АВТОМАТИЗАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)
В статье представлен метод классификации гемодинамически значимых аритмий (ГЗА) на основе параметров электрокардиограммы (ЭКГ) без использования дополнительных визуализирующих диагностических методов. Были выделены ключевые признаки, такие как длительность комплекса QRS, интервалы RR и частота сердечных сокращений (ЧСС). Классификация аритмий выполнена на основе данных базы MIT-BIH Arrhythmia Database. Разработаны визуализации и логическая схема для автоматического определения ГЗА. Цель исследования – разработка и валидация алгоритма классификации гемодинамически значимых аритмий, основанного исключительно на электрокардиографических признаках. Предлагаемая методика опирается на ранее опубликованные исследования, посвящённые использованию ЭКГпризнаков в диагностике аритмий, и направлена на повышение доступности диагностики в условиях ограниченных ресурсов. Основная цель работы заключается в расширении доступности диагностики сердечных аритмий посредством интерпретируемых инженерных решений.
В статье рассматривается трёхконтурная каскадная система автоматического регулирования уровня воды в паровом котле с использованием адаптивной настройки коэффициентов PID-регулятора. Особенностью предлагаемой системы является использование нечеткой логики для адаптивной коррекции параметров регуляторов, что обеспечивает устойчивую и надёжную работу теплоэнергетического оборудования при различных внешних и внутренних возмущениях. Разработанная структура управления включает три взаимосвязанных контура: регулирование уровня воды через расход питательной воды, регулирование через расход пара и регулирование расхода пара через подачу топлива. Применение моделей второго порядка с учётом теплофизических характеристик позволяет повысить точность управления и снизить энергетические потери. Система адаптивной настройки обеспечивает автоматическую подстройку коэффициентов PID-регулятора в зависимости от текущего состояния объекта управления. Показано, что адаптивная система эффективно компенсирует нестационарные колебания уровня воды, вызванные особенностями двухфазной среды и переходными режимами, повышая надёжность и устойчивость теплотехнического процесса. Результаты численного моделирования и анализа подтверждают эффективность предложенного подхода в условиях изменяющихся характеристик объекта, шумов, запаздываний и ограниченной информации о параметрах среды, что особенно важно для сложных многосвязных систем.
В статье представлен сравнительный анализ нейросетевых архитектур LSTM, BiLSTM и RuBERT, применяемых для автоматической классификации студенческих отзывов. Особое внимание уделено задачам предобработки данных, ручной разметки с учётом эмоциональной окраски и тематических аспектов, а также оценке надёжности корпуса с использованием коэффициента согласия Cohen’s kappa (0,82). Экспериментальные результаты показали, что RuBERT обеспечивает наивысшие значения Accuracy (0,87) и F1-score (0,85), что статистически подтверждено результатами t-теста. В то же время BiLSTM продемонстрировала более высокую эффективность по сравнению с LSTM благодаря учёту контекста в обеих направлениях. Проведённый анализ ошибок показал, что рекуррентные модели чаще всего путают нейтральные и отрицательные отзывы, а трансформерная архитектура лучше справляется с обработкой двусмысленных формулировок и скрытых эмоциональных оттенков. Практическая значимость исследования заключается в возможности интеграции разработанного подхода в системы LMS и цифровые образовательные платформы для автоматизации анализа обратной связи студентов. В качестве перспективных направлений обозначены расширение корпуса за счёт казахоязычных текстов и использование современных моделей семейства Transformer (RoBERTa, DeBERTa, ChatGLM).
Статья посвящена сравнительному анализу двух основных протоколов маршрутизации - OSPF (Open Shortest Path First) и BGP (Border Gateway Protocol) в мультиуровневых сетевых архитектурах. В ходе работы были проведены тесты с использованием Cisco Packet Tracer для анализа реальной производительности обоих протоколов. Были рассмотрены такие аспекты, как время установления соединения, скорость конвергенции, нагрузка на ресурсы и гибкость политики маршрутизации.
Результаты тестов показали, что OSPF характеризуется быстрой установкой соединения и конвергенцией, что делает его предпочтительным для использования внутри автономной системы, где важны высокая доступность и минимальное время отклика. В то же время, протокол BGP, несмотря на более медленное время установления соединения и конвергенции, демонстрирует значительно большую масштабируемость и гибкость в настройке политик маршрутизации, что делает его оптимальным выбором для межсетевого взаимодействия и глобальных сетей.
Исследование также рассмотрело вопросы устойчивости протоколов к петлям, а также их нагрузки на процессор и память, подчеркнув, что BGP требует меньших ресурсов, что делает его более эффективным в масштабируемых и высоконагруженных сетевых средах.
Представленные результаты могут служить полезным ориентиром для сетевых инженеров и администраторов при выборе подходящего протокола маршрутизации в зависимости от требований конкретной сети и её архитектуры.
В условиях стремительного роста масштабов дезинформации, когнитивных манипуляций и координированных информационных кампаний в цифровых медиа возникает необходимость разработки интеллектуальных методов для выявления и анализа информационных операций. В данной работе предлагается концептуальная модель, интегрирующая мультиязычный аннотированный корпус, онтологическую базу знаний и семантический граф знаний для систематического исследования механизмов информационного воздействия.
Методология исследования включает построение специализированного корпуса, сформированного из сообщений, собранных с Telegram-каналов, новостных порталов и социальных сетей. Данные проходят многоуровневую аннотацию с использованием платформы Label Studio, где эксперты вручную размечают ключевые сущности, включая военные термины, целевые аудитории, источники, акторов и эмоциональные оценки. Аннотированный корпус семантически согласуется с онтологией предметной области, формализованной в OWL и обогащённой военным тезаурусом MIL_TERM, что обеспечивает согласованность терминологии и поддержку многоязычной аналитики.
Онтологическая модель преобразуется в RDF-граф знаний, отражающий взаимосвязи между сущностями, событиями, тактиками и нарративами. Для выявления скрытых закономерностей применяются SWRL-правила, а разработанные SPARQL-запросы позволяют извлекать сложные аналитические паттерны, включая цепочки «актор – тактика – нарратив – аудитория». Предложенный подход формирует основу для комплексного анализа информационных потоков, раннего выявления угроз и построения аналитических сценариев, что делает его применимым для исследования и мониторинга информационных операций в мультиязычных цифровых средах.
Коронарная болезнь сердца остаётся одной из основных причин смертности и инвалидизации в мире. Своевременная диагностика позволяет снизить частоту осложнений и уменьшить нагрузку на систему здравоохранения. Однако традиционные методы остаются дорогими, инвазивными и ограниченно доступными. Недавние исследования подтверждают перспективность применения методов машинного обучения в клинической практике. В этой связи возникает вопрос: можно ли достоверно прогнозировать наличие заболевания, используя только клинико-демографические данные, без визуализационных методов?
Целью данной работы было оценить точность и практическую ценность таких моделей. На объединённом протоколе данных UCI Heart Disease (n = 920) был обучен алгоритм LightGBM, который показал следующие результаты: accuracy = 0.8696, precision = 0.8679, recall = 0.9020, F1-score = 0.8846. Полученные данные дополняют результаты предыдущих исследований, основанных на визуализации.
Исследование включало сравнение нескольких алгоритмов при единых условиях предварительной обработки и валидации, проверку калибровки вероятностей и интерпретацию с помощью метода SHAP. Анализ показал, что ключевые предикторы (например, депрессия STсегмента) согласуются с клиническими знаниями. Это подтверждает возможность применения модели для первичного скрининга и направления на дополнительную диагностику. В целом, калиброванные и интерпретируемые алгоритмы на основе открытых клинических данных могут стать ценным инструментом маршрутизации пациентов в условиях ограниченных ресурсов.
Статья посвящена оценке влияния цифровизации на образовательную практику и профессиональную деятельность педагогов. Целью исследования являлся анализ первичных данных, собранных от педагогического сообщества, для выявления текущего уровня цифровых компетенций, характера использования цифровых инструментов и технологий искусственного интеллекта (ИИ), а также их влияния на учебный процесс и результаты обучающихся. Методология исследования включала количественно-качественный опрос 832 педагогических работников различных образовательных организаций, осуществленный посредством онлайн-анкетирования. Сбор данных охватывал демографические характеристики респондентов, частоту применения цифровых инструментов (MS Office, Kahoot) и ИИ (ChatGPT, Gemini), использование цифровых технологий на занятиях (интерактивное тестирование, AR), субъективную оценку их влияния на мотивацию и успеваемость обучающихся, а также потребности в повышении квалификации.
Результаты исследования выявили активное внедрение цифровых инструментов, с лидирующим использованием MS Office и растущей популярностью ИИ-инструментов. Педагоги отмечают значительное повышение заинтересованности обучающихся (84,6%) и улучшение восприятия материала благодаря цифровизации. При этом, несмотря на общую позитивную динамику, 4,4% респондентов указали на негативные аспекты, такие как снижение восприятия или временные затраты. Выявлен высокий интерес педагогов к освоению интерактивных заданий, ARтехнологий и ИИ, что подтверждает запрос на дальнейшее профессиональное развитие. Полученные данные предоставляют эмпирическую основу для разработки целевых программ повышения квалификации и оптимизации стратегий интеграции цифровых технологий в образовательную среду.
В современную эпоху, когда быстрая трансформация ландшафтов знаний требует адаптивных механизмов обучения, интеграция искусственного интеллекта в образование больше не является футуристическим видением, а необходимостью. В этой статье представлена сложная интеллектуальная система, предназначенная для мониторинга, анализа и оптимизации приобретения компетенций на протяжении всего процесса обучения. Построенная на архитектуре нейронной сети, дополненной онтологическим моделированием и теоретико-множественными принципами, эта система обеспечивает структурированную, но гибкую основу для непрерывного совершенствования обучения. Используя методологию Six Sigma DMAIC (Определение-измерение-Анализ-Улучшение-контроль), предлагаемая модель систематически совершенствует образовательные траектории посредством анализа на основе данных и итеративных улучшений, обеспечивая точное соответствие отраслевым и институциональным требованиям.
В статье представлен сравнительный анализ традиционных методов аудита систем управления информационной безопасностью (СУИБ) в Казахстане и других странах. В статье рассматриваются ключевые подходы, используемые в процессе аудита, включая такие международные стандарты, как ISO/IEC 27001 (Международная организация по стандартизации/Международная электротехническая комиссия), NIST (Национальный институт стандартов и технологий), GDPR (Общий регламент по защите данных), и их адаптация в различных юрисдикциях. Особое внимание уделено преимуществам и недостаткам каждого метода, а также степени зрелости систем управления информационной безопасностью в разных странах. Проанализировано современное состояние информационной безопасности в Казахстане, включая нормативную базу и практическое применение механизмов аудита в государственных и частных организациях. Выделены основные проблемы и вызовы, с которыми сталкиваются организации при обеспечении кибербезопасности, такие как недостаточная квалификация специалистов, проблемы с внедрением современных технологий и стандартов, а также отсутствие межведомственной координации. Также рассматриваются перспективы совершенствования методов аудита СУИБ с учетом мирового опыта и предлагаются пути повышения эффективности аудита и совершенствования национальных практик в области информационной безопасности.
Результаты исследования могут быть полезны специалистам по информационной безопасности, аудиторам, исследователям, а также организациям, занимающимся управлением рисками и защитой данных в условиях современной цифровой трансформации.
В данной статье рассматривается влияние уровня образования на академическую успеваемость студентов бакалавриата, магистратуры и докторантуры. Для анализа различий между группами были использованы дисперсионный анализ (ANOVA) и апостериорный тест Тьюки, которые выявили статистически значимые различия. Результаты показали, что магистранты, особенно обучающиеся по специализированным программам, а также докторанты имеют более высокие средние оценки по сравнению со студентами бакалавриата. Данное преимущество объясняется развитой исследовательской ориентацией, большей самостоятельностью в обучении и навыками саморегуляции. Вместе с тем выявлено, что сложность учебных дисциплин является важным фактором, определяющим академические результаты. Технические курсы, такие как «Машинное обучение» и «Программирование микроконтроллеров», характеризовались низкими средними баллами, тогда как предметы, связанные с базами данных и интернет-технологиями, отличались высокими результатами. Полученные выводы имеют практическую значимость для университетов, так как позволяют пересмотреть структуру учебных планов, адаптировать методы преподавания и разработать персонализированные подходы, направленные на повышение эффективности и конкурентоспособности высшего образования.
Глубокое обучение на медицинских изображениях обычно затруднено ограниченным доступом к данным и сильным дисбалансом классов, что снижает эффективность традиционных алгоритмов машинного обучения. Генеративные состязательные сети (GAN) могут использоваться для решения таких проблем путем создания реалистичных синтетических изображений, дополняющих обучающие выборки. В данном исследовании мы сравниваем две передовые архитектуры GAN, StyleGAN2 и StyleGAN3, на основе двух общедоступных наборов данных изображений молочной железы: BUSI (ультразвук, 210 случаев злокачественных опухолей) и CBIS-DDSM (маммография, 509 случаев злокачественных опухолей). Оценка проводилась с использованием метрик FID и KID. На BUSI StyleGAN3 при 1000 эпохах достиг FID = 140.7 и KID = 0.06, тогда как StyleGAN2 показал FID = 259.7 и KID = 0.25. На CBIS-DDSM StyleGAN3 достиг FID = 90.6 и KID = 0.06, а StyleGAN2 – FID = 124.8 и KID = 0.10. Эти результаты демонстрируют, что StyleGAN3 имеет тенденцию синтезировать более реалистичные и разнообразные изображения в условиях ограниченных данных, но при этом требует большего времени обучения, тогда как StyleGAN2 обеспечивает сопоставимое качество при меньших вычислительных затратах. Результаты указывают на потенциал генерации медицинских изображений и компромисс между качеством и эффективностью для задач аугментации данных при улучшении изображений молочной железы.
