автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Разработка и научное обеспечение процесса массообмена при культивировании микроводоросли в пленочном фотобиореакторе

На правах рукописи

ПОНОМАРЕВ Александр Владимирович

РАЗРАБОТКА И НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОЦЕССА МАССООБМЕНА ПРИ КУЛЬТИВИРОВАНИИ МИКРОВОДОРОСЛИ В ПЛЕНОЧНОМ ФОТОБИОРЕАКТОРЕ

Специальности: 05.18.12 - «Процессы и аппараты пищевых производств», 03.01.06 - «Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Воронеж-2011

4851911

Работа выполнена на кафедре технологии хранения и переработки зерна ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия»

Научный руководитель: Заслуженный изобретатель РФ,

доктор технических наук, профессор Шевцов Александр Анатольевич (ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия»)

Официальные оппоненты: Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Полянский Константин Константинович (ФГОУ ВПО «Воронежский государственный аграрный университет им. К.Д. Глинки»)

кандидат биологических наук, доцент Божко Ольга Юрьевна (ГОУ ВПО «Воронежская государственная технологическая академия»)

Ведущая организация: ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт комбикормовой промышленности»

Защита диссертации состоится « 09 » июня 2011 года в 1430 часов в конференц-зале на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.035.01 при ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» по адресу: 394000 г. Воронеж, пр-т Революции, 19, конференц-зал.

Отзывы (в двух экземплярах) на автореферат, заверенные гербовой печатью учреждения, просим направлять в адрес совета академии.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВГТА. Автореферат размещен на сайте ГОУВПО «ВГТА» vvww.vgta.vrn.ru «.Г » мая 2011 года.

Автореферат разослан « р> » мая 2011 года

Ученый секретарь совета по защите докторских и кандидатских диссертаций /

доктор технических наук, профессор / /$-'<2 ^/ Калашников Г.В.

/ >

АЛ

Актуальность работы. Повышение конкурентоспособности российской сельскохозяйственной продукции через техническую и технологическую модернизацию производства является важнейшей задачей национального проекта «Развитие Агропромышленного комплекса на 20082012 годы». В связи со значительным повышением требований к рентабельности животноводческой отрасли все большую актуальность приобретает повышение степени конверсии кормов, направленное на улучшение функционирования пищеварительной и иммунной систем. Получение экологически чистой комбикормовой продукции ведет к необходимости отказа от стимулирующих, гормональных, антибиотических и других фармакологических препаратов, обладающих кумулятивным действием и способных передавайся человеку через потребляемые продукты животноводства. Этим требованиям отвечает природная биологически активная добавка - суспензия микроскопической водоросли хлорелла. Ее действие основано на естественном сочетании природных стимулирующих и биологически активных веществ, выделяемых клетками в культуральную среду (суспензию). Ранее стимулирующий эффект хлореллы не использовался вследствие ее скармливания в виде пасты или порошка. Получаемая белково-углеводная масса является трудноусвояемой вследствие значительной толщины клеточных стенок (до 1 мкм при диаметре клетки 1,5... 10 мкм), для разрушения которых требуется термическая обработка, повышающая энергозатраты и снижающая биологическую ценность продукта.

Перспективным является использование хлореллы в виде суспензии, содержащей природный антибиотик хлореллин, арахидоновую кислоту, хлон «А», а также аминокислоты, витамины, ферменты и другие вещества, выделение которых клетками наиболее интенсивно в начальном периоде роста. Наиболее эффективным представляется ввод суспензии хлореллы в состав комбикормов.

Данному научному направлению посвящены труды М.Я. Сальниковой, П.А. Гладышева, Р.Г. Геворгиза, П. Станчева, С.С. Мельникова, Н.И. Богданова, В.А. Жаворонкова, A.C. Константинова, В.В. Мелихова, A.M. Музафарова и Т.Т. Таубаева, И.А. Петрова, A.A. Штоля, R. Andersen, M. Borowitzka, Y. Lee, R. Materassi, M. Miranda, O. Pulz, С. Ward и др.

Научная работа проводилась в рамках Федеральных целевых научно-технических программ Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», в соответствии с планом госбюджетной научно-исследовательской работы кафедры технологии хранения и переработки зерна Воронежской государственной технологической академии (№ гос. регистрации 01.200.1 16992) «Интенсификация технологических процессов зерноперерабатывающих предприятий»; ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы по

направлению «Экологически безопасные ресурсосберегающие производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания» на тему «Разработка технологии и оборудования для производства комбикормов с вводом биологически активных добавок для различных фупп сельскохозяйственных животных и птицы на основе исследования кинетических закономерностей, гидродинамики и тепломассообмена с учетом принципов экологичности, энерго- и ресурсосбережения».

Цель диссертационной работы: получение новой кормовой добавки на основе микроводоросли хлорелла, позволяющей расширить ассортимент комбикормовой продукции; создание ресурсосберегающей технологии комбикормов с использованием фотоавтотрофного биосинтеза; разработка конструкции фотобиореактора и способа управления процессом культивирования микроводоросли хлорелла.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- изучение микроводоросли хлорелла как объекта культивирования;

- экспериментальные исследования кинетических закономерностей процесса культивирования микроводоросли хлорелла в квазинепрерывном режиме и определение рациональной области изменения технологических параметров и изучение свойств полученной суспензии;

- математическое моделирование массопереноса диоксида углерода в пленочном фотобиореакторе при противоточном режиме истечения пленки суспензии и газовой фазы;

- разработка конструкции фотобиореактора для культивирования микроводоросли хлорелла;

- разработка способа производства крупки из гранул полнорационного комбикорма с вводом суспензии хлореллы для сельскохозяйственной птицы и технологической линии для его осуществления;

- разработка способа управления технологией получения комбикормов с использованием продукта фотоавтотрофного биосинтеза;

- определение показателей качества комбикормов с вводом суспензии хлореллы, оценка их стабильности при хранении и определение эффективности скармливания сельскохозяйственной птице;

- оценка энергетической эффективности предлагаемой технологии;

- промышленная апробация результатов и технико-экономическая оценка предлагаемых технических и технологических решений.

Научные положения, выносимые на защиту:

- обоснование и разработка способа фотоавтотрофного культивирования микроводоросли Chlorella nilgatis в пленочном фотобиореакторе.

- закономерности процесса биосинтеза Chlorella vulgaris в пленочном фотобиореакторе в квазинепрерывном режиме.

- математическая модель изменения концентрации диоксида углерода по высоте рабочей зоны пленочного фотобиореактора.

- обоснование возможности ввода полученной в фотобиореак-торе суспензии микроводоросли в комбикорма на существующих технологических линиях.

Научная новизна. Научно обоснован способ производства полнорационного гранулированного комбикорма и крупки из гранул с вводом суспензии хлореллы на основе фотоавтотрофного биосинтеза.

Изучены основные кинетические закономерности при культивировании хлореллы и массообмен в пленочном фотобиореакторе.

Разработана математическая модель изменения концентрации диоксида углерода по высоте рабочей зоны пленочного фотобиореак-тора в противоточном режиме истечения пленки суспензии и газовой фазы, позволяющая определять изменение концентрации клеток диоксида углерода в суспензии по высоте рабочей зоны фотобиореактора в исследуемом диапазоне технологических параметров.

Составлены программно-логические алгоритмы управления технологическими параметрами процессов культивирования и ввода суспензии хлореллы в комбикорм, обеспечивающие экономию материальных и энергетических ресурсов.

Практическая ценность. Разработан способ производства крупки из гранул полнорационного комбикорма с вводом суспензии хлореллы для сельскохозяйственной птицы (Пат. РФ № 2328138) и технологическая линия для его осуществления (Пат. РФ № 2411885). Определены рациональные интервалы изменения технологических режимов процесса культивирования хлореллы и конструктивных параметров фотобиореактора: концентрация С02 в газовоздушной смеси -6,5...7,5 %; давление газовоздушной смеси на входе в фотобиореактор - 1,8...2,1 • 105 Па; освещенность - 25..29 клк; расход суспензии хлореллы-2,2...2,5 м3/ч; шаг винтовой спирали - 10..15 мм.

Разработана конструкция фотобиореактора пленочного типа (Пат. РФ № 2363728), предложен способ культивирования микроводоросли хлорелла (Заявка № 2010147435 (068512) приоритет 23.11.2010) и алгоритм управления технологическими параметрами процесса ввода суспензии хлореллы в комбикорм (Пат. РФ № 2363235).

Получен новый продукт фотоавтотрофного биосинтеза микроводоросли с повышенной биологической ценностью, позволяющий расширить ассортимент комбикормовой продукции (Пат. РФ № 2320198). Разработан технологический регламент производства комбикормов с вводом суспензии хлореллы.

Определены структурно-механические и технологические показатели качества готовой продукции, свидетельствующие о преимуществе предлагаемой технологии, изучена динамика показателей качества комби-

кормов с вводом суспензии хлореллы при хранении. Качество продукта не ухудшалось в течение одного месяца при хранении в складских условиях.

Зоотехнические исследования в условия ООО «Липецкптица» показали увеличение привесов сельскохозяйственной птицы на 2...3 %.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Работа соответствует п. 1, 2 и 4 паспорта специальности 05.18.12 -«Процессы и аппараты пищевых производств» и п. 3, 4 и 5 специальности 03.01.06 - «Биотехнология (в том числе бионанотехнологии)».

Апробации работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на отчетных научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (2008 - 2010); XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Саратов, 2008); Всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления науки и технологий» (Тула, 2008); VI научно-технической конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» (Москва, 2008), III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)» (Воронеж, 2009).

Результаты работы демонстрировались на Воронежском промышленном форуме (2008,2009), 25-ой межрегиональной выставке «Продторг» (2008), молодежном научно-инновационном конкурсе среди студентов, аспирантов и молодых ученых «У .М.Н.И.К» (2009) и отмечены дипломами.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 работ, в том числе 7 статей в журналах, рекомендованных ВАК, получено 5 патентов РФ на изобретения, в соавторстве опубликована монография.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложения. Работа изложена на 153 страницах машинописного текста, содержит 63 рисунка и 25 таблиц. Список литературы включает 172 наименования, в том числе 15 зарубежных. Приложения к диссертации представлены на 44 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, научная новизна и практическая значимость выполненных исследований.

В первой главе систематизированы литературные данные о современном состоянии процесса культивирования микроводорослей и приоритетных направлениях развития технологии комбикормов с использованием биомассы микроводорослей; изложены основные подходы к математическому моделированию массообмена в пленочных

аппаратах. Сформулированы цель и задачи диссертационной работы, определены методы решения поставленных задач.

Во второй главе представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований процесса культивирования микроводоросли хлорелла в пленочном фотобиореакторе. Для культивирования хлореллы использовалась питательная среда Тамийя.

