Записки главного конструктора
49 subscribers
56 photos
3 videos
7 files
89 links
Канал о технике, технологиях и практике их применения.

Сайт компании: https://eong.ru
Дзен-канал: https://dzen.ru/gc_eon
ВКонтакте: https://vk.com/gc_eon
YouTube: http://www.youtube.com/@UK_EON
RUTUBE: https://rutube.ru/channel/43072243/
Download Telegram
Слева направо: композитное ДТ, дизельное топливо из таллового масла (углеводородный состав), дизайнерское и нефтяное дизельные топлива.

Дизайнерское дизельное топливо, альтернативные и био- дизельные топлива

Начнем с термина «дизайнерское дизельное топливо»: под этим термином условимся понимать углеводородное топливо, применимое во всех моторах и состоящее из углеводородов, но имеющее отклонения от стандартного топлива (топлива, свойства которого регламентированы действующим стандартом) в части химического класса соединений и фракционного состава. В отличие от суррогатного топлива, свойства такого топлива сбалансированы; показатели цетанового числа, смазывающей способности, коррозионной нейтральности и другие показатели, важные для работы мотора и топливной системы в целом, строго регламентируются и контролируются. Дизайнерское топливо также совместимо с обычным стандартным и не требует какой-либо перенастройки двигателя. Преимущество дизайнерского топлива в сравнении со стандартным заключается в том, что его себестоимость производства может быть ниже, и производится оно может не из нефтяного сырья, например, из отходов сортировки ТКО, шин, ряда других промышленных отходов.

Альтернативное дизельное топливо – дизельное топливо, часто не углеводородного состава, например, на основе спиртов. Не получило распространения (очень сложно и дорого достичь сбалансированных свойств). Хотя, судя по количеству патентов, включая вполне авторитетных и уважаемых авторов, а также ряд университетских российских публикаций, принципиально такое топливо возможно. Более того, и мы сами создавали подобного рода топлива (эмульсионного типа), но, как уже было сказано выше, при прочих равных такое топливо получается дороже (при условии, что нет условно бесплатного источника сырья).

Биотоплива – в представлении не нуждаются. Биодизель – это метиловые эфиры жирных кислот (если в названии не уточняется иное). Но биотопливо может производиться не только за счет переэтерификации растительных масел, животных жиров и их отходов. Также существуют топлива, вырабатываемые из талового масла (более интересные свойства, существенно приближающиеся к нефтяному топливу) тем или иным способом (в свободном доступе более девяти патентов, которые заслуживают доверия). Полученные нами образы топлива вполне удовлетворяли требования к дизельному моторному топливу, однако по целому ряду причин на данном этапе собственного производства выбор был сделан в пользу топлив из углеводородов.
Перспективные двигатели для БПЛА-камикадзе на базе МГД-генератора

Традиционно для широкого спектра БПЛА-камикадзе используются либо ДВС в паре с винтом, либо турбореактивные двигатели, или электродвигатели, запитываемые чаще всего литиевой батареей. Однако специфика требований к двигателям для БПЛА не подразумевает требования долгой работы двигателя, а несколько часов его работы оказывается вполне достаточным. Последнее позволяет отнести к перспективным двигателям, или, правильнее, в данном случае к двигательной системе, сочетание моторов винтовой (или импеллерной) электротяги с источником энергии в виде МГД-генератора.

МГД-генератор — хорошо известен науке и технике еще с прошлого века. Его принцип — генерация электроэнергии скоростной струей пламени, расплава металла или раствора электролита, проходящих через магнитное поле. Электрический КПД лабораторных установок достигает 70% и выше, КПД реальных установок меньше. Если говорить о плазменных МГД-генераторах (на обычных углеводородных топливах), то это не более 25% КПД самого МГД-генератора, а суммарный КПД системы (МГД-генератор и турбина) не более 65%, что, впрочем, тоже очень хороший показатель энергоэффективности. Особенность МГД-генератора — малый удельный вес на единицу мощности, около 1 кг/кВт. Для сравнения: для автомобильных и мотоциклетных двигателей — 1–4 кг/кВт, для тепловозов — 5–10 кг/кВт, а для судовых или малооборотных дизелей — 15–50 кг/кВт по ГОСТ 4393-82. Причина, почему МГД-генераторы так и не получили распространения в энергетике — нестойкость материала к высоким температурам плазменной струи, а следовательно, небольшое время его работы.

Небольшая справка. В СССР МГД-электростанции разрабатывались в 1960–1980-е годы как способ повысить КПД до 55–60% за счет прямого преобразования тепла в электричество без турбин.
Ключевые моменты:
•1965 — первый советский МГД-генератор.
•1971 — Запуск У-25 в Москве, первой в мире опытно-промышленной МГД-установки мощностью 25 МВт (реально выдавала 5 МВт), установка работала на газе с калийной добавкой и была интегрирована в энергосистему Москвы.
•Проекты станций на 500 МВт дальше У-25 не пошли из-за неразрешенных технических сложностей (малый пробег до остановки на ремонт).
•1986 — проект промышленной МГД на Рязанской ТЭС, проект отменили в 1989.