Настоящая статья посвящена разработке и всестороннему анализу каскадной модели формирования цифровых компетенций (ЦК) педагогов, отвечающей на актуальные вызовы, обусловленные глобальной цифровой трансформацией и национальной стратегией развития образования в Республике Казахстан. Модель концептуально структурирована на три взаимосвязанных этапа: первый – это систематизированный процесс формирования ЦК, включающий мотивационно-целевой, методологический, содержательно-технологический и регулятивно-результативный блоки; второй – непосредственное применение сформированных ЦК в повседневной педагогической деятельности; и третий – оценка влияния этих компетенций на академические результаты обучающихся.
В работе проводится анализ каждого этапа модели, описываются принципы, цифровая экосреда, методы и средства обучения, а также система оценки. Особое внимание уделяется контексту цифровизации в Казахстане, подчеркивается критическая важность приобретения педагогами актуальных цифровых навыков в свете государственных программ и нормативных документов. Для подтверждения практической значимости модели представлены результаты первого этапа масштабного эмпирического исследования, охватившего 1352 учителя. Данный опрос убедительно продемонстрировал высокую заинтересованность педагогического сообщества в освоении интерактивных форматов уроков и внедрении технологий дополненной реальности (AR) и генеративного искусственного интеллекта (GenAI). В статье также проводится сопоставление предложенной модели с релевантными зарубежными и отечественными научными изысканиями в области цифровой педагогики, выявляются общие тенденции и специфические вызовы. Обсуждаются результаты первого этапа опроса, их импликации для дальнейшей адаптации и совершенствования модели. Обозначаются перспективы дальнейших исследований, включая второй этап опроса, который будет проведен после обучающего модуля, направленного на развитие интерактивных форм обучения и работы с AR-технологиями. Таким образом, статья представляет собой вклад в развитие теоретико-методологических основ формирования ЦК педагогов и их практической реализации в условиях цифровой образовательной среды.
Цифровая трансформация в высшем образовании представляет собой стратегический и комплексный сдвиг, выходящий за рамки простой технологической модернизации и охватывающий институциональные структуры, управленческие практики и педагогические подходы. В данной исследовательской работе мы рассмотрим эволюцию цифровой трансформации в Казахстане, в частности, от информатизации и оцифровки до полноценной трансформации посредством системного анализа 44 публикаций (в том числе 23 исследования). Полученные результаты представляют собой структурную модель цифровой трансформации университетов, при этом цифровая трансформация объединяет три аспекта: стратегическое управление и институциональные процессы, технологические экосистемы и педагогические инновации, а также развитие человеческого капитала. Эта модель служит основой для сокращения цифрового разрыва, повышения институциональной эффективности и конкурентоспособности.
Целостность и безопасность трубопровода критически важны для транспортировки воды, нефти и газа, однако традиционные методы контроля требуют значительных ресурсов и подвержены ошибкам, что задерживает выявление дефектов и повышает риски. Современные технологии мониторинга нуждаются в улучшении для повышения эффективности диагностики и снижения затрат. Целью данной работы является создание автономной роботизированной системы, способной обнаруживать, локализовать и классифицировать проблемы внутри трубы, используя сложные методы визуализации и алгоритмы искусственного интеллекта. Для достижения этой цели использовались многомодальные датчики повышения точности (камеры RGB высокого разрешения, ультразвуковые и инфракрасные датчики) с методами обработки данных, такими как детектор краев Canny и алгоритм кластеризации DBSCAN. Практическое применение данной работы очень полезно для целостности и безопасности критически важных трубопроводных инфраструктур, транспортирующих воду, нефть, газ. Исследовательские подходы включают создание модульной роботизированной платформы для автономной навигации, создание синтетических данных для обучения глубоких нейронных сетей и экспериментальную проверку на трубопроводах из различных материалов и размеров. Экспериментальные результаты показывают, что система значительно превосходит существующие подходы, снижая время на обнаружение дефектов, что делает ее ценным инструментом для профилактического обслуживания, соблюдения нормативных требований и повышения безопасности трубопроводов.
Исследование сфокусировано на применении методов машинного обучения и статистического моделирования временных рядов к историческим данным добычи природного газа в Казахстане (2000-2024 годы) для построения надёжной прогностической модели добычи газа. В рамках работы рассмотрены и сопоставлены модели ARIMA, Holt-Winters, линейная регрессия с лаговыми переменными, Random Forest и градиентный бустинг. Точность моделей оценивалась с использованием стандартных метрик MAE, RMSE и коэффициента детерминации R². По результатам сравнения выявлено, что метод экспоненциального сглаживания Holt-Winters обеспечивает наивысшую точность прогноза среди всех тестируемых подходов. Данная модель выбрана для получения прогноза объёмов добычи газа на 2025-2027 годы. Согласно прогнозу, в 2025-2027 гг. ожидается дальнейший умеренный рост добычи газа при сохранении выявленных трендовых и сезонных закономерностей. Полученные результаты демонстрируют эффективность интеграции современных алгоритмов машинного обучения с классическими методами анализа временных рядов при работе с историческими статистическими данными. Практическая значимость работы заключается в том, что разработанная прогнозная модель может способствовать более обоснованному стратегическому планированию в газовой отрасли и повышению эффективности управления ресурсами.
В рамках научно-исследовательской работы была разработана и внедрена система онлайн-голосования на основе технологии блокчейн. Настоящая статья посвящена методологии и практическому применению инструмента бизнес-аналитики Power BI для анализа и визуализации данных, генерируемых этой системой. Использование инструментов бизнесаналитики, таких как Power BI, для анализа данных из блокчейн-систем голосования является важным шагом для валидации их производительности, безопасности и прозрачности. Блокчейн представляет собой децентрализованный цифровой реестр, состоящий из хронологически упорядоченной цепочки блоков. В контексте электронного голосования эти блоки содержат транзакции, которые могут представлять собой различные операции: регистрация избирателей и кандидатов, подача голосов, подсчет результатов.
Ключевые характеристики данных в блокчейне, делающие их подходящими для систем голосования и последующего анализа, включают: неизменность (Immutability), прозрачность (Transparency), децентрализация (Decentralization), отслеживаемость (Traceability). Каждая транзакция имеет уникальный идентификатор и временную метку, что позволяет отслеживать все операции в системе.
Работа демонстрирует, как Power BI позволяет трансформировать сложные и распределенные данные блокчейна в наглядные и легко интерпретируемые графики и дашборды, что критически важно для оценки производительности, безопасности и прозрачности системы голосования. Представлены ключевые метрики и визуализации, а также описан процесс интеграции данных блокчейна с аналитическим инструментом. Полученные результаты подтверждают, что использование Power BI является эффективным подходом для валидации и демонстрации преимуществ децентрализованных систем.
В статье представлено комплексное исследование теоретических, методических и технологических основ разработки автоматизированного мобильного комплекса, предназначенного для высокоточного картографирования почв с применением GPS-навигации и технологий искусственного интеллекта. Актуальность работы обусловлена тем, что Казахстан характеризуется чрезвычайно разнообразной структурой почв – чернозёмами, каштановыми почвами, солончаками, аллювиальными и засоленными участками, что требует внедрения современных цифровых методов анализа.
На основе обширного литературного анализа рассмотрены возможности VIS-NIR спектроскопии, математического моделирования, машинного обучения, а также алгоритмов регрессии для определения основных почвенных параметров. Особое внимание уделяется коэффициенту детерминации (R²), среднеквадратичной ошибке (RMSE), точности геопривязки RTK-GPS и вопросам масштабируемости цифрового картирования. Показано, что синергия ИИ и GPS значительно ускоряет процесс получения почвенных данных, повышает пространственное
разрешение карт и обеспечивает улучшенную визуализацию распределения азота, фосфора, органического углерода и других ключевых показателей.
Разработка мобильного комплекса рассматривается как перспективное направление для аграрного сектора Казахстана, позволяющее минимизировать затраты, повысить точность агрохимического анализа, улучшить мониторинг деградации почв, эрозионных процессов и засоления. Применение подобных систем способствует формированию устойчивого земледелия, оптимизации ресурсного использования и совершенствованию стратегий управления земельными ресурсами. Полученные результаты подтверждают, что автоматизированные мобильные платформы обладают высоким потенциалом для внедрения в национальную систему почвенного мониторинга и цифровизации сельского хозяйства.
Казахстан борется с проблемой опустынивания и деградации земель, особенно в южных регионах и Приаралье, где ежегодное распространение около 150 миллионов тонн соли вызывает нарушение экологического равновесия. Одним из основных растений, играющих важную роль в закреплении почвенного слоя, является саксаул, площадь которого составляет более 6 млн гектаров. Однако традиционные методы сбора его семян недостаточно эффективны, что замедляет процесс восстановления лесов.
Целью данного исследования является анализ научных работ, направленных на разработку автоматизированного механизма уборки семян саксаула с использованием современных технологий, таких как искусственный интеллект (ИИ), удаленный мониторинг и робототехника. При анализе учитывался потенциал спутниковой информации (KazEOSat, Sentinel), методов глубокого обучения (CNN, Random Forest), беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), систем Интернета вещей (IoT) и инновационных решений.
Результаты исследования показывают, что внедрение современных технологий позволяет повысить производительность лесовосстановительных мероприятий и повысить жизнеспособность растений. Кроме того, эти подходы могут внести значительный вклад в устойчивое озеленение региона Аральского моря. Однако необходимы дополнительные исследования для обеспечения их адаптации к природно-климатическим условиям Казахстана.
Железные дороги остаются важной частью современного транспорта, однако их безопасное функционирование часто определяется фактическим состоянием путей. В исследовании рассматриваются различные способы обнаружения неисправностей в железнодорожной инфраструктуре и в целом они подразделяются на две категории: статические и динамические методы. Разные страны используют разные инструменты для мониторинга путей, и в этом документе сравниваются эти инструменты, основанные на практических факторах, таких как их точность, площадь охвата и сложность или дороговизна их использования. Вместо простого перечисления плюсов и минусов, мы стараемся показать, где каждый метод работает лучше всего. Для придания смысла данным были добавлены визуальные элементы, такие как диаграммы и сводки, что упрощает понимание того, где подходит каждый подход. В одной из частей анализа особое внимание уделяется тому, как определенные характеристики железной дороги, такие как ширина рельсов или высота подъема внешнего рельса, могут влиять на выбор методов контроля. В последнее время наблюдается переход к более эффективной диагностике. Такие технологии, как искусственный интеллект, цифровое моделирование путей (известные как цифровые двойники) и системы, использующие множество датчиков одновременно, набирают обороты. Эти инструменты меняют методы проверки путей и открывают новые возможности для раннего обнаружения проблем. В этом документе не просто перечислены методы - он дает четкую структуру для понимания того, какой подход подходит для конкретного контекста. Результаты могут помочь транспортным командам усовершенствовать методы ухода за путями и повысить надежность системы в долгосрочной перспективе.
Статья представляет систематизированный обзор современных требований к разработке электронных обучающих приложений для детей, охватывающий аспекты содержания, UX/UI-дизайна и цифровой безопасности. В условиях стремительного роста EdTech-сектора и увеличения числа пользователей дошкольного и младшего школьного возраста возрастает потребность в качественном, инклюзивном и безопасном цифровом контенте. Исследование базируется на анализе научной и нормативной литературы, международных стандартов (ISO, COPPA, GDPR-K), а также практик стран с высоким уровнем цифровизации образования (США, Финляндия, Южная Корея, Австралия).
Выделены ключевые технические и дизайнерские критерии, которым должны соответствовать детские образовательные приложения: адаптация под возрастные и когнитивные особенности детей, доступность и простота интерфейса, минимизация визуального и когнитивного шума, а также соблюдение принципов цифровой этики и приватности. Отдельное внимание уделяется вопросам UX-тестирования с участием целевой аудитории – детей, а также требованиям к лицензионной экспертизе приложений.
Проанализированы примеры приложений, направленных на развитие навыков письма, с указанием их функций, платформ и языковой адаптации. В статье подчеркивается необходимость междисциплинарного подхода при разработке цифровых продуктов для детей, учитывающего как педагогические задачи, так и технические ограничения.
Сделан вывод о необходимости дальнейшей разработки национальных и международных стандартов, особенно в свете интеграции технологий искусственного интеллекта в детские приложения. Представленная работа может служить методологической основой для исследователей, педагогов и разработчиков, работающих в области цифрового образования.
Истощение высококачественных молибденовых руд и необходимость переработки сложных сульфидных концентратов создают значительные вызовы для гидрометаллургической промышленности. Традиционные подходы к обработке экспериментальных данных, основанные на ручных расчетах, характеризуются высокой трудоемкостью, риском вычислительных ошибок и фрагментацией информации. В данной работе описывается разработка специализированной информационной системы для моделирования и анализа гидрометаллургической переработки молибденитных концентратов. Программное обеспечение реализовано на базе веб-фреймворка Django и включает модули ввода экспериментальных данных, автоматизированного расчета материальных балансов процессов выщелачивания и сорбции, а также визуализации результатов через интерактивные аналитические панели. Система апробирована на данных 6 экспериментов по выщелачиванию и 9 экспериментов по сорбции молибдена. Модульная трехуровневая архитектура обеспечивает масштабируемость решения и возможность его адаптации для моделирования других гидрометаллургических процессов. Разработанные калькуляторы позволяют прогнозировать степень извлечения молибдена на различных стадиях технологического цикла без проведения дополнительных физических экспериментов. Практическая значимость работы заключается в создании цифрового двойника технологического процесса, который формирует единое информационное пространство для исследователей, обеспечивает прозрачность и воспроизводимость экспериментов, а также закладывает основу для промышленного масштабирования технологии переработки молибденитовых концентратов.
