватова [и др.] // Междунар. науч.-практ. конф. «Вавиловские чтения – 2016». – Саратов, 2016. – С. 91–93. 31

№ 7 (64) июль, 2019 г. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ ФИЛЬТРАЦИИ КОНЦЕНТРАТА ХЛОРИДА КАЛИЯ И ГАЛИТОВЫХ ХВОСТОВ СИЛЬВИНИТОВ ТЮБЕГАТАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ Мирзакулов Холтура Чориевич проф. Ташкентского химико-технологического института, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Мамажонова Лола Анваровна старший преподаватель Ташкентского химико-технологического института, Узбекистан, г. Ташкент Исаков Аброр Фахриддинович ассистент Ташкентского университета информационных технологий им. Мухамада ал-Хоразмий, Узбекистан, г. Ташкент Каланов Гайрат Уралович зам. начальника технического отдела ООО «Дехканабадский калийный завод», Узбекистан, Дехканабадский район, пос. Бешбулак RESEARCH ON THE INTENSIFICATION OF PROCESSES OF A FILTRATION OF THE CONCENTRATE OF POTASSIUM CHLORIDE AND HALITE TAILINGS TUBEGATAN SYLVINITE DEPOSITS Kholtura Mirzakulov professor of Tashkent institute of chemical technology, Uzbekistan, Tashkent Lola Mamajanova senior teacher of Tashkent institute of chemical technology, Uzbekistan, Tashkent Abror Isakov assistаnt Tashkent university of information technologies of name Mukhamed al-Khorazmiy, Uzbekistan, Tashkent Gayrat Kalanov deputy chief technical department of Open Company «Dehkanabad potash factory», Uzbekistan, Dehkanabad, Beshbulak АННОТАЦИЯ Приведены результаты исследований по интенсификации и усовершенствованию процесса фильтрации кон- центрата хлористого калия и галитовых хвостов сильвинитов Тюбегатанского месторождения путем введения дополнительной стадии осаждения мелкой фракции шлама из маточного раствора концентрата хлористого калия в дегазационном баке в присутствии полиакриламида и подачи осветленного раствора в первую перечистную камеру флотационной машины и маточного раствора после отделения галитовых отходов в бак дегазации вместо бака дегазации галитовых отходов. Это позволяет улучшить показатели фильтрации, уменьшить количество шлама, поступающего с концентратом хлористого калия, и поддерживать влажность не более 6-7%. __________________________ Библиографическое описание: Исследования по интенсификации процессов фильтрации концентрата хлорида калия и галитовых хвостов сильвинитов Тюбегатанского месторождения // Universum: Технические науки : элек- трон. научн. журн. Мирзакулов Х.Ч. [и др.]. 2019. № 7(64). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7603

№ 7 (64) июль, 2019 г. ABSTRACT The results of studies on the intensification and improvement of the filtration process of potassium chloride concen- trate and halitic tailings of sylvinite of the Tyubegatan deposit by introducing an additional stage of deposition of fine fraction of sludge from the mother liquor of potassium chloride concentrate in the degassing tank in the presence of polyacrylamide and supplying the clarified solution to the first enumeration chamber of the flotation machine and mother liquor after separation of halite waste in the degassing tank, instead of the tank of halite waste. This allows you to improve filtration rates, reduce the amount of sludge coming from potassium chloride concentrate, and maintain humidity of no more than 6-7%. Ключевые слова: концентрат, хлорид калия, галитовые отходы, флотационная машина, суспензия, фильтра- ция, влажность, шлам, дегазации. Keywords: concentrate, potassium chloride, halite waste, flotation machine, suspension, filtration, moisture, sludge, degassing. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Узбекистан – агропромышленная рес- повышение их влажности по сравнению с проект- публика, располагающая всего 14% орошаемых зе- ными показателями [2; 5]. Так, при гидромеханиче- мель от общего количества земель сельскохозяй- ском обесшламливании сильвинитовых руд Тюбега- ственного назначения [1]. Именно на орошаемых танского месторождения с содержанием 28-30% землях получает основную сельскохозяйственную хлористого калия и 2,39-2,74% не растворимого в продукцию. Благодаря применению минеральных воде остатка в питании сильвиновой флотации со- удобрений достигаются высокие урожаи. Эффектив- ставляет 1,94-2,06% с повышением до 3,03%, тогда ность применения минеральных удобрений, химиче- как по проекту этот показатель должен составлять не ских средств защиты растений, физиологически ак- более 1,4%. тивных препаратов выражается не только в повышении урожайности и сохранении продукции, Методы исследования. По существующей но и в значительном росте производительности схеме на ленточный фильтр поступает пульпа после труда. Поэтому во всем мире наблюдается тенденция третьей перечистки из флотомашины. Концентрат роста производства и применения минеральных хлорида калия влажностью 6-7% с помощью ленточ- удобрений [4; 6; 10; 11]. Республика располагает ного конвейера направляется на сушку, а фильтрат крупной отраслью, производящей азотные, фосфор- (маточный оборотный раствор) возвращается на ные и калийные удобрения [7]. первую перечистку для разубоживания концентрата после основной флотации. Фильтрат содержит до 1% Соединения калия находят широкое применение мелкой фракции шлама, что плохо влияет на процесс в различных областях народного хозяйства: черной и флотации. Определение технологических показате- цветной металлургии, производстве строительных лей процессов и состава продуктов проводили из- материалов, пиротехнике, электрохимии, фотогра- вестными методами [3; 9]. фии, текстильной, стекольной, фармацевтической, целлюлозно-бумажной, химической промышленно- Результаты и обсуждение. При многократном сти и др. [14]. Однако лишь 5-6% выпускаемой ка- использовании маточного раствора после отделения лийной продукции используется в промышленных концентрата хлорида калия количество мелкодис- целях, остальная применяется в сельском хозяйстве в персных частиц шлама в растворе увеличивается, и качестве минеральных удобрений [12; 13]. Поэтому при фильтрации они забивают поры фильтровальной развитие калийной промышленности тесно связано с ткани. В результате влажность продукта повышается, запросами и уровнем развития сельского хозяйства. а в процессе сушки образуются комки. Это ухудшает один из основных показателей товарных свойств – Хлористый калий является основным калийным рассыпчатость. удобрением, применяемым в сельскохозяйственном производстве Узбекистана [8]. После ввода в 2014 В таблице 1 приведены данные влияния темпера- году второй очереди ООО «Дехканабадский калий- туры и кратности использования маточного раствора ный завод» мощности производства хлористого ка- на скорость фильтрации концентрата хлорида калия лия составляют 600 тыс. т в год. Эксплуатация пер- и содержание влаги по существующей схеме. вой очереди завода выявила существенные недостатки в технологической схеме флотационного С повышением температуры с 20 до 60°С ско- хлористого калия из сильвинитов Тюбегатанского рость фильтрации при разрежении 300 мм рт. ст. по- месторождения, а именно: недостаточная эффектив- вышается с 2083,0 до 2491,6 кг/м2·ч по пульпе и с ность процессов обесшламливания руды в гидроцик- 1114,4 до 1333,0 кг/м2·ч по сухому остатку. Заметное лонах и, соответственно, повышенное содержание не влияние на скорость фильтрации и содержание влаги растворимых в воде примесей в крупной и тонкозер- в шламе оказывает разряжение, создаваемое при нистой фракциях измельчительной руды, ухудшение фильтрации. При разряжении 200 мм рт. ст. скорость технологических показателей процессов фильтрации фильтрации по пульпе при 60°С составляет 2195,4 концентрата хлорида калия и галитовых отходов и кг/м2·ч, тогда как при разряжении 500 мм рт. ст. этот показатель достигает 3977,7 кг/м2·ч. При этих пока- зателях влажность концентрата хлорида калия сни- жается с 7,6% до 6,6%. 33