Если рассматривать МГД-генератор как основу энергетической установки для БПЛА-камикадзе, то малое время его работы не является недостатком, а несколько часов бесперебойной и надежной работы вполне достаточно. Другой проблемой, которую было необходимо преодолеть, является длина плазменного канала, проходя через который, плазменная струя обеспечивает генерацию электрического тока. Длина плазменного канала является одновременно функцией скорости плазменной струи, электропроводности (при прочих равных зависит от температуры плазмы, а значит, степени ее ионизации) и силы магнитного поля. Приемлемыми значениями длины плазменного канала МГД-генератора были бы величины 0,1-0,3 м, позволившие разместить их на практически любых типах БПЛА. При этом МГД-генераторы с длиной канала 0,5-1,2 м уже пригодны только для больших БПЛА, например для БПЛА семейства «Гераней». Использование плазмы, образуемой при сжигании углеводородного топлива, не позволяет достичь длины плазменного канала менее 1,5 метров, а применение импульсных пороховых МГД-генераторов с длиной канала 0,1-0,3 м не может обеспечить сочетание компактности МГД-генератора с достаточно длительным временем работы (несколько минут против требуемых нескольких часов).

Решение проблемы оказалось в создании жидких композитных металлсодержащих (алюминиевая пудра) топлив, позволивших сократить длину плазменного канала до величины всего 0,14 м и обеспечить длительность работы свыше 220 минут. Другие характеристики действующих макетов МГД-установок представлены на изображении ниже.
Схема применения МГД-генераторов в БПЛА.
МГД-генератор. Институт физики высоких энергий в Протвино. 1970г


Таким образом, МГД-генераторы могут стать эффективными двигательными установками для широкого спектра номенклатуры БПЛА-камикадзе, сочетая компактность, малый вес и дешевизну (на 20-30% легче малых турбореактивных двигателей и на 70-85% менее дороги в производстве, также они существенно дешевле и легче чем эквивалентные по запасу энергии литиевые батареи).
Малая электрогенерация: варианты и их сравнения

Под малой электрогенерацией условимся считать мощности в диапазоне 50-300 кВт или немного выше. Малая электрогенерация подразумевает, в первую очередь, получение электроэнергии для собственных нужд предприятия с целью экономии и замещения потребления энергии из внешних источников.

Генерация на пару
Такая генерация целесообразна только в одном случае: изначально есть недорогой источник пара и потребность в тепле, т.е. возможна когенерация. Стоимость отечественных электрогенераторов паровых двигателей с КПД около 35-36% существенно выше ГПУ, хотя почти в три раза дешевле двигателей Spiling. Вихревые турбины вполне сопоставимы с ГПУ по стоимости, но КПД электрогенераторов на их основе лишь 25% против КПД хороших ГПУ, достигающих значения 40-50%. Впрочем, вихревые турбины имеют существенные преимущества в эксплуатации – не требуют обслуживания, и в режиме когенерации тепла могут оказаться вполне приемлемым решением. Другие варианты хоть и существуют, но менее интересны: лопастные турбины при таких мощностях дороже вихревых, а их КПД не сильно выше. Паровые двигатели с малой стоимостью имеют КПД около 15%, что откровенно мало, даже с учётом случая когенерации, генераторы винтового типа сильно проигрывают перечисленным решениям практически по всем показателям.

Генерация электроэнергии на перепаде температур с использованием двигателя Стирлинга
Электрогенерация на базе Стирлинга практически не применима в России, а если и применима, то заметно проигрывает любым другим способам генерации или имеет очень нишевое использование. Кроме того, стоимость генераторов на базе Стирлинга кратно выше любого другого решения, да и двигатель Стирлинга мощностью 50 кВт с КПД около 40-52% очень сильно отличается по технологичности и сложности от кажущихся такими простыми самоделок мощностью в 1-3 Вт.

Дизельные электростанции
Вполне себе простые и недорогие решения, особенно станции на базе двигателей от ЯМЗ. Их достоинства: недорогие, высокий КПД. Недостатки: дизельное топливо стоит дорого, а моторесурс редко превышает 40 000 часов, и это с учетом минимум 4 капитальных ремонтов.