В статье рассматриваются современные подходы к моделированию и прогнозированию динамики успеваемости обучающихся в образовательных системах с применением методов машинного обучения (МО). Исследование включает подробный анализ существующих методологических подходов, готовых решений и коммерческих платформ, обзор литературных источников, описывающих применение алгоритмов анализа данных в образовательной сфере, а также разработку собственной модели, охватывающей сбор данных, обработку, выбор методов и алгоритмов, прогнозирование успеваемости обучающихся.
Изучены различные популярные готовые решения и коммерческие платформы, которые используют методы МО для анализа, прогнозирования и оптимизации образовательных процессов: Blackboard Predict, Civitas Learning, Knewton Adaptive Learning Platform, DreamBox Learning, IBM Watson Education, SAS Campus Analytics. Исследованы веса общих атрибутов, которые влияют на прогнозирование и изучено каким образом отдельные признаки влияют на предсказания.
Представленная статья демонстрирует, что использование нейронных сетей позволяет существенно повысить точность прогнозирования, что является важным инструментом для управления образовательными учреждениями и принятия оперативных управленческих решений. Однако, одним из минусов этого алгоритма является большое время обучения на компьютерах с более низкими вычислительными показателями. Поэтому были рассмотрены и другие алгоритмы при создании собственной модели.
Результаты исследования показали, что ансамблевые методы обеспечивают значительно меньшую ошибку прогнозирования по сравнению с линейной регрессией, при этом обучение и выполнение предсказаний требуют существенно меньше времени.
В статье представлено кейс-стади по реализации и оценке эффективности адаптивной системы управления бизнес-процессами (BPM) для малого и среднего бизнеса (МСБ), интегрирующей машинное обучение (ML), serverless-архитектуру и меры кибербезопасности. Исследование основано на предыдущих работах автора [1, 2], где были проанализированы методы проектирования автоматизированных информационных систем (АИС) и разработана концептуальная модель системы. Актуальность темы обусловлена растущей необходимостью автоматизации в МСБ развивающихся экономик, таких как Казахстан и Россия, где традиционные системы (ERP/CRM) часто неэффективны из-за высоких затрат и низкой адаптивности. Цель – оценить ROI (Return on Investmen) системы через внедрение в двух вымышленных, но реалистичных кейсах (розничная торговля и услуги), используя моделирование данных для конфиденциальности.
Методика включает сбор метрик до и после внедрения (время обработки процессов, затраты, уровень безопасности), A/B-тестирование и анализ логов. Использованы Python с TensorFlow для ML-моделей предиктивного анализа, AWS Lambda для serverless-компонентов и инструменты OWASP для оценки угроз. Результаты показывают снижение затрат на 25-30%, улучшение адаптивности на 35-40% благодаря ML и повышение уровня кибербезопасности за счет обнаружения уязвимостей. Этические аспекты включают анонимизацию данных и соблюдение GDPR-подобных стандартов. Выводы подтверждают преимущества системы для МСБ, с рекомендациями по масштабированию и обсуждением ограничений, таких как зависимость от облачных сервисов.
В данной статье рассматривается значение цифровизации процессов визуализации данных в медиаискусстве и ее влияние на творческую практику. В условиях увеличения и усложнения объемов информации возникает необходимость в новых методах работы с визуальными данными. В этом контексте анализируются такие основные инструменты визуализации, как растровая, векторная, трехмерная (3D) и фрактальная графика, а также определяется их роль в медиаискусстве. Особое внимание уделяется ИТ-технологиям – анимации, интерактивной инфографике, виртуальной и дополненной реальности (VR/AR), облачным системам – и их значению для развития художественных проектов.
В статье на основе информационного и сравнительного анализа исследуются цифровые практики в медиаискусстве и арт-терапии. Рассмотрен опыт проведения выставок, онлайнплатформ и социальных сетей в Европе, США и странах Азии, описаны их преимущества. Подчеркивается роль онлайн арт-терапии в оказании психологической поддержки и развитии творческих способностей. Кроме того, анализируются первые шаги в Казахстане и проводится сопоставление с зарубежным опытом.
Результаты исследования показали, что ключевые трудности внедрения цифровизации в медиаискусство связаны с недостаточностью технической инфраструктуры, дефицитом кадрового потенциала и методологическими ограничениями. Вместе с тем выявлены широкие интеграционные возможности: использование международного опыта, адаптация современных технологий и подготовка профессиональных специалистов. В заключении предложены практические рекомендации по развитию цифровых форматов медиаискусства и арт-терапии.
В данном исследовании представлена новая интеллектуальная система, основанная на методах глубокого обучения, предназначенная для автоматического обнаружения языка ненависти на казахском языке. Особое внимание уделено специфике казахского языка как малоресурсного, где ограниченность лингвистических данных создает значительные трудности при построении надежных моделей. На основе различных онлайн-источников – социальных сетей, форумов и новостных порталов – был сформирован и предобработан многоязычный корпус данных, охватывающий широкий спектр речевых контекстов. Для повышения эффективности предложена гибридная архитектура, включающая свёрточные нейронные сети (CNN), двунаправленные долгосрочные краткосрочные памяти (BiLSTM) и механизмы внимания Transformer. Проведённая оценка по метрикам точности, полноты, F1-критерия и достоверности показала превосходство предложенной модели над традиционными алгоритмами машинного обучения. Результаты исследования вносят значимый вклад в развитие систем автоматической модерации контента, технологий анализа текстов на казахском языке и способствуют формированию более безопасного, инклюзивного и устойчивого цифрового пространства для казахскоязычных пользователей.
В статье рассматривается разработка и оптимизация гибридной аппаратнопрограммной реализации постквантового криптографического алгоритма Saber на встраиваемой платформе CPU–FPGA. Цель исследования заключается в повышении производительности и энергоэффективности реализации постквантовых схем обмена ключами в условиях ограниченных вычислительных ресурсов и требований к устойчивости к атакам по сторонним каналам.
Разработанная архитектура объединяет вычислительные возможности ARM-процессора и FPGA-ядра, обеспечивая рациональное распределение вычислительных нагрузок между процессором и аппаратным ускорителем. В аппаратной части реализованы конвейерное полиномиальное умножение и хэширование SHA-3, а программная часть отвечает за управление потоками данных, синхронизацию вычислений и контроль целостности. Между CPU и FPGA используется интерфейс с фиксированной задержкой, обеспечивающий константное время выполнения операций и устойчивость к временным флуктуациям.
Проведено сравнение трёх реализаций алгоритма: программной, аппаратной и гибридной. Результаты показали ускорение выполнения от 35 % до 50 % без потери криптостойкости и при сохранении стабильного энергопотребления.
Проведён анализ устойчивости к утечкам методом TVLA, подтвердивший отсутствие корреляции между энергопрофилем и секретными данными. Полученные решения могут применяться для защиты каналов связи мобильных роботов, беспилотных морских платформ и встроенных IoT-систем, требующих высокой безопасности и надёжности.
Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смертности в мире, поэтому на ранних этапах неинвазивная оценка риска имеет важное значение как для профилактики, так и для эффективного распределения ресурсов здравоохранения. Вариабельность сердечного ритма (ВСР) является надежным показателем вегетативного баланса, однако в клинической практике до сих пор преимущественно используются длительные ЭКГ-записи, что ограничивает широкое применение. Несмотря на широкое распространение фотоплетизмографии (ФПГ), эффективность метрик ВСР, полученных из ФПГ, для выявления ишемической болезни сердца (ИБС) до конца не определена.
В данном исследовании ФПГ-сигналы, полученные с помощью недорогого устройства Zhurek, в сочетании с классификаторами машинного обучения позволили выявлять ИБС с точностью 90,82%. В сравнении с трехканальной холтеровской ЭКГ наблюдалось удовлетворительное согласие. Анализ SHAP и взаимной информации показал ключевую роль частотных показателей (HF, LF). Метод балансировки CTGAN повысил устойчивость обучения.
Полученные результаты подтверждают, что использование ФПГ может стать доступным и интерпретируемым способом скрининга ИБС. Следующие шаги – многоцентровые исследования, расширение набора признаков и внедрение методики в носимые устройства.
Статья посвящена рассмотрению задачи оптимизации политик безопасности в программно-определяемых сетях (SDN). Решение этой проблемы авторы предлагают осуществлять с помощью NSGA-II – эффективного алгоритма эволюционной оптимизации множественных целей. Изложенный подход ориентирован на достижение баланса между необходимостью жестко обеспечивать сетевую безопасность и наличием ограниченных вычислительных ресурсов. Особое внимание уделяется таким факторам, как задержки передачи данных и размер таблиц TCAM, которые оказывают существенное влияние на эффективность фильтрации трафика. На основе построенной в статье модели, включающей оценки вероятностей угроз, методики нормализации целевых функций и использования штрафных коэффициентов за конфликты правил, оптимизацию проведены по трем ключевым параметрам: риску атак, задержкам в сети и загрузке TCAM. Проведенное моделирование охватило три сценария работы сети – нормальный, смешанный и атакующий – с применением пакетов Mininet и Ryu. Взаимосравнение предложенного метода с дифференциальной эволюцией (DE) и жадным алгоритмом (Greedy) показало, что NSGA-II достигает оптимального распределения решений по фронту Парето, быстрее сходится и при этом не теряет в точности фильтрации. В статье, кроме того, представлена визуализация смены поколений, компромиссные графики и профили нагрузки. В заключении рассматриваются перспективы интеграции предложенной модели с контроллерами ONOS и OpenDaylight; кроме того, обсуждаются возможность использования гибридных решений на основе Deep Reinforcement Learning, Federated Learning и Explainable AI.
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МЕХАНИКА (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)
В настоящее время в различных отраслях промышленности используют множество видов центробежного оборудования. В их числе: непрерывно действующие фильтровальные шнековые центрифуги, пульсирующие, инерционные, с вибрационной выгрузкой осадка и отстойно-шнековые центрифуги. Это – наиболее эффективное оборудование, используемое в пищевой и мясной промышленности и обеспечивающее высококачественное разделение жидких неоднородных систем [1].
Шнековые устройства, применяемые в пищевых отраслях делятся на шнеки: транспортирующие и прессующие.
Прессующие шнеки назначены для создания повышенного давления в продукте с целью изменения его физических свойств, формы и соотношения между твердой и жидкой фазами.
Особенностью прессующих шнеков является высокое давление: до 6-20 МПа и небольшая частота вращения: 5-30 об/мин.
Для перемещения продукта предназначаются транспортирующие шнеки. Они дополнительно могут выполнять функции дозирования, смешивания.
Они имеют более высокие частоты, вращения: от 50-400 об/мин и не должны создавать избыточные давления на продукт, а также не переизмелчать транспортируемый материал.
Как рабочий орган-шнек имеет следующие достоинства: простота конструкции, универсальность, компактность, и малая стоимость.
В исследовательских работах геометрические размеры рассматриваются обобщенно и берутся на основе закономерностей среднего значения. Это не может в полной мере дать точное описание протекающего процесса. Данные факты свидетельствуют о том, что процесс разделения жидких неоднородных систем в центробежном оборудовании все еще требует большого количества исследований.
Технология CAES сочетает механическую и термодинамическую формы хранения энергии. Она может быть масштабирована от локальных модульных установок до промышленных решений. Главные преимущества: большой объём хранения энергии, длительное время работы без подзарядки, возможность интеграции с солнечными и ветровыми электростанциями, потенциально низкая стоимость при массовом внедрении. В условиях роста доли возобновляемых источников энергии (ВИЭ) и необходимости обеспечения устойчивости энергосистем, технологии хранения энергии приобретают стратегическое значение. Настоящая статья посвящена комплексному анализу технологии накопителей энергии сжатого воздуха (CAES), включая её сравнительную оценку с другими системами хранения, конструктивные особенности, преимущества и вызовы внедрения. Особое внимание уделено потенциалу применения CAES в Республике Казахстан с учётом климатических, геологических и экономических условий. Рассматриваются инновационные подходы, включая термомеханическую CAES, как перспективное направление для Казахстана. В работе также приведены результаты исследовательского анализа, выявлены ключевые барьеры и предложены меры по их преодолению. Статья основана на данных отечественных и зарубежных источников, моделях и экспертных оценках, и может служить основой для формирования национальной стратегии развития технологий накопления энергии.
В данной работе проведено исследование, направленное на снижение массы консольной балки из алюминиевого сплава Ал9 с применением топологической оптимизации (ТО) на основе метода SIMP. Оптимизация выполнялась с использованием программного комплекса APM FEM, что позволило реализовать численное моделирование на современном уровне с учётом особенностей материала. Балка испытывала комбинированное действие сосредоточенной вертикальной силы 4000 Н и продольной растягивающей силы 3000 Н, что позволило смоделировать реальную эксплуатационную нагрузку, близкую к условиям работы конструкций в машиностроении и строительстве. В процессе расчётов удалось снизить массу конструкции на 52 % при сохранении основных прочностных характеристик. При этом наблюдалось увеличение максимальных напряжений по сравнению с исходной моделью, что связано с перераспределением материала и концентрацией напряжений в отдельных зонах конструкции. Однако уровень напряжений остался в пределах, близких к допустимым для выбранного материала с учётом коэффициента запаса прочности. Проведён модальный анализ подтвердил достаточную отстройку собственных частот от критических значений. Полученные результаты демонстрируют потенциал применения ТО для проектирования облегчённых, энергоэффективных и технологически перспективных конструкций.