№ 7 (64) июль, 2019 г. Таблица 1. Влияние температуры и кратности использования маточного раствора на скорость фильтрации концентрата Разрежение, мм Скорость фильтрации, кг/м2·ч Влажность рт. ст. осадка, % № Температура, °С по пульпе по сухому по фильтрату осадку 7,4 7,2 Суспензия 7,2 7,0 20 1786,7 955,8 830,9 6,9 6,9 1 200 40 2005,6 1072,9 932,7 6,8 6,7 60 2195,4 1174,5 1020,9 6,7 6,6 20 2083,0 1114,4 968,6 6,5 6,5 2 300 40 2301,9 1231,5 1070,4 7,3 60 2491,6 1333,0 1158,6 7,2 7,2 20 2578,2 1379,3 1198,9 7,8 3 400 40 2797,1 1496,4 1300,7 7,8 7,6 60 2986,8 1597,9 1388,9 8,3 20 3568,5 1909,1 1659,4 8,3 8,2 4 500 40 3787,4 2026,2 1761,2 8,8 60 3977,7 2128,0 1849,7 8,8 8,7 I-кратное использование 9,4 20 1916,3 1025,2 891,1 9,4 9,2 5 300 40 2116,9 1132,5 984,4 60 1292,2 1226,3 1065,9 II-кратное использование 20 1762,9 943,1 819,8 6 300 40 1947,5 1041,9 905,6 60 2108,8 1128,2 980,6 III-кратное использование 20 1621,8 867,6 754,2 7 300 40 1791,7 958,5 833,2 60 1940,1 1037,9 902,2 IV-кратное использование 20 1492,0 798,2 693,8 8 300 40 1648,3 881,8 766,5 60 1784,8 954,8 830,0 V-кратное использование 20 1372,6 734,3 638,3 9 300 40 1516,4 811,2 705,2 60 1642,0 878,4 763,6 Повышение кратности использования маточного где под действием полиакриламида суспензия сгуща- раствора с одного до пяти существенно влияет на ется, а осветленный раствор поступает в первую пе- скорость фильтрации. Если при 20°С скорость филь- речистную камеру флотомашины. Сгущенный оса- трации по пульпе составляет 2083,0 кг/м2·ч, то после док направляется в имеющийся отстойник. В пятикратного использования фильтрата скорость результате резко уменьшается количество шлама, по- фильтрации снижается до 1372,6 кг/м2·ч, или на ступающего с концентратом, улучшаются показа- 34,1%. тели фильтрации, влажность составляет не более 6- 7%, снижаются расходы тепловой энергии на сушку, При трехкратном использовании снижается на улучшаются товарные свойства хлористого калия. 22,14%. Влажность осадка концентрата хлорида ка- лия при этом повышается с 7,3% до 9,4% при пяти- По существующей схеме отделения галитовых кратном использовании маточного раствора и до хвостов от маточного раствора предусматривается 8,3% при трехкратном. фильтрация пульпы на ленточном фильтре. Галитовые хвосты влажностью 6-7% направляются в хвостохра- Для снижения влажности концентрата и улучше- нилище. Маточный раствор проходит через дегазаци- ния процесса фильтрации внесены изменения в тех- онный бак и собирается в промежуточной емкости. нологическую схему (рис. 1). Маточный раствор по- Фильтрат содержит до 1,1% мелкодисперсных частиц сле фильтрации направляется в дегазационный бак, шлама. Этот раствор используется для разубоживания 34

