ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ


ИРНAP05131077, Номер госрегистрации0118РК00065

НаименованиеРазработка технологии производства нового поколения биоразлагаемых ПАВ.

Приоритетное направлениеРациональное использование природных ресурсов, в том числе водных ресурсов, геология, переработка, новые материалы и технологии, безопасные изделия и конструкции

Вид исследованияПрикладное

ЗаявительАкционерное общество "Институт химических наук имени А.Б. Бектурова"

Научный руководительУмерзакова Майра Бердигалиевна

Балл ГНТЭ27.67

Общая одобренная сумма15100000


Ожидаемые результаты

Ожидаемыми результатами данного проекта являются: выявление и получение альгологически чистого штамма местной одноклеточной культуры, пригодной для эффективного производства нового поколения биоразлагаемых ПАВ; экспериментальное исследование специфических условий питательной среды, обеспечивающих экономически оправданный выход биомассы и приводящих к достижению заданного уровня показателя поверхностно-активных свойств; разработка экономически эффективного способа культивирования биомассы с применением альтернативной тепловой энергии геотермальных вод подземных, самоизливающихся скважин; разработка технологии получения нового поколения биоразлагаемых ПАВ из полученных в опытных масштабах биомассы и изучение их поверхностно-активных свойств в различных средах.


Скачать отчет за 2018 год (Русская версия)

Реферат (Абстракт) - 2018 год

Объект исследования, разработки или проектирования

пробы воды с микроводорослями из залива Ала-Куль озера Балхаш, безымянного содового озера вблизи лесхоза Сугур Павлодарской области, биомасса штаммов культур Спирулина, Botryococcus balkachicu из озера Балхаш и штамма неидентифицированной алкоилогалофильной культуры из безымянного содового озера

Цель работы

разработка технологии производства нового поколения биоразлагаемых ПАВ из возобновляемого природного биоресурса, не составляющего конкуренцию пищевой продукции.

Методы исследования

разделение культур микроводорослей и их пересев в агаризованную питательную среду, культивирование биомассы в различных питательных средах, инокуляция биомассы культуры к новой питательной среде, рентгенофазовый анализ, газо-жидкостная хроматография, химический анализ геотермальной воды, определение ростовых характеристик биомассы микроводорослей путем измерения оптической плотности питательной среды культур и др.

Полученные результаты и новизна

Определены оптимальные условия образования и ростовые характеристики биомассы культуры Спирулины, Botryococcus balkachicu и неидентифицированной культуры из содового озера вблизи Сугур. Предложены альтернативные источники тепловой энергии и углекислого газа в питательной среде. Определен состав и осуществлена идентификация метиловых эфиров жирных кислот, полученных из биомасс культур. Показано, что среди них имеются соединения, которые могут служить основой для получения биоразлагаемых ПАВ. Аналогичные данному проекту работы с использованием биомассы казахстанских озер не известны, что также обеспечивает настоящему проекту новизну и, кроме того, его отличие от работ такого рода.

Основные конструктивные и технико экономические показатели

Замена товарного бикарбонат натрия в среде Заррука на эквивалентное количество раствора природной соды-сырца и природной содой-сырцом с абсорбированным СО2 дымового газа позволяет получать биомассу с меньшими затратами, поскольку стоимость килограмма пищевой соды более чем в 4 раза превышает стоимость природной соды-сырца, что выгодно для выработки биоразлагаемых ПАВ.

Область применения

Биологическая химия, химия природных соединений, промышленная биотехнология.

Скачать отчет за 2019 год (Русская версия)

Реферат (Абстракт) - 2019 год

Объект исследования, разработки или проектирования

пробы воды с микроводорослями из залива Ала-Куль озера Балхаш, безымянного содового озера вблизи лесхоза Сугур Павлодарской области, биомасса штаммов культур Спирулина, Botryococcus balkachicu из озера Балхаш и штамма неидентифицированной алкоилогалофильной культуры из безымянного содового озера.

Цель работы

разработка технологии производства нового поколения биоразлагаемых ПАВ из возобновляемого природного биоресурса, не составляющего конкуренцию пищевой продукции.

Методы исследования

разделение культур микроводорослей и их пересев в агаризованную питательную среду, культивирование биомассы в различных питательных средах, инокуляция биомассы культуры к новой питательной среде, экстракция, пиролиз сухой биомассы, переэтерификация липидов, измерение поверхностного натяжения, рентгенофазовый анализ, газо-жидкостная хроматография, химический анализ геотермальной воды, определение ростовых характеристик биомассы микроводорослей путем измерения оптической плотности питательной среды культур и др.