В данной работе представлены результаты экспериментального исследования влияния электролитно-плазменной закалки (ЭПЗ) на изменение микроструктуры, микротвёрдости и стойкости к абразивному изнашиванию широко применяемых конструкционных сталей марок 45 и 65Г. Обработка проводилась в электролите на основе водного раствора карбоната натрия при напряжении 300-320 В и времени воздействия 2-3 секунды. Метод ЭПЗ обеспечивал сверхвысокие скорости нагрева и последующего охлаждения за счёт прямого контакта с электролитом, что способствовало формированию тонкого упрочнённого слоя с мартенситной структурой и карбидными включениями.
Результаты микроструктурного анализа показали наличие трёх характерных зон: закалённого слоя, зоны термического влияния и неизменённой матрицы. Микротвёрдость поверхности после ЭПЗ возросла в 1,6-1,8 раза по сравнению с исходным состоянием, а стойкость к абразивному износу – в 1,3-1,6 раза. Отмечается положительное влияние увеличения продолжительности обработки на пластичность поверхностного слоя при незначительном снижении твёрдости.
Полученные данные подтверждают высокую эффективность ЭПЗ в качестве ресурсо- и энергосберегающего метода локального поверхностного упрочнения, способного значительно увеличить срок службы деталей, работающих в условиях фрикционного и абразивного износа. Метод может быть рекомендован для внедрения в технологические процессы машиностроительных, транспортных и сельскохозяйственных предприятий.
ПИЩЕВАЯ ИНЖЕНЕРИЯ И БИОТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)
В статье рассматриваются современные методы производства йогуртов с добавлением биологически активных добавок растительного происхождения. Описаны основные компоненты, используемые для обогащения йогуртов растительными экстрактами, их влияние на органолептические и физико-химические свойства продукта, а также роль таких добавок в улучшении функциональных свойств йогуртов. Рассматриваются методы, позволяющие сохранить полезные свойства растительных добавок в процессе производства и хранения йогурта. Важным аспектом является использование натуральных растительных компонентов для улучшения вкуса и повышения питательной ценности продукта, что способствует удовлетворению потребностей потребителей, заинтересованных в здоровом питании. В статье также обсуждаются перспективы развития данной технологии и влияние на рыночные тенденции в производстве молочных продуктов. Научная значимость работы заключается в расширении знаний о возможностях использования растительных добавок в молочной промышленности, а практическая ценность заключается в внедрении новых технологий для производства функциональных продуктов с улучшенными полезными свойствами. Разработан способ получения густого экстракта для производства биойогурта функциональной направленности. Для разработки технологии получения густого экстракта экспериментальным путем установлены следующие режимы – температура экстрагирования 50-55ºС, продолжительностью 5 часов, при соотношении сырья и экстрагента 1:20, в качестве экстрагента подобран 95 %-ный этиловый спирт.
В данном исследовании рассматривается влияние добавления порошка ягод можжевельника в рецептуру хлебобулочных изделий из пшеничной муки на их микробиологическую устойчивость в процессе хранения. Ягоды можжевельника богаты природными антимикробными и антиоксидантными соединениями, что делает их перспективным функциональным ингредиентом в пищевом производстве. Целью работы было оценить эффективность внесения 3% порошка ягод можжевельника в состав пшеничного хлеба. Проведен сравнительный анализ между контрольным образцом (без добавок) и опытным образцом с добавлением порошка можжевельника. Микробиологические показатели оценивались при комнатной температуре и при повышенной температуре (37 °C) в течение установленного срока хранения. В опытных образцах не выявлено признаков развития «картофельной болезни», вызываемой Bacillus subtilis и Bacillus mesentericus. Кроме того, по сравнению с контролем, хлеб с можжевельником показал значительное снижение общего количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов (КМАФАнМ), плесеней и бактерий группы кишечной палочки. Полученные результаты подтверждают, что использование порошка ягод можжевельника способствует повышению микробиологической безопасности и увеличению срока годности хлебобулочной продукции без применения синтетических консервантов. Полученные результаты открывают перспективы для разработки функциональных хлебобулочных изделий, отличающихся высокими гигиеническими, технологическими и потребительскими характеристиками, а также ориентированных на принципы здорового питания в хлебопекарной отрасли.
Молоко является одним из наиболее значимых и питательных продуктов питания, однако его качество во многом зависит от экологической обстановки. Загрязнение окружающей среды приводит к накоплению тяжёлых металлов в пищевой продукции, что представляет угрозу для здоровья населения. Среди них наибольшую опасность представляют свинец (Pb), кадмий (Cd), мышьяк (As) и другие элементы. Целью работы являлось определение содержания свинца, кадмия и мышьяка в образцах сырого коровьего молока и исследование эффективности адсорбционной очистки с использованием природных сорбентов. Анализ проб из трёх населённых пунктов проводился методом инверсионно-вольтамперометрии. Установлено, что содержание кадмия в молоке из села Саржал превышает предельно допустимую концентрацию (0,067 мг/кг при норме 0,03 мг/кг), тогда как уровни свинца и мышьяка находились в пределах нормы. Для очистки молока применялась усовершенствованная экспериментальная установка с тремя сорбционными колоннами, загруженными шунгитом, цеолитом и кокосовым активированным углём. Наибольшая эффективность достигнута при комбинации 1+3 колонна (шунгит + кокосовый активированный уголь), обеспечившей снижение концентраций свинца на 91 %, кадмия на 75 % и мышьяка на 84 %. Полученные результаты подтверждают целесообразность применения природных сорбентов для очистки молока и демонстрируют перспективность разработанной установки для использования в лабораторных и малых производственных условиях.
В условиях глобального дефицита белка и растущего интереса к функциональным продуктам питания особое внимание уделяется зернобобовым культурам, обладающим высоким содержанием незаменимых аминокислот. Настоящее исследование посвящено оценке динамики профиля незаменимых аминокислот в семенах Vigna radiata L. сорта «Жасыл дән» в процессе ферментации. Работа основана на собственных экспериментальных данных, полученных при проращивании семян в течение 72 часов с последующим аминокислотным анализом.
Результаты анализа показали, что общее содержание незаменимых аминокислот (EAA) в контрольных образцах составило 8032 мг/100 г сухого вещества. На 24-м часу этот показатель увеличился до 9398 мг/100 г, на 48-м часу достиг максимального значения – 10 674 мг/100 г (прирост около 33 %), а на 72-м часу наблюдалось незначительное снижение до 10 390 мг/100 г. Наиболее выраженные изменения зафиксированы для лейцина+изолейцина (с 2895 до 3493 мг/100 г) и лизина (с 1394 до 1674 мг/100 г). Содержание треонина возросло с 605 до 714 мг/100 г, а валина – с 1178 до 1430 мг/100 г.
Полученные данные подтверждают, что ферментация семян маша активирует эндогенные ферментные системы, способствующие накоплению аминокислот и повышению их биодоступности. Эти результаты имеют практическое значение для разработки функциональных продуктов питания с высокой белковой ценностью. Представленная работа является первым авторским исследованием для сорта «Жасыл дән» и расширяет научные представления о биохимических изменениях белка Vigna radiata в процессе ферментации.
В научной статье рассмотрена технология разработки кисломолочных напитков на основе верблюжьего молока с использованием пробиотических заквасок и обсуждены результаты исследования их органолептических, физико-химических и микробиологических свойств. На основании характеристик пробиотических лактобактерий, приведенных в технической документации, было составлено 4 композиций заквасок в асептических условиях. Для выработки кисломолочных напитков подготовленные композиции вводили непосредственно в верблюжье молоко, прошедшее предварительную термическую обработку (30 минут при 63°С) и охлажденное до необходимой температуры (37°С).
В ходе исследовательской работы в качестве контрольного образца был выбран традиционный продукт – шубат. Органолептические характеристики разработанной кисломолочной продукции соответствовали требованиям нормативной документации и получили высокие баллы (4,8-4,9). В целях определения физико-химических показателей и срока хранения в течение 21 суток наблюдалось изменение титруемой кислотности напитков и шубата. По сравнению с шубатом новые продукты показали нормальную кислотность (до 120°Т) в течение исследуемого периода. Также была рассчитана энергетическая ценность кисломолочных напитков (59,2-61,2 кКал).
По итогам микробиологических исследований определено количество полезных лактобактерий в составе напитков, которое соответсвовало требованиям нормативнотехнической документации (3,6*106-5*106 КОЕ/г). Это важный показатель, обосновывающий пробиотические свойства кисломолочных напитков. Таким образом, в результате проведенных исследований утверждены технология приготовления и условия хранения выработанных кисломолочных напитков (21 сутки при 2-4 °С).
В данной статье проведено комплексное исследование белковых изолятов, полученных из гороха, сои, пшеницы и кукурузы: определены их выход, химический состав, физико-химические и колориметрические характеристики (CIE Lab*), а также аминокислотный профиль. Выделение белков осуществляли методом щёлочной экстракции (0,1 М NaOH, pH 9, 30 °C, 60 мин). Эффективность экстракции во всех образцах была высокой и варьировала в пределах 83,25-85,21%; наибольший выход зафиксирован у сои (31,1%) и гороха (21,23%). Массовая доля белка в изолятах составляла 69,37–79,36%; содержание жира было минимальным у сои (0,12%), тогда как доля углеводов была повышенной в пшеничном изоляте (19,2%). Показатели плотности продемонстрировали для пшеничного изолята более высокие значения насыпной (0,52 г/мл) и уплотнённой (0,73 г/мл) плотности, что благоприятствует формированию волокнистой, «мясоподобной» текстуры. Цветовой анализ подтвердил высокую светлоту всех изолятов (L* = 80,15-85,47). По аминокислотному профилю изоляты гороха и сои отличались более сбалансированным составом (повышенное содержание лизина и аргинина), тогда как для кукурузы (зеин) и пшеницы лимитирующим фактором выступал лизин. Полученные результаты обосновывают использование белков сои и гороха в качестве базовых компонентов при производстве растительных мясозаменителей, а пшеницы (глютен/клейковина) и кукурузы – как функциональных структурообразующих добавок.
В связи с увеличением доли пожилого населения в Казахстане и во всем мире возрастает необходимость разработки специализированных функциональных пищевых продуктов, соответствующих их физиологическим потребностям. В данной работе рассмотрена возможность производства сахарного печенья геродиетического назначения с применением соевого изолята и ржаных отрубей. Проведен анализ органолептических и физико-химических показателей разработанных образцов, а также исследовано влияние введенных компонентов на вкусовые и структурные характеристики готового изделия. В исследовании использованы следующие образцы: №1: 90% пшеничной муки I сорта + 5% ржаных отрубей + 5% соевого изолята; №2: 85% пшеничной муки I сорта + 10% ржаных отрубей + 5% соевого изолята; №3: 85% пшеничной муки I сорта + 5% ржаных отрубей + 10% соевого изолята; в качестве контроля применялась пшеничная мука I сорта.
Результаты исследований показали, что оптимальным соотношением является добавление 10% ржаных отрубей и 5% соевого изолята, что обеспечивает сбалансированный состав и улучшенные потребительские свойства. Включение данных ингредиентов способствует повышению содержания белка и пищевых волокон, что делает печенье полезным для лиц пожилого возраста. Разработка геродиетических мучных изделий открывает перспективы для создания доступных и функциональных продуктов питания, направленных на поддержание здоровья и качества жизни пожилого населения.
Созревание мяса представляет собой комплексный процесс, включающий биохимические, микробиологические и физико-химические преобразования, определяющие вкусовой профиль конечной продукции. В рамках настоящего обзора обобщены современные научные данные о влиянии различных методов постмортемного созревания (влажное, сухое, модифицированные формы) и сопутствующих технологических параметров – температуры, влажности, скорости воздушного потока, продолжительности хранения – на формирование органолептических характеристик мяса. Особое внимание уделено динамике вкусообразующих соединений (аминокислоты, пептиды, сахара, нуклеотиды, липиды), микробному сообществу (Lactic acid bacteria, Pseudomonas, Debaryomyces и др.), а также взаимодействию биотических и абиотических факторов, определяющих интенсивность метаболических реакций. Рассмотрены инновационные подходы, направленные на целенаправленное изменение вкусового профиля, включая применение ультразвука, технологий sous vide, регулируемых параметров воздушной среды и контролируемой грибковой ферментации. Представлены данные метаболомного и микробиологического профилирования, подтверждающие значимость комплексного мониторинга в процессе оптимизации сенсорных свойств. Обзор подчёркивает, что стратегическое управление условиями и длительностью созревания, а также интеграция новых технологических решений, позволяют не только адаптировать вкус под запросы потребителей, но и повысить рыночную ценность даже продукции низшей категории. Полученные выводы формируют основу для разработки научно обоснованных программ по повышению качества мясной продукции.
В данной статье представлены результаты сравнительного анализа аминокислотного и жирнокислотного состава зерна овса сортов «Думан», «Никола» и «Ишимский». Овёс является важным источником биологически активных веществ, включая незаменимые аминокислоты и полиненасыщенные жирные кислоты, которые играют важную роль в поддержании здоровья человека, укреплении иммунной системы и нормализации обмена веществ.