Дизельные электростанции на альтернативном топливе: топочном мазуте, ОММ, ВУТ
Топочный мазут – мазут марки М-100
ОММ – отработанное моторное масло
ВУТ – водноугольное топливо

Эти электростанции изготавливаются путем соответствующей модификации электростанций с дизельным двигателем. Могут быть выполнены, в т.ч., и на базе моторов от ЯМЗ, например, ЯМЗ-236. Осуществляемые модификации включают в первую очередь блоки конверсии топлива (например, здесь описание для ВУТ, для ОММ и топочного мазута задача несколько проще) и доработку самого двигателя, включая замену узлов трения на более долговечные. Благодаря таким доработкам с одной стороны, такие дизельные электростанции могут иметь общий срок эксплуатации более 30 лет, а периодическая замена цилиндров и гильз (например, в случае с ЯМЗ-236 – раз в 10 000 моточасов) недорога и производится за несколько часов, а с другой стороны, существенное их преимущество – меньшая себестоимость генерируемой электроэнергии, в случае с ВУТ в ряде случаев себестоимость ниже, чем себестоимость на природном газе.
Немного о кажущейся простоте и «дешевизне» парового двигателя с высоким КПД – например в конструкции золотникового механизма используются несколько специальных сплавов имеющих отрицательный коэффициента расширения. Сводная таблица сравнения способов генерации и их ориентировочной стоимости в России на момент публикации этого материала.

Газопоршневые установки
В отличие от ГПУ более высокой мощности (от 0,5-1 МВт и выше), которые обладают ресурсом работы до 30 и более лет, наиболее часто встречаемые ГПУ малой мощности, представленные на рынке РФ, чаще всего – дизельные двигатели, переведенные на газ. Их общий моторесурс составляет от 40 000 часов для ГПУ на базе отечественных моторов и до 80 000 для ГПУ, выполненных на зарубежных ДВС. Впрочем, также возможна глубокая модификация двигателей, что позволяет достичь ресурса свыше 270 000 моточасов (более 30 лет работы). Общим преимуществом ГПУ является достаточно высокий КПД электрогенерации (от 35% для бюджетных версий до 48-50% у более совершенных ГПУ) в сочетании с возможностью использования недорогого топлива – природного магистрального газа. Кроме природного газа ГПУ могут быть адаптированы под ПНГ (попутный нефтяной газ), газы процесса газификации (опилок, лузги, бурого угля и иных недорогих, доступных топлив) и биогаз.

Электрогенерация на базе свободнопоршневых ДВС и линейных генераторов
Линейный генератор (на постоянных магнитах или синхронный) имеет КПД около 85%, что меньше КПД того же синхронного генератора, выполненного по традиционной роторной схеме (96%, для больших мощностей и оптимальных условий работы вплоть до 99%). Однако линейный генератор позволяет отказаться от ряда узлов и механизмов двигателя, которые преобразуют возвратно-поступательные движения поршня во вращательное движение. Отказ от этих механизмов позволяет сократить до 15% потерь энергии на трение, тем самым подняв КПД ДВС и компенсировав несколько меньший КПД линейного генератора. Но главное преимущество, которое дает связка свободнопоршневого двигателя и линейного генератора – это меньшая стоимость самой ГПУ (по крайней мере, меньшая себестоимость при достаточной серийности производства) и надежность за счет исключения тех самых лишних деталей. Ресурс таких ГПУ оценивается до 50 лет, а возможность их изготовления из типовых деталей от типовых промышленных двигателей позволяет без проблем изготовить даже единичную электростанцию. Еще одно преимущество таких ГПУ – простота обслуживания, а смена пар поршень-гильза в среднем раз в 10 000 моточасов может занимать менее часа. Единственный, и то временный, недостаток – отсутствие разработанных конструкций линейных генераторов на широкий диапазон номинальных мощностей.
Выращивание форели в УЗВ с соленой (морской) водой вдали от морского побережья – преимущества и особенности реализации метода

В России общий объём производства форели (как радужной, так и других лососевых) оценивается в размере около 100 тыс. т/год. УЗВ (замкнутые рециркуляционные системы) занимают 20–25% и это растущий сегмент. Садковый метод (морские клетки) лишь 5–10% с ежегодным падением доли, что связано с экологическими ограничениями и лицензированием. Проточные бассейны на реках на сегодня основной метод — 65–75%, но его доля имеет тенденцию, которая будет тем сильнее, чем сильнее будет ужесточаться экологический контроль, связанный с загрязнением воды фермерскими хозяйствами, зачастую не имеющими каких-либо очистных сооружений на выходе из бассейна (например, очистные сооружения отсутствуют практически на всех фермах республики Северной Осетии).

УЗВ с полноценным контролем всех параметров водной среды, включая температурные, несмотря на начальные капитальные затраты, имеют существенные преимущества перед другими способами выращивания, минимизируя не только себестоимость выращивания, но и позволяя организовывать рыбные фермы без привязки к подходящим для этого водоёмам, что серьёзно расширяет географию организации акваферм.

Еще больше преимуществ дают УЗВ с соленой морской водой, практически не распространённые в России, но доказавшие свою эффективность в Норвегии (более 100 ферм), Шотландии, Исландии, Канаде, США и некоторых других странах (Чили, Японии, Китае). Впрочем, во всех этих странах УЗВ расположены преимущественно вблизи побережья, что упрощает задачу в использовании готовой морской воды. Однако отсутствие доступа к естественной морской воде ни в коей мере не является ограничением для достижения высокой технико-экономической эффективности таких УЗВ.

