Fine Chemical Technologies (E-Journal) / Тонкие химические технологии
Not a member yet
1367 research outputs found
Sort by
Изучение множественного встраивания модифицированных нуклеотидов в растущую цепь ДНК
Get PDFObjectives. This study investigated the substrate properties of the modified derivatives of triphosphates of purine and pyrimidine deoxynucleosides (5-propynyl-2’-deoxyuridine-5’-triphosphate, 5-propynyl2’-deoxycytidine-5’-triphosphate, 5-methyl-2’-deoxycytidine-5’-triphosphate, and N6-methyl-2’-deoxyadenosine-5’-triphosphate) during their simultaneous incorporation in enzymatic reactions (polymerase chain and primer extension reactions).Methods. The real-time polymerase chain and primer extension reactions were used to study the substrate efficiency of modified deoxynucleotide triphosphates. Various pairwise combinations of modified derivatives were used; specially designed synthetic DNA fragments and libraries for the Systematic Evolution of Ligands by Exponential Enrichment technology were used as templates. Reactions were conducted using DNA polymerases: Taq, Vent (exo-), DeepVent (exo-), and KOD XL.Results. In each case, a pair of compounds (modified dUTP + dCTP, dUTP + dATP, and dCTP + dATP) was selected to study the simultaneous incorporation into the growing DNA strand. The most effective combinations of nucleotides for simultaneous insertion were dU and dC, having 5-propynyl substitution. The Vent (exo-) DNA polymerase was found as the most effective for the modified substrates.Conclusions. The selected compounds can be used for the enzymatic preparation of modified DNA, including aptamers with extended physicochemical properties. Цели. Целью данной работы является изучение субстратных свойств модифицированных производных трифосфатов дезоксинуклеозидов пуриновой и пиримидиновой природы (5-пропинил-2’-дезоксиуридин-5’-трифосфат, 5-пропинил-2’-дезоксицитидин-5’-трифосфат, 5-метил-2’-дезоксицитидин-5’-трифосфат, N6-метил-2’-дезоксиаденозин-5’-трифосфат) при их одновременном встраивании в процессе ферментативных реакций (полимеразной цепной реакции и реакции удлинения праймера).Методы. В работе для изучения субстратной эффективности модифицированных трифосфатов дезоксинуклеозидов использовали методы полимеразной цепной реакции в режиме реального времени и реакции удлинения праймера. Использовали различные попарные сочетания модифицированных производных, в качестве матриц применяли специальным образом сконструированные синтетические фрагменты ДНК и библиотеки для SELEX. Реакции проводили с применением ДНК-полимераз: Taq, Vent (exo-), DeepVent (exo-) и KOD XL.Результаты. В каждом случае из исследуемых соединений выбирали пару соединений (модифицированные dUTP + dCTP, dUTP + dATP, dCTP + dATP) для изучения одновременного встраивания в растущую цепь ДНК. Найдены наиболее эффективные сочетания нуклеотидов для одновременного встраивания, а именно: dU и dC, имеющие 5-пропинильный заместитель. Также найдена наиболее эффективная (из протестированных) ДНК-полимераза: Vent (exo-).Выводы. Выбранные соединения можно использовать для ферментативного получения модифицированных ДНК, в частности аптамеров с расширенными физико-химическими свойствами.
