Принципы создания прототипа цифрового двойника процесса алкилирования бензола пропиленом на основе нейронной сети

Objectives. To identify the principles of creating digital twins of an operating technological unit along the example of the process of liquid-phase alkylation of benzene with propylene, and to establish the sequence of stages of formation of a digital twin, which can be applied to optimize oil and gas chemical production.Methods. The chemical and technological system consisting of reactor, mixer, heat exchangers, separator, rectification columns, and pump is considered as a complex high-level system. Data was acquired in order to describe the functioning of the isopropylbenzene production unit. The main parameters of the process were calculated by simulation modeling using UniSim® Design software. A neural network model was developed and trained. The influence of various factors of the reaction process of alkylation, separation of reaction products, and evaluation of economic factors providing market interest of the industrial process was also considered. The adequacy of calculations was determined by statistics methods. A microcontroller prototype of the process was created.Results. A predictive neural network model and its creation algorithm for the process of benzene alkylation was developed. This model can be loaded into a microcontroller to allow for real-time determination of the economic efficiency of plant operation and automated optimization depending on the following factors: composition of incoming raw materials; the technological mode of the plant; the temperature mode of the process; and the pressure in the reactor.Conclusions. The model of a complex chemicotechnological system of cumene production, created and calibrated on the basis of long-term industrial data and the results of calculations of the output parameters, enables the parameters of the technological process of alkylation to be calculated (yield of reaction products, energy costs, conditional profit at the output of finished products). During the development of a hardware-software prototype, adapted to the operation of the real plant, the principles and stages of creating a digital twin of the operating systems of chemical technology industries were identified and formulated.Цели. Выявление принципов создания цифровых двойников реально действующей технологической установки на примере процесса жидкофазного алкилирования бензола пропиленом и установление последовательности этапов формирования цифрового двойника, которая может быть применима для оптимизации работы нефтегазохимического производства.Методы. Рассмотрена в целом химико-технологическая система, состоящая из реактора, смесителя, теплообменников, сепаратора, ректификационных колонн и насоса, как система высокого уровня. Выполнен сбор данных, описывающих функционирование установки получения изопропилбензола алкилированием бензола пропиленом путем расчета основных параметров процесса с помощью имитационного моделирования с применением специализированного программного обеспечения UniSim® Design. Разработана и обучена нейросетевая модель, учитывающая влияние различных факторов реакционного процесса алкилирования, разделения продуктов реакции и оценки экономических факторов, обеспечивающих рыночную привлекательность рассматриваемого промышленного процесса. Определена адекватность результатов расчетов оптимальных параметров процесса методами математической статистики. Создан прототип цифрового двойника процесса, реализованной на микроконтроллере.Результаты. Создана прогностическая нейросетевая модель и алгоритм ее построения для процесса алкилирования бензола пропиленом, позволяющая при загрузке ее в микроконтроллер обеспечить в режиме реального времени определение экономической эффективности работы установки и автоматическую оптимизацию работы установки в зависимости от состава поступающего сырья технологического режима системы, температурного режима проведения процесса и давления в реакторе.Выводы. Созданная модель сложной химико-технологической системы производства кумола, откалиброванная на основании промышленных данных длительного пробега технологической установки и результатов расчетов выходных параметров процесса при помощи нейронной сети, реализованной на микроконтроллере, позволяет рассчитать параметры технологического процесса алкилирования (выход продуктов реакции, энергетические затраты, условную прибыль при выпуске готовой продукции). В процессе разработки прототипа программно-аппаратного комплекса управления установкой алкилирования бензола пропиленом на основе данных, адаптированных к работе реальной установки, были выявлены и сформулированы принципы и этапы создания цифрового двойника производственных систем отраслей химической технологии

Физико-химические основы переработки растворов термопластичных полиэфируретанов для прогнозирования возможности их применения в производстве волокнисто-пористых композиционных материалов

