«ИННОВАТИКА – 2011 Сборник материалов VII Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых с элементами научной школы 26–28 апреля 2011 г. г. Томск, Россия Т. 1 Под ред. проф. А.Н. ...»

ВИДЕОВЕЩАНИЯ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПЕРЕДАЧИ ВИДЕОПОТОКА

ЧЕРЕЗ ПИРИНГОВУЮ СЕТЬ

Отличительные особенности от существующих сервисов:

– возможность вещания в DVD, HD качестве изображения в режиме онлайн, за счет пиринговой передачи видеопотока;

– сервис будет работать на основе пиринговой передачи данных P2P (peer to peer) – в такой сети отсутствуют выделенные серверы, а каждый узел (peer) является как клиентом, так и сервером. В отличие от архитектуры клиент – сервер, такая организация позволяет сохранять работоспособность сети при любом количестве и любом сочетании доступных узлов;

– не требуется широкий канал к серверу, не требуется мощный сервер, не требуется огромных затрат и необходимого высококвалифицированного персонала, для его обслуживания;

– возможность одновременно транслировать видео и общаться со своими друзьями.

Реализация проекта ведется командой квалифицированных специалистов, закончивших Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), Томский государственный университет (ТГУ), в команду входят 5 специалистов в своей области и 1 доцент, доктор технических наук.

Команда имеет опыт разработки информационных систем различного уровня, начиная от систем тестирования знаний до больших информационных систем, таких как система мониторинга деятельности образовательных учреждений.

В рамках данного проекта планируется разработка сетевого протокола передачи данных peer-to-peer и применение в целях передачи видеопотока через сеть. Разрабатываемые алгоритмы передачи данных позволят применить данную технологию в клиентском приложении (Flash-проигрыватель для браузера).

Процесс разработки протокола сопровождается разработкой методов распределения нагрузки между узлами (компьютер пользователя Интернета) с различными пропускными способностями сети для устранения обрыва связи в случае отключения одного из узлов, необходима разработка алгоритма моментального поиска другого.

Вещание видеопотока в сеть подразумевает под собой выбор качества передачи изображения, так как зачастую канал связи узла не позволит получать видеопоток высокого качества, таким образом актуальным остановится вопрос реализации алгоритмов сжатия пакета видеопотока перед отсылкой его в сеть.

Распространению подобной технологии препятствует именно ее сложная техническая реализация, так как сами алгоритмы поиска, оптимизации и балансировки нагрузки на сеть носят некоторое подобие искусственного интеллекта.

Использование подобных решений в протоколе P2P для передачи данных позволяет решать не только задачи, связанные с передачей видеопотока, но и задачи, связанные с передачей данных как таковых по просторам Интернета, так как зачастую случается что одни и те же пакеты данных идут в соседние дома из сервера, который находится за тысячи километров.

Таким образом, результаты предлагаемых НИОКР позволят выводить инновационный продукт на международный уровень.

На сегодняшний день команда действует по разработанному плану и реализует техническую составляющую проекта. Частично реализован функционал системы в виде отдельных модулей, которые проходят стадию тестирования.

Ведется исследование в области распределения сетевых нагрузок среди узлов Интернета, которые подключены к одному хосту.

МАРКЕТИНГОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

РЫНКА ПРОИЗВОДСТВА И ПОТРЕБЛЕНИЯ

ВАНИЛИНА И ЭТИЛВАНИЛИНА

Из глиоксалевой кислоты получают одни из базовых веществ для пищевой промышленности: ванилин и этилванилин – продукты тонкого органического синтеза с высокой добавочной стоимостью, которые широко используют при производстве большого количества продуктов повседневного спроса: от ароматизаторов и отдушек до шоколада, напитков и корма для свиней и рыб. Ванилин и этилванилин в России не производят, но активно используют как сырье для производства различных ароматизаторов с ароматом ванили несколько компаний: ООО «Лаборатория Легран», ООО «Пищекомбинат «Меркурий», «Комбинат химико-пищевой ароматики» и др. Кристаллический ванилин и этилванилин является основой для производства жидких ванильных ароматизаторов, измельченные кристаллы ванилина со стабилизаторами представляют собой порошкообразные ванильные ароматизаторы. Применение ванилина в различных видах продукции представлено на рис. 1.

Рис. 1. Применение ванилина в различных видах продукции [2] Объем экспортных поставок ванилина и сухих ванильных ароматизаторов в Россию составляет около 500 т в год [1]. В большом объеме ванилин и этилванилин закупают у фабрик Китая, Норвегии и Франции – крупнейших мировых производителей, которые в сумме синтезируют около 90% мирового объема производства ванилина и этилванилина. Поэтому отсутствие производства ванилина и этилванилина на территории Российской Федерации является актуальной проблемой.

На сегодняшний день остро стоит проблема использования экологичной технологии для получения ванилина. Большинство фабрик Китая применяют устаревшую технологию получения ванилина (нитрозилирование гваякола), которая наносит непоправимый ущерб окружающей среде, как и технология получения ванилина из лигнинсодержащего сырья, используемая Норвегией. По этой причине большинство фабрик Китая были закрыты в 2006 г. Существует альтернатива – технология получения ванилина из глиоксалевой кислоты. Использование глиоксалевой кислоты в производстве ванилина и этилванилина уменьшает выбросы в окружающую среду, производство становится более экологичным, а выход продукта возрастает до максимальных показателей, не влияя на качество продукции.

На данном этапе ведутся маркетинговые исследования рынка и исследуется возможность применения глиоксалевой кислоты в производстве ванилина и этилванилина.

В результате исследований были выявлены основные мировые производители ванилина и этилванилина: Borregard (Норвегия) – около 2 000 т в год [3], Rhodia (Франция) – около 2 000 т в год [4], и целый ряд китайских фабрик, которые в сумме производят около 8 500 т в год. Суммарное мировое производство ванилина и этилванилина находится в диапазоне от 12 000 до 16 000 т в год [4], из них ванилина – около 81%, а этилванилина – около 19% [5].

Внедрение технологий получения ванилина и этилванилина позволило бы наладить в РФ новое, экологичное производство, решив тем самым проблемы с сырьем у отечественного производителя.

ЛИТЕРАТУРА

Springer Berlin Heidelberg, 2007. 648 p.

3. Электронный бизнес-журнал [Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://www.nyteknik.se 4. Электронный бизнес-журнал [Электронный ресурс]. Режим доступа:

http://www.entrepreneur.com 5. Daphna Havkin-Frenkel. Biotechnology in avor production. Wiley-Blackwell, 2008. 240 p.

К ВОПРОСУ ПОСТРОЕНИЯ МУЛЬТИАГЕНТНЫХ

РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Существует ряд проектов, применимых для моделирования задач, решаемых на мобильных роботах. В частности, в лаборатории робототехники и искусственного интеллекта, созданной при институте инноватики ТУСУР, имеется два таких решения: Robosoccer Mirosot (Киберфутбол) и LEGO Mindstorms.

Киберфутбол по своей идеологии является платформой для разработки алгоритмов управления мультиагентной системой. На данный момент в рамках нашей лаборатории проводятся игры и соревнования, и также ведутся исследования в области алгоритмов планирования, обучения и компьютерного зрения.