Выращивание радужной форели в УЗВ с соленой водой имеет два ключевых преимущества по сравнению с пресной: во-первых, солёная среда (до 28–35‰) ускоряет обмен веществ, улучшает аппетит и усвоение корма, что повышает темп роста. Во-вторых, снижается риск бактериальных, вирусных и грибковых инфекций (солёность угнетает паразитов), особенно когда УЗВ достаточно удалено от моря, когда практически исключено заражение морскими микропаразитами. Высокая плотность посадки (180-210 кг/м³), в сочетании с заметно более высоким темпом роста (выход форели до 300 т/год с 1000 м³), позволяет достичь высокого уровня рентабельности, окупив достаточно высокие энергозатраты — 10–20 кВт/т рыбы.

Солоноводные УЗВ имеют ряд инженерно-технических особенностей в сравнении с пресноводными УЗВ. Также несколько отличаются УЗВ, размещенные вдоль побережья и имеющие доступ к морской воде, и УЗВ, размещенные вдали от береговой линии и требующие более сложного технического оформления за счёт дополнения системами приготовления искусственной морской воды и рекуперации солей при частичном (3-5%) её сбросе.

В таблице ниже, приведены оптимальные параметры водной среды, которые должна обеспечивать УЗВ, а ниже будут рассмотрены некоторые инженерно-технические особенности реализации решений, их обеспечивающих.
Бассейн на реке – достаточно эффективно и недорого, особенно если не ставить очистные сооружения. Проблема в ограниченности количества пригодных для этого рек и по сути отчасти серой схемы в работе такого бизнеса. Оптимальные параметры водной среды, которые должна обеспечивать УЗВ


Кроме более продуманных мер по борьбе с коррозией и выбора соответствующих материалов, реализация технических решений для УЗВ имеет и другие особенности, наиболее важные из которых приведены ниже.

Механическая очистка, первичная её часть, ничем не отличается от такой очистки для УЗВ на пресной воде и предполагает использование барабанных фильтров. Для удаления частиц менее 15 мкм целесообразна установка дополнительных сетчатых самопромывных фильтров. Следом за механической очисткой идёт пеноотделительная колонна, устройство, редко встречающееся в пресноводных УЗВ, но получившее широкое распространение в очистке соленой морской воды, например в морских аквариумах. Принцип действия пеноотделительной колонны состоит в адсорбции органических соединений на поверхности раздела фаз воздух/вода и удалении их в форме пены. Также удаляются и субмикронные механические частицы, происходит предварительная дегазация по углекислому газу. Правильно рассчитанная пеноотделительная колонна способна практически полностью удалить органически связанный азот (включая мочевину) и частично аммиак, тем самым значительно снизив нагрузку на биофильтр. Более того, двухступенчатые колонны с подачей на вторую ступень раствора хитозана (хитозан протонируется аммиаком, а полученный комплекс отделяется в форме пены) позволяют обойтись без биофильтров вовсе. При схеме, включающей биофильтр, конструкция биофильтра не отличается от такового для УЗВ на пресной воде, отличие лишь в составе бактерий на загрузке биофильтра. Обеззараживание воды после её очистки и перед подачей на теплообменные аппараты (для подогрева или охлаждения с целью поддержания оптимальной температуры) наиболее оптимально с помощью озона или пероксида водорода с использованием вихревых смесительных аппаратов и каталитических нейтрализаторов остаточных количеств озона или пероксида водорода. Традиционные способы оксигенации для пресноводных УЗВ менее пригодны для солоноводных, да и подача и частичный отбор воды при организации проточных бассейнов имеют свои особенности. Наиболее оптимальными являются высоконапорные эжекторы с технологией предварительной общей дегазации в зоне низкого давления и последующего субмикронного диспергирования кислорода, что обеспечивает его практически мгновенную растворимость в воде. К тому же, такой способ позволяет лучше контролировать и управлять параметрами процесса, менее материалоёмок и дешев в реализации. И наконец, самая очевидная особенность солоноводных УЗВ — это необходимость автоматического контроля и корректировки содержания соли в воде, а также решения вопроса рекуперации соли в сбрасываемой (3-5%) воде; впрочем, эти задачи вполне типовые для той же промышленной химической технологии и легко реализуемы на практике при создании комплекса УЗВ с соленой водой.

#УЗВ #МорскиеУЗВ #Форель #УКЭОН #Авафермы #РыбноеХозяйство
Влажные корма как способ значительного снижения себестоимости производства форели и клариевого (мраморного) сома

Затраты на корм составляют откол 60% от себестоимости производства рыбы, а в случае выращивания радужной форели эта доля может быть выше. Высокая стоимость корма, обуславливается не только высокой стоимостью его компонентов, но и сложностью и дороговизной оборудования для его производства. Например, корм для интенсивного выращивания форели содержит 40-45% белка, преимущественно морской рыбы и 18-35% жира. Производство такого корма включает влажное экструдирование смеси ингредиентов, последующую сушку гранул и их вакуумную пропитку жиром. При этом требование к ингредиентам смеси для формовки гранул – малое содержание жира (желательно не более 3%) поскольку более высокое содержание жира не позволяет получить механически прочной гранулы корма.