Objectives. To study the structure and properties of solutions of thermoplastic poly(ether urethane)s (PEUs) to inform their potential use in the production of fibrous-porous polymer composite materials with a given structure and set of performance properties depending on the field of practical application.Methods. The composition of PEUs was studied by attenuated total reflection infrared (ATR-IR) spectroscopy using a program for correcting the spectra on an IR Fourier spectrophotometer, as well by differential scanning calorimetry (DSC) using a heat flow calorimeter. The viscosity of PEU solutions was determined on a rotational viscometer.Results. The chemical composition of PEUs and the nature of the formation of hydrogen bonds were studied. An analysis of the spectra demonstrates the almost complete identity of the PEUs synthesized from the same 4,4'-diphenylmethane diisocyanate. In the studied PEUs of the Vitur and Desmopan® brands, as well as Sanpren, pronounced absorption bands characteristic of urethane groups involved in the formation of hydrogen bonds are visible in the region from 1702 to 1730 cm−1. The temperature transitions and thermal stability of the investigated PEUs were determined by DSC. The influence of the ratio of rigid and flexible blocks, as well as the nature of hydrogen bonds on the melting temperatures of polymers, was shown. Analysis of the DSC curves demonstrated all the studied PEUs to have high melting points ranging from 159 to 215°C. From the studied temperature dependences of the structural viscosity of thermoplastic PEUs solutions, all solutions were established to have a minimum viscosity anomaly; the value of the logarithm of viscosity depends on the chemical composition and structure of the initial PEUs. It is shown that the viscosity anomaly of PEU solutions can be reduced with increasing temperature.Conclusions. A comparison of the chemical composition, structure, thermal and rheological characteristics of thermoplastic PEUs with PEU solutions widely used for the production of fibrous-porous materials and coatings of Sanpren LQ-E-6 and Vitur R 0112 grades demonstrates their practicability as production materials and coatings having a predetermined structure and a set of properties depending on the requirements and operating conditions of finished products.Цели. Изучить структуру и свойства растворов термопластичных полиэфируретанов (ПЭУ) для прогнозирования возможности их применения в производстве волокнисто-пористых полимерных композиционных материалов и покрытий с заданной структурой и комплексом эксплуатационных свойств, зависящими от области практического применения.Методы. Состав ПЭУ изучали методом инфракрасной (ИК) спектроскопии с преобразованием Фурье в сочетании с методом многократного нарушенного полного внутреннего отражения и методом дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) с использованием калориметра теплового потока. Вязкость растворов ПЭУ определяли на ротационном вискозиметре.Результаты. Изучен химический состав ПЭУ и характер образования водородных связей. Анализ ИК спектров демонстрирует практически полную идентичность ПЭУ, синтезированных на основе одного и того же 4.4′-дифенилметандиизоцианата. В исследуемых ПЭУ марок Витур и Desmopan®, а также Санпрен, можно увидеть, что в области от 1702 до 1730 см−1 присутствуют явно выраженные полосы поглощения, характерные для уретановых группировок, задействованных в образовании водородных связей. Методом ДСК определены температурные переходы и термостойкость исследуемых ПЭУ. Показано влияние соотношения жестких и гибких блоков, а также характер водородных связей на температуры плавления полимеров. При анализе кривых ДСК, показано, что все исследуемые ПЭУ обладают высокими температурами плавления, находящимися в диапазоне от 159 до 215 °С. Также исследованы температурные зависимости структурной вязкости растворов термопластичных ПЭУ. Установлено, что все растворы имеют минимальную аномалию вязкости, при этом величина логарифма вязкости зависит от химического состава и структуры исходных ПЭУ. Установлено, что аномалия вязкости растворов ПЭУ может быть снижена при повышении температуры.Выводы. Исследование химического состава, структуры, термических и реологических характеристик термопластичных ПЭУ с позиции их сравнения и сопоставления с широко применяемыми для производства волокнисто-пористых материалов и покрытий растворов ПЭУ марок Санпрен LQ-E-6 и Витур Р 0112 позволяет прогнозировать возможность их использования для производства материалов и покрытий с заранее заданной структурой и комплексом свойств в зависимости от требований и условий эксплуатации готовых изделий

