Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий

Творог – это полезный молочный белковый продукт, который входит в рацион питания большей части россиян. Его потребляют как самостоятельный продукт, используют как рецептурный ингредиент при производстве полуфабрикатов (например, сырники, вареники и др.). Главными процессами, определяющими качество творога, являются коагуляция казеина и обработка образующегося сгустка. Для выработки продукта стандартной влажности и консистенции необходимо получить плотный белковый сгусток с необратимо разрушающимися связями, способствующими его синерезису. Способ коагуляции белков оказывает значительное влияние на структурно-механические и синеретические свойства сгустков. Сгустки, образующиеся при кислотной коагуляции белков, имеют большую дисперсность частиц, а также меньшую вязкость и прочность по сравнению со сгустками, полученными при сычужно-кислотной коагуляции. Однако для нежирного творога и творога с массовой долей жира 5 % предпочтительнее проводить кислотную коагуляцию. На структуру и свойства сгустков влияют: химический состав молока или сливок; состав применяемых заквасок; режимы пастеризации; режимы гомогенизации; температура сквашивания; кислотность сгустка; режимы охлаждения и созревания; массовая доля хлористого кальция и др. При производстве творога использовали молоко сырое с высокими показателями качества. Опытные образцы молока отличались от контрольного повышенной массовой долей белка на 0,7–0,8 % и жира на 0,2–0,4 %, сухих веществ; наименьшим количеством соматических клеток. Cоставляли смесь для получения творога с массовой долей жира 5%. Пастеризацию молочной смеси проводили при температуре 80 °С с выдержкой 20 сек. Для улучшения синерезиса сгустка исключили операцию гомогенизацию. При производстве творога были выбраны определенные технологические режимы, которые обеспечивали заданные характеристики сгустка. Творог, полученный по оптимизированной технологии, отличается пониженной массовой долей влаги на 4,5±0,2%, меньшей титруемой кислотностью на 25±1 ºТ, пониженным количеством дрожжей и плесеней, повышенной влагоудерживающей способностью по сравнению с контрольным образцом

Ключевые слова

Ключевые слова

На сегодняшний день формируется концепция устойчивого развития жизни без ущерба будущим поколениям, Концепция «зеленой» экономики предполагает создание новых экологически чистых отраслей: с позиции государства - увеличение спроса на экологически чистую продукцию, со стороны общества - формирование нового спроса и новой культуры потребления населения. Растущий тренд здорового питания повышает интерес к экологически чистым продуктам, в том числе функциональным продуктам. Наибольшим спросом последнее время пользуются функциональные продукты, в том числе молочнокислые бактерии, витамины, пищевые волокна, биологически значимые элементы и др. Формирующиеся привычки здорового образа жизни и правильного питания заставляют потребителей осуществлять поиск необходимых товаров и услуг, при этом 36% потребителей предпочитают товары отечественных производителей. В ответ на новые потребительские стратегии отечественные производители меняют свой ассортимент: выводят на рынок конкурентные продукты, которые способны удовлетворить требования покупателей. По прогнозам экспертов, рынок здорового питания с каждым годом будут увеличивать объемы и темпы роста, а через 10-20 лет продукты здорового питания будут занимать не менее 30%. Развитие рынка экологически чистой продукции, несмотря на перспективность данного направления и огромный потенциал роста, находится на стадии формирования. Эффективность развития зависит напрямую от таких факторов, как наличие государственной поддержки и роста доходов населения. Государственная экономическая политика должна быть направлена на развитие механизмов поддержки и стимулирования производства экологически чистых продуктов. Внедрение экологически ориентированных инноваций в системы менеджмента организаций приведут к обеспечению рационального природопользования и экологической безопасности страны.

Ключевые слова

В качестве натуральных ароматизаторов для майонеза, майонезных соусов, предлагается использовать масляные экстракты и гидролаты пряно-ароматических и эфиромасличных растений, в частности гидролат мяты перечной. Гидролаты содержат активные компоненты, способные повысить биологическую ценность готового продукта. Приведена методика получения гидролата, получали способом отгонки насыщенным водяным паром. Приведена рецептура разработанного соуса. При замене части воды на гидролат, соус обогащается новыми природными биологически активными веществами. В водную фракцию не попадают неполярные алиментарно зависимые вещества, хорошо сохраняется органолептика исходного сырья, а это именно то, что нужно для соуса. Для получения майонезного соуса с гидролатом мяты перечной сухие компоненты соль, стевия, льняная мука и сухое молоко смешивают с водой и гидролатом, в течение 30 мин при 80–85 °C, затем смесь охлаждают до 60–65 °C и добавляют яичный порошок и продолжают перемешивание в течение 3-5 мин, после чего смесь перекачивают в охлаждаемый смеситель и по достижении температуры массы 35–40 °C при работающей мешалке в смеситель подается смесь масел (кукурузное, рыжиковое), а по достижении температуры массы 25–30 °C подача холодной воды в рубашку смесителя прекращается, и в смеситель загружаются молочная кислота. Предложенный способ получения майонезного соуса с гидролатом мяты перечной позволяет реализовывать на предприятиях выпуск продукции с оптимизированным жирнокислотным составом и натуральными вкусо-ароматическими добавками.