Исследование процесса культивирования хлореллы проводили на экспериментальном фотобиореакторе (рис. 1) с высотой рабочей зоны 0,6 м в следующих диапазонах изменения технологических режимов и конструктивных параметров: концентрация С02 в газовоздушной смеси

— 3... 10 %; расход газовоздушной смеси - 13,6. ..23,3 кг/ч; освещенность

- 11,3...28,3 клк; расход суспензии хлореллы-0,8...2,4 м3/ч; шаг витков спирали-5...25 мм; толщины проволоки спирали-0,9...2,1 мм.

Конструктивные особенности экспериментальной установки позволили компенсировать энергию освещения охлаждением рабочей зоны фотобиореактора, создать условия равномерного подвода газовоздушной смеси к пленке суспензии и обеспечить интенсификацию массообмена, благодаря увеличению времени пребывания суспензии в рабочей зоне за счет установки на внутренней поверхности цилиндрических кварцевых трубок винтовых спиралей. Таким образом, в процессе культивирования обеспечивалось формирование закрученной пленки суспензии, стекающей в противотоке с газовоздушной смесью. Абсорбция ССЬ из смеси осуществлялась по высоте рабочей зоны аппарата, а в его нижней секции суспензия дополнительно насыщалась С02 с помощью барботажа.

По кривой роста биомассы хлореллы (рис. 2а), полученной при накопительном культивировании, методом графического дифференцирования построена кривая скорости прироста биомассы (рис. 26), кото-

18

Л

Рис. I. Схема экспериментального фотобиореактора: 1 - секция ввода; 2 - секция освещения; 3 - секция вывода, 4 - прозрачные трубки со спиралью; 5 - распределители пленки, 6 - лампа; 7, 8 - окна, 9, 19 - уплотнители; 10, 11 - перегородки; 12 - трубки для ввода газовоздушной смеси; 13 - барботер; 14 - вентнлятор; 15 - решетка для подсоса воздуха, 16 — коллектор газораспределительный; 17-штуцер для ввода исходной суспензии; 18 - штуцер для вывода отработанной газовоздушной смеси, 20 -выпускной вентиль, 21 - опорные стойки; 22 - уровнемер

рая позволила выявить интервал концентраций аосолютно сухой оио-массы (АСБ), соответствующий максимальной скорости прироста клеток. Установленный интервал (1,5...4,0 г А С Б/дм'") является ограничением для культивирования микроводоросли в квазинепрерывном режиме: при достижении верхнего значения ограничения осуществляли частичный слив суспензии до достижения нижнего значения ограничения с одновременной подачей питательной среды в фотобиореактор.

5,0

... 4.о

.ч

^ 3.0 ш

о

< 2,0

1.0

Л

/

/

/ *

4

'1 1

1

1

120 80 , 40

-40

— —

* ' | \

1 1 V

/ |_ \1

4 у V \

У 1

I (

! 1 I \

¡1 [

О 20 40 60 »0 100 Продолжительность культивирования, ч

0 20 40 60 80 100 Продолжительность культивирования, ч

а б

Рис. 2. Ростовая характеристика (а) и кривая скорости роста (б) хлореллы в режиме накопительного культивирования: — — — - границы интервала концентрации АСБ с максимальной скоростью роста;- — - переход культуры к фазе отмирания.

Выявлены кинетические закономерности процесса квазинепрерывного культивирования (рис. 3-6) Установлена зависимость накопления абсолютно сухой биомассы (АСБ) хлореллы в режиме плотностата во времени при различных значениях концентрации С02, освещенности, расхода суспензии, шага спирали.

4,0

,ч,о

1-1

^ 2,0 Ц5

< 1.0 (',0

о

1

* А г- ■У-

У 1 л/ '1 11 Г,

4 1 ? |Т / У' 1

Г 1 1 ' у 1

/ Г № 1 1

А 1

л 1 !

1 1 |

8

Продолжительность культивирования, сут. Рис. 3. Зависимость роста биомассы хлореллы от времени при концентрациях СО: в газовоздушной смеси: •........- 7%; А - - 8 %

Установлены рациональные интервалы параметров культивирования микроводоросли хлорелла в квазинепрерывном режиме: концентрация С02

в газовоздушной смеси - 6,5...7,5 %; давление газовоздушной смеси на входе в фотобиореактор - 1,8...2,1 • 105 Па; освещенность - 25..29 клк; расход суспензии хлореллы - 2,2.. .2,5 м3/ч; шаг винтовой спирали - 10.. 15 мм.

4.0

ПЖШмМ

к

и

Г—7

п

йб-За*

Ю

I I

4—I I I

и

Т~~1

J_|

7

Продолжительность культивирования, суг. Рис. 4 Зависимость роста биомассы хлореллы от времени при освещенности, клк: ] 1,3; - .....-15,6; —□— -28,3

4.0

ю

г > <

2,0

1,0

0,0

к л тр * л X] ^ А т

щг ¡1 у А 1 1 / 'У 1 у- Г /1 *

V { и г ч I I Г л , № >

1 / л/ / I, # V ¥ 1

Г Л' V )А Л / г к I

П ! 1

1

1 1

о

I

8

2 3 4 5 6 7

Продолжительность культивирования, сут.

Рис. 5. Зависимость роста биомассы хлореллы от времени при расходе суспензии, м'/ч: —- 1,8 (Яе=4550);.......А------2,4 (Яе=6070)

4,0 3 0

И 2-0

гГ1

,0 0.0

й

Ж

й

* ! |

I I

2

жт.

£

8

012 34 5 67 Продолжительность культивирования, сут. Рис. 6. Зависимость роста биомассы хлореллы от времени при шаге витков спирали, мм:---♦------ 10 (<3„:=1,4 мм); —А— - 15 (<11К=2,1 мм)

Методами физико-химического контроля и анализа изучены физические свойства суспензии хлореллы (табл. 1).

Таблица 1

Свойства полученной в фотобиореакторе суспензии хлореллы

Наименование Значение

Оптическая плотность (О 440) 1,1 1,2 1,3 1,4

РН 6,7 6,7 6,7 6,7

Плотность, кг/м' 995,0 997,7 1000,5 1005,3

Динамическая вязкость, 10~3 Па с ! ,007 1,010 1,014 1,020

Поверхностное натяжение, 10'2 Н/м 7,70 7.74 ' 7,78 7,81

Содержание сухого вещества, % 0,06

В работе использована однопараметрическая диффузионная модель изменения концентрации С02, растворенного в жидкой фазе по высоте рабочей зоны реактора с учетом кинетики процесса:

^ = ^ _ СОг -Сь-

где V- скорость потока, м/с; г — продольная координата, м; С£ —рабочая концентрация ССЬ в жидкой фазе; - коэффициент осевой диффузии; к 1а - объемный коэффициент массопередачи, м/с; ас°2 -расходный коэффициент по потреблению С02, клетками кг/кг; ДС - разность концентраций С02 в газовой и жидкой фазах (движущаяся сила массопереноса); /ит - максимальная скорость роста биомассы; индексы: О - газовая фаза; I - жидкая фаза; х = 1,13т + 1,59 - концентрация АСБ в суспензии, г/дм3, здесь т - продолжительность культивирования. Для решения (2.7) были введены следующие допущения:

- концентрация С02 меняется только вдоль оси г, в радиальном направлении она выровнена;

- движение газовой фазы описывается моделью идеального вытеснения;

- рассмотрен установившийся режим культивирования;

- в аппарате отсутствуют застойные зоны и байпасные потоки;

- концентрация растворенного С02 превышает критическую. Скорость потребления С02 клетками составит </(1,13т + 1,59).

Уравнение (2.7) для газовой и жидкой фаз при их противоточном движении в безразмерной форме представлено следующей системой:

Ре ¿2 М >

где Ре = - диффузионный критерий Пекле; а(- = и

к, аН .

а/ =—- - безразмерные параметры, определяющие массопередачу

V/,<Р1.

СОг из газовой фазы в жидкую; Ь = #(1,1 Зт + 1,59)\(/Х, ) -

безразмерный параметр, определяющий, скорость потребления С02 клетками микроводоросли (Сток С02); 2 = г/ Я ; С/. = С/у./С^,; С с; = С(; /С° - относительные длина и концентрации соответственно; Н - высота рабочей зоны реактора, м; р - содержание фазы в рабочей зоне аппарата; - концентрация С02 в газовой фазе на входе в рабочую зону реактора; ц/ - константа фазового равновесия. Граничные условия при работе биореактора в режиме противотока:

при 2 = 0'. =0; 1 = С в

¡12

7 1. ¿Св Л Га Г 1 ¿Сг-

при а=\: -= 0; Сь = С1--

(3)

Л Ре ах

Расчет диффузионной модели (1-3) на ЭВМ с использованием метода Рунге-Кутга проводили при рациональных значениях параметров культивирования, полученных в ходе исследования кинетических закономерностей процесса квазинепрерывного культивирования хлореллы.

Проверка адекватности результатов моделирования (рис. 7) реальному процессу показала, что средняя ошибка аппроксимации по концентрации С02 в жидкой фазе составила 13 %.

Рис. 2.23. Влияние параметров диффузионной модели на изменение концентрации С02 в жидкой фазе по высоте рабочей зоны фо-тобиореактора:

-□- - влияние параметра ас:

1 -65; 2 -30; 3 - 10;

--•--- влияние параметра Ь:

4 -1,5; 5 -2,0; 6 -3,0.

Предлагаемая модель позволяет определить распределение абсорбированного СО-х в пленке суспензии по высоте рабочей зоны фотобиоре-актора и проводить масштабирование, то есть нахождение условий, при которых возможен непосредственный переход с экспериментальной установки на промышленный аппарат. Модель может быть использована в задачах проектирования и управления параметрами пленочных реакторов.

В третьей главе представлены результаты исследований по вводу суспензии хлореллы в комбикорм. Технология ввода суспензии хлореллы в комбикорм включала дозирование суспензии, ее смешивание с комбикормом и гранулирование полученной смеси по «влажному» способу с последующим измельчением гранул в крупку.

Погрешность дозирования суспензии хлореллы при ее вводе в количестве 8... 14 % к массе комбикорма составила ±1,5 %. Необходимая равномерность распределения суспензии в комбикорме рецепта ПК-5 обеспечивалась при его исходной влажности 10,0... 10,5 % (рис. 8).