LEGO Mindstorms же по своей сути является моделью мобильного робота. Для построения мультиагентной системы на данной платформе первой задачей, которую нужно решить, является проектирование структуры системы. Необходимо решить будет ли это централизованная система или нет. Для этого мы проводим экспериментальные исследования в области управления роботом, построенным на данной платформе. В частности был проведен сравнительный анализ двух регуляторов – ПИД-регулятора и нечеткого регулятора.

После подготовки низкого уровня управления роботом и разработки общей структуры системы можно будет проводить исследования непосредственно в области управления мультиагентной системой.

ЛИТЕРАТУРА

Вильямс, 2006. 1409 с.

2. Lima P.U., Custodio L.M.M. Articial Intelligence and Systems Theory: Applied to Cooperative Robots / International Journal of Advanced Robotic Systems. 2004.

Vol. 1, № 3. P. 141–148.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРИЖИЗНЕННОГО ФОРМИРОВАНИЯ

ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ, ОБОГАЩЕННОГО

ЭССЕНЦИАЛЬНЫМИ МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ

Использование пищевой цепи корма – животные, птица – продукты питания позволяет получить продукты, обогащенные важнейшими микроэлементами.

В комплексе мер, направленных на организацию биологически полноценного кормления животных, важную роль играют микроэлементы, которые участвуют в обмене веществ и в других биологических функциях, обеспечивающих нормальную жизнедеятельность организма. Особое место среди микроэлементов занимают селен и йод. Они оказывают положительное влияние на функциональную активность щитовидной железы, которая регулирует многие процессы в организме животных.

Одновременный дефицит йода и селена приводит к более сильному гипотиреодизму, чем дефицит одного йода. Недостаток селена в организме животных снижает функциональную активность гормонов щитовидной железы, поэтому обеспеченность этими микроэлементами животных и человека приобретает особое значение.

Наибольшим массовым спросом и доступностью для широких слоев населения характеризуются продукты птицеводства.

Разработка кормовой добавки на основе отечественного сырья, содержащей связанную форму селена и йода, и изучение ее эффективности является актуальной задачей.

Цель работы – разработка технологии кормовой добавки для получения продуктов птицеводства, обогащенных органическими формами селена и йода.

Основной этап работы – разработка связанной, устойчивой формы микроэлементов, а также схемы возможных путей получения комплексной кормовой добавки, содержащей такие формы микроэлементов как селен и йод.

Для повышения устойчивости и снижения токсичности селенита натрия и йодида калия в качестве основы использовали гидролизат эластина, полученный методом биотрансформации нативного белка животного происхождения (пат. № 2245078) [1].

Нами были использованы цеолиты Мухорталинского месторождения.

Диаметр помола цеолита составлял 1–3 мм в соответствии с Наставлением по применению природных цеолитов (1992 г.).

Источником селена и йода в экспериментальных исследованиях служили селенит натрия и йодид калия, соответственно, широко используемые в лабораторной практике, фармацевтике и ветеринарии в качестве микродобавок для комбикормов.

Нами разработаны условия связывания микроэлементов селена и йода с пептидами гидролизата белка эластина. Взаимодействие микроэлементов с ферментативными гидролизатами белков представляет собой сложный физико-химический процесс, который сопровождается изменением структуры исходных гидролизатов, а не является простым смешиванием. Также были проведены комплексные исследования физико-химических свойств связанных форм изучаемых микроэлементов.

Рис. 1. Технологическая схема комплексной кормовой добавки На первом этапе проведен процесс иммобилизации селена и йода на пептидах гидролизата белка эластина путем внесения раствора селенита натрия и йодида калия.

Для получения комплекса, содержащего микроэлементы йод и селен в связанных формах, использовали раствор селенита натрия концентрацией 0,001 М и раствор йодида калия – 0,001 М. Раствор Na2SeO3 в соотношении 1:1 иммобилизовали на белковый гидролизат эластина в течение 4 ч при рН 9, а раствор KI при pH 7 – в течение 24 ч, в том же соотношении. Конечная концентрация микроэлементов в гидролизатах составила 1 мкг/мл селена и 1,6 мкг/мл йода. Для дальнейшей работы нами было проведено смешивание полученных гидролизатов в соотношении 1:1.

Наблюдалось изменение рН гидролизатов до рН 8, а также снижение концентрации селена и йода в 2 раза. Изменение рН и концентрации не способствовали разрушению полученных комплексных соединений пептидов с микроэлементами.

Нами были проведены исследования сорбции обогащенных комплексов на цеолитах. Исследовались пропорции внесения комплекса на цеолиты.

Были взяты разные соотношения жидкая фаза – цеолиты. При композиции комплекс селен – гидролизат/йод – гидролизат – цеолит – 2:1, жидкая фаза полностью покрывала твердую фазу и после вспучивании высота жидкости над цеолитом была равна 1–2 мм. Выдержка образца при комнатной температуре необходима для связывания комплекса селен- и йодсодержащего гидролизата эластина в поры цеолита с цеолитами.

Оптимальная продолжительность процесса сорбции до полного поглощения раствора адсорбата адсорбентом составила 1–3 ч при 18–20 °С.

После процесса сорбции образец сушили до влажности 7% при температуре 40 °С. Более высокие температуры сушки приводили к существенным потерям микроэлементов, при температуре ниже 40 °С скорость сушки заметно понижалась.

Разработанная кормовая добавка охлаждалась до комнатной температуры 18–20 °С и фасовалась по 0,025 кг в полиэтиленовые мешки по ГОСТ 1341–97 (рис. 1).

Содержание микроэлементов в комплексной кормовой добавке составило: селена 4,35 мкг/г, йода 7,56 мкг/г. Безопасность полученных добавок оценивали методом определения общей токсичности по ГОСТ 13496–97, в результате которого было выяснено отсутствие токсичности в исследуемых диапазонах концентрации микроэлементов.

Содержание селена и йода в гусином мясе, в рацион питания которых включались кормовые добавки, увеличивалось до адекватного количества необходимого для функционирования организма человека.

Экспериментальные исследования показали, что гусиное мясо обогащается эссенциальными микроэлементами селеном и йодом в органической форме. Содержание селена и йода составило 18,2 и 56,7 мкг на 100 г мяса соответственно, что составляет 26 и 28% от суточной потребности в данных микроэлементах [2].

Таким образом, впервые разработана технология кормовой добавки на основе цеолитов Мухорталинского месторождения (Бурятия, Россия), содержащей органически связанные формы селена и йода. Установлена безопасность кормовой добавки. Определена эффективность добавки при получении селен и йодобогащенных продуктов птицеводства. Получено гусиное мясо, содержащее селен и йод в концентрациях, не превышающих рекомендованные допустимые уровни потребления.

ЛИТЕРАТУРА

Вып. 10. С. 33–34.

2. Рекомендованные уровни потребления пищевых и биологически активных веществ: Методические рекомендации МР 2.3.1.1915–04. М., 2004. 46 с.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ КОРПУСОВ

ЭЛЕКТРОМЕХАТРОННЫХ МОДУЛЕЙ ДВИЖЕНИЯ

СПОСОБОМ ПРОТОТИПИРОВАНИЯ

На основе ЭМД возможно создание мультикоординатных электромехатронных систем движения, позволяющих совершать сложные пространственные манипуляции инструментом или изделием.