Ключевые слова

Молочная промышленность является самым быстрорастущим сектором животноводства и к 2030 году, производство молока, по прогнозам, увеличится в среднем на 22%. На молочную продуктивность и технологические свойства молока оказывает большое влияние генетический потенциал коров, который во многом обусловливают используемые для производства стада быки-производители. В данной работе изучена молочная продуктивность и качество молока коров красно -пестрой породы. Красно-пестрая порода молочного скота – это генетически молодая популяция, и на современном этапе совершенствования стоит задача наследственной консолидации племенных, продуктивных качеств животных по признакам, отвечающим требованиям и направлению продуктивности породы. Для изучения генетического потенциала молочной продуктивности быков-производителей, используемых в хозяйстве, и продуктивности их дочерей использовались данные племенного учета – программа «СЕЛЭКС». Для исследований качества и технологических свойств молока были сформированы три группы коров разного происхождения: линий, Рефлекшн Соверинг 198998, Вис Бэк Айдал 1013415 и Монтвик Чифтейн 95679. Молочную продуктивность учитывали ежедекадно по результатам контрольных доек, в течение 305 дней лактации. Наилучшие качественные показатели выявлены в молоке коров от быков-производителей линии Вис Бэк Айдиал. Отмечается, что содержание сухого вещества в молоке коров – первотелок Вис Бэк Айдал составило 12,15%, что несколько превышает данный показатель в молоке животных Рефлекшн Соверинг. Аналогичная тенденция прослеживалась по жиру и содержанию казеина. В связи с чем, быки этой линии могут являться улучшателями по содержанию жира и белка в молоке. Молоко коров линии Вис Бэк Айдал обладало высокой способностью к сычужному сверстывания (время свертывания 9 мин 21 сек). Важным показателем, отражающим качество получаемого молока является число содержащихся в молоке соматических клеток. Установлено, что наименьшее количество соматических клеток в молоке выявлено у коров линии Вис Бэк Айдиал. Таким образом, количество соматических клеток в молоке можно использовать в качестве критерия при оценке безопасности и сыропригодности молока с целью получения высококачественных молочных продуктов.

Ключевые слова

Currently, public catering establishments use technologies that do not provide for the varietal division of vegetables, in particular potatoes. This leads to excessive waste during cleaning and significant losses of nutritional value when preparing culinary products. Quick-cooking potato varieties, together with varieties of long-term processing in one culinary product, lead to the fact that half of the products are cooked, while the other half remains raw during the same time, or with longer processing. The paper considers the potato cultivars of various starch concentration grown in the central part of the country. The aim of the study is to determine the outcome of the product and the consumer properties of different potato cultivars. The objects of the investigation were the following potato cultivars: POT6 (I reproduction), POT4 (elite), POT5 (II reproduction), POT8 (II reproduction), POT3 (elite), POT12 (I reproduction), POT7 (elite), POT9 (middle early-season) and POT1 (early-season). It has been determined that POT5, POT4 and POT3 are the biggest in size (75-85 mm), but POT6 is the smallest (35 mm). But such cultivars as POT8, POT5 and POT12 are the largest in weigh (106-126 g), while POT1 and POT7 are the lightest (72 and 76 g, respectively). The potato cultivars such as POT4 (8.33%), POT12 (8.49%) and POT6 (9.1%) gave the minimum of wastes when peeling. As the investigation was carried out in April, the total amount of wastes was 5 times less if compared to the Standards of wastes and losses of food processing. It specifies the long shelflife period

