В данной статье рассматриваются принцип работы, энергетическая эффективность и частотно-зависимые характеристики усилителя мощности класса D в токовом режиме (CMCD), предназначенного для применения в диапазоне 5G FR1 (ниже 6 ГГц), в частности в полосе 3,4-3,8 ГГц. Усилитель основан на классической push-pull CMCD-архитектуре, работающей в коммутационном режиме, и демонстрирует возможность достижения высокой теоретической эффективности за счёт уменьшения коммутационных потерь благодаря минимизации временного перекрытия токовых и напряженческих форм сигналов.
В ходе анализа исследованы пиковое значение напряжения стока, формы токовых и напряженческих сигналов, условия нагрузки и частотно-зависимые параметры. Результаты моделирования показали, что усилитель стабильно работает в диапазоне 3,4-3,8 ГГц, при этом с ростом частоты наблюдается тенденция к снижению коэффициента усиления и эффективности. Данное явление объясняется увеличением коммутационных потерь транзисторов и влиянием паразитных параметров пассивных элементов. Полученные результаты подтверждают, что усилитель мощности CMCD применим в мобильных системах связи 5G FR1, особенно в области 3,5 ГГц, а в дальнейшем практическую точность можно повысить за счёт использования реалистичных RF-моделей транзисторов (LDMOS/GaN/CMOS) и учёта паразитных параметров.
В данной статье рассматривается необходимость перехода Республики Казахстан к цифровому звуковому вещанию стандарта DRM для модернизации устаревшей аналоговой радиосети и обеспечения равного доступа к информационным ресурсам даже в отдаленных районах. Цель заключается в обосновании технических, экономических и организационных преимуществ внедрения DRM в условиях сложного рельефа и низкой плотности населения. Для достижения поставленной цели проведен детальный анализ существующего аналогового звукового вещания, выявлены его недостатки по охвату территории и энергоэффективности. Выполнено моделирование зоны обслуживания с использованием программного обеспечения ICS Telecom для цифрового звукового вещания. При расчетах учитывались модели распространения радиосигнала ITU-R, в том числе ITU-R P.1546, и метод Deygout для оценки дифракционных потерь, что позволило получить примерную зону уверенного приема цифрового сигнала для частотного присвоения Алма-Ата-549 кГц при мощности передатчика 100 кВт, обеспечивающую радиус действия порядка 250 км. Результаты исследования свидетельствуют о том, что внедрение DRM позволяет значительно расширить охват территории (до 95% территории страны), снизить энергопотребление передатчиков как минимум на 50% по сравнению с аналоговыми системами, а также улучшить качество звука и обеспечить возможность интеграции дополнительных сервисов, таких как системы экстренного оповещения. Практическая значимость работы заключается в разработке поэтапного плана модернизации радиовещательной инфраструктуры за счет переоборудования законсервированных радиоцентров и эффективного использования национальных частотных присвоений, что позволяет существенно сократить капитальные и эксплуатационные затраты. Полученные результаты демонстрируют, что переход на цифровое звуковое вещание стандарта DRM является стратегическим шагом к цифровизации медиаиндустрии Республики Казахстан.
В настоящее время в связи интенсивным развитием нефтехимической отрасли и ростом спроса на ее продукты актуальной научно-практической задачей стала повышение производительности объектов производства качественного бензола на основе их моделей. На практике основные показатели качества бензола оцениваются нечетко на основе опыта, знаний операторов-технологов, управляющие процессом производства бензола и специалистов заводской лаборатории. В работе предложен метод синтеза лингвистических моделей плохо формализуемых технологических объектов, как бензольная колонна, с нечеткими входными и выходными параметрами, позволяющий моделировать и оптимизировать режимов их работы в нечеткой среде. На основе предложенного метода разработаны лингвистические модели оценки основного качественного показателя бензола, производимого в бензольной колонне Атырауского нефтеперерабатывающего завода, являющейся объектом исследования. На основе разработанных лингвистических моделей – базы правил в Fuzzy Logic Toolbox проведено нечеткое моделирование различных режимов работы исследуемой бензольной колонны и оптимизация ее режиме. В результате определен оптимальный режим ее работы бензольной колонны, позволяющий максимизировать объем и бензола с ее выхода с наилучшим качественным показателям. Новизна и важность предложенного метода синтеза лингвистических моделей сложных технологических объектов в нечеткой среде, в том, что позволяет разработать эффективных лингвистических моделей объектов с нечеткими входными и выходными параметрами. Практическая значимость разработанных лингвистических моделей исследуемого объекта заключается в оптимизации ее режимов работы в нечеткой среде на основе нечеткого моделирования.