№ 7 (64) июль, 2019 г. сгущенного осадка галитовых хвостов после флотома- шины перед подачей на фильтрацию. Рисунок 1. Технологическая схема интенсификации процесса фильтрации концентрата хлористого калия В таблице 2 приведены результаты влияния тем- Повышение кратности использования маточного раствора с одного до пяти существенно влияет на пературы и кратности использования маточного рас- скорость фильтрации. Если при 20°С скорость филь- трации по пульпе составляет 1329,8 кг/м2·ч, то после твора на скорость фильтрации галитовых отходов и пятикратного использования фильтрата скорость фильтрации снижается до 876,3 кг/м2·ч, или на 34,1%. содержание в них влаги. При трехкратном использовании снижается на 22,14%. Влажность осадка галитовых отходов при С повышением температуры с 20 до 60°С ско- этом повышается с 7,7% до 9,8% при пятикратном рость фильтрации при 300 мм рт. ст. повышается с использовании маточного раствора и до 8,3% при 1329,8 до 1758,8 кг/м2·ч по пульпе и с 711,4 до 940,9 трехкратном. Для снижения влажности и улучшения кг/м2·ч по сухому остатку. При разряжении 200 мм процесса фильтрации галитовых отходов в техноло- гическую схему внесли изменения. рт. ст. скорость фильтрации по пульпе при 60°С со- ставляет 1447,0 кг/м2·ч, тогда как при разряжении 500 мм рт. ст. этот показатель достигает 3319,2 кг/м2·ч. При этих показателях влажность галитовых отходов снижается с 7,6,% до 6,6%. Таблица 2. Влияние температуры и кратности использования маточного раствора на скорость фильтрации галитовых отходов Разряжение, мм Скорость фильтрации, кг/м2·ч Влажность рт. ст. осадка, % № Температура, °С по пульпе по сухому по фильтрату осадку 7,8 7,6 Суспензия 7,6 7,3 20 1017,8 544,5 473,3 7,1 7,1 1 200 40 1247,7 667,5 580,2 6,9 6,9 60 1447,0 774,1 672,9 6,7 6,7 20 1329,8 711,4 618,4 6,7 6,6 2 300 40 1559,6 834,3 725,3 60 1758,8 940,9 817,9 20 1849,7 989,5 860,2 3 400 40 2079,6 1112,5 967,1 60 2278,8 1219,1 1059,7 20 2889,6 1545,9 1343,7 4 500 40 3119,4 1668,8 1450,6 60 3319,2 1775,7 1543,9 35

№ 7 (64) июль, 2019 г. I-кратное использование 20 1223,4 654,5 568,9 7,5 677,2 7,3 5 300 40 1434,8 767,6 752,4 7,3 6 300 7 300 60 1618,0 865,6 523,4 7,7 8 300 613,8 7,8 9 300 II-кратное использование 692,2 7,8 20 1125,5 602,1 481,5 8,3 564,7 8,4 40 1320,0 706,2 636,8 8,4 60 1488,5 796,3 443,0 9,0 519,5 9,1 III-кратное использование 585,9 9,2 20 1035,4 553,9 407,5 9,8 478,0 9,7 40 1214,4 649,7 539,0 9,7 60 1369,4 732,6 IV-кратное использование 20 952,5 509,5 40 1117,2 597,7 60 1259,8 673,9 V-кратное использование 20 876,3 468,8 40 1027,8 549,8 60 1159,0 620,0 Технологическая схема повышения фильтрации быстрейшего осаждения частиц, взвеси. Осветлен- галитовых отходов приведена на рисунке 2. Маточ- ный раствор подают на разубоживание сгущенного ный раствор после фильтрации направляется в бак осадка галитовых отходов. Исключение из техноло- дегазации шлама вместо бака дегазации отходов и гической нитки бака дегазации и промежуточной ем- вместе со сливом с гидроциклонов направляется в от- кости для маточного раствора галитовых отходов стойник. В отстойник добавляют полиакриламид для позволяет улучшить технологические показатели процесса фильтрации. Рисунок 2. Технологическая схема интенсификации фильтрации галитового хвоста В результате резко уменьшается количество хлористого калия и галитовых хвостов позволяют шлама, подаваемого на фильтровальную ткань, влаж- ность хвостов снижается до требуемых 6-8%, умень- выйти на технологические показатели, заложенные в шается количество расходуемой технической воды и, соответственно, расход сильвинитовой руды, что проекте, по содержанию влаги (6-8%) в продуктах, приводит к повышению степени извлечения хлорида снизить содержание мелкой фракции шламов до 0,3- калия из руды. 0,5% и повысить показатели фильтрации до 1100- Заключение. Таким образом, проведенные усо- 1200 кг/м2 ч по сухому хлориду калия и до 900-1000 вершенствования процесса фильтрации концентрата кг/м2ч по галитовым отходам. Улучшаются товарные Список литературы: свойства продукционного хлористого калия. 1. Беглов Б.М., Намазов Ш.С. Фосфориты Центральных Кызылкумов и их переработка. – Ташкент: Ин-т общей и неорганической химии АН РУз, 2013. – 460 с. 2. Бурриель-Марти Ф., Рамирес-Муньос Х. Фотометрия пламени. – М.: Мир, 1972. – 520 с. 36

№ 7 (64) июль, 2019 г. 3. Исследование процесса обесшламливания низкосортных сильвинитовых руд Тюбегатанского месторожде- ния / М.А. Самадий, А.Н. Бобокулов, М.С. Росилов и др. // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2016. № 9 (30) [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/3583 (дата обращения: 04.07.2019). 4. Кудинова О. Минеральные удобрения. Тенденции и прогнозы // The Chemicval journal. – 2010. – № 5. – С. 44- 47. 5. Методы анализа комплексных удобрений // М.М. Винник, Л.Н. Ербанова и др. – М.: Химия, 1975. – 218 с. 6. Мирзакулов Х.Ч. Физико-химические основы и технология переработки фосфоритов Центральных Кызыл- кумов. – Ташкент, 2019. – 424 с. 7. Обзор состояния экономики и основных направлений внешнеэкономической деятельности Республики Уз- бекистан. – Ташкент: Торговое представительство Российской Федерации в Республике Узбекистан, 2016. – С. 44-45. 8. Постоянный технологический регламент производства хлористого калия из сильвинитовой руды флотаци- онным методом «Дехканабадского завода калийных удобрений» (Утв. 31.12.2017 г.). – 81 с. 9. Самадий М.А., Бобоев А.Х., Мирзакулов Х.Ч. Исследование по повышению эффективности процесса обес- шламливания сильвинитовой руды Тюбегатанского месторождения // Universum: Технические науки: элек- трон. научн. журн. 2017. № 2 (35) [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/4277 (дата обращения: 04.07.2019). 10. Abbas G., Aslam M., Malik A.U., Abbas Z., Ali M. and Hussain F. Potassium sulfate effects on grows and yield of mungbean under arid climate. Internatinal Journal. Agric. Sci. 2011. Vol. 3. № 2. Р. 72-75. 11. Heffer P. and Prud’homme M. Fertilizer outlook 2015-2019. International Fertilizer Industry Association (IFA), 83rd IFA Annual Conference Istanbul (Turkey), 25-27 May 2015. Р. 1-8. 12. Johnston A.E. Understanding potassium and its use in agriculture. European fertilizer manufacturers assosiation. 2013. Р. 16-17. 13. Mineral commodity summaries 2012. U. S. Geological Survey. 2012. Р. 122. 14. Perucca C.F. Potash Processing in Saskatchewan: A rewiew of process technologies. CIM Bulletin 96 (1070). 2003. Р. 61-65. 37