Содержание суспензии, % Содержание суспензии, %

Рис. 8. Гистограммы изменения однородности и влажность комбикорма с вводом суспензии хлореллы: Я - 8 %, Ш - 9 %; 1-10 %; II! - 11 %; И - 12 %; Ш - 13 %; Ш - 14 %,

Комбикорм с вводом суспензии гранулировали в условиях ОАО «ВЭКЗ» по «влажному» способу с использованием смесителя УЗ-ДСП-0,02, пресса-гранулятора Б6-ДГВ/1 и охладителя Б6-ДГВ/2, разделенного на зоны сушки и охлаждения. Сравнение показателей качества гранулированных комбикормов позволило установить, что рациональная доза ввода суспензии хлореллы в комбикорм составляет 11 % (табл. 2).

Гранулированный комбикорм измельчали на валковом измельчителе Б6-ДГВ/3 и фракционировали на просеивающей машине А1-ДСП.

Хранение выработанной крупки осуществляли в складе напольного хранения в бумажных мешках при температуре 18...20 °С и относительной влажности воздуха 65...70 %. В крупке рецепта ПК-5 с вводом 8... 12 % суспензии в течение 1 месяца хранения отмечалось увеличение

общей кислотности (с 6,4 до 6,5...7,4 град.), рост кислотного (с 34,0 до 38,9...48,9 мг КОН/г) и перекисного (с 0,13 до 0,16 %,/) чисел жира.

Таблица 2

Показатели качества гранулированных комбикормов

2? Показатели качества

Я 1 после пресса-гранулятора после охладителя

а = И ё и сг Влажность, % Темпера-тид'С Наличие крошки, % Вгажноаъ, % Крошимосп», % ' Наличие крошки, % Средняя длина гранул, мм Обь&шая масса, кг/>£

8 16,8 53 12,8 11,9 9,3 13,0 9,7 592

9 17,2 52 10,4 12,6 8,9 11,1 9,8 598

10 17,8 51 9,9 13,4 8,6 10,3 9,8 604

11 18,7 53 7,0 14,0 8,2 7,2 9,9 610

12 19,4 53 6,5 15,1 8,1 6,6 10.0 613

13 19,9 52 6,0 15,7 7,9 6 л 10,0 616

14 20,4 52 5,3 16,3 7,6 5,4 10,0 622

Установлена эффективность использования крупки с вводом суспензии хлореллы цыплятами-бройлерами (табл. 3) в ООО «Липецкггги-ца». Данные приведены на момент окончания опыта.

Таблица 3

Эффективность использования крупки рецепта ПК-5 с вводом суспензии хлореллы цыплятами-бройлерами

Рацион группы Живая масса, г Привес, г/сут

1. Крупка с 8 % суспензии 1830 42.6

2. Крупка с 9 % суспензии 1875 43,6

3. Крупка с 10 % суспензии 1949 45,3

4. Крупка с 11 % суспензии 1968 45,8

5. Крупка с 12 % суспензии 1976 46,0

6. Крупка с 13 % суспензии 1993 46,4

7. Крупка с 14 % суспензии 2017 46,9

За период скармливания комбикормов цыплятам-бройлерам всех групп был получен высокий среднесуточный прирост живой массы, наилучшим он был в 7 группе и составил 46,9 г/сут. Степень конверсии комбикорма на 1 кг привеса составила 1,80...1,95 кг/кг.

В четвертой главе предложен способ ввода суспензии микроводоросли хлорелла в комбикорма для сельскохозяйственной птицы (Пат. РФ № 2328138), в соответствии с которым питательную среду Тамийя, содержащую инокулят хлореллы, и смесь воздуха с СОг подавали в освещаемый лампой фотобиореактор и осуществляли культивирование микроводоросли при температуре 18...25 °С (рис. 9).

Готовность суспензии определяли по оптической плотности в интервале значений 1,15...1,32. Непрерывный отбор суспензии из реактора

сопровождался подачей свежей питательной среды. Суспензию из реактора подавали в смеситель с помощью форсунок в количестве 8... 11 % к массе комбикорма. Полученную смесь направляли в пресс-гранулятор.

Предлагаемый способ позволил создать комбикормовый продукт, обеспечивающий оперативное действие природных биостимуляторов на организм сельскохозяйственной птицы; создать условия для получения комбикорма с равномерно распределенной суспензией хлореллы; повысить выход биомассы и энергоэффективность культивирования микроводоросли.

Для реализации предлагаемого способа в производственных условиях по методу «влажного» гранулирования и биотехнологии культивирования микроводоросли с ее последующим вводом в комбикорм разработана энерго-ресурсосберегающая технология комбикормов для сельскохозяйственной птицы (Пат. РФ № 2411885).

Разработан секционированный фотобиореактор пленочного типа для культивирования микроводорослей (Пат. РФ № 2363728), особенностью которого является то, что культивирование осуществляется в цилиндрических трубках, в которых установлены винтовые спирали, обеспечивающие необходимое время пребывания суспензии в рабочей зоне, турбулизацию и равномерность распределения пленки по ее поверхности. В секциях освещения трубки выполнены прозрачными. В каждую из трубок вводится смесь воздуха с диоксидом углерода в

Рис. 9. Технология приготовления комбикорма с вводом суспензии микроводоросли хлорелла: 1 - фотобиореактор (2 - рубашка водяного охлаждения, 3 -источник света); 4 -смеситель; 5 - пресс-гранулятор, абсорбционная холодильная машина: 6 - испаритель; 7 - абсорбер; 8, 13, 15 -насосы; 9, 12 - термо-регулирующие вентили; 10 - кипятильник; 11 -конденсатор; 14 - расходная емкость; 16 -форсунки.

Готовы П комбикорм

узел подвода гаюночдушиой смеси

противоточном режиме с суспензией (рис. 10). В фотобиореакторе предусмотрена компенсация энергии излучения от лампы, установленной в центре аппарата за счет рекуперативного воздушно-водяного те-плоотвода по секциям, а также дополнительное насыщение суспензии СО? в секции вывода реактора посредством барботера. Секционирование аппарата позволяет создать необходимые условия для культивирования в зависимости от требуемого выхода и концентрации суспензии.

/

место соединения трубок увеличено

Рис. 10. Фотобиореактор: 1 - секция ввода; 2 - секция освещения; 3 - теплообмен-ная секция; 4 - секция вывода; 5 - горизонтальные перегородки, 6 - цилиндрические трубки (7 - прозрачный, 8 - непрозрачный элемент, 9 - винтовая спираль); 10 — распределители суспензии; 11 - уплотнения; 12 - лампа, 13 — тепловая изоляция; 14 - угловые трубки; 15 - коническая пробка; 16 - опорные штыри; 19-22 - штуцера резьбовые; 23 - штуцера-«ежи»; 24 - барботер; 25 - выпускной вентиль.

Предложена методика инженерного расчета пленочного фото-биореактора, в соответствии с которой определяются предельная скорость газа в цилиндрических трубках, конструктивные параметры реактора, продуктивность культуры в зависимости от интенсивности освещенности и концентрации СО? в газовоздушной смеси.

В пятой главе выполнен эксергегический анализ и проведена оценка термодинамического совершенства теплотехнологической системы производства комбикормов. Оценивали традиционную технологическую систему производства крупки из гранул и технологическую систему с вводом суспензии микроводоросли в комбикорм. В

<^23 - ЭКС. мощность потоков фка - внешние экс. потерн -""«а - внутренние экс. потери

соответствии с методикой В.М. Бродянского, системы были разделены на ряд контрольных поверхностей.

Удельную эксергию готовой крупки определяли, рассматривая ее как смесь, включающую комбикорм, жиросодержащие компоненты и суспензию микроводоросли:

= к • I щ ■ к;,р - Тпр ■ (5 -1 щ- 8?р) (4)

Оценку термодинамического совершенства систем проводили по эксергетическому КПД, исходя из эксергии готовой крупки:

7экс = (х£/-1 £,)/!£/ (5)

Эксергия потоков и эксергетические потери составили эксерге-тический баланс теплотехнологической системы производства крупки, представленный диаграммой Грассмана-Шаргута (рис. 11).

Рис. 11. Эксергети-ческая диаграмма предлагаемой технологической схемы. Контрольные поверхности: I -смеситель и пресс-гранулятор с электроприводами; II -сушильная зона охладительной колонки и вентилятор, III - охладительная зона колонки и вентилятор; IV - измельчитель и просеиватель с электроприводами, V -жиротопка и насос; VI - производство биомассы микроводоросли; VII -абсорбционная холодильная машина

Выполненные расчеты свидетельствуют о преимуществе предлагаемой технологии. Увеличение эксергетического КПД на 23,5 % свидетельствует о повышении степени термодинамического совершенства системы как совокупности тепловых процессов.

На основе результатов проведенных исследований разработаны способы управления процессами приготовления комбикормов с вводом суспензии микроводоросли (Пат. РФ № 2320198) и культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов (Пат. РФ № 2363235).

Способ управления процессом приготовления комбикормов обеспечивает точность и надежность регулирования технологическими параметрами, позволяет снизить энергетические затраты на 5...7 % и сырьевые-на 2... 3 %.

В способе управления процессом культивирования предусмотрены стабилизация оптической плотности, температуры, уровня, рН суспензии микроводоросли в фотобиореакгоре и концентрации диоксида углерода в газо-воздушной смеси воздействием на расходы газовоздушной смеси, суспензии, охлаждающих воздуха и воды. Предлагаемый способ управления позволяет снизить энергетические затраты технологии на 10. ..15 % и довести длительность культивирования с 4 до 3,5 суг.; поддерживать оптимальные условия фотосинтеза; использовать предлагаемую технологию в составе имеющихся производственных линий; повысить экономическую эффективность производства фотоавтотрофной биомассы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработана и научно обоснована технология полнорационных комбикормов для сельскохозяйственной птицы с вводом суспензии хлореллы (Пат. РФ №№ 2411885, 2320198, 2328138), обладающих высокими питательными свойствами

2. Получены новые данные о физических свойствах готовой суспензии хлореллы: поверхностное натяжение 7,70...7,8МО"2 Н/м; рН6,7; динамическая вязкость 1,007... 1,020-Ю"3 Па-с; плотность 995,0... 1005,3 кг/м3 при ее оптической плотности 1,1 ...1,4.

3. Изучены кинетические закономерности и определены рациональные интервалы изменения технологических режимов процесса квазинепрерывного культивирования хлореллы в фотобиореакгоре с шагом винтовой спирали в кварцевых трубках 10.. 15 мм: концентрация С02 в газовоздушной смеси - 6,5...7,5 %; давление газовоздушной смеси на входе в фотобиореакгор - 1,8...2,1 • 105 Па; освещенность - 25..29 клк; расход суспензии хлореллы - 2,2...2,5 м3/ч; определен рациональный интервал изменения оптической плотности суспензии -1,5...2,0 ед. опт. пл.