Определение хлорсодержащих соединений в дезинфицирующих средствах с использованием ионообменной хроматографии

Objectives. To develop a method for the determination of hypochlorite, chloride, chlorite, chlorate, and perchlorate ions in solution; to determine the limits of detection and quantitation for ClO−, Cl−, ClO2−, ClO3−, and ClO4− ions; to evaluate the applicability of the developed method and its suitability for disinfectant analysis.Methods. Ionic chromatography using a conductometric detection system in isocratic elution mode.Results. The method developed for chromatographic determination of chlorine-containing ions can be used to quantify the content of hypochlorite, chloride, chlorite, chlorate, and perchlorate ions. In isocratic elution mode at 7.5 mM NaOH and a flow rate of 0.4 mL/min, the content of chlorine-containing ions can be determined with high sensitivity. The presented method does not require the use of expensive equipment for the ultrasensitive analysis of the studied compounds.Conclusions. A novel method for the simultaneous determination of hypochlorite, chloride, chlorite, chlorate, and perchlorate ions in case of their combined presence is proposed. The technique can be used to carry out routine control of the content of these disinfectant components during use, increasing their effectiveness at the same time as managing associated toxicological risks.Цели. Разработать методику определения гипохлорит-, хлорид-, хлорит-, хлорати перхлорат-ионов при их совместном присутствии в дезинфицирующих средствах. Определить пределы обнаружения и пределы количественного определения ионов ClO−, Cl−, ClO2−, ClO3−, ClO4−. Провести расчеты валидационных параметров разработанной методики, а также оценить ее пригодность для анализа дезинфицирующих средств.Методы. Ионообменная хроматография с системой кондуктометрического детектирования в изократическом режиме элюирования.Результаты. Новая методика хроматографического определения хлорсодержащих ионов позволяет количественно оценить содержание гипохлорит-, хлорид-, хлорит-, хлорат- и перхлорат-ионов при их одновременном нахождении в модельном растворе и в дезинфицирующих средствах. Изократический режим элюирования 7.5 мМ NaOH при скорости движения потока 0.4 мл/мин позволяет с высокой чувствительностью определять ионы, содержащие атом хлора. Разработанная методика не требует использования дорогостоящего оборудования, необходимого для сверхчувствительного анализа исследуемых соединений.Выводы. Впервые предложена методика определения гипохлорит-, хлорид-, хлорит-, хлорат- и перхлорат-ионов при совместном присутствии. Ожидается, что разработанная методика позволит проводить рутинный контроль содержания этих компонентов в дезинфицирующих средствах при их практическом использовании, что приведет к повышению эффективности применения дезинфектантов на их основе и снижению возможных токсикологических рисков

Снижение наводораживания материалов мембранно-электродных блоков генераторов водорода

Objectives. To investigate the possibility of preventing hydrogen absorption into the functional structural materials of hydrogen-generating membrane electrode assemblies based on porous nickel, carbon black, and reduced graphene oxide with platinum–nickel and palladium–nickel nanoparticles.Methods. The hydrogen absorption into materials of membrane electrode assemblies of alkaline electrolyzers was evaluated using an electrolyzer with variable temperature, reagent feed rate, and gas content.Results. The study established the need to use reduced graphene oxide, in order to reduce hydrogen absorption and degradation of hydrogen-generating membrane electrode assemblies.Conclusions. The service life test results and performance of the designed variants of prototypes of membrane electrode assemblies with nanostructured electrodes based on reduced graphene oxide, preventing hydrogen absorption into functional materials and their degradation, demonstrated the creation of hydrogen generators with high energy efficiency shows potential.Цели. Исследование возможности предотвращения наводораживания функциональных конструкционных материалов мембранно-электродных блоков генерации водорода на основе пористого никеля, сажи и восстановленного оксида графена, модифицированных наночастицами платина-никель и палладий-никель.Методы. Для оценки степени наводораживания материалов мембранно-электродных блоков щелочных электролизеров была использована установка электролизера с возможностью контроля температуры, скорости подачи реагентов и содержания газов.Результаты. Обоснована необходимость применения восстановленного оксида графена с целью снижения наводораживания и деградации мембранно-электродных блоков генерации водорода.Выводы. Результаты ресурсных испытаний и рабочие характеристики сконструированных вариантов макетов мембранно-электродных блоков с наноструктурированными электродами на основе восстановленного оксида графена, нивелирующие наводораживание и деградацию функциональных материалов, демонстрируют перспективность конструирования генераторов водорода с высокой энергоэффективностью