В статье предложен универсальный мультимодальный фреймворк для решения трёх задач обработки естественного языка: распознавания сарказма, сентиментноориентированной генерации описаний изображений и контекстного нейросетевого машинного перевода с использованием механизма reranking. Архитектура включает специализированные энкодеры (BERT, RoBERTa, ViT), кросс-модальные механизмы внимания и контрастивное обучение, что обеспечивает адаптацию к различным типам входных данных и семантических задач. Эксперименты продемонстрировали улучшение метрик BLEU, METEOR, F1 и NER по сравнению с базовыми моделями. Отдельное внимание уделено устойчивости модели при работе с редкими словами и именованными сущностями. Полученные результаты подтверждают эффективность предложенного подхода в условиях ограниченных данных и мультимодальной сложности. В условиях стремительного роста мультимедийного контента и экспрессии пользователей в социальных сетях, мультимодальные модели – объединяющие текст, визуальные и стилистические признаки – становятся ключевым направлением в развитии когнитивных ИИ-систем. В частности, трансформерные архитектуры открывают новые горизонты в интеграции многоканальной информации, позволяя учитывать не только прямой смысл текста, но и эмоциональный подтекст, визуальный контекст и стилистические особенности подачи. Современные интеллектуальные системы обработки языка всё чаще сталкиваются с необходимостью учитывать не только семантический и синтаксический контекст, но и эмоциональную окраску высказываний. Традиционные NLP-модели, ориентированные на буквальное понимание текста, демонстрируют ограниченную эффективность в задачах, где ключевым фактором становится скрытый смысл – как, например, в распознавании сарказма, генерации описаний изображений с учётом настроения, или переводе эмоционально окрашенных конструкций между языками.
В данной статье рассматривается модернизация антенны наземной станции с параболическим отражателем диаметром 3,7 м для работы в S- и X-диапазонах. Основное внимание уделяется учету реальной геометрии отражателя, восстановленной на основе высокоточных лазерных измерений. На основе полученных данных был разработан новый двухдиапазонный коаксиальный облучатель, который обеспечивает совмещение фазовых центров в S- и X-диапазонах, а также высокую изоляцию между портами. Оптимизация конструкции и прогнозирование характеристик антенны были выполнены с использованием электродинамического моделирования в среде Ansys HFSS с учетом действительного профиля параболы. Изготовленный прототип прошел лабораторные испытания, которые подтвердили расчетные прогнозы. Ширина луча составила около 0,7о , апертурная эффективность достигла 56 %, а отношение усиления к температуре шума G/T – порядка 25,9 дБ/К, что соответствует требованиям радиолинии для приема сигналов низкоорбитальных спутников. Результаты демонстрируют, что точный учет формы отражателя и корректная настройка облучателя позволяют достичь требуемых характеристик антенны без замены параболического зеркала. Тем самым подтверждается возможность эффективной модернизации существующих наземных антенн среднего класса за счет интеграции методов высокоточной геометрической реконструкции и электродинамического моделирования.
В статье рассматривается применение методов Explainable Artificial Intelligence (XAI) для интерпретации прогнозов нейросетевых моделей в системах предиктивного обслуживания промышленного оборудования. Цель исследования – повышение прозрачности, точности и доверия к результатам машинного обучения при диагностике и прогнозировании технических неисправностей. В работе использованы методы SHAP, LIME и Grad-CAM, обеспечивающие визуализацию вклада признаков в предсказания моделей. На примере предприятий Костанайского автомобильного кластера показано, что интеграция Explainable AI позволяет повысить достоверность диагностики на 12-15%, сократить внеплановые простои оборудования на 13% и уменьшить время реагирования инженеров на 18%. Исследование демонстрирует, что интерпретируемые модели машинного обучения формируют основу для прозрачных решений в рамках цифровизации и внедрения промышленного интернета вещей (IIoT) в Казахстане. Предложенный подход соответствует стратегическим направлениям программ «Цифровой Казахстан» и «Концепция развития искусственного интеллекта до 2029 года», способствуя повышению эффективности и надёжности отечественных систем технического обслуживания.