4. Разработана математическая модель процесса культивирования микроводоросли, позволяющая определять распределение изменения концентрации С02, растворенного в пленке суспензии по высоте рабочей зоны фотобиореактора, и коэффициент массообме-на в пленочном фотобиореакторе.

5. Получены рациональные режимы технологии крупки из гранул комбикорма с вводом суспензии хлореллы, установлен максимальный срок хранения полученной продукции - 30 дней, в течение которого показатели качества не претерпевают существенных изменений.

6. Разработана конструкция фотобиореактора пленочного типа (Патент РФ № 2363728), позволяющего проводить интенсивное культивирование микроводорослей в тонком слое.

7. Предложен автоматизированный способ ввода суспензии хлореллы в состав комбикормов (Патент РФ № 2363235) и составлен программно-логический алгоритм управления технологическими параметрами для его осуществления.

8. Выполнен эксергетический анализ технологических систем производства комбикормов по традиционной и предлагаемой технологии с применением абсорбционной холодильной машины Показано, эксергетический КПД увеличивается на 23,5%.

9. Проведены производственные испытания технологии комбикормов с вводом суспензии хлореллы, которые подтвердили высокую эффективность разработанных технических и технологических решений. Разработан технологический регламент производства комбикормов с вводом суспензии хлореллы в цехе гранулирования ОАО «Бутурлиновский мелькомбинат».

Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы составит 114 р. на 1 т комбикорма в сут.

Условные обозначения

Е - эксергетическая мощность потока, кДж/ч; Д, Ое - внутренние и внешние эксергетические потери, кДж/ч; егп - удельная эксергия готовой крупки из гранул, кДж/кг; Ь, /?,пр, 5, 5,пр, - удельная энтальпия, кДж/кг и энтропия, кДж/(кг-К) готовой крупки из гранул при текущих параметрах технологического процесса и в состоянии равновесия с окружающей средой; и - массовые доли компонентов в крупке из гранул; Тир - температура условно принятой окружающей среды (273,13 К); Г1экс - эксергетический КПД, %; с! - внутренний диаметр прозрачных трубок; конструктивные параметры проволочной спирали, мм: ¿пс - толщина проволоки; хпс - шаг витков спирали.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Монография

1. Шенцова, Е.С. Лечебно-профилактические добавки в кормопроизводстве [Текст] / Е.С. Шенцова, A.A. Шевцов, Л.И. Лыткина, A.B. Пономарев. -Воронеж: ВГТА, 2009. - 199 с (объем - 12,4 пл.).

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

2. Шевцов, A.A. Определение рациональных параметров массового культивирования хлореллы [Текст] / А.А Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Драников, Е.Ю. Травина, A.B. Пономарев // Вестник РАСХН-2008.-№2, С. 13-14 (объем - 0,25 пл.).

3. Шевцов, A.A. Применение суспензии хлореллы в составе комбикормов [Текст] / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Драш!иков, AB. Пономарев, В.Г. Козлов // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2008. - № 6, С. 68-69 (объем - 0,25 пл.).

4. Шевцов, A.A. Эксергетическин анализ технологии комбикормов выровненного гранулометрического состава [Текст] / A.A. Шевцов, Л.И. Лыткина, A.B. Пономарев, P.M. Маджидов // Изв. ВУЗов. Пищевая технология. -2009. - № 1, С. 83-88 (объем - 0,75 пл.).

5. Шевцов, A.A. Исследование процесса массового культивирования хлореллы методами планирования эксперимента [Текст] / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Дранников, A.B. Пономарев // Изв. ВУЗов. Пищевая технология. - 2009. - № 2-3, С. 62-64 (объем - 0,375 пл.).

6. Шевцов, A.A. Управление автотрофным биосинтезом в технологии производства комбикормов [Текст] / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Дранников, A.B. Пономарев // Автоматизация и современные технологии. - 2009. -№ 6, С. 11-14 (объем - 0,5 пл.).

7. Шенцова, Е.С. Реализация прикладных задач автотрофного биосинтеза в технологии комбикормов [Текст] / Е.С. Шенцова, A.B. Дранников, A.B. Пономарев, Н.Ю. Ситников // Вестник ВГТА. - 2010.-Ks 3, С. 19-22 (объем - 0,5 пл.).

8. Шевцов, A.A. Исследование кинетических закономерностей процесса культивирования микроводорослей в пленочном аппарате с рециркуляцией жидкой фазы [Текст] 1 A.A. Шевцов, A.B. Дранников, A.B. Пономарев, Н.Ю. Ситников // Вестник ВГТА. - 2011. - № 1, С. 7-12 (объем - 0,75 пл.).

Патенты на изобретения РФ

9. Пат. 2320198 РФ, МПК7 А23К 1/16 А23К 1/00. Способ приготовления комбикорма для сельскохозяйственной птицы [Текст] / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Драников, Е.Ю. Травина, В.Г. Козлов, A.B. Пономарев (РФ), заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2006135163/13; заявл. 04.10.2006; опубл. 27.03.2008; бюл № 9.

10. Пат. 2328138 РФ, МПК7А23К 1/16. Способ приготовления комбикорма для сельскохозяйственной птицы [Текст] / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Драников, Л.И. Лыткина, Е.Ю. Травина, В.Г. Козлов, A.B. Пономарев (РФ), заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2007104263/13; заявл. 06.02.2007; опубл. 10.07.2008; бюл № 19.

11. Пат. 2363235 РФ, МПК7 А23К 1/00. Способ управления процессом приготовления комбикормов [Текст] / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B.

Драников Л.И. Лыткина, A.B. Пономарев (РФ), - № 2008114776/13; заявл. 15.04.2008; опубл. 10.08.2009; бюл № 22.

12. Пат. 2363728 РФ, МПК7 С12М 1/04 С12М 1/06 B01D 3/28. Пленочный аппарат [Текст] / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Драников, A.B. Пономарев (РФ), заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2008118450/13; заявл. 13.05.2008; опубл. 10.08.2009; бюл№ 22.

13. Пат. № 2411885 РФ, МПК7 А 23 Р 1/02, А 23 N 17/00. Способ производства крупки по технологии влажного гранулирования с использованием фототрофной биомассы и фуза растительных масел и линия для его осуществления [Текст] / A.A. Шевцов, A.B. Пономарев, Е.С. Шенцова, Л.И. Лыткина, A.B. Дранников, ДА. Бритиков, Д.С. Хорхордин; заявитель и патентообладатель Воронеж, гос. технол. акад. - № 2009132801/13; заявл. 31.08.2009; опубл. 20.02.2011; бюл. № 5.

Материалы конференций

14. Шенцова, Е.С. Технологическая линия производства комбикормов с вводом суспензии хлореллы [Текст] / Е.С. Шенцова, A.B. Пономарев // Материалы III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития». - Воронеж: ВГТА, 2009. - Т. 1. - С. 554 - 557 (объем - 0,25 п.л.).

15. Пономарев, A.B. Использование пленочных аппаратов в культивировании фотоавтотрофных микроорганизмов [Текст] / A.B. Пономарев // Материалы III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)». - Воронеж: ВГТА, 2009. - Т. 2. - С. 316 - 318 (объем - 0,188 п.л.).

16. Пономарев, A.B. Анализ термодинамической эффективности технологии комбикормов [Текст] / A.B. Пономарев, A.A. Шевцов, Л.И. Лыткина // Материалы III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)». - Воронеж: ВГТА, 2009. -Т. 2. - С. 319 - 321 (объем - 0,188 пл.).

17. Шевцов, A.A. Способ приготовления комбикорма с добавкой суспензии хлореллы [Текст] / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, АБ. Дранников, A.B. Пономарев // Доклады Всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления науки и технологий». - Тула: ТулГУ, 2008. - С. 101-102 (объем - 0,125 пл.).

18. Шевцов, A.A. Пленочный фотобиореакгор [Текст] / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Дранников, AB. Пономарев // Сборник докладов VI научно-технической конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации: эффективное использование ресурсов отрасли». - М.: МГУПП, 2008. - С. 186-187 (объем - 0,125 пл.).

Подписано в печать 05.05 2011. Формат 60 х 84 1/16 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 109

ГОУВПО «Воронежская государственная технологическая академия» (ГОУВПО «ВГГА») Отдел полиграфии ГОУВПО «ВГТА» Адрес академии и отдела полиграфии: 394036, Воронеж, пр. Революции, 19

с1 - внутренний диаметр прозрачных трубок; с!пс - толщина проволоки, мм;

5ПС - шаг витков спирали;

ГВС — газовоздушная смесь (смесь диоксида углерода с воздухом); ФБР - фотобиореактор;

АСБ - абсолютно сухая биомасса микроводоросли

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения.

Введение.

Глава 1. Современное состояние теории, техники и технологии производства и применения биомассы микроводорослей.

1.1 Микроводоросли как объект массового культивирования.

1.2 Влияние технологических режимов на выход биомассы.

1.2.1 Питательные вещества.

1.2.2 Световой и температурный режим.

1.2.3 Сопряженное влияние факторов.

1.2.4 Негативные экологические факторы среды.

1.3 Аппаратурно-технологическое оформление процесса культивирования микроскопических водорослей.

1.3.1 Общая характеристика фотобиореакторов.

1.3.2 Установки экстенсивного культивирования.

1.3.3 Аппараты и установки интенсивного культивирования.

1.4 Суспензия микроводорослей в качестве кормовой биологически активной добавки.

1.4.1 Свойства и химический состав хлореллы.

1.4.2 Применение микроводорослей для сельскохозяйственной птицы.

1.4.3 Использование «влажного» гранулирования в кормопроизводстве.

1.5 Исследование массообмена при культивировании микроводорослей

1.6 Анализ литературного обзора. Цели и задачи исследования.

Глава 2 Экспериментальные и теоретические исследования процесса культивирования микроскопических водорослей.

2.1 Свойства суспензии микроводоросли хлорелла.

2.2 Описание экспериментальной установки.

2.3 Исследование кинетических закономерностей процесса культивирования микроводоросли хлорелла.

2.3.1 Культивирование хлореллы в накопительном режиме.

2.3.2 Исследование кинетики накопления биомассы при культивировании хлореллы в квазинепрерывном режиме.

2.4Математическое описание процесса массопереноса диоксида углерода в плёночном фотобиореакторе с использованием диффузионной модели.

Глава 3. Исследование процесса производства комбикормов с вводом суспензии хлореллы.

3.1 Статистическая оценка процессов дозирования и смешивания суспензии хлореллы при производстве рассыпных комбикормов.

3.2 Исследование процесса гранулирования комбикормов с вводом суспензии хлореллы.

3.3 Исследование динамики показателей качества комбикорма с вводом суспензии хлореллы при хранении.

3.4 Опыты по скармливанию комбикормов с вводом суспензии хлореллы цыплятам-бройлерам.