Кроме широко распространённых экструдированных кормов есть еще и мене известные влажные корма, которые имеют существенные преимущества по усваиваемости (кормовые коэффициенты выше), поедаемости их рыбой, лучшей выживаемости в сравнении с сухими кормами. Основным недостатком влажных кормов является малый срок их годности, необходимости хранения при пониженных температурах, а также их стоимость если говорить о готовых кормах, например кормах от BioMar.

Решение задачи снижения издержек на корм до двух и более крат является удешевления корма за счет его производства непосредственно на месте, из готовой кормовой смеси или из кормовой смеси приготовленной самостоятельно. Стоимость получаемого корма может быть кратно ниже покупного, за счет более простого и технологичного способа производства и возможности использования менее дорогих но качественных ингредиентов. Так например, при прочих равных, стоимость рыбной муки (основной и наиболее дорогой компонент корма) с высоким и низким содержанием жира может отличаться до трех крат. При этом недостаток влажного корма в части его малого срока хранения, при производстве для непосредственного скармливания не имеет никакого значения.

Для производства влажных гранул необходим специализированный экструдер пултрузионного типа, его особенность формование из влажной кормовой смеси гранул с их запариванием для придания им требуемых механических свойств и водостойкости. В результате получаются резиноподобные некрошащиеся гранулы в 1,-5-2 раза более стойкие в воде, чем сухие гранулы. Получаемые гранулы в пересчете на сухое вещество могут содержать до 35% жиров, сохраняя свои механические свойства. Особенность технологии формования влажных гранул из кормовой смеси с высоким содержанием жира в один прием с использованием только одного специализированного экструдера без другого оборудования, позволяет обеспечить рыбные хозяйства высококачественным кормом и кратно снизить себестоимость производства.

Более подробная информация может быть получена по запросу.
Вечные СОЖ

Любые СОЖ нуждаются в своей замене вследствие их естественной деградации в процессе эксплуатации. Проведенные исследования и испытания для водосмешиваемых СОЖ позволяют с полной уверенностью говорить о том, что такое утверждение утратило свою справедливость, а новые СОЖ могут служить десятилетиями, не нуждаясь в замене и экономя серьезные денежные средства предприятия на закупку новых СОЖ и утилизацию старых.

Для создания таких продуктов пришлось решить задачи по преодолению ряда технических противоречий в свойствах таких СОЖ нового поколения и разработать эффективную, простую и надежную систему их непрерывной регенерации.

Среди ключевых решенных технических противоречий следующие:

Биостойкость и биоразлагаемость.
С одной стороны, рабочий раствор СОЖ должен обладать сильными биоцидными свойствами, чтобы предотвращать биопоражения. При этом СОЖ должен быть экологически безвредным и биоразлагаемым. Задача была решена за счет формулы СОЖ, когда его рабочий раствор с концентрацией от 3% проявляет выраженные биоцидные свойства. При разбавлении до концентрации менее 1% молекулы полимеров СОЖ претерпевают изменения, переходя в линейную конформацию, что снимает стерические затруднения и запускает процесс ее гидролиза, в результате которого образуются безвредные вещества, легко перерабатываемые различными микроорганизмами, включая почвенные бактерии.
Инертность и стойкость системы в сочетании с отличными смазывающими способностями.
В общем случае эмульсолы обладают лучшими свойствами в сравнении с синтетическими СОЖ. При этом, если говорить о очень длительном периоде эксплуатации СОЖ, для любой эмульсии есть риск ее расслоения и частичного осаждения масляной компоненты. Выход был найден в использовании растворимых макромолекул жидкого полимера, образующих коллоидный раствор, обладающий свойствами микроэмульсии, с той лишь разницей, что вместо капель масла в сплошной фазе (воде) распределены макромолекулы полимера.
Однокомпонентность и многофункциональность.
Пожалуй, это самая сложная задача, которую нужно было решить. Традиционные СОЖ состоят из множества компонентов, которые обеспечивают комплекс свойств рабочего раствора СОЖ (собственно комплекс свойств, определяющих смазывающую способность, протекторные (антикоррозионные) свойства, биостойкость, седиментационную устойчивость, антипенные свойства и др.). Однако при длительной эксплуатации любой многокомпонентный состав будет утрачивать баланс между своими компонентами, что приведет к изменениям в составе и свойствах рабочего раствора СОЖ. Решение этой проблемы было найдено за счет синтеза многофункциональной молекулы жидкого полимера, способной обеспечить все эти свойства.

Даже при полной инертности СОЖ в нее будут попадать внешние загрязнения, начиная от металлической стружки, остатков консервирующей смазки и заканчивая случайными загрязнениями, попадающими в СОЖ при обработке заготовки детали. Непрерывная очистка СОЖ может быть легко осуществлена за счет специального разработанного фильтрующего проточного элемента с низким гидродинамическим сопротивлением, что позволяет его подключить в линию станка (при этом многие станки содержат штатные фильтры, и в таком дополнительном фильтре могут не нуждаться вовсе).