Экспериментальные результаты получены на обезличенных данных промышленного предприятия автомобильного машиностроения Республики Казахстан, что подтверждает применимость предложенного подхода в реальных производственных условиях.
В данной работе представлено исследование и разработка интеллектуальной гибридной модели на основе методов глубокого обучения для обнаружения вредоносного программного обеспечения (ВПО) в информационно-коммуникационных инфраструктурах. Цель исследования заключается в создании архитектуры, объединяющей сверточные (CNN), рекуррентные (GRU) и графовые (GNN) нейронные сети с онтологической нормализацией признаков. Такой подход обеспечивает комплексный анализ статических, поведенческих и структурных характеристик вредоносных программ, повышая устойчивость к атакам нулевого дня и полиморфным угрозам. Для экспериментальной проверки использовались открытые наборы данных EMBER-2018, Malimg, CICAndMal2017 и CICMalDroid-2020. Проведённые эксперименты показали, что предложенная гибридная архитектура обеспечивает точность классификации 98.7% и ROC-AUC 0.99, превосходя изолированные модели глубокого обучения и традиционные методы машинного анализа. Введение онтологической модели знаний позволило повысить интерпретируемость системы и снизить уровень ложноположительных срабатываний до 1.7 %. Разработанный программный прототип продемонстрировал применимость решения в системах реального времени (SOC/IDS) и показал потенциал для дальнейшего масштабирования и внедрения в практические системы кибербезопасности. Научная новизна исследования заключается в интеграции мультимодального анализа и онтологического моделирования, что обеспечивает более точное и объяснимое выявление вредоносных объектов в сложных цифровых средах.
Одной из современных тенденций в развитии информационной техники является то, что технические возможности информационно-измерительных систем (ИИС) широко используются во всех отраслях. В зависимости от возможностей современных технологий возникает необходимость в совершенствовании сетей связи и повышении качества их пропускной способности, а также в сжатии данных ИИС, поскольку объем информации передается по сетям связи. Рассматриваются различные способы сжатия объема информации при хранении, обработке и передаче больших массивов информации в каналах связи. Сжатие высокоинформативных данных эффективно проводится в системах телеметрических измерений. Например, в космических кораблях и спутниковых системах пропускная способность канала связи уменьшается за счет использования различных методов сжатия при сборе данных и их передаче на станцию управления. Это инновационное научное направление, которая позволяет собирать, измерять и передавать различные параметры удаленным устройствам. Методы сжатия направлены на раздельную обработку данных в разных источниках. Открытые или скрытые информационные связи становятся все более взаимосвязанными способами, что потенциально увеличивает возможности сжатия данных. На этапе проектирования ИИС усиливают проведение методов сжатия данных, полученных из сложных параметров измерений. Таким образом, рассмотрение методов измерения, обработки и сжатия данных является актуальной задачей. В статье отражаются результаты исследований по методам сжатия данных.