Глава 4. Практическая реализация результатов исследований.

4.1 Способ приготовления комбикорма для сельскохозяйственной птицы.

4.2 Линия производства крупки с вводом фотоавтотрфоной биомассы по технологии «влажного» гранулирования.

4.3 Пленочный биореактор для культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов.

4.3.1 Разработка конструкции биореактора.

4.5.2 Методика инженерного расчета пленочного фотобиореактора.

Глава 5. Повышение эффективности технологии комбикормов с вводом суспензии микроводорослей.

5.1 Эксергетический анализ технологии комбикормов с использованием фотоавтотрофного биосинтеза.

5.2 Автоматический контроль технологии комбикормов с вводом суспензии микроводорослей.

5.3 Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов.

5.4 Расчет ожидаемого экономического эффекта от использования пленочного фотобиореактора в технологии комбикормов.

В последнее время в комбикормовой промышленности непрерывно повышаются требования к качеству комбикормов, усовершенствованию технологии, расширяется номенклатура сырья, ассортимент продукции. Особые требования предъявляются к комбикормам молодняка животных, денных пород молоди рыб, домашних животных и др.

Задача комбикормовой промышленности заключается в выработке такой продукции, которая сочетала бы в себе одновременно низкую цену и гарантированно высокое продуктивное действие. Однако на практике производители в борьбе за рынок либо вырабатывают продукцию на основе малоценного, но дорогостоящего сырья в ущерб питательности, либо, наоборот, используют дорогостоящие кормовые средства и применяют приемы, которые в полном объеме раскрывают их питательность, но и, тем самым, удорожают продукцию.

Этим требованиям отвечает природная биологически активная добавка -суспензия микроскопической водоросли хлорелла. Ее действие основано на естественном сочетании природных стимулирующих и биологически активных веществ, выделяемых клетками в культуральную среду (суспензию). Раг нее стимулирующий эффект хлореллы не использовался вследствие ее скармливания в виде пасты или порошка. Получаемая белково-углеводная масса является трудноусвояемой вследствие значительной толщины клеточных стенок (до 1 мкм при диаметре клетки 1,5. 10 мкм), для разрушения которых требуется термическая обработка, повышающая энергозатраты и снижающая биологическую ценность продукта.

Поэтому перспективным является использование хлореллы в виде суспензии, содержащей природный антибиотик хлореллин, арахидоновую кислоту, хлон «А», а также аминокислоты, витамины, ферменты и другие вещества, выделение которых клетками наиболее интенсивно в начальном периоде роста. Наиболее эффективным представляется ввод суспензии хлореллы в состав комбикормов.

Данному научному направлению посвящены труды российских ученых Сальниковой, Гладышева,, Мельникова, Богданова, Жаворонкова, Музафарова и Таубаева, Петрова, Штоля и зарубежных Геворгиза, Станчева Andersen, Lee, Materassi, Miranda, Pulz, и др. Представляемая сегодня работа является дальнейшим развитием этого научного направления.

Актуальность работы. Суспензия микроскопической водоросли хлорелла природная - биологически активная добавка. Ее действие основано на естественном сочетании природных стимулирующих и биологически активных веществ, выделяемых клетками в культуральную среду (суспензию). Ранее стимулирующий эффект хлореллы не использовался вследствие ее скармливания в виде пасты или порошка. Получаемая белково-углеводная масса является трудноусвояемой вследствие значительной толщины клеточных стенок (до 1 мкм при диаметре клетки 1,5. 10 мкм), для разрушения которых требуется термическая обработка, повышающая энергозатраты и снижающая биологическую ценность продукта.

Поэтому перспективным является использование хлореллы в виде суспензии, содержащей природный антибиотик хлореллин, арахидоновую кислоту, хлон «А», а также аминокислоты, витамины, ферменты и другие вещества, выделение которых клетками наиболее интенсивно в начальном периоде роста. Наиболее эффективным представляется ввод суспензии хлореллы в состав комбикормов.

Основополагающими документами в этой работе являются приоритетный национальный проект «Развитие АПК», Федеральный закон «О развитии сельского хозяйства», «Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирование рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2008 - 2012 годы».

Научная работа проводилась в рамках Федеральных целевых научно-технических программ Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники», в соответствии с планом госбюджетной научно-исследовательской работы кафедры технологии хранения и переработки зерна Воронежской государственной технологической академии (№ гос. регистрации 01.200.1 16992) «Интенсификация технологических процессов зерноперерабатывающих предприятий»; ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 20092013 годы по направлению «Экологически безопасные ресурсосберегающие производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания» на тему «Разработка технологии и оборудования для производства комбикормов с вводом биологически активных добавок для различных групп сельскохозяйственных животных и птицы на основе исследования кинетических закономерностей, гидродинамики и тепломассообмена с учетом принципов экологичности, энерго- и ресурсосбережения» общим объемом финансирования 1,4 млн. руб. сроком на Згода.

Научная новизна. Научно обоснован способ производства комбикормов с вводом суспензии хлореллы на основе фотоавтотрофного биосинтеза.

Изучены основные кинетические закономерности при культивировании хлореллы и массообмен в пленочном фотобиореакторе.

Разработана математическая модель процесса культивирования микроводоросли в противоточном режиме истечения пленки суспензии и газовой фаг зы, позволяющая определять изменение концентрации С02 по высоте рабочей зоны фотобиореактора в исследуемом диапазоне режимных параметров.

Составлены программно-логические алгоритмы управления технологическими параметрами процессов культивирования и ввода суспензии хлореллы в комбикорм, обеспечивающие экономию материальных и энергетических ресурсов.

Практическая ценность. Разработан способ производства крупки из гранул полнорационного комбикорма с вводом суспензии хлореллы для сельскохозяйственной птицы (Пат. РФ № 2328138) и технологическая линия для его осуществления (Пат. РФ № 2411885). Определены рациональные интервалы изменения технологических режимов процесса культивирования хлореллы и конструктивных параметров фотобиореактора: концентрация СОг в газовоздушной смеси — 6,5.7,5 %; давление газовоздушной смеси на входе в фото-биореактор - 1,8.2,1-105 Па; освещенность - 25.29 клк; расход суспензии о хлореллы - 2,2. .2,5 м /ч; шаг винтовой спирали — 10.15 мм.

Разработана конструкция фотобиореактора пленочного типа (Пат. РФ № 2363728), предложен способ культивирования микроводоросли хлорелла (Заявка № 2010147435/10 (0685) приоритет 23.11.2010) и алгоритм управления технологическими параметрами процесса ввода суспензии хлореллы в комбикорм (Пат. РФ № 2363235).

Получен новый продукт фотоавтотрофного биосинтеза микроводоросли с повышенной биологической ценностью, позволяющий расширить ассортимент комбикормовой продукции (Пат. РФ № 2320198). Разработан технологический регламент производства комбикормов с вводом суспензии хлореллы.

Определены структурно-механические и технологические показатели качества готовой продукции, свидетельствующие о преимуществе предлагаемой технологии, изучена динамика показателей качества комбикормов с вводом суспензии хлореллы при хранении. Качество продукта не ухудшалось в течение одного месяца при хранении в складских условиях.

Зоотехнические исследования в условия ООО «Липецкптица» показали увеличение привесов сельскохозяйственной птицы на 2. .3 %.

Апробация работы. Основные результаты исследований доложены и обсуждены на отчетных научных конференциях в Воронежской государственной технологической академии (с 2008 по 2010 гг.); XXI Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Саратов, 2008); Всероссийской научно-технической конференции «Приоритетные направления науки и технологий» (Тула, 2008); VI научно-технической конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» (Москва, 2008), III Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии и оборудование для пищевой промышленности (приоритеты развития)» (Воронеж, 2009).

Результаты настоящей работы демонстрировались на Воронежском промышленном форуме (2008 и 2009 годы), 25-ой межрегиональной выставке «Продторг» (2008 год), молодежном научно-инновационном конкурсе среди студентов, аспирантов и молодых ученых «У.М.Н.И.К» (2009 год) и отмечены дипломами.

Работа выполнялась в лабораториях кафедры технологии хранения и переработки зерна (ТХПЗ) Воронежской государственной технологической академии и на ОАО «Воронежский экспериментальный комбикормовый завод».

В диссертации отражены результаты исследований в области создания и разработки аппаратурно-технологического оформления процесса фотоавто-трофного биосинтеза микроводоросли Chlorella vulgaris, исследования мас-сообменных процессов при культивировании и применения продуктов биосинтеза при производстве комбикормов.

Работа обобщает новые результаты теоретических и экспериментальных исследований технологии культивирования микроводоросли Chlorella vulgaris с последующим использованием продуктов фотоавтотрофного биосинтеза (в виде суспензии) в технологии производства комбикормов, проведенных автором под руководством профессора A.A. Шевцова.

Автор выражает огромную благодарность научному руководителю — д.т.н., профессору Шевцову A.A. за оказанную помощь и консультации при выполнении диссертационной работы, доцентам Шенцовой Е.С, Лыт-киной Л.И. и Дранникову A.B. за плодотворное сотрудничество, а также признательность генеральному директору ОАО МК «Воронежский» Кузьминову А.И. и главному инженеру ОАО «Воронежский экспериментальный комбикормовый завод» Ситникову Н.Ю. за помощь в изготовлении экспериментальной установки.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Разработана и научно обоснована технология полнорационных комбикормов для сельскохозяйственной птицы с вводом суспензии хлореллы (Пат. РФ №№ 2411885, 2320198, 2328138), обладающих высокими питательными свойствами

2. Получены новые данные о физических свойствах готовой суспензии хлореллы: поверхностное натяжение 7,70.7,81-10"2Н/м;рН6,1; динамическая вязкость 1,007. 1,020-10"3 Па-с; плотность 995,0.1005,3 кг/м3 при ее оптической плотности 1,1. 1,4.

3. Изучены кинетические закономерности и определены рациональные интервалы изменения технологических режимов процесса квазинепрерывного культивирования хлореллы в фотобиореакторе с шагом винтовой спирали в кварцевых трубках 10. 15 мм: концентрация С02 в газовоздушной смеси -6,5.7,5 %; давление газовоздушной смеси на входе в фотобиореактор -1,8.2,1105 Па; освещенность - 25.29 клк; расход суспензии хлореллы -2,2.2,5 м/ч; определен рациональный интервал изменения оптической плотности суспензии - 1,5.2,0 ед. опт. пл.

4. Разработана математическая модель процесса культивирования микроводоросли, позволяющая определять распределение изменения концентрации СОг, растворенного в пленке суспензии по высоте рабочей зоны фотобиореактора, и коэффициент массообмена в пленочном фотобиореакторе.