Найденные решения, универсальность (для любых операций и любых металлов: от сталей и титана до магния – отличия лишь в концентрации рабочего раствора) в сочетании с уже готовым производством данных СОЖ (СОЖ серии EON25) позволяют сократить затраты предприятия в части закупки и утилизации СОЖ кратно, платя лишь абонентскую плату за их использование.

Дополнительную информацию можно получить связавшись с компанией-разработчиком.
УЗВ для выращивания мраморного сома и их инженерная оптимизация

Мраморный сом (Clarias gariepinus) в России набирает популярность с 2010-х, особенно в аквакультуре и на фермах УЗВ — с 2020 по 2025 производство выросло в 5–7 раз (до 5–10 тыс. т/год) благодаря простоте разведения, быстрому циклу и спросу на экзотическое мясо без костей и рыбного запаха. Мраморный сом пока во многом нишевой продукт, но его рынок растёт на 20–30% ежегодно за счёт кулинарных трендов и импортозамещения. В России на ноябрь 2025 закупочная цена на мраморного сома (Clarias gariepinus, живой, навеска 1–1,5 кг) в 2–2,5 раза ниже стоимости лидера рынка (среди выращиваемой рыбы) форели, но в малых объемах выращивание сома выгоднее: цикл короче (6–8 месяцев до 1–1,5 кг против 12–18 месяцев для форели), а окупаемость заметно быстрее, чем у форели.

УЗВ (установки замкнутого водоснабжения) для выращивания мраморного (клариевого) сома существенно проще, чем для выращивания форели ввиду заметно меньших требований сома к качеству воды и его способности дышать атмосферным воздухом. Поскольку оптимальные характеристики воды для выращивания сома достаточно легко достижимы, то номенклатура пригодных инженерных решений для обеспечения этих показателей достаточно широка, а значит, есть возможность провести оптимизацию таких решений по параметру минимальной их стоимости реализации (показатели CAPEX и OPEX). Тем более это интересно, что, судя по существующим предложениям на рынке России, никто этого не делал, реализуя одни и те же решения для УЗВ всех типов.

Оптимальные условия для выращивания мраморного сома следующие:
- Плотность посадки: до 300–500 кг/м³;
- Предпочтительный тип бассейна: круглый или прямоугольный с закруглением углов радиусом не менее 0,6 м;
-Глубина бассейна: 1 – 1,5 м;
-Объём бассейна: 5 – 20 м³ (хотя с меньшей скоростью роста сом будет расти и в бассейнах ёмкостью немногим более 1 м³);
-Концентрация аммиака, не более: <0,02 мг/л;
- Концентрация нитритов, не более: 0,1 мг/л;
- Концентрация кислорода, не менее: 5 мг/л (при 25°C) и 7 мг/л (при 32°C);
- Концентрация углекислого газа в воде, не более: 10 мг/л;
- Диапазон кислотности воды в бассейне (рН): 6,5-8;
- Оптимальный способ стерилизации воды в процессе рециркуляции: УФ-излучение;
- Температура выращивания: 25-32°C (желательны суточные колебания около оптимума 29-30°C с диапазоном колебаний значений температур до 2 градусов и понижением температуры в ночное время);
- Скорость течения воды: минимально возможная для решения задач рециркуляции, но не более 0,12 м/с (допустимо до 3 м/с, но это уже заметно приводит к снижению скорости роста); Подмена воды в процессе рециркуляции (или эквивалентный объём воды на нормализацию): 5–8% в сутки от объема бассейна (максимальный для мальков и минимальный для взрослой рыбы).


Ключевое решение, полученное при оптимизации конструкции УЗВ для выращивания мраморного сома, является система очистки с интеграционной компоновкой, объединяющая процессы механической фильтрации, удаления микрозвесей и растворённых веществ, и биофильтрами. Разработанная конструкция на базе пеноотделительной колонны оказалась втрое более компактной, чем отдельные элементы по отдельности. Такая интегрированная конструкция оказалась более простой в обслуживании и надежной (нет механических подвижных частей, в отличие от тех же барабанных фильтров). После очистки вода подвергается УФ-стерилизации типовыми проточными УФ-стерилизаторами, при этом содержание патогенов в воде после её прохождения через интегрированную систему очистки существенно ниже, а значит, интенсивность УФ может быть снижена.
Отдельно следует сказать о возможности полного цикла с восстановлением воды при её частичной подмене. Частичная подмена воды — это 5-7% от объема воды в бассейне ежесуточно (а в коммерчески доступных наиболее распространённых в России УЗВ без оптимизации системы очистки — до 10%) в ряде случаев, если её стоимость невелика, как и стоимость стока, является вполне приемлемым решением. Одновременно с этим, часто такая подмена воды создаёт существенное увеличение себестоимости выращивания сома, ввиду дороговизны воды и стоимости её сброса. В этом случае разработанная система регенерации подменяемой воды позволяет работать полностью по замкнутому циклу, используя воду только для подпитки взамен испарившейся.