Управление качеством химико-технологического процесса непрерывного синтеза активной фармацевтической субстанции лекарственных соединений в проточных микрореакторах
Get PDFObjectives. The introduction of digital tools for the development of medicines, intelligent management systems, and quality control is stipulated not only by modern requirements for the chemical and pharmaceutical industry but also by strict regulatory requirements for manufactured products. This principle ensures the release of a quality product on the first attempt. The aim of this study is to develop information support for the intelligent quality management system for the production of active pharmaceutical substances (APSs) for medicines using a fundamentally new technology: continuous synthesis in flow microreactors. To develop the necessary information support, we developed appropriate systemic, informational, and mathematical models; algorithms for the online management of the experiment; and techniques and algorithms to qualitatively assess whether the product meets official regulatory documents.Methods. System analysis techniques, information and mathematical modeling techniques with multireference regression models, and online optimization using the Hook–Jeevs algorithm (a method of expert evaluation based on the concordance factor) were used to solve the problems formulated.Results. To manage the quality of the process of continuous APS synthesis in the flow microreactor, we developed theoretic multiple system models that were designed to build the digital information environment for the process of experimental research. We developed algorithms for mathematical modeling and optimization of the control process based on multiresponse regression models and an online optimization algorithm that allows the process to be managed step by step, taking into account the limitations. Our results show that the degree of conversion is higher in reactions that contain bromodiphenylmethan.Conclusions. Based on mathematical modeling method algorithms for the quality control of the process of continuous APS synthesis on a fundamentally new microreactor system, Qmix were developed. The applicability of the proposed methods and algorithms in the production of the drug diphenhydramine from chlorobenzohydrol and bromobenzohydrol as initial substances was proven by an experimental study. The built models were statistically adequate and valid.Цели. Внедрение цифровых инструментов в разработку лекарственных препаратов, интеллектуальных систем управления и контроля качества обусловлено не только современными требованиями к химико-фармацевтической отрасли, но и строгими регламентированными требованиями к выпускаемой продукции. При этом повышение эффективности разработки и производства лекарственных средств на всех этапах их жизненного цикла опирается на системное применение принципа Quality-by-Design (QbD) – «качество, запланированное при разработке». Это системный подход к разработке лекарственных препаратов, который начинается с четко определенных целей и оканчивается получением лекарственного препарата, с учетом понимания его процесса изготовления и стратегии контроля, основываясь на надежных научных данных и оценке рисков, связанных с качеством. Применение этого принципа позволяет гарантировать выпуск качественного продукта «правильно с первого раза». Это достигается применением на всех стадиях новых технологий цифровизации всех систем сбора, обработки и хранения информации. Целью работы является разработка информационной поддержки интеллектуальной системы управления качеством получения активных фармацевтических субстанций (АФС) лекарственных средств с помощью принципиально новой технологии непрерывного синтеза на микрореакторах проточного типа. Использование этих микрореакторов имеет ряд серьезных преимуществ по сравнению с традиционными периодическими процессами. Среди них возможность подключения аналитического оборудования в проточном режиме, что позволяет обеспечить высокий уровень компьютеризации управления синтезом. Для разработки необходимого информационного обеспечения были разработаны соответствующие системные, информационные и математические модели, алгоритмы online управления экспериментом, методики и алгоритмы оценки качества продукта на основе официальных регламентных документов. Методы. Для решения поставленных задач были использованы методы системного анализа, методы информационного и математического моделирования с построением многооткликовых регрессионных моделей и online оптимизации по алгоритму Хука-Дживса, метод экспертного оценивания на основе коэффициента конкордации. Приведенное алгоритмическое обеспечение реализовано с помощью программной среды SciLab.