Ключевые слова

Одним из путей улучшения состояния здоровья людей с помощью пищевых продуктов является промышленное производство изделий, так называемой группы «здоровье», к которой в настоящее время относят безалкогольные напитки, в том числе специального назначения. Напитки являются самой технологичной основой для создания новых видов функциональных продуктов. Безалкогольные напитки широко применяют в лечебном и профилактическом питании. Они полезны не только для нормализации водно-электролитного обмена, но также для оптимизации химической структуры рациона. Одним из перспективных функциональных компонентов напитков получаемым в процессе производства ликопина из томатов является супернатант. Информация о его компонентном составе в доступной литературе отсутствует. Приведено качественное и количественное исследование супернатантов томатов разных сортов. Определены некоторые углеводы, водорастворимые витамины, микро- и макроэлементы, органические кислоты, флавоноиды. Выявленные нутриенты входящие в состав супернатантов томатов позволяют использовать их его в безалкогольных напитках, в том числе специального назначения. Исследование содержания микро- и макроэлементов не выявило существенных различий в супернатанте, полученном из разных сортов томатов, но стоит отметить достаточно высокое содержание железа и меди. Установлено, что наибольшее количество витамина С обнаружено в супернатанте, полученном из томатов сорта Волгоградский. несмотря на то, что супернатант является побочным продуктом производства каротиноидов, он обладает спектром безусловно ценных для человека нутриентов и может быть использован в технологии пищевых продуктов, в частности безалкогольных напитков, в том числе специального назначения. Следующим этапом работы будет разработка технологии приготовления напитка специального назначения с применением супернатантов, полученных из разных сортов томатов.

Ключевые слова

Интенсивное внедрение в хлебопекарной отрасли технологий с использованием замораживания полуфабрикатов и готовой продукции требует новых подходов в разработке стартовых культур для хлебопекарной отрасли, что обусловлено в первую очередь снижением жизнеспособности клеток и изменением их функционально-технологических свойств при низкотемпературном воздействии. В этой связи, исследования, направленные на поиск, селекцию, изучение свойств новых штаммов молочнокислых бактерий, обладающих криорезистентными свойствами, являются своевременными и актуальными. В настоящей работе проведена сравнительная оценка биотехнологического потенциала ранее выделенных штаммов молочнокислых бактерий, обладающих высокой устойчивостью к низкотемпературной обработке, с целью выявления перспективных для применения их в криотехнологии хлебобулочных изделий. Установлено, что штаммы L. bavaricus 6, L. casei 32 и L. plantarum 24 проявляют высокую толерантность к ряду антибиотиков, отличаются широким спектром антибактериального действия, подавляют рост мицелиальных грибов и дрожжей, имеют высокую протеолитическую активность, а также характеризуются как соле-, желче-, кислото- и фенолоустойчивые штаммы. Это служит основой для прогнозирования их пробиотических свойств и делает перспективным их использование для разработки новых продуктов питания с функциональными свойствами. Проведенные исследования позволяют рекомендовать данные штаммы для включения в состав стартовых заквасок для производства ферментированных продуктов питания с применением криогенных технологий, в том числе хлебобулочных изделий на основе замороженных полуфабрикатов. Данные штаммы могут быть также рекомендованы для разработки биологически активных добавок для пищевой, фармацевтической, косметической промышленности и ветеринарии.

Ключевые слова

Development of in situ forming implants (ISFI) based on PLGA polymers is one of the most promising approaches to long-acting injectables. Evaluation of the drug release rate from such depot formulations requires methods that most closely simulate in vivo conditions. Gel phantoms mimic the elastic properties of muscle tissue and appear to be a promising replacement for conventional methods using physiologically relevant buffer solutions. Accordingly, the aim of the study was to select the optimal composition for the gel phantom formation and evaluate the effect of the phantom matrix on the release rate of rilpivirin used as a model drug from the PLGA ISFI. According to the results of the study, a 1% agarose gel was the best suited for a tissue phantom preparation and implant formation. It was also shown that the release profile of rilpivirin from the ISFI matrix depended on how the implant was formed (in a gel or freely in buffer). In the case of a phantom, the structure of the implant was less porous and retained its shape for 28 days of incubation at 37 °C. During this period, the ISFI formed in an agarose gel released considerably less rilpivirin compared to the ISFI formed without gel (11% vs 80%).

Ключевые слова

Modern trends in processing, storage and packaging of food products are aimed at preserving the native properties of raw materials, ensuring hygienic safety, modern design and properties of the packaging material intended for the consumer. Pasteurized milk production includes following stages - normalization, heat treatment, packing and packaging, at which it is important to preserve the quality of the finished dairy product, that is why polymeric containers are used for most dairy products. The research was aimed to develop polymeric packaging for milk, characterized by additional material functions and capable of biological degradation after use. Polylactide with the introduction of an inert filler was chosen as a promising packaging material. The authors have produced electret films based on polylactide with the introduction of 2, 4 and 6% talc. Polarization of the samples was carried out by means of corona discharge on a unit with a square needle electrode with an area of 49 cm2. Increasing the talc content in the composition of samples contributed to the reduction of mechanical characteristics of materials. It was found that the introduction of talc into polylactide increases the electret properties of the material, which is based on the occurrence of additional traps of injected charge carriers. The developed polymeric material was tested using cow's milk industrially pasteurized at 74-76°C. Studies were conducted to evaluate the effect of electret polylactide film on acidity and microflora composition of pasteurized milk during storage at 37°C for 48 hours. In the presence of active packaging material, the formation of a dense milk clot and an increase in the acidity of the product were observed during the milk fermentation.