В условиях активного и неконтролируемого распространения информации в цифровой среде, особенно в социальных медиа и новостных агрегаторах, особую актуальность приобретает задача автоматического выявления фейковых новостей. Рост объёмов пользовательского контента и высокая скорость его распространения существенно усложняют ручную верификацию информации, что обуславливает необходимость применения методов машинного обучения. Целью настоящего исследования является анализ, сравнительная оценка и оптимизация базовых моделей машинного обучения для детекции фейковых новостей с акцентом на подбор гиперпараметров, вычислительную эффективность и интерпретацию результатов классификации. В работе использован набор текстовых данных ISOT Fake News Dataset, содержащий новостные сообщения на английском языке с бинарными метками «правда» и «ложь», прошедшие этапы очистки и векторизации с применением метода TF-IDF. В рамках исследования реализованы и проанализированы модели логистической регрессии, дерева решений, случайного леса и градиентного бустинга. Оценка качества классификации проводилась на основе метрик Accuracy, Precision, Recall, F1-score, а также ROC-анализа и значения площади под кривой (AUC). Показано, что модель градиентного бустинга обеспечивает наивысшую точность классификации, тогда как логистическая регрессия демонстрирует сопоставимое качество при значительно меньших вычислительных затратах и времени обучения. Дополнительно в работе выполнен контроль утечки данных и анализ причин завышенных метрик качества, что позволило обеспечить корректную интерпретацию результатов. Полученные выводы подтверждают, что оптимизированные классические модели машинного обучения способны обеспечивать высокое качество детекции фейковых новостей и могут рассматриваться как ресурсоэффективная альтернатива более сложным нейросетевым подходам в прикладных задачах кибербезопасности и мониторинга информационных потоков.
В статье представлены результаты разработки и исследования цифрового двойника учебного манипулятора в двумя звеньями длинами 230 и 170 мм и рабочим диапазоном 170- 400 мм. Целью работы является создание виртуальной модели, позволяющая адекватно воспроизводить кинематическое и функциональное поведение реального устройства. Дополнительно проводить оценку возможностей ее применения в образовательном процессе. В качестве методов использованы математическое моделирование прямой кинематики, численный анализ рабочей области, визуализация траектории движения.
Полученные результаты показали, что среднеквадратическая ошибка позиционирования цифрового двойника не превышает 3-4 мм, что составляет менее 1% от максимального рабочего радиуса и подтверждает высокую точность модели. Рабочая область манипулятора, вычисленная методом случайной аппроксимации, полностью соответствует паспортным ограничениям реального устройства.
Педагогический эксперимент показал, что использование цифрового двойника способствует значительному повышению качества усвоения студентами принципов робототехники и кинематики манипуляторов. Разработанная модель может быть использована как эффективный инструмент для проведения лабораторных работ, подготовки специалистов в области автоматизации и робототехнических систем, а также для последующего расширения с включением динамических характеристик и алгоритмов автоматического планирования движения.
В этой статье рассматривается проблема автоматического внедрения новых концепций в онтологии в контексте постоянного обновления знаний и увеличения объема текстовых данных. Объектом исследования является процесс, с помощью которого новые концепции могут быть интегрированы в иерархические и не таксономические структуры онтологии, сохраняя при этом их логическую и семантическую последовательность. Цель работы состоит в том, чтобы создать структуру, состоящую из трех этапов, чтобы автоматизировать поиск, уточнение и оптимальное внедрение идей. Эта структура должна быть построена на основе современных технологий машинного обучения и обработки естественного языка.
Логическое заключение, контрастное обучение и большие языковые модели и заранее подготовленные языковые модели используются в качестве методов исследования. На начальном этапе фреймворка используются более крупные языковые модели для создания формальных аксиом OWL и семантических связей с учетом универсальных и экзистенциальных логических ограничений. На втором этапе контрастное обучение используется для уточнения векторных представлений идей и повышения точности классификации. Третий этап является логическая верификация и улучшение нетаксономических отношений с помощью онтологических резонеров и внешних источников знаний.
Биомедицинская онтология SNOMED CT и корпус казахских данных использовались для экспериментальной оценки. Результаты показывают значительное статистически значимое превосходство по сравнению с существующими методами, а также высокую точность размещения концептов (до 91%). Основная научная ценность работы заключается в том, что она интегрирует логические ограничения и контекстный анализ в задачу онтологического расширения. Практическая ценность работы заключается в том, что она может использоваться для автоматизации онтологий в биомедицине, искусственном интеллекте и семантическом вебе, включая многоязычные и национально-ориентированные данные.