Результаты. Для управления качеством процесса непрерывного синтеза АФС на проточном микрореакторе построены теоретико-множественные системные модели, служащие для построения цифровой информационной среды процесса экспериментальных исследований. Разработаны алгоритмы математического моделирования и оптимизации процесса управления на основе многооткликовых регрессионных моделей и online алгоритма оптимизации, позволяющие осуществлять пошаговое управление процессом с учетом ограничений. Разработан алгоритм экспертного оценивания качества процесса синтеза на основе анализа эффективности и риска разрабатываемого лекарственного средства. Проведены тестовые испытания системы управления на микрореакторной системе Qmix на примере получения АФС дифенгидрамина при применении в качестве исходных веществ хлордифенилметана и бромдифенилметана. Показано, что степень конверсии выше в реакции, где участвует бромдифенилметан. В этом случае в полученной реакционной массе не остается примесей исходных реагентов.Выводы. На основе методов математического моделирования разработаны алгоритмы управления качеством процесса непрерывного синтеза АФС с использованием принципиально новой микрореакторной системе Qmix. Экспериментальными исследованиями доказана работоспособность предложенных методов и алгоритмов в производстве лекарственного средства димедрола из исходных веществ хлорбензогидрола и бромбензогидрола, показана статистическая адекватность и состоятельность построенных моделей
Аминокислотные производные природных хлоринов как платформа для создания таргетных фотосенсибилизаторов в онкологии
Get PDFObjectives. This study aims to obtain the amino acid derivatives of chlorophyll a and bacteriochlorophyll a for the targeted delivery of pigments to tumor foci. This will increase biocompatibility and, as a result, reduce toxic side effects. In addition to photodynamic efficiency, an additional cytotoxic effect is expected for the obtained conjugates of photosensitizers (PSs) with amino acids. This is owing to the participation of the latter in intracellular biochemical processes, including interaction with the components of the glutathione antioxidant system, leading to the vulnerability of tumor cells to oxidative stress.Methods. In this work, we have implemented the optimization of the structure of a highly efficient infrared PS based on O-propyloxim-N-propoxybacteriopurpurinimide (DPBP), absorbing at 800 nm and showing photodynamic efficacy for the treatment of deep-seated and pigmented tumors, by introducing L-lysine, L-arginine, methionine sulfoximine (MSO), and buthionine sulfoximine (BSO) methyl esters. The structure of the obtained compounds was proved by mass spectrometry and nuclear magnetic resonance spectroscopy, and the photoinduced cytotoxicity was studied in vitro on the HeLa cell line.Results. Conjugates of DPBP with amino acids and their derivatives, such as lysine, arginine, MSO, and BSO have been prepared. The chelating ability of DPBP conjugate with lysine was shown, and its Sn(IV) complex was obtained.Conclusions. Biological testing of DPBP with MSO and BSO showed a 5–6-fold increase in photoinduced cytotoxicity compared to the parent DPBP PS. Additionally, a high internalization of pigments by tumor cells was found, and the dark cytotoxicity (in the absence of irradiation) of DPBP-MSO and DPBP-BSO increased fourfold compared to the initial DPBP compound. This can be explained by the participation of methionine derivatives in the biochemical processes of the tumor cell.Цели. Целью настоящей работы является получение аминокислотных производных хлорофилла а и бактериохлорофилла а для направленной доставки пигментов в опухолевые очаги, увеличения биосовместимости и, как следствие, уменьшения побочного токсического действия. Кроме фотодинамической эффективности для полученных конъюгатов фотосенсибилизаторов с аминокислотами ожидается дополнительный цитотоксический эффект, вызванный участием последних во внутриклеточных биохимических процессах, включая взаимодействие с компонентами глутатионовой антиоксидантной системы, приводящее к уязвимости опухолевых клеток к окислительному стрессу.Методы. В настоящей работе реализована оптимизация структуры высокоэффективного ИК-фотосенсибилизатора на основе О-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида (DPBP), поглощающего при 800 нм и показавшего фотодинамическую эффективность для лечения глубокозалегающих и пигментированных опухолей, путем введения на периферию макроцикла метиловых эфиров L-лизина, L-аргинина, метионинсульфоксимина (MSO) и бутионинсульфоксимина (BSO). Структура полученных соединений доказана методами масс-спектрометрии и ЯМР-спектроскопии, а фотоиндуцированная цитотоксичность исследована in vitro на линии клеток HeLa.Результаты. Были получены конъюгаты О-пропилоксим-N-пропоксибактериопурпуринимида с аминокислотами и их производными, такими как, лизин, аргинин, метионинсульфоксимин и бутионинсульфоксимин. Показана хелатирующая способность конъюгата DPBP с лизином и получен его Sn(IV)-комплекс.Выводы. Биологические испытания DPBP с метионинсульфоксимином и бутионинсульфоксимином показали 5–6 кратное увеличение фотоиндуцированной цитотоксичности по сравнению с исходным фотосенсибилизатором DPBP. При этом обнаружена высокая интернализация пигментов опухолевыми клетками, а темновая цитотоксичность (при отсутствии облучения) DPBP-MSO и DPBP-BSO увеличилась в 4 раза по сравнению с исходным соединением DPBP, что может быть объяснено участием производных метионина в биохимических процессах опухолевой клетки