5. Получены рациональные режимы технологии крупки из гранул комбикорма с вводом суспензии хлореллы, установлен максимальный срок хранения полученной продукции — 30 дней, в течение которого показатели качества не претерпевают существенных изменений.

6. Разработана конструкция фотобиореактора пленочного типа (Патент РФ № 2363728), позволяющего проводить интенсивное культивирование микроводорослей в тонком слое.

7. Предложен автоматизированный способ ввода суспензии хлореллы в состав комбикормов (Патент РФ № 2363235) и составлен программно-логический алгоритм управления технологическими параметрами для его осуществления.

8. Выполнен эксергетический анализ и проведена оценка термодинамической эффективности технологических систем кормопроизводства по традиционной технологии и технологии с применением холодильных машин. Показано, что применение ПЭХМ и ПКХМ в сочетании с основной технологией повышает эксергетический КПД на 23,%.

9. Проведены производственные испытания технологии комбикормов с вводом суспензии хлореллы, которые подтвердили высокую эффективность разработанных технических и технологических решений. Разработан технологический регламент производства комбикормов с вводом суспензии хлореллы в цехе гранулирования ОАО «Бутурлиновский мелькомбинат».

Ожидаемый экономический эффект от внедрения результатов работы составит 114 р. на 1 т комбикорма в сут.

1. Аверкиева, О. Особенности использования жидких компонентов Текст. / О. Аверкиева, Д. Грайсингер, В. Дорн. // Комбикорма. — 2001. — № 6. С. 18 — 19.

2. Акыев, А .Я. Газообмен и накопление биомассы в клеточном цикле Chlorella ippas С-1 в зависимости от содержания Ог в культуральной среде Текст. / А.Я. Акыев, Л.Н. Цоглин // Физиология растений. 1994. - Т. 43, № 2. - С. 203-208.

3. Аманов, Ч.А. Температурный и радиационный режим промышленных фотореакторов по производству хлореллы Текст. / Ч.А. Аманов. — Ашхабад: Ылым, 1989. 308 с.

4. Анисимов, O.A. Промышленные установки для культивирования микроорганизмов Текст.: Обзор / O.A. Анисимов [и др.]. -М.: ВНИИБ, 1973. 20 с.

5. А. с. 1801540 СССР, В 01 D 3/26. Пленочный аппарат / H.A. Войнов, H.A. Николаев, Н.М. Коновалов (СССР). 4918978/26; Заявлено 14.03.91; Опубл. 15.03.93, Бюл. № 10 // Открытия. Изобретения. - 1993. - № 32.

6. Афанасьев, В.А. Комбикормовое производство — состояние и проблемы Текст. / В.А. Афанасьев // Комбикорма, 2008, № 1. С. 9 - 13.

7. Басова, М.М. Жирнокислотный состав липидов микроводорослей Текст.: обзор / М.М. Басова. Севастополь: ИнБЮМ НАНУ, 2003. - 34 с.

8. Батыров, А.Ш. К вопросу о культивировании микроводорослей с использованием солнечной энергии Текст. / А.Ш. Батыров // Инф. Листок НИ-ИНТИ. Ашхабад, 1981. - С. 19-20.

9. Березин, Б.Д. Курс современной органической химии Текст. / Б.Д. Березин, Д.Б. Березин. М.: Высшая школа, 2001. — 768 с.

10. Биологический энциклопедический словарь Текст. / гл. ред. М.С. Ги-ляров; ред. кол.: A.A. Баев, [и др.]. — М.: Советская энциклопедия, 1986. — 831 с.

11. Богданов, Н.И. Суспензия хлореллы в рационе сельскохозяйственных животных Текст. / Н.И. Богданов. Пенза: РИО ПГСХА, 2007. - 46 с.

12. Богданов, Н. И. Хлорелла повышает продуктивность птицы Текст. / Н. И. Богданов // Птицеводство. 2002. - № 3. - С. 31-33.

13. Бродянский, В М. Эксергетические расчеты технических систем Текст. / В. М. Бродянский, Г. П. Верхивкер, [и др.] Киев: «Наукова Думка», 1991. — 360 с.

14. Бульон В.В. Первичная продукция планктона внутренних водоемов / В.В. Бульон. JL: «Наука», 1983.- 127 с.

15. Бухарин, О.В. Ассоциативный симбиоз Текст. / О.В. Бухарин, Е.С. Лобакова, Н.В. Немцева, C.B. Черкасов. Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 2007.-264 с.

16. Бухарин, О.В. Микробиология биоценозов природных водоемов Текст. / О.В. Бухарин, Н.В. Немцева. Екатеринбург: Уральское отделение РАН, 2008.- 156 с.

17. Варфоломеев, С.Д. Биотехнология, Кн.2. Кинетические основы микробиологических процессов Текст. / С.Д. Варфоломеев, C.B. Калюжный. — М.: Высшая школа, 1990 358 с.

18. Васютенкова, Н.С. Хлорелла в рационах откармливания свиней Текст. / Н.С. Васютенкова, [и др.] //Химия в сельском хозяйстве. 1981. - № 1. — С. 61-64.

19. Везиришвили, О. Ш. Тепловые насосы и экономия топливно-энергетических ресурсов Текст. / О. Ш. Везиришвили // Изв. вузов. Энергетика. 1984. - № 7. - С. 61 - 65.

20. Водоросли Текст.: справочник / С.П. Вассер, Н.В. Кондратьева, Н.П. Масюк [и др.]. — Киев: Наукова думка, 1989. — 608 с.

21. Войнов, H.A. Гидродинамика, тепло- и массоперенос в пленочных биореакторах Текст. / H.A. Войнов, А.Н. Николаев, О.Н. Войнова // Химия растительного сырья. 2009. - № 4. - С. 183-193.

22. Войнов, H.A. Пленочные биореакторы Текст. / H.A. Войнов, Е.В. Сугак, H.A. Николаев, С.М. Воронин. Красноярск: БОРГЕС, 2001. - 252 с.

23. Воронова, O.K. Методика определения сухой биомассы микроводорослей в условиях интенсивного культивирования Текст. // Альгология. — 1994. Т. 4. - № 4. - С. 59 - 62.

24. Гайсина, JI.A. Современные методы выделения и культивирования водорослей Текст. / JI.A. Гайсина, А.И. Фазлутдинова, P.P. Кабиров. Уфа: БГПУ, 2008.-152 с.

25. Галимова, JI.B. Абсорбционные холодильные машины и тепловые насосы Текст. / JI.B. Галимова. Астрахань: АГТУ, 1997. - 166 с.

26. Геворгиз, Р.Г. Оценка биомассы Spirulina, platensis (nordst.) Geitl. по оптической плотности культуры Текст. / Р.Г. Геворгиз, A.B. Алисиевич, М.Г. Шматок // Экология моря. 2005. - Вып. 70. - С. 96-106.

27. Гладышев, П.А. Разработка фотобиореакторов для замкнутых экологических систем жизнеобеспечения Текст.: дис. . канд. техн. наук: 03.00.23: защищена 22.05.2007 / П.А. Гладышев. М., 2007. - 139 с.

28. Грачева, И.М. Технология микробных белковых препаратов, аминокислот и биоэнергия Текст. / И.М. Грачева, JI.A. Иванова, В.М. Кантере. — М.: Колос, 1992.-383 с.

29. Груздев, В.А. Экспериментальное исследование теплоемкости водных растворов бромида лития в широком диапазоне температур и концентраций Текст. / В.А. Груздев, А.В. Серяков // Теплофизика и аэромеханика. -2005.-Т. 12, № 1.-С. 121-129.

30. Гуйго, Э.И. Теоретические основы хладотехники Текст. / Э.И. Гуй-го [и др.]. В 2 ч. ЧII. Тепломассообмен. — М.: Колос, 1994. — 286 с.

31. Демидов, Э.Д. Фотосинтез и фотодыхание клеток хлореллы, адаптированных к низким и высоким концентрациям углекислоты Текст. / Э.Д. Демидов, С.Х. Керимов, В.Б. Бородин, JI.H. Белл // Физиология растений. — 1980. -Т. 27, № 5. — С. 1018-1023.

32. Дозиер (США, унив. штата Джорджия). Устойчивость витаминов при тепловой обработке Текст. / Дозиер // Комбикорма. 2002. — № 6. - С. 54 — 55.

33. Дробецкая, И.В. Влияние условий минерального питания на рост и химический состав Spirulina platensis (Nordst.) Geitl. Текст.: дис. . канд. биол. наук. — Севастополь, 2005. 188 с.

34. Дытнерский, Ю.И. Процессы и аппараты химической технологии Текст. В 2 ч. Ч. 2. Массообменные процессы и аппараты. / Ю.И. Дытнерский- М.: Химия, 1995. 368 с.

35. Жаворонков, В.А. К вопросу расчета демпферных перемешивающих устройств в фотобиореакторах Текст. / В.А. Жаворонков, Д.А. Казенин [и др.] // Успехи современного естествознания. — 2004. — Т. 1, № 6. — С. 119-121.

36. Жизнь растений. Т 3. Водоросли. Лишайники / М.М. Голлербах, A.M. Матвиенко, Н. И. Николаев и др.: под ред. М.М. Голлербаха. М.: Просвещение, 1977.-488 с.

37. Жислин, Я.М. Оборудование для производства комбикормов и обогатительных смесей Текст. / Я.М. Жислин. — М.: Колос, 1976. — 160 с.

38. Заявка № 2010147435 (068512) приоритет 23.11.2010. Способ управления процессом культивирования фотоавтотрофных микроорганизмов Текст. / A.A. Шевцов, A.B. Пономарев, Е.С. Шенцова, A.B. Дранников, Н.Ю. Ситников.

39. Иванова, JI.A. Пищевая биотехнология Текст. В 2 кн. Кн. 2. Переработка растительного сырья / JI.A. Иванова, Л.И. Войно, И.С. Иванова. -М.: КолосС, 2008. 472 с.

40. Инструкция по массовому разведению морских одноклеточных водорослей и коловраток Текст. / Л.В. Спектрова, Е.С. Проскурина, C.B. Шерпов. М.: ВНИРО, 1986. - 64 с.

41. Калнинь, И.М. Тепловые насосы нового поколения, использующие экологические и безопасные рабочие вещества Текст. / И.М. Калнинь, А.И. Савицкий, С.Б. Пустовалов // Холодильная техника, 2007. № 1. - С. 46-50.

42. Кафаров В.В., Дорохов И.Н. Системный анализ процессов химической технологии. М.: Наука, 1976.

43. Клычев, Е. Направления в развитии комбикормов Текст. / Е. Клы-чев // Комбикорма. 2004. - № 3. - С. 15 - 17.