В настоящее время существует потребность в организации выпуска данных изделий. Однако конструкция корпуса индуктора имеет достаточно сложную геометрическую форму (рис. 2) и для ее изготовления необходимы четырехкоординатные станки с числовым программным управлениям. В результате готовое изделие имеет высокую стоимость.

Быстроразвивающаяся технология быстрого прототипирования позволяет быстро и по доступной цене, послойно «вырастить» прототип на специальном оборудовании, любой геометрической формы и сложности. При печати используются материалы – полимеры, литейные воски, листовые материалы: металлопрокат, бумага, ПВХ-пленка, гипсовые композиции и ряд других [2].

Нами предлагается использовать при изготовлении корпусов индукторов ЭМД использовать технологию быстрого прототипирования с использованием тонколистового металла или металлопорошка [3].

Подобная технология была нами реализована при изготовлении физической модели корпуса индуктора (рис. 3) для линейного электромехатронного модуля движения (ЛЭМД).

Для этого были сформированы и изготовлены с использованием лазера поперечные сечения корпуса ЛЭМД (рис. 4). Выполнено послойное наложение этих сечений и комбинирование слоев. Таким образом, чтобы создать физический объект, требуются данные лишь о поперечных сечениях;

кроме того, исчезают проблемы связанные с использованием дорогостоящего оборудования.

Рис. 3. 3D-модель корпуса линейного ЭМД Рис. 4. Поперечные сечения корпуса ЛЭМД Научный руководитель работы: Ю.М. Осипов, зав. отделением каф.

ЮНЕСКО «Новые материалы и технологии» ТУСУР, проф., д.э.н., д.т.н.

ЛИТЕРАТУРА

2. Быстрое прототипирование. Режим доступа: http://www.midgart.ru/rapidprototyping.html 3. Ли К. Основы САПР (CAD/CAM/CAE). СПб.: Питер, 2004. 560 с.

ПАТЕНТНЫЕ И МАРКЕТИНГОВЫЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ РАЗРАБОТКИ

«ОСЦИЛЛИСТОРНЫЙ СЕНСОР ТЕМПЕРАТУРЫ

С ЧАСТОТНЫМ ВЫХОДОМ»

Сенсоры температуры с частотным выходом представляют большой практический интерес в силу того, что при измерении температуры возникают несколько важных проблем. Наибольшие трудности возникают при измерениях температуры на удаленных объектах или в нескольких местах измерений, распределенных в пространстве. Наиболее важные проблемы при измерении температуры: 1) сопряжение сигнала сенсора с компьютером; 2) помехозащищенность сигнала при передаче информации; 3) необходимость высокой точности измерений; 4) стоимость сенсора; 5) стоимость системы измерения.

Предмет исследования, сенсор температуры с частотным выходом, построен на основе осциллистора. Осциллистором называется специальным образом изготовленный полупроводниковый диод, помещенный в магнитное поле, параллельное протекающему через диод току [1].

Осциллисторный эффект основан на явлении винтовой неустойчивости (ВН), возникающей при определенных условиях, одним из которых является наличие магнитного поля, направленного параллельно протекающему через диод току.

В конструкции кремниевого осциллисторного сенсора использованы два постоянных магнита, мощность которых определяет верхнюю границу диапазона измеряемых температур, и резистор нагрузки. В качестве источника питания используется источник постоянного напряжения 6 В (в диапазоне Т = 77–160 К), либо генератор прямоугольных импульсов напряжения 10–65 В (в диапазоне Т = 77–335 К).

Рассмотрим, как решаются указанные проблемы с помощью сенсоров с частотным выходом.

В технике и в природе информация представлена в основном в аналоговом виде, поэтому большинство сенсоров является чисто аналоговыми устройствами с аналоговым выходным сигналом небольшой амплитуды.

Этот сигнал представляет собой непрерывную функцию времени, в которой амплитудное значение информационного параметра (например, ток, напряжение, сопротивление) дает информацию об измеряемой величине.

Под частотным выходом сенсора температуры понимается выходной сигнал, в котором информация о значении температуры заключена в значении частоты электрических колебаний. Такой переменный во времени сигнал представляет собой цифровой непараллельный некодированный сигнал, который гораздо легче ввести в компьютер, чем аналоговый сигнал обычного аналогового сенсора.

При передаче по длинной проводной линии аналоговый сигнал неизбежно исказится электромагнитными помехами и по форме, и по амплитуде. Частотный сигнал более помехоустойчив, так как исказить частоту или период колебаний очень трудно. Высокая помехоустойчивость частотных измерений позволяет осуществить высокоточные измерения температуры независимо от трудности условий измерения.

Сенсоры с частотным выходом, построенные на принципах функциональной электроники, обычно имеют низкую стоимость. В этом случае то или иное физическое явление используется для прямого преобразования температуры в частоту. Существуют схемные решения подобного рода, преобразующие сигнал аналогового сенсора в частоту, стоимость которых, естественно, выше.

В системах измерения для контроля удаленных объектов или объектов, распределенных в пространстве и использующих аналоговые сенсоры, как минимум, требуются следующие электронные узлы: 1) усилитель слабого аналогового сигнала; 2) аналого-цифровой преобразователь;

3) источник питания этих устройств. Причем размещать эти устройства необходимо непосредственно вблизи контролируемого объекта, на входе длинной телеметрической линии, передающей информацию в удаленный компьютер. При использовании частотного сенсора с достаточно высокой амплитудой выходного сигнала данные электронные узлы становятся ненужными, что заметно удешевляет систему измерения и повышает ее надежность.

В рамках исследования был произведен патентный поиск по базам данных Японии (Japanese Patent Ofce), Европейского патентного ведомства (European Patent Ofce), Ведомства патентов и торговых марок США (United States Patents and TradeMark Ofce) и Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам РФ. При глубине поиска 35 лет было отобрано 7 российских и 54 зарубежных патента.

Анализ, проведенный по патентообладателям, показывает, что в российском патентовании присутствуют патентообладатели – частные лица, вузы и предприятия. Среди зарубежных патентообладателей наибольшее их число представлено предприятиями и корпорациями, практически отсутствуют частные лица, присутствуют немногочисленные вузы-патентообладатели.

При проведении поиска было выяснено, что осциллисторные сенсоры температуры не имеют близких аналогов. Большинство рассмотренных патентов представляют собой датчики температуры на основе схемных решений, которые не осуществляют прямое преобразование температуры в частоту. Это устройства на основе пьезокварцевых, резистивных, емкостных и волоконно-оптических термочувствительных элементов, сигнал которых преобразуется в частоту электронной схемой.

В результате исследований было выяснено, что рассматриваемая разработка обладает патентной чистотой, т.е. не попадает под действие патентов на изобретения, полезные модели и промышленные образцы третьих лиц.

В рамках исследования был произведен поиск и анализ предприятийизготовителей комплектующих, а также конкурентов и возможных покупателей. Поиск предприятий в России и странах СНГ проводился на основе данных Интернет-ресурсов.

Был произведен поиск предприятий-изготовителей и поставщиков комплектующих: полупроводниковых приборов, магнитов NdFeB, прецизионных резисторов и источников питания (постоянного напряжения и прямоугольных импульсов напряжения).