Алгоритм и программный комплекс оптимального технологического проектирования простых ректификационных колонн
Get PDFObjectives. The formalized problem of the optimal design of distillation column systems belongs to the class of mixed integer nonlinear program problems. Discrete search variables are the number of trays in the rectifying and stripping sections of columns, whereas the continuous ones are the operating modes of columns. This study aimed to develop an algorithm and a software package for the optimal technological design of a system of simple distillation columns based on the criterion of total reduced capital and energy costs using rigorous mathematical distillation models.Methods. The solution to this problem is based on the branch and bound method. A computer model of the distillation column system was developed in the environment of the Aspen Hysys software package. The Inside–Out module was used as the distillation model. The developed algorithm is implemented in the software environment of the Matlab mathematical package. To solve the conditional optimization problem, a sequential quadratic programming method-based model was used. The interaction between software add-ins in Matlab and Aspen Hysys is implemented using a Component Object Model interface.Results. Approaches to obtain the lower and upper bounds of the optimality criterion and the branching method for the implementation of the branch and bound method have been developed. In addition, an algorithm for the optimal design of a distillation column of a given topology based on the branch and bound method has been developed. Furthermore, using Matlab, a software package that implements the developed algorithm and is integrated with the universal modeling software AspenHysys has been created.Conclusions. An algorithm and a software package have been developed and implemented that allows automating the design process of distillation column systems and integration with advanced mathematical programming packages, respectively. The performance of the algorithm and software package has been evaluated using the optimal design of the debutanization column as an example.Цели. Формализованная задача оптимального проектирования систем ректификационных колонн относится к классу задач дискретно-непрерывного нелинейного программирования. Дискретными поисковыми переменными являются число тарелок в укрепляющей и исчерпывающей частях колонн, а непрерывными – режимы работы колонн. Цель работы – разработать алгоритм и программный комплекс оптимального технологического проектирования системы простых тарельчатых ректификационных колонн по критерию суммарных приведенных капитальных и энергетических затрат на основе строгих математических моделей ректификации.Методы. Решение поставленной задачи базируется на методе ветвей и границ. Компьютерная модель системы ректификационных колонн построена в среде программного комплекса Aspen Hysys. В качестве модели ректификации использован модуль Inside-Out. Разработанный алгоритм реализован в программной среде математического пакета Matlab. Для решения задачи условной оптимизации использован модуль, основанный на методе последовательного квадратичного программирования. Взаимодействие программной надстройки, построенной в Matlab, c Aspen Hysys реализовано c помощью COM-интерфейса.Результаты. Разработаны подходы к получению нижних и верхних границ критерия оптимальности и способ ветвления при реализации метода ветвей и границ. Разработан алгоритм оптимального проектирования ректификационной колонны заданной топологии на основе метода ветвей и границ. В математическом пакете Matlab создан программный комплекс, реализующий предложенный алгоритм и интегрированный с универсальной моделирующей программной AspenHysys.Выводы. Разработан алгоритм и реализован программный комплекс, позволяющий автоматизировать процесс проектирования систем ректификационных колонн и интеграцию с передовыми пакетами математического программирования. Работоспособность алгоритма и программного комплекса апробирована на примере оптимального проектирования колонны дебутанизации