Благодаря проведённой работе УЗВ для выращивания клариевого (мраморного) сома позволяют одновременно повысить эффективность и интенсивность выращивания сома и одновременно снизить удельные капитальные затраты (затраты, отнесённые к массе выращенной рыбы в единицу времени) на величину до 30%, а также снизить операционные затраты за счёт снижения энергозатрат на очистку воды вдвое и минимизации обслуживания самой системы.

Более подробная информация может быть получена по запросу у компании-разработчика.
Функциональные пептиды, полученные управляемым гидролизом белка, как более доступная замена пептидам, синтезированным из индивидуальных аминокислот.

Три года назад, при испытаниях различных гидролизатов в кормах для аквакультуры и птицы, были получены сильно отличающиеся друг от друга результаты для формально одного и того же испытуемого гидролизата белка. Объяснение полученных результатов было найдено в отличии пептидных составов гидролизатов белка при общем равенстве аминокислотного профиля.

Пептиды — это короткие последовательности аминокислот, соединённых между собой амидными (пептидными) связями. В организме пептиды играют роль сигнальных молекул, регулируя биохимические процессы, включая гормональную активность и иммунный ответ, отвечают за скорость роста и скорость регенерации ткани. Кроме того, пептиды обладают антиоксидантной и антимикробной активностью. Как правило, пептиды синтезируют путём последовательного синтеза из отдельных кислот, что определяет их дороговизну и ограничивает их область применения в космецевтических и фармацевтических препаратах.


Документацией на коммерчески доступные белковые гидролизаты не регламентируется содержание отдельных пептидов, а в технологии получения таких гидролизатов не предусмотрены механизмы управления процессом гидролиза с целью получения пептидов с требуемой последовательностью аминокислот.

Проведённые исследования позволили создать базовую технологию управляемого гидролиза белков с получением гидролизатов с высокой долей целевых пептидов, обладающих наибольшей активностью в организме животных и человека.

Разработанная технология является гибридной и включает процессы гетерофазного кислотного и ферментативного гидролиза. Получаемый продукт — стабильный водный раствор пептидов, который может быть использован как есть (основная область применения в кормах и косметике в качестве активного агента) или подвергнут модификации путём подмены растворителя и/или прививки гидрофильных молекулярных групп с получением соответствующих пальмитатов (более актуально при использовании гидролизата в составе косметических препаратов). Получаемые продукты по разработанной технологии по сути являются пептидными продуктами, а не гидролизатами, используемыми в качестве питательных легко усвояемых компонентов. Их области применения те же, что и у пептидов, полученных синтезом из индивидуальных аминокислот, но они менее дороги, что в сочетании с малой дозировкой их раствора (единицы и доли процента) делает их использование экономически оправданным не только в области космецевтических средств, но и кормов, в т. ч. кормов для аквакультуры.

В качестве примера продукта, получаемого по разработанной технологии управляемого гидролиза белков, можно привести свойства пептидного продукта, полученного из белка черной львинки (Hermetia illucens) и содержащего до 37% от сухого вещества антимикробных пептидов (Cecropin A-like, attacins и diptericins), способных подавлять рост как грамположительных бактерий, включая такую «сложную» бактерию, как Staphylococcus aureus, так и грамотрицательных бактерий, например, Escherichia coli. В пептидном продукте также высока доля имуномодулирующих пептидов, представленных фрагментами PGRPs (peptidoglycan recognition proteins) и GNBPs (gram-negative bacteria binding proteins), и способных активировать синтез цитокинов иммунными клетками. Функциональные низкомолекулярные пептиды характеризуются наименьшим содержанием (около 5,5% от общего количества пептидов), но наибольшей важностью (относительно других компонентов). Это широкий класс пептидов с 2-8 аминокислотами в своём составе, способных ускорять процессы роста (в аспекте использования для кормов) и регенерации (в случае применения в составе косметических препаратов, в том числе антивозрастных).

Применение созданной технологии в сочетании с различными источниками белка позволяет получить широкий спектр высокоактивных смесей пептидов, не уступающих синтетическим продуктам по своей активности, но при этом существенно ниже по стоимости, а значит, имеющих значительно более широкую сферу применения.
Регенерация отработанных пищевых растительных масел

Наиболее частым способом утилизации пищевых отработанных растительных масел (ОРМ) является их перевод в биодизельное топливо, к слову сказать не самый экономически оправданный способ, особенно сейчас в России ввиду дороговизны такого дизельного топлива в сравнении с нефтяным и практической невозможностью его продажи на экспорт. Вместе с тем, деградация растительного масла после его использования, например, фритюрного масла, не столь велика. Продукты распада могут быть легко отделены и переработаны в то же упомянутое биодизельное топливо или базовые масла 5-й группы по API, в то время как основной объем масла после соответствующей очистки будет эквивалентен исходному маслу по жирокислотному профилю, пероксидному и кислотному числам и может быть использован повторно.