В рамках изучения конкурентов были рассмотрены фирмы-производители и дилеры различных датчиков температуры в СФО. Анализ показывает, что производители предлагают большое количество датчиков температуры различной конструкции и стоимости. Однако многие датчики, существующие на рынке, либо имеют существенные недостатки, либо дорогостоящи.

В связи с тем, что необходимо рассмотреть также рынок потребителей, были рассмотрены возможные сферы применения сенсоров температуры с частотным выходом: тепличные хозяйства; мониторинг температуры морских и океанических глубин; нефтяные, газовые скважины; контроль температуры в воздушных каналах вентиляции и кондиционирования; контроль температуры складов, цехов, хранилищ; мониторинг температуры в сельскохозяйственных помещениях (птицеводство, животноводство).

В рамках поиска потенциальных потребителей был проведен поиск предприятий, работающих в СФО в сфере тепличных хозяйств и предприятий нефтегазовой отрасли.

При проведении исследований было выяснено, что осциллисторные сенсоры температуры с частотным выходом не имеют близких аналогов в России и за рубежом, и разработка обладает патентной чистотой.

Необходимо дальнейшее проведение исследований целевого рынка, который будет заинтересован в приобретении продукта. Также необходим поиск новых сфер применения разработки и решение экономических вопросов, в частности, оценка себестоимости продукта. В дальнейшем для данной разработки планируется написание бизнес-плана.

ЛИТЕРАТУРА

ИССЛЕДОВАНИЕ РЫНКА СИНТЕТИЧЕСКИХ

МОЮЩИХ СРЕДСТВ, СОДЕРЖАЩИХ

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ АККТИВАТОРЫ

КИСЛОРОДНОГО ОТБЕЛИВАНИЯ

Общий объем производственных мощностей СМС по России оценивается в более чем 1,2 млн т. Наибольшую долю – около 83,9% – в структуре рынка занимает рынок моющих средств. На чистящие средства приходится чуть более 16% рынка. Объем рынка бытовой химии в 2009 г. составил 100,3 млрд руб., а по итогам 2010 г. достиг отметки в 115,4 млрд руб. при годовом темпе роста – 15% [1].

Развитие рынка обеспечивается за счет роста производства СМС в России. Так, в 2004 г. доля импорта составляла 20%, а в 2008 г. не превышала 15%. В 2011 г. сохранится устойчивая тенденция роста спроса на СМС и продажа средств бытовой химии увеличатся в среднем на 10–15% [2].

В настоящий момент рынок СМС фактически монополизирован тремя ведущими компаниями:

– Procter & Gamble (Tide, Ariel, «Миф», Ace, Mr. Clean, Lenor, Comet, Fairy Oxi, Mr. Proper, Dreft). На долю этой компании приходится 26% всех российских мощностей по выпуску стиральных порошков;

– Henkel занимает 18% всех производственных мощностей этого рынка (Persil, Pril, Bref, Vernel, Пемолюкс, Лоск, Вернель, Момент, Дени, Ласка, Пемос);

– «Нэфис Косметикс» (Sorti, AOS, BiMax, «Биолан») – 6%.

Британский концерн Reckitt Benckiser (марки Vanish, Calgon и Tiret) и компания Unilever (марки Domestos и Cif) занимают чуть более 8% в сегменте моющих средств.

Для повышения конкурентоспособности продуктов на рынке предприятия должны модифицировать существующие СМС. Для этого в состав многих товаров бытовой химии и средств личной гигиены вводят выделяющие кислород активные вещества, что позволяет выводить пятна и удалять загрязнения. Для достижения эффективности отбеливания в любых системах водной промывки необходима температура выше 60 °С. Широкое использование синтетических тканей, повышенный спрос на окрашенный текстиль, а так же необходимость понизить затраты энергии (за счет снижения температуры и времени стирки) – все эти факторы делают необходимым понижение температуры стирки. Поэтому для этих целей применяется активирующее отбеливающее вещество (тетраацетилэтилендиамин (ТАЭД), пентаацетилглюкозы (ПАГ), натрий ноноил бензол сульфонат (НОБС), бензоила наноил бензола сульфаната (БОБС), тетраацетилгликолурил (ТАГУ) и др.). На данный момент наиболее часто используемым является тетраацетилэтилендиамин (ТАЭД).

ТАЭД является низкотемпературным активатором кислородного отбеливания с высокой эффективностью. TAЭД вводится в состав СМС в количествах от 1,5 до 5 весовых процентов. Использование активатора в составе моющих средств позволит существенно снизить: содержание основного активнодействующего компонента – пербората натрия; температуру отбеливающего раствора с 70–100 до 40 °C; деструкцию отбеливаемых тканей.

Кроме того, ТАЭД увеличивает эффективность действия пербората натрия на всех видах тканей при относительно низких температурах.

ТАЭД является крупнотоннажным продуктом. Компания ICIS Warwick является крупнейшим в мире производителем TAЭД, имеет производственную мощность более 40 000 т/год (за 2008 г.), планируется увеличить на 10–15% [3]. Цена за один килограмм ТАЭД около 200–300 руб.

В настоящий время ТАЭД активно используют производители синтетических моющих средств, такие как «Нэфис Косметикс» (Bi-Max, АОС), «Procter&Gamble», «Сода», «Хенкель», белорусско-швейцарское CП ООО «Аквасан», производящий товары бытовой и промышленной химии торговых марок: «Виксан», «Белль», «Вера», «Антинак», «Домес», «Биокс», «Винни», «Аквасан», «Мастер Крот». ОАО «Бархим» – крупнейший производитель стиральных порошков и других товаров бытовой химии в Республике Беларусь (СМС «Айсберг Профессионал», «Детский-М. Автомат», «МАГ. Джинс-Колор») и др. Входит в состав веществ для дезинфекции, таких как, «Хиросан» (производитель Бохемие, Чехия), «Секусепт Актив» (производитель Германия), «Steril-С» (Украина).

Несмотря на высокие функциональные свойства активатора ТАЭД, существует потребность в разработке средств, обладающих достоинствами ТАЭД и имеющих более низкую температуру активации отбеливания.

В лаборатории каталитических исследований ХФ ТГУ разработан способ синтеза ТАГУ с использованием уксусного ангидрида, гликолурила и безводного ацетата натрия. Достоинством метода является снижение количества необходимого ацетата натрия в 1,5–2 раза по сравнению с зарубежным методом. Кроме того, использование безводного ацетата натрия позволяет снизить количество уксусного ангидрида и гликолурила.

На данный момент производителями ТАГУ являются Китай, Германия, Финляндия. В России производство ТАГУ отсутствует.

Преимущества ТАГУ по сравнению с другими аналогами: активатор начинает действовать при комнатной температуре; не вызывает деструкцию отбеливаемых тканей, композиция моющего средства с активатором снижает содержание основного активно действующего компонента – пербората натрия. Использование данного активатора в составе СМС позволяет повысить эффективность моющего средства с отбеливающим эффектом, удалить все виды загрязнений, придать ткани дополнительную мягкость, не оказывая раздражающего воздействия на кожу при ручной стирке. ТАГУ снижает вредное воздействие компонентов СМС на металлические части стиральных машин, защищает детали стиральных машин от коррозии и накипи.

В 2010 г. проведены испытания ТАГУ на предприятии ОАО «Перкарбонат», г. Пермь. Достигнутые положительные результаты обуславливают широкие перспективы применения ТАГУ в качестве заменителя ТАЭД.