Сравнение оригинального и биоаналогичного препаратов моноклонального антитела экулизумаб методами масс-спектрометрии интактного белка и «с середины вверх»
Get PDFObjectives. In this biosimilar research, we compare the monoclonal antibody eculizumab obtained from different drugs [original Soliris® (Alexion Pharmaceuticals) and candidate Elizaria® (Generium)] by intact mass measurement and middle-up mass spectrometry analysis to enhance the role of mass spectrometry methods in biopharmaceutical development processes.Methods. The intact mass measurement is performed using a high-resolution ESI-MS. The middle-up analysis is performed by reversed-phase high-performance liquid chromatography with ESI-MS detection, subsequent IdeS treatment of antibodies, and disulfide bond reduction.Results. We have shown some small differences between the original and candidate drugs in the minor glycans level. Man5 glycan is only found in the original Soliris, and G0 is only found in the Elizaria. Glycation sites are also found in the light chain and Fd subunits of the original Soliris. The glycation level does not exceed 4.4%. The non-clipped C-end lysine level and G0F glycan levels are slightly lower in the original Soliris. All registered differences are not crucial for eculizumab’s quality and do not affect its effectiveness and preclinical safety. Generally, the results show a high level of similarity between the original and candidate drugs.Conclusions. The comparative mass spectrometry analysis of eculizumab in the original Soliris and Elizaria allows us to estimate their high degree of similarity by molecular masses and major modification profiles.Цели. В целях исследования биоаналогичности, а также внедрения масс-спектрометрии в процессы биофармацевтической разработки было необходимо провести сравнительное масс-спектрометрическое исследование моноклонального антитела экулизумаб из оригинального лекарственного препарата «Солирис»® и кандидатного «Элизария»® производства АО «ГЕНЕРИУМ» методами измерения молекулярных масс интактных молекул (intact mass measurement) и их субъединиц (middle-up).Методы. Измерение масс интактных белков и оценку долей их модификаций проводили при помощи инфузионной масс-спектрометрии высокого разрешения с электрораспылительной ионизацией. Измерение молекулярных масс субъединиц и оценку долей их модификаций проводили методом обращенно-фазовой ВЭЖХ, совмещенной с масс-спектрометрией высокого разрешения с электрораспылительной ионизацией после предварительного расщепления антител ферментом IdeS и разрыва дисульфидных связей.Результаты. Нами был зарегистрирован ряд небольших отличий в содержании некоторых минорных гликанов: олигосахарид Man5 был обнаружен только в белке оригинального препарата, а G0 – только в кандидатном белке; в субъединицах LC и Fd оригинального белка были зарегистрированы сайты гликирования с содержанием данной модификации не выше 4.4%. Также доли неотщепленного С-концевого лизина и гликана G0F в оригинальном белке были несколько ниже, чем в кандидатном. Однако зарегистрированные отличия не являлись критическими параметрами качества экулизумаба и не влияли на активность молекул и их безопасность в доклинических испытаниях, и, в целом, сравниваемые молекулы продемонстрировали высокое сходство.Выводы. Сравнительный хромато-масс-спектрометрический анализ экулизумаба из оригинального и кандидатного препаратов позволил установить высокую степень сопоставимости сравниваемых молекул по молекулярным массам и по профилям мажорных модификаций.
Разработка технологии получения биоразлагаемых композиций на основе полиэтилена, крахмала и моноглицеридов
Get PDFObjectives. This work aimed to develop technology to produce biodegradable hybrid composite (BHC) films based on low-density polyethylene (LDPE) 115030-070 and thermoplastic starches (TPS) of various origins (corn, pea, and rice), with distilled monoglycerides as the plasticizer. The properties of the produced BHC films were studied and the optimal native starch : glycerol : monoglycerides ratio is proposed.Methods. TPS and BHC films based on this material were produced from different types of native starches in laboratory extruders (Brabender and MashPlast, Russia), and the extruded melts were subjected to ultrasonic vibrations. The structure and appearance of the BHC films were studied using scanning electron microscopy and rheology. Their biodegradability was assessed by immersing them in biocompost for three months. To evaluate the mechanical performance of the BHC films produced with and without ultrasound, the changes in tensile stress and elongation at break were determined during the biodegradation process.Results. The BHC films had a homogeneous structure, except small agglomerates (non-melted starch grains), which did not reduce their quality. The films with monoglycerides had high tensile strength, which was comparable with low-density polyethylene. After removing samples of the BHC films from the biocompost, their tensile strength decreased by 20%, which shows their biodegradability.Conclusions. The produced biodegradable composite films and the technology used to produce them will be applicable for the packaging industry to reduce environmental impact.