Анализ фазовых траекторий реакций в исследованиях эволюции функционирования каталитических систем

Objectives. To establish details of catalytic systems operation using the kinetic method with no needs for the differentiation of primary experimental kinetic data.Methods. Analysis of the time patterns of differential selectivity and relative reactivity of substrates in parallel or competing reactions was used.Results. For various coupling reactions of aryl halides and nucleophiles, the possibility to obtain the data about the evolution of the catalytic systems and patterns of the changes of catalytically active species under dynamic transformations of several active and inactive catalyst forms was demonstrated.Conclusions. The analysis of the evolution of differential selectivity and relative reactivity under competing or parallel reactions is the useful tool for discrimination between probable hypotheses of complex catalytic process operation.Цели. Определение деталей механизмов функционирования каталитических систем с помощью кинетического метода, не требующего дифференцирования первичных экспериментальных кинетических данных.Методы. Анализ закономерностей изменения дифференциальной селективности и относительной реакционной способности субстратов в параллельных и конкурирующих реакциях во времени.Результаты. На примерах различных реакций сочетания арилгалогенидов с нуклеофилами показана возможность получения данных об эволюции каталитических систем и закономерностях изменений природы каталитически активных соединений в условиях динамических превращений нескольких активных и неактивных форм катализатора.Выводы. Эволюционный анализ величин дифференциальной селективности и относительной реакционной способности в ходе конкурирующих или параллельных реакций является эффективным инструментом дискриминации гипотез механизмов сложных каталитических процессов.

Структура молекулы 2-нитро-2’-гидрокси-5’-метилазобензола: Теоретическое и спектральное исследование