Ключевые слова

Results of international comparative interlaboratory tests on defining contents of nitrogen oxides (NO, NOx) in gaseous phase of aerosol of heated tobacco products are presented in the article. The objects of study were samples of heated tobacco intended for use with electric tobacco heating systems of the IQOS, Glo and Ploom brands. The determination of nitrogen oxides in the gas phase of aerosol from heated tobacco products was carried out using a technique developed in the laboratory of chemistry and quality control of the Federal State Budget Scientific Research Institute “All Russian research institute of tobacco, makhorka and tobacco products”. The aim of interlaboratory comparative tests is calculation of intra- and interlaboratory variability (repeatability and reproducibility). Mandel h and k statistics were utilized for statistical compatibility analysis. Analysis of interlaboratory compatibility was carried by z - index, statistical identifying of outliers was carried by Cochran’s and Grubbs’ criteria. Also, repeatability and reproducibility were calculated. Statistical analysis of interlaboratory comparative tests results proved high level of validity of obtained data. Establishing metrological characteristics is a key aspect of ensuring the reliability and applicability of the methodology. Interlaboratory comparative tests for nitrogen oxides defining are the first time carried in Russia and are actual for innovative products from heated tobacco.

Ключевые слова

The results of the selection of new plant growth-promoting bacteria resistant to herbicides of different chemical structure are presented. Two methods were used for screening: sowing on microbiological media from freshly sampled soil and obtaining enrichment cultures from soil samples exposed to herbicides for a month at a temperature of 28 °C. Inoculation was carried out on selective nutrient media containing herbicides Octapon extra (2,5 g/l), Florax (2,5 g/l), Dicamba (1 g/l), Nanomet (1 g/l), Spetsnaz (1 g/l) or Chistalan (2,5 g/l). These herbicides are commonly used to control weeds in wheat crops. The isolated microorganisms belong to the genus Pseudomonas, fix nitrogen, mobilize phosphates, synthesize phytohormones and antimicrobial compounds. They also can mitigate pesticide stress of crops. An anti-stress biological product containing them has been developed and tentatively named "AGROBIOLOG". For its production, the optimal composition of the nutrient medium and the conditions for industrial submerged cultivation on reactors of various volumes were determined. In the laboratory fermenter FA-10 with a volume of 10 liters after 72 hours of cultivation at a temperature of 28 °C, a stirrer speed of 200 rpm, aeration of 0.5 volumes of air per 1 min per 1 volume of medium, the amount of viable cells was 28 billion CFU/ml of culture liquid. Cultivation on biological reactors with a volume of 1000 liters under the same conditions allowed to achieve a titer of 6.0 billion CFU/ml of culture liquid.

Ключевые слова

Работа посвящена исследованию штаммов дрожжей и бактерии, которые являются потенциальными компонентами для состава при разработке биопрепаратов для растений. Эксперименты с совместным культивированием бактерий и дрожжей способные к стимуляции роста растений предоставляют основу для разработки комплексных биопрепаратов, которые могут воздействовать на сельскохозяйственные культуры и оцениваться по их фитогормональной активности .В работе дана оценка возможности синтеза индо-3 уксусной кислоты при совместном культивировании бактерии Pseudomonas chlororaphis subsp. auerofaciens B-5326 и дрожжей Saccharomyces cerevisiae Y-4317. Мы использовали современные методы для оценки метаболитов микроорганизмов такие как, тонкослойная хроматография для оценки аминокислотного состава, и реакцию сальковского для обнаружения индол-3 уксусной кислоты в культуральной жидкости. На первом этапе работы мы показали, что конкурентного взаимодействия между бактериями и грибами не было. Максимальная концентрация колония образующих единиц при совместном культивирование P. chlororaphis и S. Сerevisiae. составила (3 ± 0,2)×108 и (8 ± 0,2)×106 КОЕ/мл. В ходе исследования обнаружили, что микроорганизмы P.chlororaphis и S.cerevisiae при совместном культивировании способны синтезировать индол-3 уксусную кислоту.. В исследованиях с добавлением триптофана обнаружили, что экзогенное введение аминокислоты стимулирует накопление фитогормонов в КЖ только у P.chlororaphis. Таким образом, мы предполагаем, что основным источником триптофана при совместном культивировании микроорганизмов является S. cerevisiae. Полученные данные являются предпосылкой к созданию комплексного биологического препарата для обработки растений и подтверждает нашу гипотезу о возможности совместного культивирвоания микроорганизмов относящихся к различной таксономическим категориям.