Сравнительный анализ был проведён на базе Японского центра при Казахском национальном аграрном исследовательском университете с использованием методов высокоэффективной жидкостной и газовой хроматографии. Исследуемое зерновое сырьё было предоставлено Научно-производственным центром земледелия имени А.И. Бараева.
По результатам исследования, сорт «Ишимский» показал наивысшие показатели по содержанию аминокислот: цистин – 1109,11 µg/ml, валин – 784,01 µg/ml, тирозин – 769,81 µg/ml, аргинин – 314,79 µg/ml, гистидин – 265,96 µg/ml, аланин – 242,93 µg/ml.
Сорт «Думан» также отличался высоким содержанием валина (535,35 µg/ml), тирозина (606,90 µg/ml), цистина (460,91 µg/ml), аргинина (216,61 µg/ml) и гистидина (178,47 µg/ml), а также наличием уникальных омега-3 жирных кислот, отсутствующих в других сортах: альфа-линоленовой (1,71 %), докозагексаеновой (0,218 %) и нервоновой кислот (0,367 %).
Указанные характеристики делают сорт «Думан» перспективным объектом для использования в функциональных пищевых продуктах, производстве овсяных напитков и разработке биологически активных добавок. Полученные данные представляют научный и практический интерес для селекционеров, технологов пищевой промышленности и специалистов в области нутрицевтики.
В статье исследуется влияние биоразлагаемой упаковки на срок хранения и пригодность пищевых продуктов. В качестве объекта исследования выбрано мучное изделие (булочка), для которого оценивалась эффективность хранения в различных видах биоразлагаемой упаковки. В качестве упаковочных материалов использованы экологически безопасные природные и полусинтетические полимеры: желатин, агар, крахмал, хитозан, натрий карбоксиметилцеллюлоза (NaКМЦ) и поливиниловый спирт (ПВС). В ходе исследования анализировались физико-химическая стабильность данных материалов, их взаимодействие с пищевой продукцией, а также устойчивость к температуре и влажности.
Работа выполнена в соответствии с Целью устойчивого развития ООН (ЦУР) № 12 «Ответственное потребление и производство», направленной на сокращение объема отходов и рациональное использование ресурсов посредством экологически безопасных решений. Проведённое исследование подтверждает как научную, так и прикладную значимость внедрения биоразлагаемой упаковки в пищевую промышленность.
Результаты показали, что эффективность хранения в биоразлагаемой упаковке не является однородной: некоторые образцы сохраняли качество продукции в течение длительного времени, в то время как другие характеризовались недостаточной структурной стабильностью. Установлено, что решающими факторами, определяющими качество упаковки, являются тип используемого полимера, его толщина и влаго и газопроницаемость
В данной статье рассмотрено научное обоснование анализа и выбора ингредиентов с целью повышения качества сырокопчёных изделий из мяса птицы и интенсификации биотехнологических процессов. В настоящее время в пищевой промышленности актуальной задачей является производство новых видов продукции с высокой пищевой и биологической ценностью, а также с хорошими органолептическими показателями. В ходе исследования рассматривалась возможность управления биотехнологическими, биохимическими и микробиологическими процессами с использованием пробиотических культур и водно-спиртовых настоек на основе фитосырья.
При отборе фитоэкстрактов учитывалась не только их физиологическая ценность, но и органолептическая совместимость с мясом птицы и сочетаемость с пробиотическими культурами. В результате экспериментальных исследований установлено, что настойка шиповника в концентрации 0,4 % оказывает различное влияние на рост пробиотических штаммов: наблюдалось снижение роста L. Plantarum, в то время как L. Casei проявлял стабильную способность к развитию. Кроме того, было доказано, что применение молочнокислых бактерий и бифидобактерий в соотношении 1:2 обеспечивает их взаимное количественное равновесие и способствует оптимизации протеолитической активности.
Проведённые исследования показали, что комплексное применение пробиотических культур и фитопрепаратов в технологии производства сырокопчёных изделий из мяса птицы позволяет улучшить качество продукции, ускорить стадии созревания и обеспечить стабильность технологических процессов.
Научные исследования посвящены процессам культивации Шпината огородного (Spinacia oleracea) и дальнейшим этапам приготовления из выращенного растения вакуумированного порошка (БАД) и экомыла. Основной объект исследования – Шпинат огородный на сегодняшний день является одним из общепризнанных лидеров овощной зелени в рационе современного человека. Данный факт связан с наличием широкого спектра биологически важных химических компонентов в данном растении. В связи с этим в рамках данного исследования была поставлена задача создания современного продукта с длительным сроком хранения, удобным в ежедневном применении, сохраняющим полноценный биохимический состав, доступный с экономической точки зрения. Немаловажным аспектом эксперимента был контроль условий культивации, не допускающий использование химических удобрений, поскольку шпинат обладает свойством накапливать эти вещества в биомассе в больших количествах. Процесс культивации зеленой биомассы сопровождался мониторингом показателей температуры, влажности, освещения и частоты полива, что позволило к концу культивирования провести сравнительный анализ в динамике роста в разрезе времени.
Исследования, направленные на создание экспериментальной биотехнологической продукции – вакуумированного порошка из высушенных листьев шпината, позволили получить биологически активную пищевую добавку длительного хранения (в течении одного года). Предлагаемая добавка, являющаяся альтернативой свежему шпинату, обладает преимуществом внесезонной продукции, полноценно сохраняющей биологическую активность в вакуумированном состоянии. Также важен спектр возможностей применения порошка шпината как в традиционной рецептуре, так и в составе коктейлей и смузи, и как натурального красителя в кондитерскойй технологии. С целью сравнительного анализа сохранения биологической активности в вакуумированном порошке и в свежесобранных листьях шпината, был проведен хроматографический анализ. Индикатором биологической активности явились хлорофиллы a и b, содержащиеся в свежих и высушенных листьях шпината.
На заключительном этапе исследований была разработана технология использования свежевыжатого сока молодого шпината, так называемого «baby spinach», для изготовления экомыла. Урожай «baby spinach» собирался на второй неделе культивации в заданных условиях, затем был собран и измельчен путем жидкостной экстракции. В традиционный технологический процесс варки мыльной массы был включен этап внедрения жидкой растительной биомассы (экстракта шпината).
В статье представлена разработка экспериментальной установки для сгущения и пастеризации жидких пищевых продуктов малой производительности, ориентированной на потребности малых и средних предприятий пищевой промышленности. Обоснована актуальность создания компактного и энергоэффективного оборудования для переработки молочного сырья и других вязких и жидких продуктов. Конструкция установки включает емкостный выпарной аппарат с теплообменной рубашкой, систему вакуумирования, блок подготовки и циркуляции теплоносителя, автоматизированный блок управления и конденсационный модуль. Использование вакуума позволяет проводить процесс при пониженном давлении, что обеспечивает более низкую температуру кипения, минимизирует потери питательных веществ и предотвращает термическое повреждение продукта. Приведены основные принципы работы устройства и последовательность технологического процесса. Автоматизация управления процессом упрощает эксплуатацию, снижает энергозатраты и повышает стабильность получаемого результата. Установка обеспечивает эффективное сгущение за счёт выпаривания влаги при пониженном давлении, что позволяет снизить энергозатраты, сохранить пищевую ценность продуктов и повысить удобство эксплуатации. Разработка может быть использована в фермерских хозяйствах и на малых предприятиях при производстве сгущённого молока, соков, экстрактов и других видов жидкой пищевой продукции.
В данной статье представлены результаты сравнительного исследования соевого белкового изолята (SPI) и горохового белкового изолята (PPI) с точки зрения их структурно-функциональных характеристик. Обсуждаются различия в составе и структуре белковых фракций, коллоидно-физические свойства (ζ-потенциал, электрофоретическая подвижность, размер частиц, электропроводность), термическая устойчивость (данные ДСК) и белковый профиль (SDSPAGE). Показано, что SPI обладает большей термической стабильностью и способен формировать более плотные гелеобразные структуры, тогда как PPI характеризуется меньшим размером частиц и высокой дисперсностью, обеспечивая лучшие эмульгирующие свойства. Сделаны выводы о целесообразности дифференцированного применения SPI и PPI в пищевой промышленности и о возможности их комбинирования для достижения оптимальных функциональных характеристик продуктов.
Производство качественных продуктов и его баланс в рационе человека имеют важное значение. Макаронные изделия имеют постоянный спрос на рынке. Поэтому создание продукции с использованием нетрадиционного сырья с целью повышения пищевой ценности является актуальным. В работе предложена технология производства трубчатых макаронных изделий с добавлением нетрадиционного сырья – тыквенного пюре – с целью повышения их пищевой и биологической ценности. Разработанная рецептура макаронного теста, содержащего тыквенное пюре в различных пропорциях, обогащает продукт β-каротином, пищевыми волокнами, витаминами и микроэлементами. Исследованиями установлено оптимальное соотношение компонентов (20% от массы тыквенного пюре), обеспечивающее сохранение технологических свойств продукта, таких как форма, плотность и термостойкость, при одновременном улучшении его нутриентного состава. Проведена оценка изменений органолептических и физико-химических характеристик макаронных изделий с тыквенным пюре, что позволило определить оптимальные параметры для промышленного производства. Предложена перспективная технология, которая может быть использована при промышленном производстве функциональных макаронных изделий с использованием растительного сырья.
В условиях стремительного роста численности пожилого населения одной из приоритетных задач является разработка специализированных пищевых продуктов, способствующих поддержанию здоровья, профилактике возрастных заболеваний и обеспечению физиологически полноценного питания. Целью настоящей работы стало создание технологии мясного полуфабриката геродиетического назначения с использованием растительных компонентов — муки из булгура и кабачков, обладающих высокой пищевой и биологической ценностью. Разработаны три варианта рецептур, различающихся процентным содержанием сырья животного и растительного происхождения. Оценка образцов включала органолептический анализ по бальной системе (внешний вид, цвет, запах, вкус, консистенция), а также определение химического состава оптимального варианта. Результаты показали, что добавление растительных ингредиентов способствует улучшению сенсорных характеристик изделия, снижению массовой доли жира и увеличению содержания пищевых волокон, витаминов и минеральных веществ. Наилучшие показатели были зафиксированы у образца № 2, содержащего около 20 % растительных добавок. Предложенная рецептура представляет собой оптимальное сочетание по органолептическим характеристикам и пищевой ценности, что позволяет рекомендовать её для внедрения в технологии мясных изделий геродиетического назначения. Учитывая её сбалансированный состав и высокие потребительские свойства, данную рецептуру целесообразно использовать как в системе организованного питания пожилых людей, так и при производстве функциональных продуктов, ориентированных на геродиетическое питание.
В данной статье рассматривается значение применения растительных белков в мясной промышленности, в частности, в производстве паштетов. Проанализированы питательная ценность растительных белков и их роль в структуре мясных продуктов. Изучены органолептические свойства паштетов, обогащённых растительными белками, включая вкус и текстуру, а также вопросы, связанные со сроком хранения. В статье освещены возможности повышения пищевой ценности паштетов посредством использования растительных белков и описаны основные технологические этапы производственного процесса. Проанализировано влияние различных видов растительных белков на качество продукции и систематизированы современные научные исследования по данной теме. Предложены методы, направленные на обеспечение экологической безопасности и повышение полезных свойств продуктов. Кроме того, в работе сделан вывод о перспективах паштетов, обогащённых растительными белками, на рынке и их вкладе в достижение целей устойчивого развития. Указанные технологии не только повышают экологическую безопасность, но и способствуют эффективному развитию пищевой промышленности в будущем. Продукты, обогащённые растительными белками, обеспечивают рост пищевой ценности и одновременно повышают экономическую эффективность производства. Функциональные свойства таких изделий оказывают положительное влияние на здоровье потребителей и повышают конкурентоспособность на рынке.
В статье приведены результаты комплексных исследований, направленных на повышение эффективности выделения лимонной кислоты из ферментационного раствора, полученного с использованием штамма Aspergillus niger R5/4. Основное внимание уделено оценке влияния различных режимов озонирования, применяемого на стадии стерилизации оборудования, на микробиологическую чистоту и стабильность процесса ферментации. Была проведена оптимизация основных стадий технологического процесса: нейтрализации, осветления, выпаривания и кристаллизации. Установлено, что применение озонирования с концентрацией 200 ppm при скорости подачи 10 г/мин и остаточном содержании 1 ppm обеспечивает максимальный выход лимонной кислоты, в то время как при стерилизации оборудования без озонирования эффективность снижается. Выявлены оптимальные параметры последующих стадий обработки: нейтрализация карбонатом кальция (CaCO₃) в концентрации 75 г/л при температуре 50 °C и осветление при 20 °C с перемешиванием в течение 1,5 ч. Совокупность указанных факторов позволила достичь выхода лимонной кислоты на уровне 91,6%. Полученные результаты научно обосновывают эффективность сочетания озонирования и последующих стадий обработки, формируя практическую основу для совершенствования производства лимонной кислоты на промышленном уровне. Это, в свою очередь, открывает путь к разработке новых решений, направленных на повышение устойчивости и экономической эффективности биотехнологического производства.
В данной статье рассмотрены основные факторы пищевого законодательства Республики Казахстан. Также рассматриваются основные нормативно-правовые акты и процессы сертификации и стандартизации пищевой продукции, регулирующие безопасность и качество пищевой продукции на территории страны. Описываются производственные процессы и упаковка, а также предъявляемые к ним требования. Особое внимание уделено механизмам контроля на всех этапах – от производства до реализации продуктов питания, а также вопросам защиты прав потребителей.