Objectives. 2-Hydroxy-nitroazobenzenes comprise reagents for the synthesis of heteroaromatic compounds, in the molecules of which the benzene and azole cycles are annulated. These reagents are widely used in the production of chemical products for various industries. In particular, 2-2’-hydroxy-5’-methylphenylbenzotriazole is used as an effective photo stabilizer for polystyrene and polyethylene. A promising method for its preparation is the liquid-phase catalytic hydrogenation of 2-nitro-2'-hydroxy-5'-methylazobenzene (2NAB). The aim of the present study was to establish the structure of 2NAB in solutions of different composition.Methods. Theoretical calculations were carried out within the framework of the density functional theory at a temperature of 298.15 K for the gas phase at B3LYP/6-311++G(d, p) and M06-2X/6-311++G(d, p) levels; for hexane, 2-propanol, toluene at B3LYP/6-311++G(d, p) level using the conductor-like polarizable continuum model. An experimental study to determine the probable isomeric structure of 2NAB in various solvents, including sodium hydroxide (NaOH) and acetic acid (CH3COOH) additives, was carried out using infrared (IR) and ultraviolet (UV) spectroscopy.Results. The most probable structure of 2NAB isomers for the gas phase and a number of solvents was determined. Experimental and theoretical IR and UV spectra were obtained. The thermodynamic characteristics of the reaction of intramolecular proton transfer from –OH to –N=N– group in the gas phase were calculated.Conclusions. A comparison of the experimental and calculated results supports the conclusion that the cis-isomer should be considered most probable for the gas phase. For the studied solutions, a trans-isomer of 2NAB with hydrogen bonds formed between the hydroxyl group hydrogen and the β-nitrogen atom of the azo group of dye molecule should be considered as the most likely structure. In the studied individual and binary solvents, prototropic equilibrium is shifted towards the azo form of the dye, while intramolecular proton transfer is possible only in aqueous diethylamine and dimethylformamide solutions with additions of NaOH. Цели. 2-Гидроксинитроазобензолы – реагенты синтеза гетероароматических соединений, в молекулах которых аннелированы бензольный и азольный циклы, широко использующиеся при производстве химических продуктов для различных областей промышленности. В частности, 2-2’-гидрокси-5’-метилфенилбензотриазол используется в качестве эффективного фотостабилизатора полистирола и полиэтилена. Перспективным методом его получения является жидкофазная каталитическая гидрогенизация 2-нитро-2’-гидрокси-5’-метилазобензола (2НАБ). Целью нашей работы стало установление структуры 2НАБ в растворах различного состава.Методы. Теоретические расчеты проводились в рамках теории функционала плотности при температуре 298.15 К для газовой фазы на уровнях B3LYP/6-311++G(d, p) и M06-2X/6-311++G(d, p), для гексана, 2-пропанола, толуола на уровне B3LYP/6-311++G(d, p) с использованием континуальной модели сольватации. Экспериментальное изучение предполагаемого изомерного строения 2НАБ в различных растворителях, в том числе с добавками гидроксида натрия (NaOH) и уксусной кислоты (CH3COOH), проведено с помощью инфракрасной (ИК) и ультрафиолетовой (УФ) спектроскопии.Результаты. Определена наиболее вероятная структура изомеров 2НАБ для газовой фазы и ряда растворителей. Получены экспериментальные и теоретические ИК-, УФ-спектры исследуемых веществ. Рассчитаны термодинамические характеристики реакции внутримолекулярного переноса протона от –ОН к –N=N– группе в газовой фазе.Выводы. Сравнение экспериментальных и расчетных результатов позволило сделать заключение, что наиболее вероятным для газовой фазы следует считать цис-изомер, а для изученных растворов транс-изомер 2НАБ с водородными связями, образующимися между водородом гидроксигруппы и β-атомом азота азогруппы. В изученных индивидуальных и бинарных растворителях прототропное равновесие смещено в сторону азоформы красителя, а внутримолекулярный перенос протона возможен только в водных растворах диэтиламина и диметилформамила с добавками NaОН.

Определение возможных микроРНК-маркеров злоупотребления препаратами кобальта методом ПЦР в реальном времени с использованием панелей сигнального пути гипоксии