Ключевые слова

В связи с развитием пандемии и необходимостью массовой вакцинации разработка вакцин нового поколения против коронавирусной инфекции COVID-19 является важнейшей задачей медицины и биотехнологии. Ввиду распространенности COVID-19, все еще актуально создание безопасной и протективной вакцины, особенно стимулирующей Т-клеточный иммунный ответ. В работе представлены разработка и получение ДНК-иммуногена на основе плазмидной ДНК, кодирующей гибридный белок, содержащий иммуногенные фрагменты структурных белков β-коронавируса SARS-СоV-2. В результате методами генной инженерии была создана векторная конструкция на основе плазмидной ДНК, кодирующей гибридный белок, содержащий наиболее иммуногенные участки структурных белков M, S, N, E β-коронавируса SARS-СоV-2, для транзиентной экспрессии в клетках млекопитающих; методом электропорации был создан штамм E.coli – продуцент ДНК-иммуногена; разработан метод очистки рекомбинантной плазмидной ДНК на основе последовательного постадийного процесса: данная методика позволила получить 100 мг ДНК-иммуногена рСМV-3Таg-3а-СVVV3 в растворе с концентрацией 1 мг/мл (100 мл), соответствующих установленным в Государственной Фармакопее РФ (ОФС.1.7.1.0013.18 ДНК-вакцины) параметрам качества – полученный результат стабильно воспроизводится в лабораторных условиях; были отработаны методики контроля качества плазмидной ДНК и проверена экспрессия гибридного белка методом Вестерн-блоттинга. Было показано, что антиген СVVV3 специфически связывается с иммуноглобулинами IgG из кроличьих сывороток после иммунизации ДНК-иммуногеном рСМV-3Таg-3А-СVVV3. Доля суперспирализованной плазмидной ДНК в образце ДНК-иммуногена рСМV-3Таg-3а-СVVV3 составила 85,64%, содержание эндотоксинов – менее 25 ЕЭ/мг; концентрация остаточных белков штамма-продуцента в растворе 1 мг/мл ДНК-иммуногена рСМV-3Таg-3А-СVVV3 составила менее 100нг на 1 мл (мг суммарной рекомбинантной ДНК).

Ключевые слова

Микроводоросли и макроводоросли обладаю полезными свойствами для питания, биоконтроля, иммунитет и здоровья и т.д., особенно в контексте интегрированной мультитрофической аквакультуры. Растет популярность проектов по улучшению биодоступности, усвояемости и предварительной обработки водорослей, а также направленные на контроль сельскохозяйственных культур с высоким содержанием белка (макро / микро). биоремедиации будет доступна для внесения в качестве удобрений в рамках подхода к рециркуляции минералов и азота, улучшенного за счет воздействия этих матриц на структурирование почвы и усвоение питательных веществ. Преимущество микроводорослей заключается в том, что они имеют довольно короткий цикл размножения (примерно половину дня), что позволяет эффективно производить биомассу в больших количествах. Микроводоросли имеют большое разнообразие оригинальных молекул в своих клетках. Эта биомасса богата липидами, белками, витаминами и антиоксидантами. Микроводоросли составляют основу концепции, они стали причиной одного из величайших климатических изменений в истории Земли. Их метаболизм, основанный на фотосинтезе, добавил огромное количество кислорода в «токсичную примитивную атмосферу Земли». Основные характеристики микроводорослей. Большинство микроводорослей называют фотоавтотрофными или автотрофными. Микроводоросли весьма разнообразны и уже проанализировано около 30 000 видов. Это число составляет менее 10 % от предполагаемого существующего общего количества. Наиболее распространенными классами с точки зрения относительной численности являются диатомовые водоросли (bacillariophyceae), зеленые водоросли (chlorophyceae), цианобактерии или сине-зеленые водоросли (cyanophyceae) и золотые водоросли (chrysophyceae). Большая часть исследований посвящена поиску лучших штаммов. Выбор вида микроводорослей в конечном итоге зависит от имеющихся организмов, способных синтезировать целевые продукты и достигать урожаев, необходимых для удовлетворения экономических и технических ограничений. Поэтому при выборе необходимо учитывать преобладающие климатические условия, особенно средние и минимальные температуры и наличие необходимых питательных веществ. Использование водорослей для создания фитосанитарных продуктов перспективная и востребованное направление исследований.