Цель. Совершенствование технологии создания биологически разрушаемых гибридных композиций (БГК) на основе полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) 11503-070 и термопластичных крахмалов различного происхождения (кукурузы, гороха, риса) с новыми пластификаторами – моноглицеридами дистиллированными. Разработка технологической схемы производства БГК. Получение и исследование свойств биологически разрушаемых композиционных пленок, пластифицированных смесью дистиллированных моноглицеридов и глицерина. Выбор оптимального соотношения нативный крахмал : глицерин : моноглицериды.Методы. Термопластичный крахмал и композиционные пленки получали на основе нативных крахмалов разных видов в лабораторных экструдерах фирм «Брабендер» и «МашПласт» (Россия), при этом экструдируемый расплав композиции подвергали воздействию ультразвуковых колебаний. Была изучена структура композитных пленок методом сканирующей электронной микроскопии, а также их реологические характеристики. Проведена оценка органолептических свойств композитных пленок. Способность к биоразложению композитных пленок оценивали при помощи погружения их на три месяца в биогумус. Для оценки эксплуатационных свойств БГК, до и после процесса биоразложения, определяли разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве, причем оценка была проведена и для пленок, которые подвергали воздействию ультразвука.Результаты. Был достигнут положительный эффект от использования нового пластификатора – дистиллированных моноглицеридов в композициях термопластичный крахмал : полиэтилен. При производстве композиции получались однородными по структуре, иногда образовывались небольшие агломераты, представляющие собой нерасплавившиеся частицы крахмала, что не ухудшало качество готовых БГК. Композиты с моноглицеридами обладали высокой прочностью на разрыв – практически на одном уровне с ПЭНП. После изъятия образцов композитных пленок из биогумуса их прочность на разрыв снижалась на 20%, что свидетельствует о протекании процесса биоразложения.Выводы. Разработанный состав и технология получения биологически разлагаемых композитных пленок могут быть использованы в дальнейшем для производства композитных пленок с высоким содержанием крахмала для применения в упаковочной отрасли, что позволит снизить негативную нагрузку на окружающую среду
Алкоксотехнология получения жаропрочных материалов на основе рения и рутения
Get PDFObjectives. To develop physical and chemical bases and methods to obtain rhenium–ruthenium isoproxide Re4-yRuyO6(OPri)10 —a precursor for obtaining a high-temperature alloy—from ruthenium acetylacetonate and rhenium isoproxide acquired by electrochemical methods.Methods. IR spectroscopy (EQUINOX 55 Bruker, Germany), X-ray phase and elemental analyses, energy-dispersive microanalysis (EDMA, SEM JSM5910-LV, analytical system AZTEC), powder X-ray diffraction (diffractometer D8 Advance Bruker, Germany), experimental station XSA beamline at the Kurchatov Synchrotron Radiation Source.Results. The isoproxide complex of rhenium–ruthenium Re4-yRuyO6(OPri)10 was obtained, and its composition and structure were established. Previously conducted quantum chemical calculations on the possibility of replacing rhenium atoms with ruthenium atoms in the isopropylate complex were experimentally proven, and the influence of the electroconductive additive on the composition of the obtained alloy was revealed.Conclusions. Physical and chemical bases and methods for obtaining rhenium–ruthenium isoproxide Re4-yRuyO6(OPri)10 were developed. The possibility of using rhenium–ruthenium Re4-yRuyO6(OPri)10 as a precursor in the production of ultra- and nanodisperse rhenium–ruthenium alloy powders at a record low temperature of 650°C were shown.Цели. Разработка физико-химических основ и способов получения изопроксида рения-рутения Re4-yRuyO6(OPri)10 из ацетилацетоната рутения и изопроксида рения, полученного электрохимическим методом – прекурсора получения высокотемпературного сплава.Методы. ИК-спектроскопия (EQUINOX 55 Bruker, Германия), рентгенофазовый и элементный анализ, энергодисперсионный микроанализ (ЭДМА, СЭМ JSM5910–LV, аналитическая система AZTEC), порошковая рентгеновская дифракция (дифрактометр D8 Advance Bruker, Германия), экспериментальная станция «РСА» Курчатовского источника синхротронного излучения.Результаты. Получен изопроксидный комплекс рения-рутения Re4-yRuyO6(OPri)10 , подтверждены его состав и строение. Экспериментально подтверждены ранее проведенные квантово-химические расчеты, свидетельствующие о возможности замещения атомов рения атомами рутения в изопропилатном комплексе. Выявлено влияние электропроводящей добавки на состав получаемого сплава.Выводы. Разработаны физико-химические основы и предложены способы получения изопроксида рения-рутения Re4-yRuyO6(OPri)10 , который может найти применение в качестве предшественника при получении ультра- и нанодисперсных порошков сплавов рений-рутений при рекордно низкой температуре 650 °C