44. Ковалёв, Б.М. Одноклеточная микроводоросль хлорелла природный биоиммуномодулятор Текст. / Б.М. Ковалев, Н.И. Богданов, С.П. Ковалёва // Физиология и патология иммунной системы. - 2003. - Том 5 - № 2. - С. 179.

45. Козлов, С. Ввод в комбикорма жидких компонентов Текст. / С. Козлов, А. Чичаев. // Комбикорма. 2003. № 5. - С. 27-28.

46. Колориметр фотоэлектрический концентрационный КФК-2 Текст.: техническая описание и инструкция по эксплуатации. 36 с.

47. Корма и кормовые добавки Текст.: справ. Пособие / В.А. Шаршу-нов, H.A. Попков [и др.]. Минск: Экоперспектива, 2002. — 440 с.

48. Кутепов, A.M. Общая химическая технология Текст. / A.M. Куте-пов, Т.Н. бондарева, М.Г. Беренгартен. М.: Академкнига, 2007. - 528 с.

49. Лабораторная диагностика сальмонеллезов человека и животных, обнаружение сальмонелл в кормах, продуктах питания и объектах внешней среды Текст. / М.: Агропромиздат, 1990.

50. Лампы накаливания кварцевые галогенные Электронный ресурс.: СпецТехРесурс [сайт]. // URL http://www.laborant.rU/eltech/09/3/l/14-95.htm

51. Левич, А.П. О возможности регулирования видовой структуры лабораторного альгоценоза Текст. / А.П. Левич, Н.Г. Булгаков // Изв. РАН. Серия биол. 1993. - № 4. - С. 569.

52. Математическое моделирование динамики биологических систем Текст. /Н.М. Дерканосова,В.И. Корчагин [и др.]. -Воронеж: Кварта, 2003. 150 с.

53. Мельников, С.С. Хлорелла: физиологически активные вещества и их использование Текст. / С.С. Мельников, Е.Е. Мананкина. Минск: Наука i тэхшка, 1991. — 79 с.

54. Музафаров, A.M. Культивирование и применение микроводорослей Текст. / A.M. Музафаров, Т.Т. Таубаев. Ташент: Фан Уз. ССР, 1984 - 136 с.

55. Непрерывное культивирование микроорганизмов. Промышленные установки для культивирования микроводорослей Текст. -М.: НИИТЭИ, 1975. 80 с.

56. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных: Справочное пособие // А.П. Калашников, В.И. Фисинин, В.В. Щеглов, Н.И. Клейменов. — М.: 2003.

57. Общий каталог Osram Электронный ресурс.: ДЭС-ХОЛДИНГ [сайт]. //URL: http://www.des-holding.ru/Catalogs/Osram/KaTanor%20QSRAM.rar

58. Общий каталог Philips 2005 г.

59. Общий курс процессов и аппаратов химической технологии Текст.: в 2 кн. Кн. 2 / В.Г. Айнштейн, М.К. Захаров, Г.А. Носов [и др.]; под ред. В.Г. Айнштейна. — М.: Физматкнига, 2006. 872 с.

60. ООО «Дело»: хлорелла для животных. Аргументы Электронный ресурс.: ООО «Дело» [сайт]. // URL: http://chlorella-delo.ucoz.ru/index/argumenty/Q-12

61. Отечественные фитолампы: Лампы люминисцентные трубчатые для фотосинтеза типа ЛФ 24, ЛФ39 Электронный ресурс.: ООО «Воля» [сайт]. //URL: http://fitolampa.narod.ru/

62. Пат. № 1751981 РФ, C12N 1/12. Штамм микроводоросли Chlorella vulgaris продуцент биомассы Текст. / Н.И. Богданов (РФ) - № 4378916/13; заявл. 14.12.1987; опубл. 10.02.1997; Бюл. № 9 // Открытия. Изобретения. - 1997. - № 9.

63. Пат. № 2034499 РФ, МПК7 А 23 К 1/16. Способ приготовления пре-микса для сельскохозяйственной птицы Текст. / Т.М. Околелова, И.П. Бай-ковская, [и др.] № 1993102717/11; опубл. 10.05.95.; Бюл. № 13 // Изобретения. Полезные модели. - 1995. - № 13.

64. Пат. № 2218392 РФ, МПК7 С12МЗ/02, A01G33/00, C12N1/12. Установка для выращивания хлореллы Текст. / Богданов Н.И, Куницын М.В. № 2002117580/13; заявл. 2002.07.01; опубл. 2003.12.10; Бюл № 7 // Открытия. Изобретения. - 2007. - № 7.

65. Пат. № 2251885 РФ, МКИ7 А 23 К 1/00, А 23 N 17/00. Способ обработки комбикорма для птицы / Шевцов A.A., Лыткина Л.И. и др. // БИ. 2005. - № 14.

66. Пат № 2328135 РФ, МПК7 А 23 К 1/00. Способ приготовления комбикорма Текст. / A.A. Шевцов, Л.И. Лыткина [и др.] // БИ. 2008. - № 19.

67. Пат. № 2363728 РФ, МПК7 С12М 1/04 С12М 1/06 B01D 3/28. Пленочный аппарат Текст. / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Драников, A.B. Пономарев (РФ)-№ 2008118450/13; заявл. 13.05.2008; опубл. 10.08.2009; Бюл. № 22 // Открытия. Изобретения. 2009. - № 22.

68. Пелевин, А.Д. Комбикорма и их компоненты Текст. / А.Д. Пелевин, Г.А. Пелевина, И.Ю. Венцова. М.: ДеЛи принт, 2008. - 519 с.

69. Перт, С.Дж. Основы культивирования микроорганизмов и клеток Текст. / С.Дж. Перт; перевод с англ. Т.А. Петровой, И.Н. Позмоговой [под ред.

70. И.Л. Работновой. М.: Мир, 1978. — 332 с. — Перевод изд.: Principles of Microbe and Cell Cultivation / S. John Pirt. - Oxford: Blackwell Scientific Publications, 1975.

71. Петров, И.А. Культивирование фототрофов в аппаратах с гибкими перемешивающими устройствами Электронный ресурс.: дис.канд. техн. наук / И.А. Пегров. М.: РГЪ, 2006. - Режим доступа http://diss.rsl.ru/diss/06/0431/060431046.pdf.

72. Петрухин, И.В. Корма и кормовые добавки: справочник. — М.: Рос-агропромиздат, 1989. 220 с.

73. Пленочная тепло- и массообменная аппаратура Текст. / В.М. Олев-ский, В.Р. Ручинский, A.M. Кашников, В.Р. Чернышев; под. Ред. В.М. Олев-ского. М.: Химия, 1988. - 240 с.

74. Пономарев, A.B. Эксергетический анализ технологии комбикормов выровненного гранулометрического состава Текст. / A.B. Пономарев, Л.И. Лыткина, A.A. Шевцов // Материалы XLVII отчетной научной конференции за 2008 г. Воронеж: ВГТА, 2009. - Ч. 2. - С. 49.

75. Правила организации и ведения технологических процессов производства продукции комбикормовой промышленности. — Воронеж: ОАО «Росхлебопродукт», АООТ «ВНИИКП», 1997. 257 с.

76. Практикум по вычислительной математике Текст. / Б.В. Соболь, Б.Ч. Месхи, И.М. Пешхоев. Ростов-на-Дону: Феникс, 2008. - 344 с.

77. Производство комбикормов для прудовых рыб Текст. / А.П. Маз-ник, О.П. Клиновская, И.Ш. Тюктяев, В.Я. Лысенко. — М.: Колос, 1976 96 с.

78. Протасова, H.H., Спектральные характеристики источников света и особенности роста растений в условиях искусственного освещения Текст. / H.H. Протасова, Дж.М. Уэллс, М.В. Добровольский // Физиология растений. -Т. 37; Вып. 2, 1990. С. 386-396.

79. Пульц, О. Плоскостной фотобиореактор закрытого типа для продукции биомассы микроводорослей Текст. / О. Пульц // Физиология растений. 1994. т. 43, № 2. - С. 203-208.

80. Пути совершенствования техники для гранулирования комбикормов Текст.: Обзорная информация / С.П. Любимов, С.А. Шестернина. М.: ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1992. - 16 с.

81. Рекомендации по кормлению сельскохозяйственной птицы Текст. / (под ред. Кузнецовой Е.Ф.). Сергиев Посад, 1999. — 144 с.

82. Романенко, В.Д. Биотехнология культивирования гидробионтов Текст. / В.Д. Романенко, Ю.Г. Крот, JI.A. Сиренко, В.Д. Соломатина. — Киев: Институт гидробиологии HAH Украины, 1999. — 264 с.

83. Российские абсорбционные бромистолитиевые холодильные машины нового поколения Текст.: каталог: разработчик и изготовитель ООО «ОКБ ТЕПЛОСИБМАШ». Новосибирск, 2007. - 12 с.

84. Сакевич, А.И. Экзометаболиты пресноводных водорослей Текст. / А.И. Сакевич. Киев: Наукова думка, 1985. — 200 с.

85. Сальникова, М.Я. Хлорелла — новый вид корма Текст. / М.Я. Сальникова. М.: Колос, 1977. - 96 с.

86. Силкин, В.А. Изучение роста морской водоросли в периодической'и непрерывной культуре Текст.: дис. . канд. биол. наук: 03.00.02: защищена 14.05.1978 / В.А. Силкин. Владивосток, 1978. - 180 с.

87. Ш.Соколов, В.Н. Аппаратура микробиологической промышленности Текст. / В.Н. Соколов, М.А. Яблокова. Л.: Машиностроение, 1988. - 278 с.

88. Способ производства комбикормов заданной крупности Текст. / A.A. Шевцов, А.И. Орлов, Л.И. Лыткина, Е.С. Шенцова, О.П. Коломникова // Комбикорма, 2004. 5. - С. 17-18.

89. Справочная книга по светотехнике Текст. / под. ред. А.Б. Айзенберга. -М.: Энергоатомиздат, 1983. -472 с.

90. Станчев, П. Экзометаболиты водорослей и их биологически активные вещества Текст. / П. И. Станчев // Гидробиология. — 1980. — № 10. С. 70-77.

91. Технология гранулирования комбикормов Текст.: Обзорная информация / В.И. Левченко. М.: ЦНИИТЭИ Минзага СССР, 1985. - 9 с.

92. Технология и аппаратура для культивирования фототрофов и культур тканей. — М.: ОРИСО Главмикробиопром, 1984. 144 с.

93. Транкеншу, Р.П. Одноклеточные водоросли: массовое культивирование и практическое использование Текст. / Р.П. Транкеншу // Прикладная альгология. 1999. - № 1-3. - С. 7-10.