Регенерация ОРМ, процесс, по достижению своей конечной цели, схож с процессом рафинирование масла и состоит в отделении всего лишнего, отличного от триглицеридов жирных кислот. В процессе регенерации удаляются примеси, окислы и загрязнители образовавшиеся в процессе использования масла из-за его окисления, гидролиза и термодеструкции.
Удаление взвесей и твердых загрязнителей вряд ли интересно для описания и легко решается типовыми процессами отставания, фильтрации или центрифугирования, часто совмещенными с процессами коагуляции.

Удаление растворенных загрязняющих веществ, в промышленных зарубежных установках, осуществляется с помощью экстракции жидким пропаном, и хотя такой способ вполне эффективен и безопасен (пропан не токсичен и полностью улетучивается из очищенного продукта) его реализация на малых установках имеет высокую стоимость и не всегда оказывается приемлемым.
Разработанная компанией новая технология лишена подобного недостатка и в отличие от ряда других решений является полностью безотходной без образования сточных вод и побочных продуктов с низкой марженальностью. Суть технологи фильтрация через хемосорбционную полимерную мембрану или хемасорбционную колонну, в результате чего практически нацело отделяются все продукты распада триглицеридов, обладающих существенно более высокой полярностью.

Продуктом разделения ОРМ является целевой продукт – восстановленное масло (80-96%), по своим свойствам пригодное для повторного применения или для использования в кормах, а так же в технических целях, жирные кислоты, глицерин и не полные (ди-, моно-) глицериды (суммарно 2-18%), а также смоляная часть (продукты конденсации альдегидов, в частности акролеина – как правило, не более 2%).
Созданная технология во многом решает проблему переработки ОРМ, в отличие от распространённых на сегодня способов обращения с подобного рода продуктами.
Малая электрогенерация – решение с оптимизацией по капитальным затратам

В ряде случаев возникает задача генерации недорогой электроэнергии при условии доступного источника недорогого бросового топлива, например, древесных опилок на лесопильных цехах. При этом частым требованием к решению такой задачи является выполнение требования минимизации капитальных затрат на электростанцию, даже с учетом приемлемого падения КПД электрогенерации (22-27%, это меньше, чем у дизельных двигателей, но вполне сопоставимо с бензиновыми и турбинами малой мощности). Учитывая условие малой стоимости топлива, решение поставленной задачи становится экономически оправданным, особенно в случае, когда еще есть внутреннее потребление тепла на технологические цели, поскольку КПД в режиме когенерации вполне может быть равным 85-96%.

Все ранее известные решения не являются решением поставленной задачи, поскольку в большинстве случаев для малых мощностей в диапазоне 50-500 кВт их стоимость существенно выше, чем просто ГПУ, а при чрезмерном упрощении КПД электрической генерации падает до тех значений, когда постройка такой электростанции нецелесообразной по технико-экономическим соображениям.
Разработанное решение основано на применении ранее разработанного (2018 г.) в НИИЭПФ радиального двигателя с эффектом экранного слоя и по типу конструкции, относящегося к радиально-пластинчатым машинам. Двигатель может работать на давлениях даже менее 10 атм, сохраняя хороший КПД на валу. Другим важным преимуществом двигателя является его частота оборотов – 1500 мин-1, что идеально для применения типовых альтернаторов и большой ресурс непрерывной работы (годы или даже десятилетия) без какого-либо обслуживания.

Разработанная схема электростанции включает два радиальнолопастных аппарата, расположенных на одном валу вместе с альтернатором. В качестве рабочего газа используется воздух, без системы градирен и охлаждения. Упрощенно, работа электростанции может быть описана следующим образом. Радиальнолопастной аппарат (лопастная турбина) приводит во вращение вал, на котором размещен альтернатор, вырабатывающий электроэнергию, и второй радиальнолопастной аппарат, работающий в режиме компрессора и сжимающий холодный воздух. Сжатый воздух поступает в камеру нагрева, отапливаемую топочными газами, в результате чего происходит его изобарическое расширение с увеличением объема. Расширенный горячий воздух поступает на первый радиальнолопастной аппарат, работающий в режиме турбины и приводящий в действие питающий его компрессор и альтернатор. Отработанный воздух сбрасывается в атмосферу или используется в качестве сушильного агента, или его тепло рекуперируется для нагрева жидкого теплоносителя, например, термомасла или горячей воды.

Электростанции по разработанной схеме включают более чем проверенные и отработанные инженерные решения, обладают относительно небольшой стоимостью (на уровне хороших ГПУ), длительным сроком службы и периодичностью обслуживания. Таким образом, они могут получить достаточно широкое распространение во всех тех случаях, когда необходима генерация дешёвой электроэнергии при наличии источника бросового или недорогого топлива.