ЛИТЕРАТУРА

Режим доступа: www.revolution.allbest.ru 3. Soaps sector can clean up [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.

icis.com

ИССЛЕДОВАНИЕ РЫНКА

КАРБАМИДОФОРМАЛЬДЕГИДНЫХ СМОЛ,

МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЛИОКСАЛЕМ

Производство карбамидоформальдегидных смол (КФС) в России развивается быстрыми темпами. Это обусловлено ростом спроса на данные виды смол на внутреннем рынке, а также бурным развитием потребляющих отраслей, таких как производство древесных плит и фанеры, производство теплоизоляционных материалов (волоконная изоляция и карбамидный пенопласт), стеклохолста, и других видов продукции. Одним из основных направлений является применение КФС в деревообрабатывающей промышленности для получения древесных плит, фанеры и других материалов для производства мебели.

Карбамидоформальдегидные смолы представляют собой продукт поликонденсации карбамида с формальдегидом. В качестве сырья для получения смол выступают формалин, меламин и карбамид или КФК (карбамидоформальдегидный концентрат), форконденсат. Сырьевые компоненты, которые используются сегодня, обладают рядом ограничений по применению, связанных с экологическими и токсикологическими аспектами. Так, формальдегид внесен в список канцерогенных веществ, обладает высокой токсичностью, негативно воздействует на генетический материал, репродуктивные органы, дыхательные пути, глаза, кожный покров.

В связи с ужесточением экологических ограничений по использованию древесных композитов во всех областях их применения и возросшими требованиями к их качеству актуальны работы по созданию новых высококачественных и экологически более безопасных смол и древесных композитов на их основе. Для расширения ассортимента древесных плит и снижения их показателя токсичности до уровня, предписанного европейскими стандартами, необходимо использовать смолы новых типов.

На сегодняшний день распространенными модификаторами смол являются меламин, крахмалы, лигносульфонаты. Эти модификаторы, обусловливающие снижение показателя эмиссии формальдегида из готовой продукции, либо значительно увеличивают себестоимость готовой продукции, либо снижают её физико-механические показатели. Одним из наиболее перспективных вариантов в качестве модификатора предлагают использовать жидкую добавку марки МД-218 У, синтезированную на основе гликолей, альдегидов и производных аммиака – ближайшим химическим аналогом формальдегида, отличающимся высокой активностью и низкой токсичностью. Предлагаемая технология получения низкотоксичных КФС не требует изменения освоенного промышленностью технологического процесса синтеза КФС периодическим способом, что является её явным преимуществом.

Анализ исследования уровней физико-механических и токсикологических показателей ДСП, изготовленных с использованием карбамидоглиоксальформальдегидных смол (с различным количеством модификатора и с различными условиями его введения в синтезируемую смолу) показали: при замене 5% формальдегида модификатором эмиссия формальдегида снижается до 3,9 мг/100 г – при улучшении величин физико-механических показателей плиты.

Освоению в промышленности синтеза таких смол препятствовало отсутствие в России производства глиоксаля, поэтому данная технология на территории России (и других стран мира) не применялась.

По данным маркетингового агентства DISCOVERY Research Group основными производителями КФС в России являются ОАО «Уралхимпласт», ОАО «Акрон», ЗАО «Химсинтез», ООО «Сибметахим» и СП «Метадинеа». На их долю приходится более 95% общероссийских отгрузок КФС. Основные производители ввезённых в Россию КФС – Ercros (импорт формовочного порошка для производства пластиков на основе КФС), Hansol Chemical (импорт КФС для производства ДСП) и Carmel Chemicals – на долю этих трёх компаний приходится более всего импорта.

Основным фактором, оказывающим влияние на рост объемов потребления, а, соответственно, и производства, карбамидоформальдегидных смол в России является спрос предприятий, выпускающих древесные плиты и фанеру – основного сегмента потребления КФС.

Прогнозируется, что рынок КФС в России в ближайшие годы будет расти, что связано в первую очередь с ростом рынка древесных плит и фанеры и рынка лакокрасочных материалов.

МАРКЕТИНГОВОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО

И АГРОПРОМЫШЛЕННОГО РЫНКОВ

ГЛИОКСАЛЕВОЙ КИСЛОТЫ

Процесс продвижения инновации на рынок является достаточно сложным и предполагает изменение оценок и критериев, а также состава исполнителей в течение всего жизненного цикла проекта. Коммерциализация инноваций всегда связана с рисками и в полной мере зависит от рынка. Для оценки коммерциализации технологии используют различные инструменты оценки перспектив коммерциализации, рыночных показателей и др.

Можно с уверенностью утверждать, что разработка, обладающая конкурентным преимуществом, востребованная на рынке и подкрепленная конкурентоспособной технологией, будет перспективна для коммерциализации [1]. В рамках данного тезиса представлены результаты маркетингового исследования рынка инновационного продукта – глиоксалевой кислоты.

Глиоксалевая кислота является простейшим представителем альдегидокислот. Ввиду наличия ценных свойств, исследователи во всем мире уделяют много внимания оптимизации известных и разработке новых экологичных и эффективных способов синтеза глиоксалевой кислоты.

Основными производителями глиоксалевой кислоты являются Китай (Dong Heng International (HK) Ltd., Shanghai Guangyu Fine Chemical Co., Ltd., Huanggang Natural Pharmaceutical Co., Ltd. и др. – общая производительность составляет около 50 000 т в год), Европа (Clariant, DSM Linz – общая производительность глиоксалевой кислоты составляет порядка 20 000 т в год), Америка (Sigma-Aldrich, Merck, Alfa Aesar). Производство глиоксалевой кислоты в России отсутствует.

Глиоксалевая кислота и ее производные широко используются для производства агропромышленной и фармацевтической продукции. В фармацевтике глиоксалевая кислота используется для производства глицина, гидроксифенилглицина, оротовой кислоты, 4-гидроксифенилуксусной кислоты и др. Лидером по производству глицина является Китай. В 2009 г. 250 000 т глицина пошло на производство продуктов питания, лекарств и кормов.

90% всего производимого глицина в Китае идет на производство глифосата [2]. Глицин применяется для производства лекарственного препарата «Глицин». Основными российскими производителями «Глицина» являются МНПК ООО «Биотики», ООО «Озон», ОАО «Мосхимфармпрепараты им. Н.А. Семашко». Гидроксифенилглицин является основным сырьем для производства пенициллина (производное амоксициллина). В 2009 г.

наибольший объем продаж среди всех пенициллинов пришелся на генерические препараты (дженерики) на основе полусинтетического антибиотика амоксициллина – «Амоксиклав», «Флемоксин» и «Амоксициллин». Производителями «Амоксициллина» в России являются ОАО «Красфарма», ОАО «Фармсинтез», ОАО «Биохимик» и др. Также, глиоксалевая кислота является промежуточным звеном для производства гидроксифенилуксусной кислоты, из которой получают атенолол. «Атенолол» применяется для лечения ишемической болезни сердца, стенокардии, для профилактики инфаркта миокарда. Производители атенолола – ОАО «Синтез», ООО «Пранафарм» и др.