Ключевые слова

Качественная и количественная оценка состояния здоровья в том числе работников АПК является важной и актуальной задачей. При разработке методики расчета вероятности утраты работником трудоспособности в зависимости от состояния условий труда на рабочем месте было показано, что в контексте решения задач по оценке влияния условий труда на здоровье работника, в том числе, в процедурах оценки профессионального риска, вероятность утраты трудоспособности представляет собой не что иное, как количественную оценку вероятности развития профессионального заболевания или производственной травмы в конкретных условиях труда, что, на первый взгляд, можно было бы охарактеризовать показателями частоты профессиональной заболеваемости и травматизма с учетом условий труда. На базе участковых отделений городских поликлиник было проведено обследование состояния здоровья работников АПК. Для сбора информации о пациентах использовалась «Анкета о здоровье», которая по решению Всемирной Организации Здравоохранения введена во всех медицинских учреждениях анкета о здоровье пациента. Было собрано и проанализировано 156 анкет. На первом этапе обработки информации исследована структура медико-социальных характеристик работников АПК. На втором этапе применялся метод априорного ранжирования, использующий экспертную информацию для ранговой оценки каждого значения признака. В ходе исследования были рассчитаны балльные оценки, необходимые для последующего расчета комплексного интегрального медико-социального показателя здоровья. Результаты исследования свидетельствуют о наличии отрицательной тенденции в динамике состояния здоровья работников АПК, что в первую очередь связано с нерациональным питанием, недостатком двигательной активности, самолечением, редкими обращениями к медицинским специалистам. В связи с этим важными задачами являются, прежде всего, разработка и внедрение профилактических, лечебно-реабилитационных технологий и приоритетных программ в работу предприятий АПК, в частности, рациональная организация питания в предприятиях АПК, оптимизация двигательного режима.

Ключевые слова

В статье рассматриваются возможности применения инструментов цифровизации при организации и оптимизации управленческих систем регионального агропромышленного комплекса. Описываются основные задачи и функции проектируемой системы с точки зрения построения оптимизационных моделей поддержки принятия решения на предприятиях сельскохозяйственной направленности. Приводится структура концептуальной модели верхнего уровня разработанной системы, которая способствует решению задач автоматизации сбора и обработки разнородных данных и формировании отчётов по результатам анализа полученных значений. На основе использования объектно-ориентированного подхода в нотации UML 2.0 разработана диаграмма прецедентов для формализации вариантов взаимодействия пользователей с модулями системы. Выделены основные категории пользователей системы. Продемонстрирована интеграция модуля отчетности, включающего стандартные шаблоны, утвержденные на законодательном уровне РФ (17 форм по основным показателям сельскохозяйственного производства). Приводится пошаговая разработка функциональных алгоритмов и концептуальной модели и выполняется построение структурных и поведенческих моделей для детального отображения информационной и логической моделей проектируемой системы управления поддержки принятия решений в региональном агропромышленном комплексе. Оценивается эффективность внедрения автоматизированного интегрированного инструментария на предприятиях различного масштаба и уровня организации производства на уровне 53%. Даются рекомендации по дальнейшему совершенствованию цифрового инструментария и внедрения передовых технологий в агропромышленном комплексе. Внедрение предложенной нами системы может существенно помочь в решении проблем автоматизации и оптимизации существующей структуры управления, а также позволяет сократить издержки производства, минимизировать использование трудовых ресурсов и в конечном счете способствует обеспечению выполнения мероприятий, заявленных в Национальной программе «Цифровая экономика Российской Федерации» в части выполнения ведомственного проекта «Цифровое сельское хозяйство»

Ключевые слова

В статье исследуется вопрос развития отечественного земледелия на основе цифровых решений, таких как навигационные технологии на базе спутниковых систем, обработки данных дистанционного зондирования, применения экспертных и систем поддержки принятия решения, машинного обучения, в том числе распознавания образов и компьютерного зрения, анализа больших данных и предиктивной аналитики. В рамках исследования авторами проводился метаанализ данных применения спутниковых навигационных технологий и беспилотных авиационных систем на основе мирового опыта за ретроспективный период с 2000 по 2023 годы. Приведена оценка экономического эффекта при использовании данного подхода и проанализировано, что продуктивность сельскохозяйственных угодий может быть увеличена на 63-68% при использовании рассматриваемых технологий. Проведен сравнительный анализ уровня внедрения точного земледелия в Российской Федерации и ряде зарубежных стран в разрезе по регионам. Установлено, что несмотря на имеющиеся технологии глобальной спутниковой навигационной системы, доля его относительно низкая. Представлены данные, показывающие количество хозяйств в разрезе субъектов Российской Федерации и площади, обрабатываемой посредством систем точного земледелия и потенциал их расширения. Структурированы основные системы наведения и глобальные системы позиционирования по применению в различных странах, среди которых основными являются отечественная ГЛОНАСС и зарубежные GPS (США), Galileo (Европа), BeiDou COMPAS (Китай), IRNSS (Индия) и ряд других. Классифицированы в соответствии с полученным перечнем возможности применения указанных навигационных систем в агропромышленном комплексе, такие как картирование полей, учет данных дистанционного зондирования, мониторинг урожайности и состояний посевов и т.д. В соответствии со сферой применения сопоставлены технологии/компоненты, применяемые на основе указанных технологий