№ 7 (64) июль, 2019 г. КИНЕТИКА РАЗЛОЖЕНИЯ ДОЛОМИТА СОЛЯНОЙ КИСЛОТОЙ Хамракулов Зохиджон Абдусаматович д-р техн. наук, Ферганский филиал Ташкентского информационно-технологического университета им. Мухаммада аль-Хорезм, Узбекистан, г. Фергана Е-mail: [email protected] Азизовa Умида Хабибуллаевна ассистент, Наманганский инженерно-технологический институт, Узбекистан, г. Наманган E-mail:[email protected] KINETICS OF DECOMPOSITION OF DOLOMITE BY HYDROCHLORIC ACID Zohidzhon Hamrakulov Doctor of Technical Sciences, Fergana branch of the Toshkent University of Information Technology Muhammad al Khorezmi, Uzbekistan, Tashkent Umida Azizova Assistant, Namangan Engineering and Technology Institute, Uzbekistan, Namangan АННОТАЦИЯ Изучена кинетика процесса разложения доломита соляной кислотой в зависимости от концентрации и тем- пературы. Установлены основные кинетические параметры процесса разложения и выведены уравнения зависи- мости константы скорости разложения и ее логарифма от температуры. ABSTRACT The kinetics of the decomposition of dolomite with hydrochloric acid was studied depending on the concentration and temperature. The main kinetic parameters of the decomposition process are established and the equations for the dependence of the decomposition rate constant and its logarithm on temperature are derived. Ключевые слова: агротехнологии, минеральные удобрения, рациональное использование, подъем эконо- мики, многочисленные разновидности, расширение видов, минерал анкерит, неорганические соединения, соля- ная кислота, разложение доломита. Keywords: аgrotechnologies, mineral fertilizers, rational use, economic recjvery, numerous species, expansin of species, mineral ankerite, inorganic compounds, of hydrochloric acid, dolomite decomposition. ________________________________________________________________________________________________ В мире более 85% хлопка-сырца выращивают та- является проведение дефолиации хлопчатника. Про- кие страны, как Китай, США, Индия, Бразилия, Па- ведение качественной дефолиации дает возможность кистан, Узбекистан, Мексика, Египет, Турция и Су- осуществлять полную уборку хлопка в сжатые сроки. дан. Это создает условия для раннего посева зерна, прове- дения осенне-зимних мероприятий и получения В сельском хозяйстве Узбекистана особое внима- обильного урожая следующего года. ние уделяется широкому внедрению современных аг- ротехнологий и улучшению мелиоративного состоя- Важнейшими резервами и факторами экономиче- ния орошаемых земель. В постоянном повышении ского роста и структурных преобразований в эконо- урожайности и улучшении плодородия земель важ- мике являются создание на базе местного сырья им- ную роль играют химические препараты – минераль- портозамещающей продукции, насыщение ные удобрения, стимуляторы роста, пестициды, в том внутреннего рынка необходимыми потребитель- числе дефолианты и десиканты. скими товарами, максимальная загрузка созданных производственных мощностей, экономия и рацио- Одним из условий успешной и качественной нальное использование валютных средств. уборки урожая хлопка-сырца в доморозный период __________________________ Библиографическое описание: Хамракулов З.А., Азизова У.Х. Кинетика разложения доломита соляной кислотой // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 7(64). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7671

№ 7 (64) июль, 2019 г. Известно, что в производстве широко применяе- Доломит относится к классу карбонатов, в кото- мых в сельском хозяйстве республики дефолиантов ром образует собственную группу с многочислен- ХМД, УзДеф, Супер ХМД ж, ПолиДеф в качестве ос- ными разновидностями, самыми известными из кото- новного сырья используется бишофит (хлорид маг- рых являются широко распространенный минерал ния), который завозится из-за рубежа за валюту. анкерит и собственно доломит. При решении данной задачи одной из актуаль- Месторождения доломита имеются и в Узбеки- ных проблем является использование в качестве сы- стане, в частности, в Ташкентской, Бухарской, Са- рья вместо импортного «бишофита» продуктов раз- маркандской, Ферганской, Наманганской, Навоин- ложения местного доломитного минерала соляной ской и Кашкадарьинской областях. кислотой. Минерал доломит – СаMg(СО3)2 – имеет теорети- Развитие производства дефолиантов должно ческий состав (масс. %): CaO – 30,41; МgО – 21,86; быть связано не только с количественными, но и с ка- СО2 – 47,73, или в пересчете на карбонаты СаСО3 чественными изменениями, с переходом на новый, 54,27; MgСО3 45,73. Отношение CaO:МgО равно более высокий технический уровень, с внедрением 1,391. новых методов производства, новой, более совер- шенной технологии, с расширением видов и источ- Магний может частично замещаться Fe2+, реже ников сырья. Mn2+ [8, с. 5]. Узбекистан обладает мощной минерально-сырь- В литературе имеются сведения по разложению евой базой и большими перспективами ее увеличе- доломитных минералов азотной [7], фосфорной [1] и ния, располагает реальными возможностями для серной кислотами [3]. В Нигерии исследовано разло- подъема экономики страны за счет дальнейшего жение доломитного минерала соляной кислотой [10]. наращивания разведанных запасов и добычи полез- Эти работы направлены на получение минеральных ных ископаемых. В настоящее время выявлено 1717 удобрений и других видов продукции из неорганиче- месторождений, в том числе 235 месторождений уг- ских соединений. Предложен способ получения кри- леводородов, 136 – металлов; 3 – угля; 55 – горноруд- сталлов гипса (сульфат кальция) и бишофита (хлорид ного, 26 – горнохимического и 30 – камнесамоцвет- магния), включающий обработку полуобожженного ного сырья; 615 – строительных материалов доломита соляной кислотой с последующей обработ- различного назначения и 617 – пресных и минераль- кой серной кислотой [2; 6]. Конечной целью этих ис- ных подземных вод [9]. следований не являлось получение хлорат кальций- магниевого дефолианта. Сказанное в полной мере относится как к исполь- зованию в качестве сырья природного доломита, со- Для физико-химического обоснования процесса держащего одновременно карбонаты кальция и маг- получения хлорат кальций-магниевого дефолианта ния, так и к предлагаемой новой технологии синтеза нами изучена кинетика разложения доломита соля- хлоратов натрия, кальция, магния. ной кислотой. Для исследования нами был использован доло- мит Навоийского месторождения «Навбахор», состав которого приведен ниже (табл. 1). Таблица 1. Химический состав образца доломита (масс. %) Наименование Содержание в % на воздушно-сухое вещество месторождения доло- CaO мита MgO Al2O3 Fe2O3+ FeO SiO2 MnO TiO2 Na2O K2O P2O5 SO3об щ. СО2 м.р. «Навбахор» 30,02 19,67 0,39 0,20 2,47 0,08 0,07 0,26 0,72 0,02 0,24 45,68 Процесс разложения доломита изучали в зависи- (табл. 2) показывают, что с уменьшением концентра- мости от концентрации соляной кислоты и темпера- ции соляной кислоты и повышением температуры туры. Норму соляной кислоты на разложение каль- процесса степень разложения доломита повышается. ций и магниевых минералов рассчитывали в 100% от стехиометрии. Опыты проводили при температуре Процесс разложения доломита соляной кислотой 10-60°С в термостатированном реакторе, в который протекает легко, с обильным выделением в газовую наливали расчетное количество соляной кислоты, а фазу диоксида углерода. Основная масса доломита затем в течение 1-2 минут добавляли доломит. Через разлагается в течение 5 минут. При разложении до- определенные промежутки времени определяли со- ломита 35,0% HCl степень разложения (Кр) за 2 ми- держание ΣCaO и MgO комплексонометрическим ме- нуты составляет 78,29%. тодом [4] в растворе и рассчитывали степень извле- чения CaO и MgO в раствор, т. е. степень разложения С увеличением времени взаимодействия с 5 до 30 доломита. Результаты экспериментальных данных минут степень извлечения CaO и MgO повышается в 1,09 и 1,03 раз соответственно. При разложении до- ломита 31,0% HCl за 5 минут (Кр) составляет 89,53%, за 30 минут – 96,21%, т. е. наблюдается повышение степени разложения доломита. 39