В агрохимической промышленности глиоксалевая кислота применяется для производства глифосата. Глифосат (N-(фосфометил)глицин) – неселективный системный гербицид, использующийся для борьбы с сорняками, особенно многолетними. Занимает среди гербицидов первое место в мире по производству. В России наиболее известен под маркой «Раундап». На данный момент производство глифосата в России отсутствует, но уже планируется производство в Волгограде – 7 000 т глифосата в год [3] и в республике Чувашия компанией ОАО «Химпром», с производственной мощностью 20 000 т в год [4]. Лидерами производства глифосата являются Monsanto (США), Syngenta AG (Англия), Dow AgroSciences (США), Cheminova A/S (Дания). 45% мирового производства глифосата приходится на китайские предприятия. Потребность глифосата на рынках СНГ к 2013 г. составит 26 000 т (в России – 12 000 т).

В России имеется несколько компаний-поставщиков глиоксалевой кислоты. Стоимость импортной глиоксалевой кислоты довольно высока. Это объясняется большими транспортными и временными издержками, а также таможенными пошлинами, так как вся глиоксалевая кислота импортируется из Европы, США и Китая. Основным препятствием выявления российской потребности в глиоксалевой кислоте является закрытость рынка в силу неразвитости спроса на данную кислоту. В основном, глиоксалевая кислота входит в состав веществ, ввозимых на территорию РФ. Это обуславливается отсутствием производства глиоксалевой кислоты на территории Российской Федерации. Основной причиной являлось отсутствие производства основного сырья – глиоксаля. С 2009 г. начато производство глиоксаля на ПК «Новохим», производственная мощность которого составляет 1 000 т в год. Таким образом, в настоящее время в России созданы все условия для организации производства глиоксалевой кислоты. Открытие завода по производству глиоксалевой кислоты позволит решить ряд поставленных государством задач – импортозамещение, развитие фармацевтической, пищевой, косметической, агрохимической промышленностей.

На данный момент ведутся маркетинговые исследования рынка глиоксалевой кислоты. Также разрабатывается стратегия вывода глиоксалевой кислоты на российские рынки фармацевтики, пищевой и косметической отраслей промышленности, а также на рынок агрохимикатов.

ЛИТЕРАТУРА

М.: Проект EuropaAid «Наука и коммерциализация технологий», 2006. 132 с.

2. GOLIATH: Glycine producers face a tough time: serious capacity surplus in China [Электронный ресурс]. Access mode: http://goliath.ecnext.com/coms2/gi_0199– 12439701/Glycine-producers-face-a-tough.html 3. Официальный сайт компании ООО «Оренбург-Иволга» [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL http://www.orenivolga.ru/?text=szr&sel=ivolga 4. Торгово-Промышленная Палата Чувашской Республики: Высокие технологии Чувашии [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.chuvashia.tppchr.

ru/index.php?Mn=40&sMn=

КОММЕРЦИАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ

ПО ПОЛУЧЕНИЮ ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА

С РАЗЛИЧНЫМИ ДОБАВКАМИ

При этом любое исследование и его итоги специфичны, а, следовательно, маркетинговое исследование и расчёт себестоимости часто требуют особого подхода. Принимая во внимание этот факт, мы хотели бы представить способ организации работы проектной группы по составлению техникоэкономического обоснования (далее ТЭО) для технологии по получению полиметилметакрилата (далее ПММА) с различными добавками и результаты, к которым удалось прийти на сегодняшний день.

План коммерциализации данной технологии включает в себя три основных этапа:

1. Написание ТЭО для указанного способа получения композита.

2. Создание предприятий, по коммерциализации выделенных в ТЭО направлений.

3. Управление предприятием и его развитие.

Основная задача, которая стоит перед проектной группой на первом этапе – поиск дополнительных способов применения продукта, получаемого при использовании данной технологии и обоснование эффективности производства продукции по выбранным направлениям. При этом, изначально разработчики создавали технологию получения ПММА с различными добавками для получения конкретного конечного продукта.

Технология, которая лежит в основе проекта, предполагает использование полиметилметакрилата в качестве полимерной матрицы, в которую внедряются различные элементы, такие как соли редкоземельных элементов (РЗЭ) и частицы полупроводниковых материалов, а также различные красители.

Для получения композитного материала в сосуд с перемешивающим устройством, помещают смесь веществ, состоящую из метилметакрилата (ММА), насыщенного серной кислотой H2S, и растворенных в нем солей кадмия (гольмия, других РЗЭ или полупроводниковых материалов). При этом данную среду облучают ксеноновой лампой. Синтез ведется при комнатной температуре в затемненном помещении. Затем происходит удаление побочных продуктов из реакционной смеси и дальнейшая полимеризация полученной дисперсии.

В результате получают блочный образец из ПММА с наночастицами солей РЗЭ или другими добавками, равномерно распределенными по всему объему. Данный материал сохраняет первоначальные свойства ПММА, но при этом проявляются новые оптические свойства, например, такие как флуоресценция и поглощение определенных длин волн светового спектра.

Разработанная технология охраняется в режиме ноу-хау. Все участники группы, имеющие доступ к закрытой информации подписали соответствующий документ о неразглашении данной информации.

Первоначально данный материал предполагалось использовать для производства стандартных образцов для калибровки спектрального измерительного оборудования (спектрофотометры и др.). В ходе работы проектной группы был выделен ряд дополнительных потенциальных направлений использования нового композита. Для выделения данных направлений нами были проанализированы способы применения полимера, который лежит в основе изготовленного материала. Сопоставив результаты анализа и дополнительные оптические свойства ПММА с РЗЭ и полупроводниковыми частицами, мы предложили следующие дополнительные пути использования композита:

1) изготовление очковых линз, защищающих глаза от ультрафиолетового излучения;

2) изготовление покрытий и активных фильтров для органических и неорганических светодиодов и световых приборов на их основе;

3) изготовление стеклопакетов, не пропускающих ультрафиолетовое излучение;

4) изготовление из ПММА, допированного полупроводниковыми частицами, флуоресцирующих декоративных предметов: мебели и украшений.

В рамках написания ТЭО в проектных группах обычно используется функциональное разделение труда: выбираются члены команды, которые будут ответственными за проведение маркетингового исследования, оценку себестоимости, написание финансового плана и т.д. Так как перечень направлений, которые войдут в ТЭО, был расширен до четырех, в данном случае нами было принято решение организовать работу не по функциональному принципу, а по выделенным направлениям. Для этого в группе был разработан общий план, который реализуется для каждого направления в отдельности.

Таким образом, на сегодняшний день нам удалось достичь следующих результатов по реализации первого этапа коммерциализации технологии по получению ПММА с различными добавками.

Выделены два основных способа коммерциализации разработки:

– продажа неисключительной лицензии на использование технологии;

– производство конечного продукта;

Установлено, что в качестве конечного продукта из ПММА с РЗЭ и полупроводниковыми материалами могут быть востребованы стандартные образцы для калибровки спектрального оборудования, очковые линзы, поглощающие УФ-излучение, декоративные элементы, покрытия и активные светофильтры для светодиодов, а также стекла, не пропускающие УФизлучение.

При анализе направления применения полученного композита в светодиодах для рассмотрения были взяты обычные светоизлучающие диоды (LED) и органические светоизлучающие диоды (OLED).