Ключевые слова

Статья исследует возможности применения инструментов искусственного интеллекта при организации эколого-ландшафтных систем земледелия. Отмечается, что с помощью алгоритмов обучения сельхозтоваропроизводители могут оптимизировать многие процессы ведения производства, повысить продуктивность угодий и качество получаемой продукции, а также снизить затраты и себестоимость. Показано, что массовое внедрение машинного обучения способно увеличить долю валовой добавленной стоимости в ближайшие 5 лет на 25% в растениеводстве, и до 14% в животноводстве при оптимистическом сценарном варианте развития, в наиболее вероятностном варианте показатели будут в два раза ниже, при пессимистическом - увеличение произойдет не более чем на 3,8% в отрасли растениеводства, и до 0,4% в отрасли животноводства. Поскольку адаптивно-ландшафтное земледелие, базирующееся на учете особенностей рельефа, климата, агрофаций, должно учитывать большое количество параметров, таких как оценка состояния почвы и растений, посевные площади, частота их обработки, количество вносимых минеральных и органических удобрений, обработка гербицидами и инсектицидами и др., был разработан прототип информационной системы, позволяющей на основе предиктивного анализа, подобрать наиболее оптимальное решение для организации севооборотов с целью управления системами земледелия. В статье показана возможность применения компьютерного зрения при распознавании картографического материала и установлении типа агроландшафта для получения высокопродуктивных урожаев. Построены модели интеллектуального анализа на основе входящих признаков. Для работы с предложенным продуктом не предъявляется специализированных требований к квалификации персонала, а даже может быть использовано рядовыми работниками как крупных агрохолдингов, представителями органов муниципальной и государственной власти в области агропромышленного сектора, так и сотрудниками небольших хозяйств за счет простоты и интуитивно понятного интерфейса.

Ключевые слова

В статье отмечается активный экономический рост в отрасли органического сельского хозяйства за последние 5 лет. Вместе с тем указывается, что внедрение элементов искусственного интеллекта способствует его более эффективному развитию. Наряду с широким потенциалом экологического земледелия указывается возможность формирования предиктивных моделей для подбора оптимальных участков под данный вид производства при использовании моделей машинного обучения. В ходе исследования на основе методов оптимизации были построены модели обучения нейронной сети с учителем (модели множественной линейной регрессии, метод k-средних, модели деревьев решений, метод случайного леса и ряд других). Под метриками качества оценки полученных моделей принимались коэффициент детерминации R2 (т. е. доля дисперсии зависимой переменной, объясняемой входящими в модель признаками); точность модели (для моделей классификации) и альтернативную метрику оценка F1 (Accuracy и F1 Score). В моделях анализировались зависимость использования земель в органическом земледелии от типа агроландшафта; агрохимических показателей почвы (прежде всего наличие радионуклидов, тяжелых металлов и остаточных количеств гербицидов/инсектицидов в почве); удаленность от производственных агрокомплексов, скотомогильников, ТБО; учитывались показатели изотерм и изобар и т.п. В качестве программного решения использовалась среда Jupyter Notebook и облачная среда Google Colab, а также стандартные библиотеки Pandas, NumPy, Scikit-learn, SciPy, Tensorflow, Matplotlib и другие. Построены обучающая и тестовая модели на основе множественной модели линейной регрессии в соотношении 70 к 30. В качестве целевой (зависимой) переменной выбрали возможность организации органического сельского хозяйства на конкретном земельном участке. Полученная модель позволяла оценить важность признаков для определения зависимости целевой переменной от входящих, а также дать прогноз по возможности перехода конкретного земельного участка на стандарт ведения органического земледелия. Таким образом нами были оценены 114 земельных участков площадью от 23 до 189 га на территории 13 муниципальных районов Воронежской области (Лискинский, Острогожский, Богучарский, Грибановский, Верхнехавский, Калачеевский, Панинский, Верхнемамонский, Новоусманский, Бутурлиновский, Таловский, Эртильский, Бобровский). Установлено, что пригодными для первичной оценки по стандарту органического производства из них являлись 34 участка без дополнительных условий, еще 27 – с учетом периода конверсии в течение 3 лет. Остальные участки не являлись пригодными для целей ведения органического земледелия.