№ 7 (64) июль, 2019 г. При разложении доломита 25,0% соляной кисло- минут (Кр) равна 96,21%. Важным фактором, опреде- той за 5 минут (Кр) составляет 90,10%, за 30 минут – ляющим степень разложения доломита, является 96,83%, т. е. наблюдается повышение степени разло- температура. Так, при 10°С разложение доломита жения доломита. Уменьшение концентрации соля- 35,0% соляной кислотой в течение 1 минуты способ- ной кислоты до 25,0% приводит к повышению коэф- ствует переходу в раствор 71,91% CaO и MgO, при фициента разложения доломита. Например, при 5- 20°С этот показатель увеличивается на 3,79%, а при минутном взаимодействии компонентов степень раз- 60°С – на 15,76% (рис. 1 – а, б, в). Такая же законо- ложения по сравнению с 31,0 и 35,0% HCl возрастает мерность наблюдается при разложении доломита в 1,01 и 1,06 раз. При дальнейшем взаимодействии 31,0 и 25,0% соляной кислотой. Процесс взаимодей- скорость процесса разложения замедляется и за 30 ствия доломита с соляной кислотой практически пол- ностью завершается в течение 30 минут. Таблица 2. Степень извлечения в раствор суммы СаО и MgO в зависимости от концентрации соляной кислоты и температуры Время, Степень извлечения суммы СаО и MgO, % при концентрации соляной кислоты минут 25,0% HCl 31,0% HCl 35,0% HCl 10°С 20°С 30°С 40°С 50°С 60°С 10°С 20°С 30°С 40°С 50°С 60°С 10°С 20°С 30°С 40°С 50°С 60°С ΣСаО и MgO ΣСаО и MgO ΣСаО и MgO 1,0 74,61 80,71 86,62 88,07 89,21 90,29 74,08 79,84 83,49 84,86 85,99 87,13 71,91 75,70 80,88 81,89 86,69 87,67 1,5 80,19 85,90 89,89 90,91 91,92 92,60 76,97 82,57 86,20 87,91 88,68 89,94 75,67 80,31 84,90 87,61 89,81 91,86 2,0 82,44 88,24 92,23 92,96 93,56 94,06 79,76 84,71 88,61 90,53 91,19 92,09 78,29 83,69 87,97 90,34 91,64 93,69 3,0 86,19 90,59 94,19 95,25 95,73 96,14 83,81 88,50 92,32 93,92 94,47 95,19 82,19 88,40 91,65 92,05 93,79 94,87 4,0 88,31 92,57 95,72 96,68 97,07 97,41 87,19 91,47 94,73 96,07 96,39 96,87 83,30 90,54 93,09 93,49 94,97 95,96 5,0 90,10 94,22 96,81 97,51 97,78 98,08 89,53 93,41 96,11 97,19 97,58 98,03 84,61 91,73 93,98 94,52 95,77 96,74 10,0 93,26 96,41 97,94 98,37 98,52 99,07 92,77 95,82 97,57 98,09 98,40 99,09 87,21 94,38 96,25 96,67 96,79 97,85 15,0 94,41 97,49 98,46 98,63 98,88 99,62 93,68 96,58 98,07 98,44 98,79 99,30 89,19 95,31 97,21 97,26 97,62 98,09 20,0 95,53 98,05 98,96 99,01 99,10 99,77 94,52 97,31 98,51 98,98 99,15 99,54 90,22 96,25 97,81 97,94 98,07 98,81 25,0 96,11 98,57 99,47 99,52 99,61 99,83 95,40 98,19 99,08 99,33 99,58 99,69 91,07 97,17 98,59 98,59 98,68 99,49 30,0 96,83 99,30 99,67 99,73 99,82 99,87 96,21 98,91 99,50 99,69 99,75 99,79 91,93 98,01 99,30 99,59 99,71 99,76 На рисунке 1 (а, б, в) приведена зависимость сте- Зависимость степени извлечения CaO и MgO от пени извлечения CaO и MgO в раствор от времени, времени и температуры можно представить в виде температуры и концентрации соляной кислоты. Из трех областей: кинетической – I, промежуточной – II рисунка следует, что кинетическая кривая процесса и диффузионной – III. В областях I и III характер за- разложения доломита двухстадийная. висимости степени извлечения CaO и MgO от вре- мени и температуры близок к прямолинейному, по- То есть вначале скорость процесса определяется этому процесс описывается кинетическим скоростью химической реакции кислоты с доломи- уравнением первого порядка [5]. том (кинетическая область), а затем лимитирующим фактором становится скорость диффузии кислоты к По опытным данным рассчитаны константы ско- доломиту и продуктов реакции в раствор. рости реакции и энергии активации процесса разло- жения образца доломита м. р. «Навбахор» (табл. 3). Таблица 3. Зависимость константы скорости и энергии активации от температуры 25,0% HCl 31,0% HCl 35,0% HCl Т, К 1/Т·103 К·10-2,τ-1 Еa, ккал/моль К·10-2,τ-1 Еa., ккал/моль К·10-2,τ-1 Еa., ккал/моль 283 3,5 0,68432 2,22612 0,65173 2,54828 0,60017 3,04705 293 3,4 0,71369 0,68702 0,63961 303 3,3 0,74601 2,06928 0,72304 2,20557 0,68432 2,41401 313 3,2 0,78141 0,75315 0,71737 323 3,1 0,82082 1,61499 0,79798 1,70851 0,76043 2,11028 333 3,0 0,86020 0,84401 0,80869 40

