ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ САПРОПЕЛЕВОГО УДОБРЕНИЯ В УСЛОВИЯХ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

Получение сапропелевого удобрения является многостадийным процессом, что требует учета влияния различных параметров на выход конечного продукта. В связи с этим возникла необходимость оптимизировать режимы получения сапропелевого продукта из донных отложений эвтрофных озер. С применением ультрозвукового воздействия в технологии получения сапропеля, заключающегося в экстрагировании донных отложений водой, разделении, фильтрации и концентрировании готового продукта. Проведен анализ влияния продолжительности экстракции, скорости перемешивания, температуры и массового соотношения фаз донной суспензии на концентрацию раствора. Доказано, что применение ультразвуковой кавитации на стадии экстрагирования увеличивает выход сапропелевого продукта в 1.7. раза. Выведенные математические модели процессов получения сапропелевого продукта при квитанционном воздействии и в отсутствии его позволяют определить оптимальные входные параметры для обеспечения максимального выхода сапропелевого продукта. С практической точки зрения это положительно повлияет на качество полученного инновационного экологически чистого сапропелевого удобрения. В свою очередь это проявится в большей эффективности предпосевной обработке семян, посредством увеличения качественных и количественных свойств питательных элементов, содержащихся в сапропелевом удобрении. Что впоследствии отразится на более высокой урожайности сельскохозяйственных культур.

1. Deryagina, M.S. & Konyukhova, O.M. (2023). Determination of Humic Acid Content in Sapropel. BIO Web of Conferences. 57. http://dx.doi.org/10.1051/bioconf/20235706002

2. Pavlovska, I.; Klavina, A.; Auce, A.; Vanadzins, I.; Silova, A.; Komarovska, L.; Silamikele, B.; Dobkevica, L.; Paegle, L. Assessment of sapropel use for pharmaceutical products according to legislation, pollution parameters, and concentration of biologically active substances. Sci. Rep. 2020, 10, 21527. https://doi.org/10.1038/s41598-020-78498-6

3. Khilchevskyi, V.;Ilyin, L.; Pasichnyk, M.; Zabokrytska, M.; Ilyina, O. (2022). Hydrography, hydrochemistry and composition of sapropel of Shatsk Lakes. Journal of Water and Land Development. 54 (VII-IX). 184-193. http://dx.doi.org/10.24425/jwld.2022.141571

4. Hadartsev, A.; Platonov, V.; Fridzon, K. Chemical composition and biological activity of sapropel in the Orenburg region (V. Sol-Iletsk), genetic link with the composition of the sapropel formers. J of New Med. Technologies. eJournal. 2014, 8. 1-8. http://dx.doi.org/10.12737/5040

5. Дмитриев П.С., Островной К.А. *, Фомин И.А., Зубань И.А. Особенности химического состава и получения сапропеля эвтрофных озер Северо-Казахстанской области. Вестник Университета Шакарим. 2024, №2 (14) 2024, 519-527. DOI: 10.53360/2788-7995-2024-2(14)-62

6. Дмитриев П.С., Фомин И.А., Зубань И.А., Островной К.А. «Способ получения сапропелевого продукта для предпосевной обработки семян овощных культур» РГП «Национальный институт интеллектуальной собственности». Патент № 8929. (21) 2023/1145.2 (22) 18.11.2023 (45) 22.11.2024 (54) www.kazpatent.kz. «Государственный реестр полезных моделей Республики Казахстан»

7. Dmitriyev,P.; Fomin, I.; Ismagulova, S.; Berdenov, Z.; Zuban, I.; Ostrovnoy, K.; Golodova, I. Study of the Possibility of Using the Bottom Organomineral Accumulations of the Lakes of the North Kazakhstan Region to Obtain Innovative Fertilizers for the Development of Organic Farming and Agrotourism, Sustainability 2023, 15, 8999. https://doi.org/10.3390/su15118999

8. Федоткин, И.М. Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в промышленности. Ч. II / И.М. Федоткин, И.С. Гулый. – Киев: ОКО, 2000. – 898 с.

9. Витенько, Т.Н. Массообмен при растворении твердых тел с использованием гидродинамических кавитационных устройств // Теор. основы хим. технологии. – 2006. – Т. 40, № 6. – С. 639 – 644.

10. Промтов, М.А. Пульсационные аппараты роторного типа: теория и практика / М.А. Промтов. – М.: Машиностроение - 1, - 2001. – 260 с.

11. Розенберг Л.Д. Физические основы ультразвуковой технологии» / Л.Д. Розенберг. – М.: Наука, 1969. – 689 с.

12. Нигматов А. Н., Назарова Г. Н. Математическое моделирование в экологии // Евразийский Союз Ученых. 2018. №3-2 (48). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/matematicheskoe-modelirovanie-v-ekologii (дата обращения: 20.11.2024)

13. Шемелова О. В. Математическое моделирование в процессах химической технологии // Бюллетень науки и практики. 2018. №12. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/matematicheskoe-modelirovanie-v-protsessah-himicheskoy-tehnologii (дата обращения: 20.11.2024)

14. Ханбердиева Б., Алланазарова Г., Сатдыев Б. Математические модели в химической инжененрии: передовые технологии и применение // Вестник науки. 2024. №4 (73). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/matematicheskie-modeli-v-himicheskoy-inzhenerii-peredovye-tehnologii-i-primenenie (дата обращения: 20.11.2024)

15. Гумеров, А. М. Математическое моделирование химико-технологических процессов: учебное пособие / А. М. Гумеров. - 2-е изд., перераб. - Санкт-Петербург: Лань, 2014. -176 с. - ISBN 978-5-8114-1533-5. - Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/41014 (дата обращения: 20.11.2024). - Режим доступа: для авториз. пользователей

16. Ахтямов Э.К., Шаммазов А. М., Гусейнова С.Н., Шемяков А. О. Математическое моделирование в химико-технологических процессах и подготовке инженеров: история и современность // История и педагогика естествознания. 2021. №1-2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/matematicheskoe-modelirovanie-v-himiko-tehnologicheskih-protsessah-i-podgotovke-inzhenerov-istoriya-i-sovremennost

17. Dmitriyev, P.; Fomin, I.; Ismagulova, S.; Berdenov, Z.; Zuban,

18. I.; Ostrovnoy, K.; Jemaledinova, I.; Golodova, I. Effect of the use of sapropel extract on biometric indicators and yield of beetroot (Beta vulgaris L.) in the conditions of the North Kazakhstan region. Sustainability 2024, 16, (14), 6192. https://doi.org/10.3390/su16146192

19. Dmitriyev, P.; Bykov, A.; Zuban, I.; Fomin, I.; Ismagulova, S.; Ostrovnoy, K.; Jemaledinova, I. The Possibility of Environmentally Sustainable Yield and Quality Management of Spring Wheat (Triticum aestivum L.) of the Cornetto Variety When Using Sapropel Extract. Sustainability 2024, 16, 9870. https://doi.org/10.3390/su16229870