Ключевые слова

В настоящее время экологичным и перспективным является использование молочной сыворотки для получения лактозы, лактулозы и других ценных продуктов, полезных для здоровья человека. Однако сыворотка содержит достаточно большое количество минеральных солей, что затрудняет процессы переработки. В процессе деминерализации широко применяются нонофильтрационные, катионо- и анионообменные мембраны и др., которые загрязняются образующимися кристаллами солей. Наименее растворимыми из неорганических веществ, присутствующих в сыворотке являются соли кальция, в связи с этим представляет интерес трехкомпонентная система Ca(H2PO4)2 - CaCl2 - H2О. Диаграмма состояния системы Ca(H2PO4)2 - CaCl2 - H2О при температуре 20 ºС содержит информацию о фазовых равновесиях. По точкам, отвечающим составу равновесных жидких фаз, построена линия моновариантного равновесия, под которой находится область ненасыщенных растворов. Методом Скрейнемакерса установлено, что в области, прилежащей к стороне Ca(H2PO4)2 - H2О кристаллизуется моногидрат дигидрофосфата кальция. Для области, примыкающей к вершине CaCl2, происходит совместная кристаллизация трех солей: Са(Н2РО4)2 + СaCl2 + СaCl2·6H2O. На треугольнике составов присутствуют две области совместного существования раствора и кристаллов L + Са(Н2РО4)2·H2O + Са(Н2РО4)2 и L + Са(Н2РО4)2 + СaCl2·6H2O. Состав кристаллизующихся твердых фаз подтвержден химическим анализом. Используя полученные данные можно создать условия для предварительной кристаллизации солей, входящих в состав молочной сыворотки, и выделение их из раствора, что уменьшит забивание пор мембран в дальнейшем процессе деминерализации сыворотки.

Ключевые слова

Татарско-Шатрашанское цеолитсодержащее месторождение, расположенное на юго-западе Республики Татарстан, содержит большое количество кальцита (10–50%) от общей массы породы, а также других минералов – цеолита, опал-кристобаллит-тридимита. Такой состав требует дорогостоящего процесса обогащения цеолита, существенно сказывающегося на стоимости конечного продукта. В работе предлагается применение цеолитсодержащей породы для синтеза кальциевых силикатов, в частности, волластонита. В качестве Са-содержащего исходного материала в данной работе были использованы кальцит – мука известняковая (доломитовая), в качестве кремнийсодержащего материала была использована цеолитсодержащая кремнистая порода Татарско-Шатрашанского месторождения, включающая в себя также и источник кальция, в виде кальцита (до 40%). Процесс твердофазного синтеза проводился в муфельной печи SNOL 1100/7,2 при температурах 900 и 1100°С, подъем до заданной температуры осуществлялся со скоростью 5 °C/мин, выдержка составляла 3 часа. Исходные компоненты смешивали в стехиометрических соотношениях СаО:SiO2=0,7-1,1. В работе применялся общепринятый метод идентификации продуктов синтеза – рентгенографический количественный анализ. Показано, что при соотношении CaO:SiO2 в пределах 0,8-0,9 и изотермической выдержки в течение 3 часов при температуре 1100 °C наблюдается наибольший выход волластонита – 67–79%. Морфологию кальциевого силиката изучали методом растровой электронной микроскопии. Полученный кальциевый силикат можно охарактеризовать как спеченный продукт с малым соотношениям сторон, по своей форме, близкой к таблитчатым структурам. Волластонит такой формы может применяться в керамической промышленности, в качестве эффективной добавки, улучшающих сушильные характеристики керамических масс.

Ключевые слова

В современной гидрометаллургии процессы автоклавного выщелачивания находят широкое применение, что связано с рядом преимуществ перед процессами, протекающими в открытых системах. В аффинажной отрасли страны внедрение таких технологий затруднительно, и одна из причин – высокие требования к коррозионной устойчивости конструкционных материалов. В настоящей работе исследовано поведение металлических пластин тантала, титана и платины в растворах соляной кислоты с добавками пероксида водорода в автоклавных условиях, в температурном диапазоне 100–200 °С. Показано, что удельная скорость растворения платины в автоклавных условиях на несколько порядков выше скоростей растворения титана и тантала в аналогичных условиях. Так, при температуре 130 °С платиновая пластина полностью растворяется в течение 2 часов, что соответствует удельной скорости растворения 1500⋅10-12 г·м2/сек; скорость растворения титана и тантала в тех же условиях составила 40⋅10-12 и менее 1⋅10-12 г·м2/сек, соответственно. Создание окислительных условий способствует пассивации тантала и, в значительной степени, титана. Платина, наоборот, в окислительных условиях интенсивно переходит в раствор. С учетом того, что в большинстве случаев сырье МПГ представляет собой дисперсные порошки с высокой удельной поверхностью, титановое оборудование может быть рекомендовано к их переработке. Установлено, что титан достаточно стабилен в присутствии окислителя в растворах 3М соляной кислоты до температуры 160 °С. Тантал в солянокислых окислительных средах стабилен до температуры 200 °С. Полученные в работе количественные данные могут быть использованы для разработки технологий переработки сырья, содержащего металлы платиновой группы, и создания соответствующего оборудования.

Ключевые слова