№ 7 (64) июль, 2019 г. 41

№ 7 (64) июль, 2019 г. Константа скорости реакции разложения доло- Из рисунка видно, что зависимость константы скорости реакции от температуры выражается пря- мита м. р. «Навбахор» в зависимости от температуры мой линией. подчиняется уравнению Аррениуса и эмпирически На основании полученных результатов установ- лены оптимальные параметры процесса: концентра- выражается следующими уравнениями: ция HCl – 31,0%, время взаимодействия – 30 минут, температура – 30-40°С. При этом из доло- 991, 4 мита месторождения «Навбахор» в раствор извлека- ется 99,50-99,69% суммы CaO и MgO. для 25,0% HCl К = 31,62  е Т ; Выводы 1083,9 Таким образом, исследованием кинетики про- цесса разложения доломита м. р. «Навбахор» в зави- для 31,0% HCl К = 33,95  е Т ; симости от указанных факторов установлены опти- мальные параметры процесса: концентрация соляной для 35,0% HCl 1269,9 кислоты – 31,0%, продолжительность взаимодей- ствия – 30 минут, температура – 30-40°С. К= 35,91 е Т . Наибольшее количество извлекаемых в раствор оксидов кальция и магния из доломита составляет Рассчитанные по уравнениям значения lgК для 30 порядка 99,50-99,69% СаО и MgO. и 40°С хорошо укладываются на графике (рис. 2). Из опытных данных следует, что кинетическая кривая процесса разложения доломита двухстадийная, 1 – 35,0% HCl; 2 – 31,0% HCl; 3 – 25,0% HCl вначале скорость процесса определяется скоростью химической реакции, затем лимитирующим фактором Рисунок 2. Зависимость константы скорости становится скорость диффузии кислоты к доломиту и реакции от температуры при разных продуктов реакции в раствор. концентрациях соляной кислоты В начале и конце процесса характер зависимости lgКр от 1/Т близок к прямолинейному и процесс опи- сывается кинетическими уравнениями первого по- рядка. По опытным данным рассчитаны константы ско- рости и энергии активации в зависимости от темпе- ратуры для каждых экспериментальных концентра- ций кислоты и получены соответствующие уравнения зависимостей констант скоростей от тем- пературы, которые выражены эмпирическими урав- нениями. Список литературы: 1. Бозаджиев П., Узунова К., Михайлов Б. Исследования процесса разложения доломита фосфорной кислотой // Годишн. высщ. хим.-технол. ин-т. – София, 1981. – С. 24-30. 2. Дадаходжаев А.Т. Разработка и внедрение технологических процессов переработки доломита // Узбекский химический журнал. – Ташкент, 2015. – № 3. – С 53-57. 3. Иргашев И.К. Исследование взаимодействия магнийсодержащих фосфатов с разбавленными растворами фосфорной, серной и азотной кислот: Автореф. дис … канд. тех. наук. – Ленинград, 1971. – 15 с. 4. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов / М.М. Вин- ник, Л.Н. Ербанова, П.М. Зайцев и др. – М.: Химия, 1975. – 218 с. 5. Оспанов Х.К. Физико-химические основы избирательного растворения минералов. – М.: Недра, 1993. – 175 с.: ил. – ISBN 5-247-03046-Х. 6. Патент IAP 0485 Республики Узбекистан. Получение бишофита из местного сырья / У.Х. Хасанов, Ё.В. Ха- санов, Т.Х. Раупов. – Заявлено 20.11.2014; Опубл. 28.11.2014 // Расмийахборотнома. – 2014. – № 11. – C. 18. 7. Разложение доломита азотной кислотой / М.Л. Чепелевецкий и. др. // Сообщение о науч.-техн. работах НИУИФ. Вып 2. – М.: 1957. – С. 36-58. 8. Семеновский Ю.А., Бобрикова Е.В. Минеральное сырье – доломит: Справочник. – М.: ЗАО «Геоинформ- марк», 1998. – 24 с. 9. Турамуротов И.Б. Минерально-сырьевая база Республики Узбекистан // Мат-лы Междунар- науч-техн. конф. «Интеграция науки и практики как механизм эффективного развития геологической отрасли Республики Уз- бекистан» (18 августа 2014 г., Ташкент). – Ташкент: ГП «НИИМР», 2014. – С. 7-9. 10. Baba A.A., Omipidan A.O., F.A. Adekola. Optimization study of Nigerian dolomite ore dissolution by hydrochloric acid. J. Chem. Technol. metall. 2014. Vol 49. No. 3. Р. 280-287. 42