Наиболее перспективным направлением стало создание из ПММА с добавленными в него элементами покрытия для LED. Сейчас в производстве таких оболочек используется эпоксидная смола. Полиметилметакрилат по своим характеристикам может полностью её заменить. Более того, наш материал способен изменять длину волны светового излучения. Главным образом это можно использовать в получении белого света. Поскольку светодиоды, как правило, используются в определенных наборах производство покрытия для каждого светодиода можно заменить активным светофильтром, накладываемым на набор. В зависимости от полупроводника, вводимого в ПММА можно добиться получения различных цветов.

Использование нашего материала в качестве элемента, который обеспечивает свечение, то есть заменяет кристалл в LED или органические соединения в OLED невозможно, поскольку ПММА является диэлектриком, а входящие в него РЗЭ или полупроводники изменяют только его оптические свойства.

Исследование направления производства из ПММА допированного различными элементами декоративных предметов предполагал анализ двух различных рынков: мебели и бижутерии.

В 2009 г. спрос на мебельную продукцию на всей территории РФ в составил примерно 50–65 долл. на человека. По оценкам специалистов во время кризиса рынок сократился на 26% и с 2011 г., главным образом за счет отложенного спроса, будет происходить постепенное восстановление рынка. По мнению Research.Techart, к уровню 2008 г. рынок вернется не раньше 2014 г. Соответственно, сейчас рынок находится на стадии роста и выход на него можно оценивать как перспективный. Такая оценка подтверждается тем, что мы планируем выпустить на рынок уникальный товар (прозрачная мебель, которая равномерно светится под определенным спектром излучения), спрос на который будет неэластичен. Потенциальными потребителями этого рынка являются различные развлекательные заведения (ночные клубы, кафе), дизайнерские проекты и частные лица.

Рынок бижутерии и аксессуаров в 2009 г. уменьшил свой объем на 1,9%. В натуральном выражении продажи вернулись на уровень 2005 г.

Частичная стабилизация рынка наступила только в прошедшем 2010 г., когда объем рынка недрагоценных изделий увеличился на 7,7% в стоимостном выражении. На сегодняшний день в натуральном выражении около 50% рынка бижутерии принадлежит дешевой продукции, 40% – продукции среднего ценового диапазона и 10% – дорогим изделиям под брэндами известных мастеров и домов моды. Продвижение флуоресцирующих украшений из ПММА с различными добавками может быть перспективно в среднем ценовом сегменте. Решение о целесообразности выхода на данный рынок будет принято на основании оценки себестоимости производства бижутерии из ПММА.

Исследование по направлению производства стеклопакетов показало, что в строительстве оргстекло является актуальной альтернативой обычному силикатному стеклу, и на первый план выходят его достоинства по сравнению именно с этим материалом. Однако сегодня у оргстекла есть достойные конкуренты – другие пластики. В чем-то они уступают ему, в чем-то превосходят. Поэтому актуально сравнение оргстекла и с этими материалами, прежде всего аналогичными по внешнему виду прозрачными листами на основе ПВ, поликарбоната, полиэтилентерефталата и полистирола.

Российский рынок оргстекла постоянно развивается. Если несколько лет назад выбор был достаточно ограничен, то сегодня в России представлен практически весь спектр товаров ведущих мировых фирм и широкий ассортимент продукции российских производителей. На рынке уже представлены аналоги нашего предложения, которые не пропускают УФ-излучение. Все имеющиеся аналоги получают особые свойства либо посредством нанесения защитных покрытий, либо путем добавления к ПММА специальных красителей и т.д. Наш продукт превосходит эти аналоги по таким параметрам как равномерность распределения фильтрующего вещества в полимере и долговечность сохранения оптических свойств композита.

В ходе предварительного маркетингового анализа было установлено, что наименее перспективным направлением использование композита является производство очковых линз. К этому выводу мы пришли исходя из оценочного сравнения линз из полученного композита с полимерными материалами, которые сейчас используются для производства очковых линз, т.е. являются прямыми аналогами. Это такие материалы как поликарбонат, алилдигликолькарбонат, трайвекс, NXT и др. Многие из них превосходят полученный композит по таким важным параметрам как показатель преломления, коэффициент преломления и плотность. Несомненно, преимуществом полученного материала, а именно ПММА с частицами CdS, является его способность блокировать вредное для глаз УФ-излучение, в линзах из других материалов эта проблема решается нанесением специальных покрытий. Полученный композит был более конкурентоспособным на рынке очковой оптики, если бы была возможность производить линзы без дополнительных покрытий, но это невозможно, так как исходный полимер ПММА является очень мягким материалом с низкой абразивостойкостью, поэтому дополнительные покрытия просто необходимы.

Таким образом, на данный момент проектная группа практически завершила первый этап коммерциализации, т.е. написание ТЭО для указанного способа получения композита. Из выделенных направлений применения полученного материала методом первичных маркетинговых исследований были выбраны наиболее перспективные из них. В дальнейшем группа планирует продолжить работу по коммерциализации именно по этим направлениям.

ИОННО-ПЛАЗМЕННАЯ ОБРАБОТКА

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Широко распространенным методом модифицирования поверхностных слоев является нанесение различных покрытий, в том числе и нанослоев. Методы нанесения покрытий могут быть электрофизическими, электрохимическими, химическими и физико-механическими. В качестве материалов для покрытий используются металлы, полимеры, твердые смазки. Высокоэффективными могут быть композиционные покрытия.

В последние десятилетия успешно развивается технология электроосаждения композиционных электрохимических покрытий, при которой вместе с металлом из гальванической ванны на детали осаждают различные неметаллические частицы: карбиды, бориды, оксиды, сульфиды, порошки полимеров и т.д. Включение дисперсных материалов в металлическую матрицу сильно изменяет свойства покрытий и существенно увеличивает их износостойкость.

Независимо от вида покрытия и способа его нанесения общим недостатком покрытий является в одних случаях слабое сцепление основы с покрытием, которое осуществляется лишь за счет адгезионных сил, в других – малая толщина покрытия и недостаточная износостойкость.

К новым перспективным способам направленного улучшения свойств поверхностных слоев деталей машин следует отнести вакуумно-плазменные методы, включая ионно-диффузионные, осуществляемые в тлеющем разряде: ионное осаждение, ионное легирование и внедрение (имплантация) ионов.

Возможностью селективно изменять механические, триботехнические, коррозионные и другие свойства материалов обладают ионные технологии.

Еще большими перспективами обладают комплексные ионно-плазменные методы обработки, которые могут включать в себя ионную имплантацию, ионно-плазменное напыление, а также различные комбинации этих методов. Возможность создания модифицированного поверхностного слоя с заданными свойствами этими методами определяет успешное решение поставленной задачи увеличения ресурса работы узлов и агрегатов.

В данной работе предложен метод модифицирования внутренних цилиндрических поверхностей с целью улучшения их износостойкости и коррозионных свойств. Особенностью метода является возможность обработки деталей с достаточно большим отношением «длина – диаметр».

Принципиальная схема установки показана на рисунке. Апробация метода позволила достигнуть положительных результатов и показала перспективность развития данного направления в целях селективного изменения физико-механических свойств поверхностных слоев различных материалов.

Научный руководитель работы: к.т.н., доцент А.И. Блесман.