Кроме того, анализируются особенности внедрения международных стандартов, таких как ISO 22000 и система HACCP, как инструмента обеспечения качества и безопасности. Подчеркивается роль государственной политики в формировании эффективной системы контроля пищевой отрасли, включая просветительскую работу среди производителей и потребителей.
Также рассматриваются проблемы прослеживаемости пищевых продуктов и необходимость интеграции современных цифровых решений в мониторинг качества. В статье отмечается важность взаимодействия всех участников продовольственной цепочки и необходимость межведомственного сотрудничества. В заключение делается вывод о необходимости постоянного обновления законодательной базы с учетом международных требований и практик для повышения конкурентоспособности отечественной продукции на внутреннем и внешнем рынках.
Также рассматриваются проблемы прослеживаемости пищевых продуктов и необходимость интеграции современных цифровых решений в мониторинг качества и управление рисками на всех этапах производства и хранения.
В статье отмечается важность взаимодействия всех участников продовольственной цепочки и необходимость межведомственного сотрудничества, а также подготовки квалифицированных специалистов в области пищевой безопасности.
В заключение делается вывод о необходимости постоянного обновления законодательной базы с учетом международных требований и практик для повышения конкурентоспособности отечественной продукции на внутреннем и внешнем рынках.
Благодаря ценным свойствам масла, извлекаемого из семян, его использование в пищевой промышленности постоянно расширяется. Это, в свою очередь, стимулирует активное изучение побочных продуктов маслопроизводства – жмыхов и шротов, получаемых из масличных культур, таких как сафлор и лен. Эти остатки являются источником биоактивных соединений (белка, пищевых волокон, антиоксидантов) с полезными свойствами для здоровья, которые могут быть использованы в производстве мясных продуктов. Использование этих отходов позволяет решать экологические и экономические задачи. Жмыхи сафлора и льна, богатые полезными для здоровья веществами, рассматриваются как перспективные источники растительного белка, пищевых волокон и антиоксидантов. Исследования показывают, что эти побочные продукты могут быть успешно использованы в производстве продуктов питания с улучшенными питательными и функциональными характеристиками. Такой подход способствует устойчивому развитию, созданию инновационных функциональных продуктов и реализации принципов безотходного производства. Данная работа посвящена анализу состава жмыхов льна и сафлора и изучению возможности их применения в производстве вареной колбасы.
Для достижения цели исследована возможность использования жмыха сафлора и льна в производстве вареных колбас, которая будет решением для сокращения пищевых отходов. Дана органолептическая оценка, определены физико-химические и бактериологические показатели, свидетельствующие о соответствии полученных продуктов установленным требованиям в действующих нормативных документах.
В ходе исследования в рецептуру варёной колбасы было добавлено 2%, 4% и 6% жмыха сафлора и льна.
Результаты органолептического анализа показали, что образцы с добавлением 4% жмыха имели наиболее гармоничный вкус и аромат.
По данным физико-химического анализа, в колбасе с 4% жмыха сафлора содержалось 71,35±1,2% влаги, 10,58±0,1% жира и 15,76±0,2% белка, а в колбасе с 4% жмыха льна – 70,69±1,4% влаги, 11,18±0,2% жира и 16,65±0,1% белка.
Микробиологические исследования показали отсутствие кишечной палочки, сальмонелл и сульфитредуцирующих клостридий.
Эти результаты подтвердили, что использование жмыха сафлора и льна в количестве 4% позволяет повысить качество готовой продукции и улучшить её пищевую ценность.
В статье представлены результаты исследования, направленные на сравнительный анализ методов выделения постбиотиков и определение выхода и антиоксидантной активности препаратов, полученных из штаммов Lacticaseibacillus sp., Leuconostoc sp. и Saccharomyces sp., выделенных из традиционных ферментированных продуктов (шубат, квашеная капуста и кумыс). На основании анализа литературных источников для экспериментальных исследований были выбраны три метода: термическая инактивация клеток, осаждение этанолом и ультрафильтрация, отличающиеся технологической простотой, экономичностью и способностью сохранять биологически активные компоненты. Выход постбиотиков определяли гравиметрическим методом, антиоксидантную активность – по DPPH и ABTS-тестам, микробиологическую безопасность – по отсутствию роста жизнеспособных клеток. Установлено, что термический метод обеспечивает наибольший выход сухого вещества (90-92 %), высокую антиоксидантную активность (86-89 %) и полную микробиологическую безопасность по сравнению с другими методами. Мягкий режим инактивации (70°C в течение 30 мин) позволил сохранить функциональные метаболиты без разрушения низкомолекулярных антиоксидантов и экзополисахаридов, участвующих в восстановительно-окислительных процессах. Наибольшие значения активности получены у штамма Leuconostoc sp., что связано с наличием экзополисахаридной матрицы, стабилизирующей активные соединения. Полученные результаты подтверждают целесообразность применения термической инактивации в качестве эффективного и доступного метода выделения постбиотиков для разработки функциональных молочных продуктов и расширения биотехнологических направлений пищевой промышленности.
В данной статье проводится анализ ингибирующих факторов, которые препятствуют эффективному производству биоводорода при переработке лигноцеллюлозной биомассы (ЛЦБ). В этом контексте темная ферментация рассматривается как один из наиболее перспективных биологических методов получения водорода, поскольку не требует внешнего источника энергии, совместимо с современными реакторными технологиями и позволяет использовать широкий спектр субстратов. Основным препятствием для его промышленного применения является накопление токсичных соединений, образующихся в процессе предварительной обработки и самой ферментации ЛЦБ. В статье обобщена информация о составе и действии основных ингибиторов. Результаты анализа показывают, что при темной ферментации выход H₂ достигает 2-4 моль/моль сахара (максимум ~3,8 моль/моль гексозы), но значительно снижается в присутствии: (i) фуранов (фурфурол 0,03-8,23 г/л; 5-ГМФ 0,09-1,59 г/л), (ii) лигновых фенолов (ванилин, сиреневый альдегид), (iii) органических кислот (муравьиная, уксусная, левулиновая кислота), (iv) неорганических ионов и тяжелых металлов (Zn, Cu, Cr, Ni и др.), (v) аммиака и сульфатов. Также обсуждаются дозозависимые эффекты и изменения в составе микробного сообщества, такие как влияние pH, снижение численности Clostridium из-за фурфурола или увеличение численности Clostridium и Ruminococcaceae при добавлении 5-HMP. Таким образом, понимание механизмов действия ингибиторов и поиск способов снижения их воздействия являются ключевыми направлениями для повышения эффективности темной ферментации и её внедрения в качестве устойчивой технологии преобразования лигноцеллюлозной биомассы в биоводород.
В современных исследованиях функциональных продуктов питания особое внимание уделяется разработке композитных ингредиентов, способных обогащать рацион белком, витаминами, минералами и биологически активными соединениями. В настоящей работе проведён комплексный анализ композитной муки, полученной из льняного и конопляного жмыха в соотношении 1:1, с целью оценки её физико-химических характеристик, витаминного и минерального состава, аминокислотного профиля и антиоксидантной активности, а также определения потенциала применения в функциональных и обогащённых продуктах питания.
Результаты исследования продемонстрировали, что композитная мука обладает существенно более высоким содержанием пищевых волокон – 11,03 ± 0,13 %, по сравнению с пшеничной мукой высшего сорта (0,1–0,15 ± 0,02 %). Анализ витаминного состава показал наличие значительных количеств витамина Е (92,02 ± 0,96 мг/100 г) и витаминов группы В (В1, В2, В3, В5, В6, фолиевая кислота), содержание которых многократно превышает показатели пшеничной муки. Минеральный профиль характеризуется повышенным содержанием железа (11,70 ± 0,14 мг/100 г), магния (256,7 ± 3,1 мг/100 г), кальция (200,17 ± 2,41 мг/100 г), фосфора (582,10 ± 6,98 мг/100 г) и цинка (3,56 ± 0,04 мг/100 г), а наличие йода (0,0069 ± 0,0001 мг/100 г) расширяет спектр микроэлементов.
Аминокислотный анализ показал высокое содержание незаменимых и условно незаменимых аминокислот, включая аргинин, лизин, лейцин, изолейцин, валин и метионин, что подтверждает высокую биологическую ценность белка. Композитная мука также обладает выраженной антиоксидантной активностью, обеспечивая защиту липидных и белковых структур от окислительных процессов.
Полученные результаты свидетельствуют о целесообразности использования композитной муки из льняного и конопляного жмыха в рецептурах функциональных, обогащённых и профилактических продуктов питания, включая мясорастительные изделия, с целью повышения нутритивной ценности, улучшения технологических свойств и пролонгации срока хранения.
В настоящее время значительная часть недревесного растительного сырья, в частности отходов сельскохозяйственных культур, не находит эффективного применения и преимущественно остается на полях либо утилизируется посредством сжигания, что приводит к значительному негативному воздействию на окружающую среду. Особо остро проблема переработки отходов сельского хозяйства стоит для тех территорий (Казахстан, Китай, Индия, страны СНГ), где воспроизводство крупяных и хлебных злаков является основной отраслью, на которой строится их благосостояние. Основным достоинством недревесного сырья является его ежегодная воспроизводимость и невысокая стоимость. В то же время, однолетние растения являются источником ряда ценных продуктов природного происхождения, в том числе и целлюлозы. В статье представлены результаты исследований морфологического строения и химического состава соломы пшеницы. Результаты анализа свидетельствуют о высокой перспективности использования данного вида лигноцеллюлозного сырья для прямого получения целлюлозы без необходимости предварительной экстракции древесного компонента. Также были исследованы минеральный состав соломы пшеницы, результаты анализа минерального состава показали присутствие жизненно важных макро- и микроэлементов, таких как калий, магний, кальций, фосфор, алюминий и кремний. Установленное соотношение этих элементов указывает на перспективность рассматриваемого вида сырья для получения целлюлозы, пригодной к дальнейшим химическим модификациям.
В данной статье рассматриваются возможности использования шрота и экстракта семян расторопши для совершенствования качественных характеристик низкокалорийных мясных продуктов.
Расторопша пятнистая (Silybum marianum) является растением, богатым биологически активными веществами, в особенности комплексом силимарина, известным своими гепатопротекторными свойствами. В ходе исследования всесторонне изучено влияние добавления шрота и экстракта семян расторопши на химический состав, пищевую ценность и функциональные свойства готовой продукции. В процессе экспериментальных работ проведён сравнительный анализ образцов, определено содержание белков, жиров, углеводов, а также энергетическая ценность. В образцах с добавлением расторопши наблюдалось повышение концентрации биологически активных веществ и улучшение функциональных преимуществ продукта. Кроме того, были зафиксированы положительные изменения органолептических показателей, что свидетельствует о благоприятном влиянии добавок на потребительское восприятие.
Проведённые исследования доказали, что шрот и экстракт семян расторопши являются эффективными ингредиентами, повышающими пищевую и биологическую ценность низкокалорийных мясных продуктов. Использование таких добавок позволяет отнести продукцию к категории функциональных пищевых продуктов, обосновывает целесообразность их применения в ежедневном рационе и даёт возможность выбора между расторопшей и экстрактом её семян в зависимости от поставленных технологических задач.
В статье представлены результаты исследования, направленного на повышение безопасности и качества популярного продукта общественного питания – роллов «Филадельфия». Актуальность работы обусловлена расширением производства и потребления продукции японской кухни и связанными с этим микробиологическими рисками, возникающими при использовании скоропортящихся ингредиентов. Целью исследования являлась разработка и обоснование системы управления безопасностью пищевой продукции на основе принципов ХАССП, сфокусированной на критических контрольных точках (ККТ) технологического процесса. В работе применены методы анализа опасностей, идентификации ККТ с использованием «дерева решений», установления критических пределов и корректирующих действий. В результате детального анализа технологического цикла, включающего 16 процессов и 54 операции, было первоначально выявлено 11 ККТ. Для практической реализации система была оптимизирована до 4 наиболее значимых точек контроля: приемка сырья, хранение рисового и рыбного полуфабрикатов, процесс изготовления и хранения готовой продукции. Для каждой ККТ установлены строгие критические пределы по температуре, времени хранения и микробиологическим показателям, разработаны процедуры мониторинга. Научная и практическая ценность работы заключается в разработке адаптированного и эффективного плана ХАССП, внедрение которого позволяет существенно снизить микробиологические риски, гарантировать стабильное качество и безопасность готового блюда, а также является экономически целесообразным для предприятий общественного питания.
В данной работе представлены результаты выделения и комплексной характеристики молочнокислых бактерий и дрожжей, полученных из традиционных казахских ферментированных напитков — кумыса и шубата. Проведено изучение культуральных, морфологических и биохимических свойств изолятов, определена их видовая принадлежность и оценен потенциал к ферментации углеводов. Молочнокислые бактерии культивировались на среде MRS, дрожжи – на среде Сабуро. Для идентификации использовались окраска по Граму, анализ морфологии колоний, микроскопия и ряд биохимических тестов. Определена способность штаммов к ферментации глюкозы, лактозы, сахарозы, мальтозы и маннита. Предположительно идентифицированы штаммы Lactobacillus plantarum, L. sakei, Candida kefir и Kazachstania unispora. Наиболее активные культуры проявили способность к ферментации нескольких углеводов с образованием газа и осадка, что подтверждает их метаболическую активность и технологический потенциал. Дополнительно отмечено, что изоляты обладают устойчивостью к ряду стрессовых факторов и способны адаптироваться к различным условиям среды. Полученные данные указывают на биотехнологическую ценность автохтонной микрофлоры и её перспективность для разработки аутентичных заквасочных культур, которые могут быть применены для расширения ассортимента функциональных продуктов питания и сохранения национальных традиций.