Objectives. Cobalt mimics the state of hypoxia to prevent degradation of the alpha subunit of hypoxia-inducible factor, resulting in an increase in blood oxygen capacity and endurance. Athletes can use this property to gain competitive advantage. Nowadays, direct methods of inductively coupled plasma mass spectrometry and liquid chromatography-tandem mass spectrometry are used to determine total cobalt levels in the body. However, the World Anti-Doping Agency is yet to establish a maximum allowable threshold concentration of this element in biofluids. The lack of clear identification criteria complicates the interpretation of the obtained results for the purposes of doping control. In this regard, the present work proposes a new approach for the indirect determination of possible cobalt abuse based on changes in the expression levels of miRNAs involved in the regulation of hypoxia signaling pathways. Here, the aim is to identify possible microRNA markers whose expression does not depend on exercise-induced hypoxia, but changes markedly when taking cobalt preparations.Methods. MicroRNA isolation was performed from blood plasma samples using the PAXgene Blood miRNA Kit. Quantitative real-time polymerase chain reaction (PCR) was performed on CFX96 Bio-Rad (USA) analyzer using miScript® SYBR® Green PCR Kits and panels for studying the expression profiles of mature microRNAs of the hypoxia signaling pathway miScript® miRNA PCR Array.Results. Based on the statistical analysis of the data, it was found that the expression of hsa-miR-15b-5p in the blood plasma of the subjects does not depend on physical activity, but increases when taking cobalt preparations.Conclusions. The difference in expression levels during anaerobic exercise-induced hypoxia and cobalt-induced hypoxia makes hsa-miR-15b-5p a potential candidate to be a marker of erythropoiesis-stimulating agent abuse.Цели. Кобальт имитирует состояние гипоксии, препятствуя деградации альфасубъединицы гипоксия-индуцируемого фактора, что приводит к увеличению кислородной емкости крови и может использоваться спортсменами в качестве допинга для получения конкурентных преимуществ. На сегодняшний момент для определения общего кобальта в организме используют прямые методы масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой, жидкостной хроматографиитандемной масс-спектрометрии, однако Всемирным антидопинговым агентством не установлена максимально допустимая пороговая концентрация этого элемента в биожидкостях. Отсутствие четких критериев идентификации осложняет интерпретацию полученных результатов. В связи с этим, в данной статье впервые предлагается подход по косвенному определению возможных злоупотреблений кобальтом для целей допинг-контроля, основанный на изменении уровней экспрессии микроРНК, задействованных в регуляции сигнального пути гипоксии. Цель исследования заключалась в поиске возможных микроРНК-маркеров, экспрессия которых не зависит от гипоксии, вызванной физическими нагрузками, но заметно изменяется при приеме препаратов кобальта.Методы. Выделение микроРНК из образцов плазмы крови проводили при помощи набора PAXgene Blood miRNA Kit. Количественную полимеразную цепную реакцию в реальном времени проводили на амплификаторе CFX96 Bio-Rad (США) с помощью наборов miScript® SYBR® Green PCR Kit и панелей для исследования профилей экспрессии зрелых микроРНК сигнального пути гипоксии Hypoxia Signaling Pathway miScript® miRNA PCR Array.Результаты. На основании статистического анализа данных было установлено, что экспрессия hsa-miR-15b-5p в плазме крови испытуемых не зависит от физической нагрузки, но возрастает при приеме препаратов кобальта.Выводы. Разница в уровнях экспрессии при гипоксии, вызванной анаэробной физической нагрузкой, и имитацией гипоксии за счет применения кобальта делает hsa-miR-15b-5p потенциальным претендентом на роль маркера злоупотребления данным эритропоэзстимулирующим агентом

Реализация фармацевтической разработки с применением многофакторного анализа многокритериальной оптимизации на примере этапа очистки гидросукцината олигогексаметиленгуанидина

Objectives. The study set out to use mathematical modeling, in particular the method of multifactorial analysis of multicriteria optimization (MAMO), in the development of a pharmaceutical product.Methods. After carrying out experimental tests based on the proposed algorithmic sequence, the obtained data were interpreted using MAMO.Results. The possibility of using MAMO to solve the applied problem of purifying oligohexamethyleneguanidine hydrosuccinate (OHMG-HS), considered as a pharmaceutical precursor for the creation of medicines, was demonstrated.Conclusions. The expediency of using the proposed algorithm as a tool for pharmaceutical development is substantiated by identifying dependencies of the influence of purification conditions on the final content of admixtures in the target product.Цели. Данное исследование посвящено использованию математического моделирования, в частности метода многофакторного анализа многокритериальной оптимизации (МАМО), в фармацевтической разработке.Методы. В ходе исследования была предложена алгоритмическая последовательность эксперимента и проведены необходимые испытания. Полученные данные были интерпретированы при помощи МАМО.Результаты. Изучена возможность применения МАМО для решения прикладной проблемы очистки гидросукцината олигогексаметиленгуанидина (ОГМГ-ГС), рассматриваемого в качестве фармацевтической субстанции для создания лекарственных средств.Выводы. Были выявлены зависимости влияния условий очистки на конечное содержание примесей в целевом продукте и доказана целесообразность использования предложенного алгоритма в качестве инструмента фармацевтической разработки

Оценка влияния гидродинамической кавитационной обработки темных нефтепродуктов на выход фракций, выкипающих до 400 °С