ЛИТЕРАТУРА

2. Blesman A.I., Gladenko A.A., Mashkov J.K. Ion implantation of inside cylinder surface of metal parts // 10th Intern. Conf. On Surface Modication by Ion Beam.

Gatlinburg, USA, 1997. P. 146.

3. Блесман А.И., Байбарацкая М.Ю. Модифицирование металлических поверхностей с целью повышения износостойкости пар трения // Трение и износ.

1998. Т. 19, № 4. С. 448–453.

ПОЛУЧЕНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ

ПИЩЕВОЙ ДОБАВКИ,

СОДЕРЖАЩЕЙ ЙОД И СЕЛЕН

Республика Бурятия входит в селен- и йоддефицитную биогеохимическую провинцию. При недостатке селена в организме человека снижается активность целого ряда важнейших ферментов, нарушаются процессы нейтрализации гидроперекисей и перекисей липидов, развивается оксидантный стресс. Дефицит йода влияет в первую очередь на функцию щитовидной железы, недостаточная выработка тиреоидных гормонов ведет к нарушению практически всех видов обмена веществ и развитию тяжелых патологических состояний. Кроме того, йод и селен функционально связаны между собой, поскольку последний входит в состав фермента йодтирониндейодиназы, обеспечивающей трансформацию тироксина в трийодтиронин. [1] Опасны не только состояния дефицита данных микроэлементов, но и состояния избыточного поступления или поступления в неорганических (токсических), не усваиваемых организмом формах. Для селена – селенит натрия, который содержится во многих лекарственных препаратах. Для йода характерна проблема не устойчивости соединений йода при хранении, транспортировки и во время технологических процессов при обогащении пищевых продуктов. Проведенные маркетинговые исследования рынка биологически активных добавок (БАД), содержащих йод и селен, свидетельствуют о нерешенности проблемы йод- и селендефицита в нашем регионе.

Исходя из этого, целью данной работы является разработка технологии новой комплексной пищевой добавки, содержащей йод и селен.

Источниками селена и йода в экспериментальных исследованиях служили селенит натрия и йодид калия. Для снижения токсичности селенита натрия и летучести йода в качестве матрицы использовали гидролизат эластина, полученный методом биотрансформации нативного белка животного происхождения [2].

Первым этапом исследования являлся подбор оптимальных условий связывания йода и селена с пептидами гидролизата эластина. Были проанализированы разные способы внесения йода и селена. В результате эксперимента определена следующая последовательность: внесение селена с последующим связыванием с пептидами гидролизата эластина, при рН 9, затем йода – при понижении рН до 7. Установлено, что оптимальным временем для максимального связывания йода с гидролизатом эластина является 24 ч, так как при дальнейшей инкубации количество связанного йода не увеличивалось. И оптимальным временем для максимального связывания селена с гидролизатом эластина является 4 ч. Кинетика связывания представлена на рис. 1.

Рис. 1. Кинетика последовательного связывания Технологическая схема получения комплексной пищевой добавки «Se-I-эластин» представлена на рис. Одной из самых важных проблем, связанных с йодом является высокая степень летучести, т.е. нестабильность, с селеном – высокая токсичность.

Учитывая стремительное развитие науки и техники и появление новых видов продукции, основной задачей перед разработчиком является обеспечение безопасности жизни человека. Поэтому была проверена степень токсичности разработанных комплексов с использованием тест-культуры Tetrahymena pyriformis. В качестве объектов исследования использованы гидролизат эластина, неорганическая форма йода – KI, селена – Na2SeO3, комплекс «Se-I-эластин». Контролем служил стандартный белок – казеин (рис. 3).

комплексной пищевой добавки «Se-I-эластин»

Рис. 3. Анализ токсичности исследуемых образцов Полученные данные показывают, что по истечении 72 ч сохранился рост инфузорий во всех объектах исследования кроме селенита натрия.

В данном образце практически не наблюдалось размножение инфузорий.

Следовательно, комплекс «Se-I-эластин», гидролизат эластина не токсичны, то есть не вызывают угнетения жизнедеятельности инфузорий, в отличие от неорганической формы селена.

Разработанную пищевую добавку можно использовать при производстве сахарного печенья. Комплекс «Se-I-эластин» вносится на этапе замеса теста. Расчет стоимости 1 кг готового изделия показал, что цена печенья, обогащенного комплексом «Se-I-эластин» дороже на 1 руб. по сравнению с контрольным образцом (сахарное печенье). Органолептические показатели обогащенного печенья не отличаются от контроля. Содержание йода и селена в 100 г печенья соответствует 30% от суточной потребности организма.

В результате проведенных исследований установлено, что разработанная биологически активная добавка не токсична и может быть рекомендована как в качестве БАД, так и в качестве ингредиентов для продуктов функционального назначения.

ЛИТЕРАТУРА

2. Патент на изобретение RU № 2245078 С1, МПК7 А 23L 1/305. Способ получения сухого гидролизата эластина / Э.Б. Битуева, С.Д. Жамсаранова. 2003123478.

Заявл. 23.07.03. Опубл. 27.01.05. Бюл. № 3.

ПЕРСПЕКТИВЫ КОММЕРЦИАЛИЗАЦИИ

НОВОЙ МЕТОДИКИ

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЙ ТЕРАПИИ ПСОРИАЗА

Распространенность псориаза в зависимости от географических особенностей региона варьирует в широких от 0,1 до 10% пределах. Псориаз встречается приблизительно с одинаковой частотой у мужчин и женщин, определенных возрастных групп, наиболее подверженных псориазу, не отмечено. Он может поразить человека в любом возрасте, но, как правило, подростки и пожилые страдают им немного реже, и пик заболеваемости приходится на промежуток между 20 и 50 годами. В целом, количество больных псориазом растет во всем мире [1].

Известно, что активный спектр УФ-излучения для лечения псориаза лежит в диапазоне 296–313 нм. Лампы, используемые при УФБ-терапии широкого спектра излучения (СФТ), покрывают этот диапазон и успешно применялись в течение многих лет. УФБ-лучи широкого спектра имеют большую эритемогенную составляющую, что удлиняет процесс достижения клинического эффекта. В последние годы были созданы УФ-лампы, максимум излучения которых приходится на длину волны 308 нм. Эритемогенная составляющая этих ламп невелика, и, следовательно, больший терапевтический эффект от УФБ-лучей на длине этой волны достигается до возникновения эритемы. Дальнейшие исследования доказали высокую эффективность узковолновой УФБ-терапии на длине волны 308 нм.

Лечение начинают с дозировки УФБ лучей 0,1 Дж/см2 по методике 2–3-разовых облучений в неделю с постепенным наращиванием дозы УФБ на 0,1 Дж/см2 на каждую последующую процедуру. Курс лечения включает обычно 25–30 процедур.

Предлагается создать кабинет фотолечения, в котором будет оказываться услуга лечения больных псориазом с помощью XeCl-эксилампы (308 нм). Планируется создание кабинета на базе СибГМУ или Томского кожно-венерологического диспансера.

Маркетинговые исследования показали, что на данный момент подобных кабинетов в Томске и Томской области нет.

В качестве конкурентных методик лечения в ТО рассматриваются:

1) фотохимиотерапия (сочетания длинноволновой УФ-терапии с применением фотоленсибилизатора);

2) фотхимиотерапия с применением витамина D2 и витамина А;