Применение импульсного тока для растворения жаропрочного сплава ЖС32-ВИ
Get PDFObjectives. To identify the regularities of electrochemical processing of the heat-resistant GS32-VI alloy in a sulfuric acid electrolyte with a concentration of 100 g/dm3 under the action of a pulsed current in a pulsed mode.Methods. Using the electrochemical technological complex EHK-1012 (developed by IP Tetran) and a non-compensatory method of measuring potential, polarization and depolarization curves with a change in pulse duration and a pause between them were recorded. The current pulses had an amplitude ranging from 0 to 3.5 A (when recording the polarization and depolarization curves), pulse durations ranging from 200 to 1200 ms, and a pause (delay) between pulses ranging from 50 to 500 ms. There were no reverse current pulses.Results. The parameters of the current program that provide the maximum values of the alloy dissolution rate and current output were determined: with a current pulse amplitude of 2 A, a current pulse duration of 500 ms, and a pause duration between pulses of 250 ms, the maximum dissolution rate of the alloy is 0.048 g/h·cm2, while the current output for nickel is 61.6% with an anode area of 10 cm2. The basic technological scheme for processing the heat-resistant GS32-VI alloy, which includes anodic alloy dissolution in a pulsed mode, is proposed.Conclusions. Electrochemical dissolution of GS32-VI alloy under pulsed current action results in an optimal dissolution rate ratio of the alloy components, ensuring the production of a cathode precipitate with a total nickel and cobalt content of 97.5%.Цели. Выявить закономерности электрохимической переработки жаропрочного сплава ЖС32-ВИ, проводимой в импульсном режиме в сернокислом электролите с концентрацией 100 г/дм3 под действием импульсного тока.Методы. Снятие поляризационных и деполяризационных кривых с изменением длительности импульса и паузы между ними проводили с помощью электрохимического технологического комплекса ЭХК-1012 (разработан ООО ИП «Тетран»), использующего некомпенсационный способ измерения потенциала. Амплитуда импульсов тока находилась в диапазоне значений от 0 до 3.5 А (при снятии поляризационных и деполяризационных кривых), длительности импульсов изменялись от 200 до 1200 мс, пауза (задержка) между импульсами – от 50 до 500 мс, импульсы реверсивного тока отсутствовали.Результаты. Определены параметры токовой программы, обеспечивающие максимальные значения скорости растворения сплава и выхода по току. При амплитуде импульса тока 2 А, длительности импульса тока 500 мс и продолжительности паузы между импульсами 250 мс максимальная скорость растворения сплава 0.048 г/ч·см2, при этом выход по току для никеля равен 61.6% при площади анода 10 см2. Предложена принципиальная технологическая схема переработки жаропрочного сплава ЖС32-ВИ, включающая анодное растворение сплава в импульсном режиме.Выводы. Электрохимическое растворение сплава ЖС32-ВИ под действием импульсного тока способствует оптимальному соотношению скоростей растворения составляющих сплава, что обеспечивает получение катодного осадка с суммарным содержанием никеля и кобальта 97.5%
Гидродинамическая активация тяжелых нефтяных остатков
Get PDFObjectives. Recently, there has been a tendency to increase the volume of high-viscosity heavy oils in the total volume of oil produced. The processing of these oils requires new technological approaches. This task is closely related to the need to increase the depth of oil refining. Among the approaches proposed to solve these problems, mechanochemical activation, which is based on the cavitation effect produced by ultrasonic or hydrodynamic methods, has been suggested. This study evaluated the effects of cavitation in increasing the depth of oil refining.Methods. Straight-run and “secondary” oil products were used as raw materials: vacuum gas oil, catalytic cracking gas oil, and fuel oil. Activation was carried out in a high-pressure disintegrator. The principle of operation was to compress the oil product and then pass it through a diffuser. When the oil was passed through the