№ 7 (64) июль, 2019 г. ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ АИК-1 И АИК-2 В АГРЕССИВНЫХ СРЕДАХ Нарзуллаев Акмал Холлинорович аспирант Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Узбекистан, Ташкентская область, Ташкентский р-н, п/о Шуро-базар E-mail: [email protected] Бекназаров Хасан Сойибназарович д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Узбекистан, Ташкентская область, Ташкентский р-н, п/о Шуро-базар Джалилов Абдулахат Турапович д-р хим. наук, академик АН РУз, Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии, Узбекистан, г. Ташкент Киёмов Шарифжон Нозимович докторант, «ООО Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии», Узбекистан, Ташкент. обл., Ташкентский р-н, п/о Ибрат Ражабова Мактуба Фуркатовна Ташкентский институт химической технологии, Узбекистан, г. Ташкент THE EFFECTIVENESS OF CORROSION INHIBITORS AIK-1 AND AIK-2 IN ACIDIC ENVIRONMENTS Akmal Narzullayev Graduate student of Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent region, Tashkent district, p / o Shuro Bazaar Hasan Beknazarov Doctor of Technical Sciences Leading Researcher, Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent region, Tashkent district, p / o Shuro Bazaar Abdulahat Djalilov D.Sc., Academician, Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent Sharifjon Kiyomov LLC Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, doctoral student Uzbekistan. Tashkent region, Tashkent area, Ibrat district Maktuba Rajabova Tashkent Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Исследована эффективность ингибиторов коррозии АИК-1 и АИК-2 при защите металлических деталей, ра- ботающей в агрессивных средах, от коррозии. Установлено оптимальное количество ингибитора в водном рас- творе. Проведены испытания по коррозии стали 20 в агрессивных средах в отсутствие и в присутствии различных концентраций ингибитора АИК-1 и АИК-2. Установлена оптимальная эксплуатационная температура ингибито- ров коррозии АИК-1 и АИК-2. __________________________ Библиографическое описание: Ингибиторы коррозии АИК-1 и АИК-2 в агрессивных средах // Universum: Техни- ческие науки : электрон. научн. журн. Нарзуллаев А.Х. [и др.]. 2019. № 7(64). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7608

№ 7 (64) июль, 2019 г. ABSTRACT The effectiveness of corrosion inhibitors AIK-1 and AIK-2 in the protection of metal parts working in corrosive environments from corrosion has been investigated. The optimal amount of inhibitor in aqueous solution has been estab- lished. Tests were performed on corrosion of steel 20 in aggressive media in the absence and in the presence of various concentrations of the inhibitor AIK-1 and AIK-2. The optimum operating temperature of corrosion inhibitors AIK-1 and AIK-2 has been established. Ключевые слова: Ингибиторы коррозии, скорость коррозии, коррозия металла, концентрация ингибитора, кротоновый альдегид, фосфорная кислота. Keywords: Corrosion inhibitors, corrosion rate, metal corrosion, inhibitor concentration, croton aldehyde, phos- phoric acid. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Срок службы металлических кон- большее применение в последнее время приобретают струкций в естественных условиях окружающей комплексоны, содержащие фосфорную группу. Уда- среды часто относительно короткий. При эксплуата- ление накипи и продуктов коррозии объясняется со- ции систем, предусматривающих многократное ис- зданием в порах адсорбционных слоев фосфатов[5]. пользование ограниченных объемов воды и исполь- зование сточных вод в контурах охлаждения, Экспериментальная часть. Для проведения возникают проблемы, связанные с отложением мало- экспериментов использовали методику, подробно растворимых соединений на поверхности оборудова- описанную в работе [6;7]. Коррозионной средой слу- ния и повреждение его вследствие протекания корро- жила техническая вода, по химическому составу зионных процессов [1]. Продлить работоспособность средне жесткая или умеренно жесткая. Скорость кор- деталей можно в основном четырьмя способами, ко- розии определяли гравиметрическим методом, со- торые широко используются в практике [2]. Одним гласно ГОСТ 9.506-87 при естественной аэрации, из наиболее эффективных способов продлить срок температуре 30о – 70о С, скорости движения жидко- службы металлических конструкций является борьба сти 1,2 м/с на образцах из стали Ст 20 в виде пластин с коррозионным разрушением технологического обо- размерами 10х18х1 мм [8;9]. рудования, то есть ингибиторная защита. Эффектив- ность данного метода подтверждается рядом преиму- Результаты и их обсуждение. В смеси АИК-1, ществ, в числе которых можно отметить АИК-2 наблюдается существенное повышению за- возможность вмешательства в коррозионный про- щищаемой способности реагента. Это может быть цесс на различных стадиях протекания [3;4]. Просле- объяснено явлением синергизма. Анализ проведен- живается прямая связь между коррозионными про- ных исследований показал, что происходит измене- цессами и отложениями на поверхности ние скорости коррозии и эффективности ингибитора теплообмена. Это позволяет сделать вывод о необхо- в зависимости от концентрации и температуры инги- димости комплексного решения проблем. Долгое битора (таблица 1). Установлено, что при определен- время в качестве ингибиторов коррозии применяли ной экспериментальной температуре скорость корро- соединения на основе фосфатов. зии стали уменьшается с увеличением концентрации ингибитора. В статье [9] сообщается, что скорость В настоящей работе были изучены олигомерные коррозии железа в кислых растворах примерно удва- ингибиторы коррозии (АИК-1 и АИК-2), синтезиро- ивается при каждом повышении температуры на ванные в лаборатории ташкентского научно-исследо- 10оС, но в нашем случае наблюдается иная картина, вательского института химической технологии на ос- т.е. с повышением температуры скорость коррозии нове производных кротонового альдегида с уменьшается, в некоторых случаях, это означает, что фосфорной кислотой, триазина и моноэтаноламина. активность ингибитора увеличивается с повышением Аналогами ингибиторов коррозии и накипеобразова- температуры. ния на основе фосфатов являются комплексоны. Все Таблица 1. Данные скорости коррозии Стали 20 в 0,5 М HCl и 0,5 М Н2SO4 в отсутствие и в присутствии различных концентраций ингибитора АИК-1, АИК-2 Концентра- Темпера- Скорость кор- Эффектив- Скорость корро- Эффектив- Ингибиторы ция ингиби- тура, оС розии, ность ингиби- зии, г/м2∙день ность ингиби- 0,5 М Н2SO4 тора, % (Z) тора, мг/л 30 г/м2∙день тора, % (Z) 40 50 0,5 М HCl 60 – 70 0,0102 – 0,0101 Без ингибитор – 0,0184 – 0,0195 – 0,0281 – 0,0238 – 0,0403 – 0,0404 – 0,0501 – 0,0497 44