94. Транкеншу, Р.П. Основы промышленного культивирования Дунали-еллы солоноводной (Dunaliella salina Teod.) Текст. / Р.П. Транкеншу, Р.Г. Ге-воргиз, А.Б. Боровков. — Севастополь: ЭКОСИ-Гидрофизика, 2005 103 с.

95. Упитис В.В. Макро- и микроэлементы в оптимизации минерального питания микроводорослей /В.В. Упитис. Рига: Зинатне. 1983. — 239 с.

96. Фисинин В.И. Стратегия эффективного развития отрасли и научных исследований по птицеводству / В.И. Фисинин // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. — 2002. — № 1. — С. 56-58.

97. Фисинин В. Научно-технические разработки — в птицеводство // Птицеводство, 1996. № 4 - С. 13-14.

98. Фрыдрых, Б.З. Значение биологически активных веществ в рационах птицы // Комбикормовая промышленность. 1996. - № 4.

99. Хлорелла — резерв повышения продуктивности птицеводства Текст.: отчет о НИР / ГУП Птицефабрика «Васильевская»; ООО «Дело»; рук. Казеев И.И.; исполн.: Борисов А.Ф. [и др.]. — Пенза, 2001. — 5 с.

100. Холодильные машины Текст. / H.H. Кошкин, А.Г. Ткачев [и др.]; под общ. ред. H.H. Кошкина. М.: Пищевая промышленность, 1973. — 512 с.

101. Холодильные машины Текст. / A.B. Бараненко, H.H. Бухарин [и др.]; под. общ. ред. Л.С. Тимофеевского. — СПб.: Политехника, 1997. 992 с.

102. Хохрин, С.Н. Корма и кормление животных: Учебное пособие. — С-Пб: Лань, 2002. 125 с.

103. Черкезов, Н. Использование микроводорослей в сельском хозяйстве Текст. / Н. Черкезов // Международный сельскохозяйственный журнал. — 1989.-№2.- С. 132-134.

104. Чернышев Н.И. Некоторые рекомендации по кормлению птицы Текст. / Н.И. Чернышев // Комбикормовая промышленность, 1997. — № 8 С. 29-30.

105. Чернышев, Н.И. Компоненты комбикормов Текст. / Н.И. Чернышев. -Воронеж: ГУЛ «Старооскольская типография», 2000. 122 с.

106. Чернышев, Н. И. Сохранность биологически активных веществ и их усвояемость Текст. / Н. И. Чернышев. // Комбикорма. 2002. — № 6. С. 51 - 53.

107. Черняев, Н. Г. Технология комбикормового производства Текст. / Н. Г. Черняев. -2-е изд., доп. и перераб. М.: Колос, 1992. — 368 с.

108. Чиков, В.И. Фотодыхание Текст. / В.И. Чиков // Соросовский образовательный журнал. 1996. - № 11. - С. 2-8.

109. Шевцов, A.A. Повышение эффективности технологии комбикормов Текст. / A.A. Шевцов, А.Н. Остриков [и др.]. М.: ДеЛи принт, 2005. - 243 с.

110. Шевцов, A.A. Совершенствование теплотехнологических процессов в производстве комбикормов Текст. / A.A. Шевцов, Л.И. Лыткина, Е.С. Шенцова, P.M. Маджидов. Воронеж: ВГТА, 2007. - 188 с.

111. Шевцов, A.A. Определение рациональных параметров массового культивирования хлореллы Текст. / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Драни-ков, Е.Ю. Травина, A.B. Пономарев // Вестник РАСХН. 2008. - № 2, С. 13-14.

112. Шевцов, A.A. Применение суспензии хлореллы в составе комбикормов Текст. / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Дранников, A.B. Пономарев, В.Г. Козлов // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2008. № 6, С. 68-69.

113. Шевцов, A.A. Исследование процесса массового культивирования хлореллы методами планирования эксперимента Текст. / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Дранников, A.B. Пономарев // Изв. ВУЗов. Пищевая технология. 2009. - № 2-3, С. 62-64.

114. Шевцов, A.A. Исследование химического состава подсолнечного фу-за Текст. / A.A. Шевцов, Л.И. Лыткина, A.B. Пономарев, Д.С. Хорхордин // Хранение и переработка сельхозсырья. 2009. - № 4, С. 78-80.

115. Шевцов, A.A. Управление автотрофным биосинтезом в технологии производства комбикормов Текст. / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Дранников, A.B. Пономарев // Автоматизация и современные технологии. — 2009. № 6, С. 11-14.

116. Шевцов, A.A. Эксергетический анализ технологии комбикормов выровненного гранулометрического состава Текст. / A.A. Шевцов, Л.И. Лыткина, A.B. Пономарев, [и др.] // Изв. ВУЗов. Пищевая технология. 2009. - № 1, С. 83-88.

117. Шевцов, A.A. Исследование кинетических закономерностей процесса культивирования микроводорослей в пленочном аппарате с рециркуляцией жидкой фазы Текст. / A.A. Шевцов, A.B. Дранников, A.B. Пономарев, Н.Ю. Ситников // Вестник ВГТА. 2011. - № 1, С. 7-12.

118. Шевцов, A.A. Конструкция фотобиореактора пленочного типа для культивирования микроводоросли хлорелла Текст. / A.A. Шевцов, Н.Ю. Ситников, A.B. Пономарев // Материалы XLVIII отчетной научной конференции за 2009 г. Воронеж: ВГТА, 2010 Т. 2. - С. 23.

119. Шевцов, A.A. Оценка однородности комбикормов при вводе суспензии хлореллы Текст. / A.A. Шевцов, Е.С. Шенцова, A.B. Пономарев // Материалы XLVIII отчетной научной конференции за 2009 г. Воронеж: ВГТА, 2010 —Т. 1 С. 86.

120. Шевцов, A.A. Эксергетический анализ технологии комбикормов с использованием фотоавтотрофного биосинтеза Текст. / A.A. Шевцов, A.B. Пономарев, Д.А. Бритиков // Материалы XLVIII отчетной научной конференции за 2009 г. Воронеж: ВГТА, 2010 Т. 2. - С. 24.

121. Шенцова, Е.С. Массообмен при культивировании микроводоросли в пленочном реакторе Текст. / Е.С. Шенцова, A.B. Дранников, A.B. Пономарев // Материалы XLVI отчетной научной конференции за 2007 г. Воронеж: ВГТА, 2008.-Ч. 2.-С. 45.

122. Шенцова, Е.С. Лечебно-профилактические добавки в кормопроизводстве Текст. / Е.С. Шенцова, A.A. Шевцов, Л.И. Лыткина, A.B. Пономарев. -Воронеж: ВГТА, 2009. 199 с.

123. Шенцова, Е.С. Способ приготовления полнорационных комбикормов с применением суспензии хлореллы Текст. / Е.С. Шенцова, A.B. Пономарев // Вестник ВГТА. 2009. № 3, С. 11-15.

124. Шенцова, Е.С. Реализация прикладных задач автотрофного биосинтеза в технологии комбикормов Текст. / Е.С. Шенцова, A.B. Дранников, A.B. Пономарев, Н.Ю. Ситников // Вестник ВГТА. 2010. № 3, С. 19 - 22.

125. Шестак, С.Н. Комбикорма для рыб и методы их кормления Текст. / С.Н. Шестак. -М.: Агропромиздат, 1989. 140 с.

126. Штоль, A.A. Расчет и конструирование культиваторов для одноклеточных водорослей / A.A. Штоль, Е.С. Мельников, Б.Г. Ковров. — Красноярск: Красноярское книжное издательство, 1976. — 96 с.

127. Ястребов, К. Ю. Однородность корма значит больше чем просто смешивание Текст. / К. Ю. Ястребов, Ю. В. Жулавская. // Хранение и переработка зерна. 2002. - № 1. - С. 49-52.

128. Andersen, R.A. Algal culturing techniques Text. / R.A. Andersen. -Burlington: Academic Press, 2005. — 570 p.

129. Borowitzka, M.A. Commercial production of microalgae: ponds, tanks, tubes and fermenters Text. / M.A. Borowitzka // Biotechnology. -1999. V. 70. - P. 313-321.

130. Friedl, T. Die Systematik und Stammesgeschichte der Gruenalgen eine Herausforderung fiier die Molekularbiologie Text. / T. Friedl // Biologie in unserer Zeit. - 1998. - № 4. - P. 246-258.

131. Lee, Y.K. Microalgal mass culture systems and methods: Their limitation and potential Text. / Y.K. Lee // Apply Phycology. 2001. - Vol. 13. - P. 307-315.

132. Miranda, M. S. Antioxidant activity of the microalga Chlorella vulgaris cultered on special conditions Text. / M.S. Miranda, S. Sato, J. Mancini-Filho // Boll. Chim. Farmaceut. 2001. - № 140.-P. 165-168.

133. Pulz, O. Biotechnology with Cyanobacteria and Microalgae Text. / O. Pulz, K. Scheibenbogen, W. Gross //Biotechnology. 2000. № 2 (10). - P. 105-136.

134. Qiang, H. Physiological characteristics of Spirulina platensis (Cyanobacteria) cultured at ultrahigt cell densities Text. / H. Qiang, H. Guterman, A. Richmond // J. Phycol. 1996. - Vol. 32. - P. 1066-1073.

135. Reungjitchachawali, M Optimization of y-linolenic Acid Production of Spirulina platensis Text. / M. Reungjitchachawali, M. Boonag // Apply Psychology. 1994. - № 6 (3), P. 295.

136. Richmond, A. Microalgal biotechnology at the turn of the millennium: A personal view Text. / A. Richmond // Apply Phycology. 2000. - Vol. 12. - P. 441-451.

137. Salisbury, F.B. Bios-3: Siberian Experiments in Bioregenerative Life

138. Support Text. / F.B. Salisbury, J.I. Gitelson,, G.M. Lisovsk'i // Bioscience.i .1997.-vol. 47, №8, P. 21-27.

139. Springer, M. Examination of the Influence Parameters of the Apparent CO2/O2 Gas Exchange as Limiting Factors of the Biomass Production of Plants at the Example of Microalgae Text. / M. Springer // Intermedium Report, Berholz-Rehbrucke, 1993.

140. Tredici, M.R. A vertical alveolar panel for outdoor mass cultivation of microalgae and cyanobacteria Text. / M.R. Tredici, P. Carlozzi, G. Chini Zitelli. R. Materassi // Bioresource Technology. 1991. - № 38, P. 153-159.

141. Vonshak, A. Appendix III — Grows media and conditions of Spirulina Text. / A. Vonshak // Spirulina platensis (Arthrospira): Physiology, cell biology and biotechnology. London: Taylor & Fransis, 1997. - P. 218-219.

142. Zilberman, D. Algoculture Text. / D. Zilberman, M. Caswell. Berkeley: University of California, 2000. - 100 p.