diffuser, there was a sharp pressure release to atmospheric pressure, which caused cavitation in the hydrodynamic flow. The pressure gradient on the diffuser and the number of processing cycles ranged from 20 to 50 MPa and 1 to 10, respectively. The density, refractive index, and the fractional composition of petroleum products were determined using standard and generally accepted methods.Results. This paper reports the influence of mechanochemical activation of petroleum products on their physical and chemical characteristics. An increase in the pressure gradient and the number of processing cycles leads to a decrease in the boiling point of the petroleum products and their density and an increase in the yield of fractions that boil off below 400 °C. The yield of the fractions with boiling points of 400–480 °C and the remainder were reduced. The density and refractive index of fractions with boiling points up to 480 °C decreased, and the density of the residue increased. The effects of cavitation (an increase in the yield of fractions with boiling points up to 400 °C and a decrease in the density of the petroleum products) increased with increasing pressure gradient and the number of processing cycles.Conclusions. The changes in the density, boiling point, and the yield of fractions increased with increasing the pressure from 20 to 50 MPa and the number of hydrodynamic cavitation cycles from 1 to 5. Increasing the number of processing cycles to more than five had little additional effect. The effects of cavitation increased with increasing initial density of the oil product. The average molecular weight of these fractions was estimated from the densities and boiling points of individual fractions of the petroleum products. The calculation confirmed the assumption regarding the course of cracking reactions of petroleum products under the influence of cavitation and indicates the course of the compaction processes.Цели. В последние годы прослеживается тенденция увеличения в общем объеме добываемой нефти высоковязких, тяжелых нефтей, переработка которых требует новых технологических подходов. Эта задача тесно связана с необходимостью повышения глубины переработки нефти. Среди подходов, предлагаемых для решения отмеченных задач, встречается метод механохимической активации, который основан на использовании эффекта кавитации, создаваемого ультразвуковым или гидродинамическим способами. Цель работы заключалась в исследовании возможности использования эффекта кавитации для повышения глубины переработки нефти.Методы. В качестве сырья использовались прямогонные и «вторичные» нефтепродукты: вакуумный газойль, газойль каталитического крекинга, мазуты. Активация проводилась в дезинтеграторе высокого давления, принцип действия которого заключался в сжатии нефтепродукта с последующим его пропусканием через диффузор. При этом происходил резкий «сброс» давления до атмосферного, и в гидродинамическом потоке возникало явление кавитации. Градиент давлений на диффузоре варьировался от 20 до 50 МПа, а количество циклов обработки от 1 до 10. Определение плотности, коэффициента рефракции и фракционного состава нефтепродуктов осуществлялось с использованием стандартных и общепринятых методов.Результаты. В работе представлены результаты влияния механохимической активации нефтепродуктов на изменение их физико-химических характеристик. Показано, что повышение градиента давлений и числа циклов обработки приводит к снижению температур начала кипения нефтепродуктов, их плотности и увеличению выхода фракций, выкипающих до 400 °C. Выход фракции с температурами кипения 400–480 °C и остатка при этом снижается. Отмечено снижение плотности и показателя преломления фракций с температурами кипения до 480 °C и повышение плотности остатка. Установлено, что эффект от явления кавитации (увеличение выхода фракций с температурами кипения до 400 °C, снижение плотности нефтепродукта) возрастал при увеличении градиента давлений и количества циклов обработки.Выводы. Показано, что увеличение давления от 20 до 50 МПа и количества циклов гидродинамической кавитации способствует большему изменению плотности, температуры начала кипения и выхода фракций. Установлено, что повышение числа циклов обработки свыше 5 нецелесообразно. Отмечено, что с увеличением исходной плотности нефтепродукта эффективность воздействия возрастает. По плотностям и температурам кипения отдельных фракций нефтепродуктов оценена средняя молекулярная масса этих фракций. Расчет подтвердил предположение о протекании реакций крекинга нефтепродуктов под воздействием кавитации и свидетельствует о протекании процессов уплотнения
К истинной пользе и славе Отечества
Get PDFOn the 120th anniversary of the M.V. Lomonosov Institute of Fine Chemical TechnologiesК 120-летию МИТХТ имени М.В. Ломоносов