№ 7 (64) июль, 2019 г. Puro Tech 100 30 0,003375 66,91 0,00411 59,7 1011 A Suez 150 40 0,005854 78,26 0,00490 74,8 200 50 0,007027 74,99 0,00563 76,3 АИК-1 250 60 0,009316 76,88 0,00601 85 300 70 0,009311 81,81 0,00501 89,9 АИК-2 100 30 0,001656 83,76 0,00311 69,6 150 40 0,003943 78,57 0,00490 74,8 200 50 0,005134 81,72 0,00463 80,5 250 60 0,008461 79,01 0,00611 84,8 300 70 0,008410 83,21 0,00511 89,7 100 30 0,000764 92,51 0,00154 84,7 150 40 0,000931 94,94 0,00251 87,1 200 50 0,001412 94,97 0,00141 94 250 60 0,001943 95,17 0,00343 91,5 300 70 0,001901 96,20 0,00301 93,9 100 30 0,000458 95,43 0,00154 84,7 150 40 0,000736 96,02 0,00261 86,6 200 50 0,001031 96,37 0,00151 93,6 250 60 0,001738 95,68 0,00343 91,5 300 70 0,001700 96,60 0,00364 92,6 Механизм действия этого олигомерного ингиби- участием частиц мелкодисперсных добавок. В таб- тора коррозии определяется, главным образом, пере- лице 2 приведены экспериментальные данные по ходом поверхностно защищаемого металла в устой- применению ингибиторов коррозии АИК-1, АИК-2 в чивое поверхностное пленочное состояние с агрессивные емкости. Таблица 2. Влияние ингибитора коррозии АИК-1, АИК-2 на агрессивные емкости Агрессивная оппози- Время кор- Скорость корро- Степень защиты Степень защитит у ингиби- ция розии зии (Z %) тора оценка мм/г балл Результат Техническая вода 336 0,033 91,51 3 средний Техническая вода 98,42 4 хорошо ингибитор 336 0,0028 94,92 3 средний АИК-1, АИК-2 97,44 4 хорошо H2SO4 0,5% 336 5,3555 99,25 5 отлично H2SO4 0,5%, ингибитор 336 0,0848 АИК-1, АИК-2 336 1,4420 336 0,0733 НСL 0,5% 336 6,1117 336 0,1563 НСL 0,5%, ингибитор 336 1,0877 АИК-1, АИК-2 336 0,0081 HNO3 0,5% HNO3 0,5%, ингибитор АИК-1, АИК-2 NH4OH 0,5% NH4OH 0,5%, ингибитор АИК-1, АИК-2 Когда доля покрытой поверхности определяется 90,02% при 30°С-70°С и максимальным уровнем кон- как функция концентрации при постоянной темпера- центрации ингибитора, 200 мг на литр агрессивной туре, изотерма адсорбции может быть оценена в рав- среды. новесном состоянии. Эффективным способом защиты от коррозии Выводы АИК-1, АИК-2, работающей в агрессивных средах, АИК-1, АИК-2 ингибирует коррозию стали 20 с является своевременная очистка с последующим максимальной эффективностью ингибирования ополаскиванием водным раствором ингибитора кор- розии. Исследования показали, что скорость корро- зии сталей в этом случае уменьшается в 5-20 раз по 45

№ 7 (64) июль, 2019 г. сравнению с неочищенными стальными поверхно- По результатам анализа экспериментальных ис- стями и в 2-3 раза по сравнению с очисткой без по- следований, оптимальное количество ингибитора в следующего ополаскивания раствором ингибитора. водном растворе составляет 200 мг, при этом защит- ная эффективность достигает 93,1%. Список литературы: 1. Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Защита стали от коррозии олигомерными ингибиторами и их композицими // Химия и химическая технология.-2015. -№1. –С. 50-52. 2. Кузнецов М.В., Новоселов В.Ф., Тугунов П.И., Котов В.Ф. Противокоррозионная защита трубопроводов и резервуаров: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1992. - 238 с. 3. Нарзуллаев А.Х., Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Изучение эффективности ингибитора коррозии ИКЦФ-1 в 1М HCl // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. 2019. № 2(56). 4. Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Изучение антикоррозионных свойств новых олигомерных ингибиторов кор- розии // Композиционные материалы. 2014. -№3. –С. 20-24. 5. Кадиров Х., Азаматов У., Турабджанов С.М. Новые композиции 6. ингибиторов коррозии и солеотложения. Композиционные материалы. 2015, №2. С. 53-57 7. El-Etre A.Y. , Abdallah M., El-Tantawy Z.E. Corrosion inhibition of some metals using lawsonia extract // Corros. Sci. – 2005. –p 47-50. 8. Тошев М.Э., Умаров А.Н., Кадиров Х.И.. Ингибиторы солеотложения для водогрейных котлов и систем теп- лоснабжения // Международная научно-техническая конференция “Актуальные проблемы инновационных технологий в развитии химической, нефте-газовой и пищевой промышленности” 2016 г c 237 9. Кузнецов Ю.И., Казанская Г.Ю., Цирульникова Н.В. Аминофосфатные ингибиторы коррозии стали // Защита металлов.- 2003, том 39. - С. 141 – 145. 46

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 7(64) Июль 2019 Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 – 66236 от 01.07.2016 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 54434 от 17.06.2013 Подписано в печать 25.07.19. Формат бумаги 60х84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Times. Печать цифровая. Усл. печ. л. 3. Тираж 550 экз. Издательство «МЦНО» 123098, г. Москва, улица Маршала Василевского, дом 5, корпус 1, к. 74 E-mail: [email protected] www.7universum.com Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии «Allprint» 630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3 16+