Полученные результаты и новизна

осуществлена очистка штаммов микроводорослей от других видов микроорганизмов для выделения альгологически чистой куль¬туры Botryococcus balkachicus и Dunaliella viridis. Определены оптимальные условия образования и ростовые характеристики биомассы исследованных культур. Для культивирования биомассы выбранных культур микроводорослей показана возможность использования питательной среды на базе природных вод из местных водоемов. Исследовано влияние количеств углерода, фосфора и азота на рост биомассы в лабораторном ФБР, указано необходимое их содержание. Различными методами выделены липидные соединения из биомассы исследованных культур, проведены реакции переэтерификации липидов метанолом и методом ГЖХ определен состав липидов исследованных культур. Путем модификации метиловых эфиров жирных кислот Спирулины получены их новые производные, которые могут служить основой для производства неионогенного ПАВ. Проведены исследования по оценке способности поверхностно-активных свойств полученных из биомассы исследованных культур микроводорослей липидов и продуктов их переработки в воде для оценки возможности применения в качестве биосурфактантов. Для культивирования микроводоросли Спирулины осуществлены необходимые пуско-наладочные работы одного открытого фотобиореактора бассейнового типа, объемом 3 м3. Проведены необходимые пуско-наладочные работы лабораторного пилотного трубчатого ФБР объемом 100 литров для культивирования биомасс.

Основные конструктивные и технико экономические показатели

ожидается, что себестоимость разрабатываемого нового поколения биоразлагаемых ПАВ из микроводорослей будет ниже, чем стоимость их аналогов из высших растений, а также биомассы микроводорослей, получаемых промышленными методами, потому что разрабатываемый нами процесс выращивания биомассы осуществляется в среде максимально приближенной к естественной питательной среде, а температурный режим процесса поддерживается за счет тепловой энергии геотермальных вод самоизливающихся скважин. Замена пищевой соды на соду-сырец в составе питательной среды позволит получать биомассу, пригодную для выработки из нее биоразлагаемых ПАВ с меньшими затратами. Рассчитано, что стоимость килограмма пищевой соды более чем в 4 раза превышает стоимость природной соды-сырца.

Область применения

органическая химия, биологическая химия, химия природных соединений, промышленная биотехнология.

Скачать отчет за 2020 год (Русская версия) Скачать отчет за 2020 год (Английская версия)

Реферат (Абстракт) - 2020 год

Объект исследования, разработки или проектирования

Альгологически чистая культура Спирулины, биомасса Спирулины, питательная среда, геотермальная вода, липидная фракция биомассы Спирулины, амид жирных кислот.

Цель работы

Разработка технологии производства нового поколения биоразлагаемых ПАВ из возобновляемого природного биоресурса, не составляющего конкуренцию пищевой продукции.

Методы исследования

Инокуляция биомассы, культивирование биомассы Спирулины в питательной среде на основе геотермальной воды, экстракция, пиролиз сухой биомассы, переэтерификация и амидирование жирных кислот липидов, измерение поверхностного натяжения, рН-метрия и др.

Полученные результаты и новизна

Проведение аналогичных данному проекту работ культивирование биомассы микроводрослей с использованием геотермальных вод в Казахстане не известно. Это обеспечивает настоящему проекту новизну и его отличие от работ такого рода. Найдены оптимальные условия получения укрупненной партии биомассы Спирулины в зимний период с использованием альтернативных ресурсов. Для проведения процесса разработана упрощенная питательная среда, состоящая из геотермальной воды и солей: бикарбоната натрия, нитрата калия, диаммонийфосфата и мочевины. Показано, что использование геотермальной воды позволяет сократить расходы на минеральные соли, электрическую энергию и, соответственно, удешевляет весь технологический процесс получения биомассы. В связи с этим данный технологический процесс может быть использован для крупномасштабного её получения. На базе липидных соединений биомассы синтезированы новые биоразлагаемые поверхностно-активные соединения. Изучены их поверхностно-активные свойства в различных средах. На основе полученных данных разработан технологический регламент промышленного культивирования Спирулины и лабораторный технологический регламент конверсии биомассы Спирулины в липиды. Представлены технологические схемы промышленного культивирования биомассы и создания биоразлагаемых ПАВ на ее основе в общем виде.

Основные конструктивные и технико экономические показатели

Использование геотермальной воды позволяет сократить расходы на минеральные соли, электрическую энергию (за счет экономии затрат на обогрев бассейнового фотобиореактора и бокса для сушки биомассы) и, соответственно, удешевляет весь технологический процесс получения биомассы.

Область применения

Органическая химия, биологическая химия, химия природных соединений, промышленная биотехнология.