В данной статье акцентировано внимание на возможности применения местных дикорастущих плодов и ягод, а именно черемухи обыкновенной, ирги колосистой и рябина обыкновенной (красной), в производстве молочного десерта – мороженого. Обозначенное сырье растительного происхождения отличается высоким содержанием пектиновых веществ, обладающие желирующими, вяжущими и пенообразующими свойствами, которые важны для формирование необходимых реологических свойств десертов. Кроме того, пектиновые вещества способны образовывать комплексы с вредными веществами (ионами тяжелый и радиоактивных металлов), поступающими в организм извне, и выводят их, не позволяя всасываться в кровь и не нарушая баланса внутренней среды; антибактериальными свойствами, препятствующими развитию инфекционных заболеваний, подавляя развитие вредных микроорганизмов; большим количеством витаминов, оказывающим общеукрепляющих эффект на организм человека.
Изложены результаты проведенных исследований о влиянии предлагаемой композиции растительного происхождения на такие важные качественные показатели молочного десерта – мороженого, как степень взбитости и скорость таяния изделия. Так как именно эти показатели формируют устойчивую консистенцию любимого лакомства. От такой консистенции зависит вкусовое восприятие и нежность замороженного продукта, не вызывая переохлаждения полости рта. Руководствуясь полученными данными, было определено оптимальное количество вносимой добавки из сушеных измельченных до состояния порошка ягод ирги и плодов черемухи и рябины красной. Исследуемые реологические показатели также были изучены в готовом молочном десерте. Полученные результаты свидетельствуют о соответствии мороженого требованиям, изложенным в действующей нормативно-технической документации.
Представлены перспективы создания продуктов переработки молока, обогащенных натуральными природными компонентами, которые способны заменить искусственные добавки и часть дорогостоящего молочного сырья, не снижая качественных характеристик готовых изделий.
Известно, что классический творог имеет более или менее кислый вкус, который не всегда удовлетворяет запрос потребителей. Поэтому, творог с более нежным вкусом и низкой кислотностью пользуется большим спросом. На сегодняшний день современный подход к науке в области биотехнологий дает возможность регулировать вкус творога с помощью заквасочных культур, которые улучшают питательную ценность конечного продукта.
В статье рассматривается усовершенствование технологии производства вязкопластичных кисломолочных продуктов на примере творога из козьего молока. Разработка технологии основана на минимизации термического воздействия и применении низкокислотопродуцирующих пробиотических штаммов отечественного происхождения (Lacticaseibacillus paracasei, Lactococcus lactis, Bifidobacterium spp.), адаптированных к ферментации козьего молока. Проведена оптимизация ключевых этапов технологического процесса, включая подготовку сырья, нормализацию, пастеризацию, выбор и применение заквасок, а также режимы сквашивания. В результате получен мягкий творожный продукт с нежной текстурой, умеренной кислотностью (около 68 °Т), приятными органолептическими характеристиками и высокой биологической ценностью. Установлено, что консорциум штаммов L. paracasei Gch 5.2.1 и L. lactis 7-8 M обеспечивает стабильное качество, пробиотическую активность и сохраняет нутритивные свойства сырья. Разработанная технология адаптирована к условиям малых форм производства и рекомендована для выпуска продуктов функционального и диетического назначения, в том числе для детей и лиц с заболеваниями ЖКТ.
Представлены результаты оценки качества кормов (сенаж и силос) и биохимических показателей крови молочных коров в условиях опытного хозяйства. Проанализированы четыре образца кормов (два образца сенажа люцерны, зерносенаж и силос кукурузный) и 12 проб крови от дойных коров. Установлено, что все исследованные корма соответствуют нормативным требованиям по показателям ферментации и питательности: оптимальная влажность, преобладание молочной кислоты над уксусной, низкое содержание масляной кислоты (<0,1%) и аммиачного азота, отсутствие признаков порчи. Биохимические показатели сыворотки крови коров находятся в пределах физиологической нормы: общий белок 75-79 г/л, глюкоза 2,4-2,8 ммоль/л, мочевина 3,2-3,9 ммоль/л, активность печёночных ферментов (АЛТ, АСТ) незначительно превышает референтные значения. Полученные данные отражают стабильный обмен веществ и нормальное физиологическое состояние животных при кормлении качественными сенажом и силосом. Сделан вывод, что уровень питательности заготовленных кормов обеспечивает потребности коров без метаболических нарушений: рационы сбалансированы, что подтверждается нормальными биохимическими константами крови и высокой молочной продуктивностью животных.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
В статье рассматривается индивидуальная система пылеприготовления с молотковой мельницей и прямым вдуванием, обслуживающая водогрейный котёл марки КВТ–116,3-150.
Актуальность работы обусловлена важнейшей ролью процесса пылеприготовления в обеспечении устойчивой, экономичной и экологически безопасной работы пылеугольных котельных установок.
Представлена функциональная схема пылеприготовительной системы, включающая процессы сушки, измельчения, классификации и подачи аэросмеси в горелку котла. Построение такой схемы позволило наглядно представить взаимосвязь оборудования, выявить ключевые технологические узлы, установить направления движения теплоносителя, воздуха и топлива, а также определить участки с наибольшей чувствительностью к режимным параметрам. Это создало основу для дальнейшего анализа теплотехнической эффективности и поиска резервов оптимизации.
В ходе эксплуатации системы были зарегистрированы ключевые показатели: температура аэросмеси на выходе из мельницы не превышала 85 °C, тонкость помола угольной пыли составляла R₉₀ = 45 ÷ 55 %, а показатели влажности и расхода топлива соответствовали режимным картам. Анализ данных подтвердил стабильность и эффективность работы системы при изменении нагрузки котла в диапазоне от 60 % до 100% от номинальной мощности.
Особое внимание уделено конструктивным и технологическим особенностям оборудования: молотковой мельнице с встроенным сепаратором, рекуперативному воздухоподогревателю, устройству нисходящей сушки, системе подачи воздуха и элементам регулирования. Отмечены преимущества индивидуальной схемы, такие как повышенная степень автоматизации, снижение теплопотерь, гибкость управления режимами и адаптация к переменной нагрузке или нестабильным характеристикам топлива.
Сформулированы рекомендации по оптимизации режима сушки и внедрению системы мониторинга состояния мельницы и сепаратора. Сделан вывод о высокой технологической завершённости схемы, её эффективности и перспективности для модернизации существующих котельных агрегатов, использующих твёрдое топливо.
В статье представлен обзор ряда исследований по использованию сплавов и интерметаллических соединений для хранения водорода. Среди них особое место занимает межметаллическое соединение LaNi₅. Проанализированы последние достижения в разработке интерметаллических соединений типа ab₅. Эти соединения, в частности, LaNi₅ и его легированные аналоги, широко используются благодаря возможности регулировать их свойства путем замены элементов. В статье также представлен обзор методов синтеза и модификации сплавов AB5, направленных на повышение их эффективности в водородных технологиях. Рассматриваются как традиционные методы производства, так и современные технологические подходы, включая искровое плазменное спекание и механоактивацию. Обзор научной литературы показал, что механическая активация является эффективным способом модификации интерметаллического соединения LaNi₅ для улучшения его свойств поглощения водорода. Согласно ряду исследований, воздействие высокоэнергетического шарового измельчения приводит к значительным изменениям в микроструктуре материала. Для повышения эффективности практического использования ланиверов в водородной энергетике необходимы дополнительные комплексные исследования для установления взаимосвязи между параметрами механической обработки, структурными характеристиками и функциональными свойствами материала. Целью данной работы является использование механической активации для изменения микроструктуры материала, уменьшения размера кристаллитов, увеличения плотности дефектов и стимулирования образования аморфных или наноструктурированных состояний, которые в совокупности могут существенно влиять на структуру и взаимодействие с водородом.
Повышение эффективности процессов теплообмена является одной из ключевых задач современной энергетики и теплотехники. Традиционные рабочие жидкости, такие как вода и этиленгликоль, ограничены по теплопроводности и теплоёмкости, что снижает их потенциал в условиях высоких тепловых нагрузок. Одним из направлений решения этой задачи является применение наножидкостей – дисперсий наночастиц в базовой жидкости, способных корректировать её теплофизические характеристики и повышать эффективность теплоотдачи.
В работе проведено численное исследование течения воды и наножидкости TiO2-CuO в U-образном трубчатом канале при постоянном тепловом потоке. Для анализа использовалось моделирование методом вычислительной гидродинамики (CFD), позволившее оценить распределение турбулентной кинетической энергии (ТКЕ), изменение давления вдоль канала, а также интегральные показатели теплообмена: коэффициент теплоотдачи и тепловосприятие.
Результаты показали, что вода обладает более высокой турбулентной активностью: максимальные значения TKE достигают 1.9·10-3 м2/с2, при этом суммарное падение давления составляет около 230 Па. Ограниченная теплопроводность (0.6 Вт/м·К) приводит к росту температуры на выходе на 5-7 °C. Для наножидкости TiO2-CuO характерно снижение уровня турбулентных флуктуаций на прямолинейных участках (10-6-10-5 м2/с2) и увеличение перепада давления до 270 Па, однако более высокая теплопроводность (0.702 Вт/м·К) и плотность обеспечивают более эффективный отвод тепла, снижая перегрев жидкости до 4-5 °C на выходе.
Сравнительный анализ тепловосприятия и коэффициента теплоотдачи показал преимущество наножидкости: h=68.3 Вт/(м2·K), Q=143 Вт по сравнению с водой (h=67.6 Вт/(м2·K), Q=141.8Вт). Эти результаты свидетельствуют о том, что наножидкость TiO2-CuO способна обеспечить более высокую эффективность теплопередачи при допустимом увеличении гидравлических потерь, что делает её перспективным теплоносителем для применения в компактных и энергонапряжённых системах.
В данной работе представлено сравнительное исследование эффективности измельчения непроектного угля Каражыра с использованием двух основных типов измельчительного оборудования: шаровых барабанных мельниц и молотковых мельниц. Исследования проводились с целью оценки пригодности местного топлива для сжигания в котельных агрегатах, изначально не предназначенных для данного типа угля. Для определения гранулометрического состава пылевидного топлива был проведен лабораторный ситовой анализ. Впервые получены и проанализированы коэффициенты полидисперсности для пыли угля Каражыра, измельченной в обоих типах мельниц. Измерения остатков на ситах показали, что в продукте молотковой мельницы на сите с размером ячейки 400 мкм осталось лишь 0,2% частиц, тогда как в продукте шаровой барабанной мельницы – 2,5%. Это свидетельствует о практически полном удалении грубых фракций при размоле в молотковой мельнице. Установлено, что при обоих способах измельчения около 88% частиц угольной пыли имеют размер менее 200 мкм. При этом остаток на сите 90 мкм составил 32% для шаровой барабанной мельницы и 53% для молотковой. Таким образом, продукт молотковой мельницы отличается повышенной долей частиц среднего размера (90-200 мкм) при отсутствии избыточного количества ультрамелких фракций. Отсутствие грубых и ультрамелких фракций при размоле в молотковой мельнице способствует формированию более высокого показателя полидисперсности угольной пыли, который составил 1,51, тогда как для шаровой барабанной мельницы он равен лишь 0,78. Полученные результаты свидетельствуют о том, что обе мельницы подходят для подготовки топлива, но молотковая мельница обеспечивает лучшее качество сгорания и тепловую эффективность. Поэтому рекомендуется как наиболее эффективное решение для подготовки непроектного угля в тепловых электростанциях. Проведённые исследования служат основой для дальнейшего изучения характеристик и поведения непроектного угля в различных режимах эксплуатации.
В данной статье рассматривается оценка работы парокомпрессионной холодильной установки при воздействии шоковой тепловой нагрузки. Исследование проведено на модернизированном экспериментальном стенде «Холодильник-2» с системой цифрового мониторинга, включающей дополнительных 24 датчика DS18B20 и микроконтроллер STM32. Основной целью являлось сравнение поведения установки при внесении объекта с температурой 40, 60 и 80°C после выхода на квазистационарный режим. Проведён анализ температурных кривых, продолжительности переходных процессов и времени выхода на новый стационарный режим. Дополнительно рассмотрены особенности распределения температур внутри морозильной камеры, а также влияние тепловой нагрузки на работу основных элементов цикла.
Научная новизна исследования заключается в комплексном рассмотрении переходных процессов, возникающих при резких тепловых воздействиях, с акцентом на их продолжительность и устойчивость системы. Практическая значимость работы связана с возможностью применения полученных результатов для оптимизации режимов эксплуатации холодильных установок, а также для проведения диагностики неисправностей в условиях, приближённых к реальным. В качестве оптимального выбран режим воздействия 60 °C, который обеспечивает баланс между продолжительностью переходного процесса и равномерностью распределения температур.