Objectives. The reduction of the anthropogenic burden on the environment is generally associated with the transition to alternative energy sources. However, some of these have only regional significance, while the effectiveness of others remains doubtful. On this point, innovative processes aimed at increasing the depth of oil refining may be equally important for reducing the carbon footprint. Wave-based technologies such as cavitation may also be included in these processes. Among the various methods for inducing such cavitation phenomena in oil refining, hydrodynamic approaches are especially promising. It has been shown that the treatment effectiveness increases with greater pressure or when augmenting the number of cavitation processing cycles. The aim of this work is to identify the factor (i.e., pressure gradient or number of treatment cycles) having the greatest influence on the change of the characteristics of the oil product.Methods. Cavitation phenomena were created by pumping dark oil products through a diffuser. The pressure gradient ranged from 20 to 50 MPa, while the number of cavitation processing cycles varied from 1 to 10. The influence of cavitation conditions on the change of fractional composition of petroleum products was analyzed. Target fractions are those having a boiling point up to 400°C.Results. It is shown that increased pressure generated in the diffuser leads to a linear increase in the yield of desired cuts. The dependence of the yield of these fractions on the number of processing cycles is described by the growth model with saturation. A proposed equation describes the influence of pressure and number of cycles on the yield of the fractions from initial boiling point temperature (TIBP) to 400°C following cavitation processing of dark oil products. Some of the coefficients of this equation have been associated with the physicochemical characteristics of the feedstock.Conclusions. An equation for predicting the maximum possible yield of the TJBP-400°C fraction as a result of cavitation processing under different conditions of the process is proposed according to the physicochemical characteristics of the feedstock. The prediction error did not exceed 12%. The equation analysis and comparison of energy consumption between different process regimes shows that a higher yield of the target product is achieved by increasing pressure gradient rather than the number of processing cycles.Цели. Снижение антропогенной нагрузки человечества на окружающую среду связывают с использованием альтернативных источников энергии. Однако часть из них имеет только региональное значение, а эффективность других дискуссионна. Для сокращения углеродного следа не меньший интерес представляют инновационные процессы, направленные на увеличение глубины переработки нефти. К числу таких процессов можно отнести и волновые технологии, частным случаем которых является кавитация. Кавитационные явления для нефтепереработки создают различными методами, наиболее перспективным из которых считаются гидродинамические. Установлено, что эффективность воздействия возрастает как при повышении давления при прокачке нефтепродукта, так и при увеличении количества актов воздействия. Цель данной работы - какой из двух факторов - градиент давлений или количество циклов воздействия - оказывает большее влияние на изменение характеристик нефтепродукта.Методы. Явление кавитации создавали, прокачивая темные нефтепродукты через диффузор. Давление варьировалось от 20 до 50 МПа, а количество актов воздействия - от 1 до 10. Анализировалось влияние условий кавитации на изменение фракционного состава нефтепродуктов. В качестве целевых рассматривались фракции, выкипающие до 400 °C.Результаты. Показано, что выход целевых фракций линейно увеличивается при повышении давления, возникающего в диффузоре. Зависимость выхода этих фракций от количества циклов обработки описывается моделью роста с насыщением. Предложено уравнение, описывающее влияние давления и количества циклов на выход фракции от температуры начала кипения (ТНК) до 400 °С после кавитационной обработки темных нефтепродуктов. Установлена связь некоторых из коэффициентов этого уравнения с физико-химическими характеристиками исходного сырья.Выводы. Предложено уравнение, позволяющее по физико-химическим характеристикам исходного сырья предсказать максимально возможный выход фракции ТНК-400 °С в результате кавитационной обработки при различных условиях ведения процесса. Ошибка прогнозирования не превышает 12%. Анализ полученного уравнения и сопоставление энергозатрат при различных режимах ведения процесса показывают, что больший выход целевого продукта достигается в результате увеличения давления, а не числа циклов обработки

Способ получения рекомбинантных антител, продуцируемых клеточной линией, трансдуцированной рекомбинантными аденовирусами