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)
Хронические раны представляют серьезную проблему для современной медицины. В особенности сейчас можно наблюдать тенденцию увеличения числа пациентов с диабетическими ранами стопы. Поэтому разработка перевязочных материалов с идеальными характеристиками является одной из ключевых задач в современной медицине. Целлюлоза представляет собой перспективный материал для разработки раневых покрытий благодаря своей биосовместимости, доступности и экологичности. В данной статье поставлена цель проведения обзора исследований по гидрогелям и пленкам на основе производных целлюлозы и ее композиций для покрытия ран, опубликованных в научной литературе за последние десятилетия. Особое внимание уделено материалам, содержащим бентонит, и его влиянию на механические, сорбционные и биомедицинские свойства перевязочных покрытий. Проведён анализ отечественных и зарубежных исследований, посвящённых композитным материалам на основе карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) и бентонита. Анализ, имеющихся на сегодняшний день исследований показывает, что введение бентонита в полимерные матрицы способствует увеличению механической прочности, влагопоглощающей способности и структурной стабильности покрытий. Включение глинистых частиц позволяет регулировать процесс высвобождения лекарственных веществ, повышая таким образом эффективность терапевтического воздействия. Исследования, проведенные Казахстанскими учеными, подтверждают перспективность использования местных бентонитовых глин в разработке перевязочных материалов. Развитие композитных гидрогелей и плёнок на основе производных целлюлозы и бентонита открывает новые возможности для создания эффективных биосовместимых раневых покрытий. Дальнейшие исследования должны быть направлены на оптимизацию их состава и структуры для повышения функциональных характеристик и терапевтической эффективности.
Производство низкоуглеродистого феррохрома неизбежно сопровождается образованием значительных объемов шлаков, ключевой особенностью которых является их способность к самопроизвольному распаду (дезинтеграции) при охлаждении и воздействии атмосферных факторов. Это явление обусловлено полиморфными превращениями β-дикальциевого силиката (C2S) в γ -модификацию, сопровождающимися увеличением объема. Данная уникальная характеристика, с одной стороны, создает вызовы в управлении отходами, с другой – открывает широкие возможности для их эффективной и экономически выгодной утилизации без необходимости дорогостоящего измельчения. Настоящая обзорная статья представляет собой систематический анализ и обобщение современных высокоэффективных технологий мирового уровня по применению самораспадающихся шлаков производства низкоуглеродистого феррохрома. Особое внимание уделяется их использованию в производстве строительных материалов (цементы, бетоны, вяжущие), сорбентов для водоочистки, мелиорантов для сельского хозяйства, а также в дорожном строительстве. В данной работе проведен литературный обзор пятидесяти семи источников, опубликованных за последние десять лет и содержащих описание наиболее эффективных технологий применения самораспадающихся шлаков производства низкоуглеродистого феррохрома.
Целью статьи является демонстрация потенциала этих шлаков как ценного вторичного сырья, способствующего снижению экологической нагрузки, повышению ресурсоэффективности ферросплавного производства и развитию принципов циркулярной экономики.
Проведено исследование качества питьевой воды в селах, расположенных в зонах чрезвычайного (Долонь, Мостик, Черемушка, Саржал) и максимального (Караул, Кайнар) радиационного рисков на территории области Абай, прилегающей к бывшему Семипалатинскому испытательному полигону. Целью работы была оценка воды по показателям общей минерализации (TDS) и содержанию основных катионов (натрий, калий, кальций, магний). Анализ проб, отобранных из систем центрального водоснабжения, показал, что в трех населенных пунктах (Саржал, Кайнар, Долонь) общая минерализация превышает рекомендуемый ВОЗ предел в 1000 мг/л, достигая в селе Долонь 1500 мг/л. Во всех исследуемых селах, кроме Черемушки, зафиксировано повышенное содержание натрия, при этом в селах Кайнар и Долонь его концентрация превышает установленную ПДК в 200 мг/л. Общая жесткость воды в большинстве проб соответствует нормативам, за исключением образца воды из села Долонь, где вода классифицируется как жесткая. Вода в селе Черемушка, не имеющем центрального водоснабжения, характеризуется физиологически недостаточным содержанием кальция. Результаты свидетельствуют о неудовлетворительном качестве питьевой воды в большинстве изученных населенных пунктов зоны радиационного риска.
В настоящей работе проведено исследования спектральных характеристик электрического разряда в процессе электролитно-плазменном азотировании, структурные и фазовые изменения, происходящие в аустенитной нержавеющей стали. Обработка проводилась в электролите, содержащем 10% кальцинировання сода (Na₂CO₃), 20% карбамид (CO(NH₂)₂) и 3% аммоний хлорид (NH₄Cl) при температуре 550 °C в течение 10 минут. Эмиссионная спектроскопия показала присутствие активных форм азота (N₂⁺, N I), водорода (Hα) и кислорода (O I) в составе плазмы. Расчёт электронной плотности на основе уширения линии Hα серий Бальмера дал значение порядка 8.5 × 10¹⁸ см⁻³. Рентгенофазовый анализ выявил формирование нитридных фаз CrN и Fe₃N, а также твёрдого раствора азота в γ-Fe. Микроструктурные исследования с помощью РЭМ показали наличие трёхчленной структуры азотированного слоя: нитридной зоны, переходной области и исходный аустенитной матрицы. Энергодисперсионный рентгеновский анализ подтвердил наличие концентрационного градиента азота по глубине.
В условиях растущего накопления сельскохозяйственных и пищевых биоотходов (зерновой шелухи, соломы, кукурузных стеблей и т.д.) разработка эффективных и экологически безопасных технологий переработки является весьма актуальной задачей. В исследовании анализируются современные методы утилизации биомассы, включая компостирование, анаэробное сбраживание, производство биополимеров и производство строительных материалов. В качестве технологии первичной переработки был выбран пиролиз, поскольку он позволяет получать широкий спектр продуктов – биоуголь, жидкое и газообразное топливо, – которые потенциально могут быть использованы в сельском хозяйстве, энергетике и промышленности. Охарактеризован химический состав исходных биоотходов (целлюлоза, лигнин, золообразующие элементы) и рассмотрены способы их получения (сушка, измельчение, предварительная обработка). Представлены результаты лабораторных исследований, подтверждающие эффективность пиролиза при получении ценных продуктов. Была проведена сравнительная оценка с существующими аналогами, а также анализ экологических выгод (сокращение выбросов CO₂ и CH₄, уменьшение объемов размещаемых на свалках отходов) и экономическая оценка перспектив промышленного внедрения. Показано, что переработка биоотходов методом пиролиза имеет большое практическое значение для решения задач ресурсосбережения и охраны окружающей среды. Исследование демонстрирует потенциальное применение полученных продуктов в качестве органических удобрений, источников энергии, сорбентов и компонентов строительных материалов. Определены перспективные направления дальнейших исследований, включая комбинированные технологии переработки и расширение спектра целевых продуктов.
В данной статье представлено исследование, посвященное изучению проблемы повторной утилизации полиэтилена (его вторичной переработки – рециклингу) методом ротационного формования. В научной литературе рециклинг ротационных марок полиэтилена (РПЭ) очень слабо изучен, а представленные данные часто противоречивы. Однако для производства емкостей, методом ротационного формования, с использование вторичного полиэтилена в промышленности необходимо учитывать его деградацию (проходящую в условиях рециклинга), для оценки которой авторы использовали методы: ИК-спектроскопию, атомно-силовую микроскопию, изучение гидрофобности поверхности РПЭ (путем замера краевого угла смачивания (КУС)) и механические испытания. Ввиду повсеместного использования данных емкостей (для хранения минерального удобрения, марки КАС28), изучали КУС РПЭ дистиллированной водой (после выдержки в среде КАС28) при различных технологических режимах их переработки (показатель PIAT). Показано, что рециклинг РПЭ приводит к образованию карбоксильных групп на поверхности полиэтилена и значительному росту его гидрофильности (КУС уменьшился до 36%). Выдержка в КАС28 так же увеличивает гидрофильность, изготовленных из вторичного и первичного РПЭ изделий (снижение краевого угла смачивания от 8% до 28%) независимо от рассматриваемых технологических параметров переработки. Показано, что наиболее влияющим фактором (из изученных) на гидрофильность РПЭ является – рециклинг. Установлено, что при дозировке до 15-25% вторичного полиэтилена в композитах наблюдаются лишь незначительные изменения прочностных характеристик (предела прочности и деформации), что позволяет рекомендовать частичное замещение первичного сырья без критических потерь в эксплуатационных свойствах (на вторичный полиэтилен). Это открывает перспективы для экономически целесообразного использования вторичного ПЭ в производстве ротационных композитов. Данное исследование может быть использовано для оценки деградации РПЭ в процессе его рециклинга и улучшения эксплуатационных свойств готовых изделий.
Научное исследование посвящено оценке фитотоксического воздействия нефтепродуктов, в частности углеводородного ракетного горючего (УВГ), на растения. В лабораторных условиях в качестве тест-объекта использовался редис (Raphanus sativus L. var. sativus). Поводом для проведения работы стала необходимость экологической оценки почв, загрязнённых в районах падения частей ракетоносителей.
Основная задача заключалась в определении взаимосвязи между степенью загрязнения почвы УВГ и изменениями морфофизиологических параметров у растения-индикатора. В исследовании применялись пять вариантов почвы: три опытных с содержанием УВГ в концентрациях 100, 500 и 1000 мг/кг, а также два контрольных образца – стандартный искусственный почвенный эталон (КМ) и почва с реальной загрязнённой территории (КФ). Биотестирование проводилось в течение шести недель. В ходе эксперимента фиксировались показатели всхожести, длины стеблей и корней проростков, по которым рассчитывались индексы токсичности.
Результаты продемонстрировали угнетающее влияние УВГ на развитие растений и прорастание семян. При минимальной концентрации в 100 мг/кг наблюдалось лишь незначительное сокращение длины побегов и корней. Однако при увеличении концентрации до 500 и 1000 мг/кг негативный эффект становился более выраженным: всхожесть семян снижалась до 40% и 25% соответственно, а длина стеблей и корней уменьшалась в 2-4 раза по сравнению с контрольными образцами.
Наблюдаемые изменения ясно указывают на дозозависимый характер токсичности УВГ. Полученные данные представляют практическую ценность для разработки нормативов оценки загрязнения, проведения экологического мониторинга и планирования мероприятий по восстановлению пострадавших территорий.
В работе исследована эффективность природного цеолита и его модифицированных форм для удаления стабильного изотопа йода (¹²⁷I) из водных растворов. Природный цеолит модифицирован ионами серебра (Ag⁺) и меди (Cu²⁺) методом ионного обмена. Структура и химический состав модифицированных образцов изучены с использованием рентгенофлуоресцентного анализа (XRF), рентгенографии (XRD) и сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионным рентгеновским анализом (SEM-EDX).
Результаты кинетических экспериментов показали, что Cu-модифицированный цеолит быстрее достигает сорбционного равновесия по сравнению с Ag-модифицированным аналогом. Время достижения равновесия для Cu-модифицированного цеолита составило приблизительно 30,5 часов, тогда как для Ag-модифицированного образца – около 36,0 часов. Степень удаления йода из водных растворов в обоих случаях была высокой и составила 99,4% для Cu-модифицированного цеолита и 99,1% для Ag-модифицированного.
Анализ изотерм сорбции показал, что данные лучше всего описываются моделью Ленгмюра с коэффициентом детерминации (R²) более 0,98. При этом расчётная максимальная сорбционная ёмкость модифицированных цеолитов оказалась выше, чем у природного цеолита.
Полученные результаты подтверждают высокую эффективность и экологическую безопасность металломодифицированных цеолитов в качестве сорбентов для удаления йодсодержащих загрязнений из водных растворов. Особое практическое значение имеет Cuмодификация, которая демонстрирует улучшенную кинетику сорбции, что делает её перспективной для применения в технологиях очистки воды.
В работе рассмотрены современные направления развития геополимерных композитов как экологически устойчивой альтернативы портландцементу. Приведён анализ сырьевых источников для геополимеризации, включая природные алюмосиликатные материалы и техногенные отходы промышленности – золы-уноса, доменные и ферросплавные шлаки, красный шлам и другие побочные продукты энергетического и металлургического производств. Описаны основные стадии и механизмы геополимеризации, влияние щёлочных активаторов и параметров синтеза на формирование структуры и свойства материалов. Показано, что геополимерные композиты обладают высокой прочностью, термостойкостью и химической стойкостью при существенно меньшем углеродном следе, что делает их перспективными для применения в строительстве и утилизации промышленных отходов.
Отмечено, что Республика Казахстан располагает значительными запасами как природных алюмосиликатных пород, так и вторичных техногенных ресурсов, что создаёт предпосылки для широкого внедрения геополимерных технологий в целях снижения экологической нагрузки и повышения эффективности использования минерального сырья.
В данной работе исследована селективная сорбция ионов неодима из смеси растворов с использованием интерполимерных систем, состоящих из двух промышленных сорбентов – ионообменных смол Amberlite IR120(Н+) и AB-17-8(ОН-), в различных мольных соотношениях. На основании полученных результатов установлено, что максимальная активация полимеров происходит при соотношении Amberlite IR120:AB-17-8 (5:1). При этих соотношениях наблюдается максимальная степень сорбции ионов неодима. Процесс сорбции проводили в статическом режиме. Через 48 часов дистанционного взаимодействия полимеров максимальная степень сорбции ионов неодима составила 56,2%, а степень связывания полимерной цепи – 3,96%. Суммарные расчетные значения неактивированных полимеров доказали, что сорбционная активность интерполимерных систем в соотношениях Amberlite IR120:AB-17-8 (5:1), Amberlite IR120:AB-17-8 (3:3) существенно выше, чем у исходных неактивированных полимеров Amberlite IR120 (6:0) и AB-17-8 (0:6). Полученные результаты показали, что в интерполимерных системах изменяются электрохимические и сорбционные свойства исходных полимеров, то есть увеличивается способность функциональных групп к реагированию. Это позволяет использовать их для разработки эффективной сорбционной технологии разделения ионов неодима. Таким образом, показано, что интерполимерные системы могут быть использованы в промышленности путем изменения условий сорбции для эффективного выделения неодима из промышленных растворов.
ISSN 3006-0524 (Online)