Objectives. To develop a technology for obtaining recombinant antibodies in a suspension culture of human HEK293 cells using transduction with recombinant adenovirus serotype 5 (rAd5) carrying genes expressing heavy and light chains of antibodies on the example of two broadspectrum anti-influenza antibodies 27F3 and CR9114.Methods. Ad5-27F3-H, Ad5-CR9114-H, and Ad5-27F3-L recombinant adenoviruses carrying the 27F3 antibody heavy chain gene, CR9114 antibody heavy chain gene, and 27F3 light chain gene, respectively, were generated using the AdEasy™ Adenoviral vector system. To accumulate preparative amounts of recombinant r27F3 and rCR9114 antibodies, the HEK293 suspension cell line was transduced with recombinant adenoviruses carrying genes for heavy and light chains of antibodies. The cells were cultured in a wave-type bioreactor. Chromatography was used to purify recombinant antibodies from the culture medium. After analyzing the molecular weights of purified antibodies using protein electrophoresis, their ability to interact with influenza A and B viruses was analyzed using the Western blot technique, while their ability to neutralize influenza A and B viruses was evaluated using the virus neutralization assay.Results. A method for the accumulation and purification of recombinant r27F3 and CR9114 antibodies from the culture medium of a suspension culture of human cells following transduction with its recombinant adenoviruses carrying the genes for heavy and light chains of these antibodies was developed. The ability of the r27F3 antibody to interact with and neutralize influenza A viruses of group 1 (except influenza A virus subtype H2) and group 2 was shown. The ability of the rCR9114 antibody to interact with influenza A viruses of group 1 and influenza B viruses, as well as to neutralize influenza A viruses of group 1, was demonstrated.Conclusions. A technology for obtaining recombinant antibodies in a suspension culture of HEK293 cells using transduction with recombinant adenoviruses carrying genes expressing heavy and light chains of antibodies was developed along with a confirmation of their specificity.Цели. Разработать технологию получения рекомбинантных антител в суспензионной культуре клеток человека HEK293 с помощью трансдукции рекомбинантными аденовирусами человека пятого серотипа, несущими гены, экспрессирующие тяжелые и легкие цепи антител, на примере двух противогриппозных антител широкого спектра действия 27F3 и CR9114.Методы. Рекомбинантные аденовирусы Ad5-27F3-H, Ad5-CR9114-H и Ad5-27F3-L, несущие ген тяжелой цепи антитела 27F3, ген тяжелой цепи антитела CR9114 и ген легкой цепи 27F3, были получены с помощью набора AdEasy™ Adenoviral vector system. Для накопления препаративных количеств рекомбинантных антител r27F3 и rCR9114 суспензионную клеточную линию HEK293 трансдуцировали рекомбинантными аденовирусами, несущими гены тяжелых и легких цепей антител, и культивировали клетки в биореакторе волнового типа. Рекомбинантные антитела очищали из культуральной жидкости хроматографическим методом. Молекулярную массу полученных антител анализировали с помощью белкового электрофореза, их способность взаимодействовать с вирусами гриппа А и В методом вестерн-блот анализа, а способность нейтрализовать вирусы гриппа А и В с помощью реакции вирус-нейтрализации.Результаты. Отработана методика накопления и очистки рекомбинантных антител r27F3 и CR9114 из культуральной жидкости суспензионной культуры клеток человека после трансдукции ее рекомбинантными аденовирусами, несущими гены тяжелых и легких цепей этих антител. Показана способность антитела r27F3 взаимодействовать с вирусами гриппа А подгруппы 1 (кроме вируса грипп А субтипа H2) и подгруппы 2 и нейтрализовать их. Показана способность антитела rCR9114 взаимодействовать с вирусами гриппа А подгруппы 1 и вирусами гриппа В, а также нейтрализовать вирусы гриппа А подгруппы 1.Выводы. Отработана технология получения рекомбинантных антител в суспензионной культуре клеток HEK293 с помощью трансдукции рекомбинантными аденовирусами, несущими гены, экспрессирующие тяжелые и легкие цепи антител, и показана их специфичность