В статье представлен комплексный и углублённый обзор многовекторных кибератак, реализуемых в киберфизических системах (КФС). В ходе исследования подробно анализируются ключевые архитектурные предпосылки КФС, модели угроз на стыке информационных и операционных технологий (IT/OT), а также механизмы координации кибер- и физического воздействия. Систематизируются основные типы атак, включая внедрение ложных данных (FDI/FDIA), вредоносное программное обеспечение для промышленных систем управления и PLC, атаки на цепочки поставок (supply-chain), ransomware, атаки отказа в обслуживании (DoS), инсайдерские угрозы и прямое физическое вмешательство. Показаны их взаимосвязь и эффект усиления в рамках единого сценария компрометации.
Опираясь на открытые научные исследования и отраслевые отчёты, рассматриваются кейсы Stuxnet, атаки на энергетическую инфраструктуру Украины, CrashOverride/Industroyer, TRITON/Trisis, а также инциденты ransomware в промышленной среде. Кроме того, предложена рискориентированная матрица, основанная на принципе «Тип атаки – уровень КФС». Описан практический пайплайн выявления аномалий с использованием корреляции IT/OT-событий и методов машинного обучения.
Работа включает таблицы, схемы и графики, отражающие архитектуру КФС, жизненный цикл многовекторных операций, а также инженерные меры защиты в соответствии со стандартами СТ РК ISO/IEC 27001, NIST, ISA/IEC 62443 и MITRE ATT&CK for ICS.
Статья рассматривает актуальную проблему оптимизации траектории полёта беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с определенными конечными условиями. Представлен подход к построению оптимальной траектории БПЛА вдоль последовательных участков с использованием приближения по полиномиалу пятой степени. Разработана математическая модель, учитывающая особенности использования локальных инерционных координатных систем на каждом участке траектории. Предложен метод оптимизации движения, основанный на минимизации квадратической функциональности, характеризующей как точность достижения определенных точек, так и затраты энергии для управления. Решение проблемы оптимизации получено с использованием аналитического дизайна оптимального контроллера. Приведены аналитические выражения для определения оптимального бокового ускорения БПЛА, обеспечивающего требуемую точность позиционирования при минимальных затратах энергии. Рассмотрены особенности преобразования координат между секциями траектории для обеспечения непрерывности движения. Приведен практический пример расчета оптимальной траектории БПЛА при данных начальных условиях.
Цифровизация среднего образования в Казахстане усиливает потребность в специализированных казахскоязычных ресурсах, поддерживающих интеллектуальные вопросноответные системы по школьным предметам. Однако существующие QA-датасеты в основном ориентированы на высокоресурсные языки и не охватывают содержание учебных дисциплин, в частности истории Казахстана. В данной работе представлен и подробно проанализирован корпус Kazakh HistoryQA – первый специализированный вопросно-ответный ресурс на казахском языке, созданный на основе шести официальных учебников по истории Казахстана для 5-10 классов. Корпус включает 208 тематических секций, около 180 тысяч токенов и 661 QA-пару с привязкой к точным координатам ответного спана, что обеспечивает совместимость со стандартными пайплайнами обучения моделей машинного чтения, включая библиотеку HuggingFace.
Проведён многоуровневый анализ корпуса: статистика длины контекстов, вопросов и ответов, распределение материалов по классам и учебникам, типологизация вопросов на фактологические, хронологические, процедурные, причинно-следственные и сравнительные. Дополнительно выполнено морфологическое профилирование текста, построен частотный словарь и выделены предметные термины. Для оценки надежности корпуса как бенчмарка реализованы базовые модели выбора предложений (случайный выбор, TF-IDF, BM25), среди которых BM25 показал лучшие результаты. Представленный корпус создаёт основу для последующих исследований и разработки гибридных онтологически обогащённых QA-систем в сфере образования.
В статье рассматривается задача повышения эффективности и надёжности процессов контроля и управления в системе контроля и управления доступом (СКУД) на примере объекта общественного назначения – Конгресс-Холла «Аулие-Ата». Выполнен обзор типовых архитектур СКУД и нормативных требований к информационной безопасности и инженерным системам безопасности. Показано, что на объектах с высокой плотностью посетителей и смешанными сценариями доступа (сотрудники, подрядчики, гости, массовые мероприятия) ключевыми проблемами являются задержки принятия решений, несогласованность правил, недостаточная интеграция с видеонаблюдением и пожарной автоматикой, а также ограниченная аналитика событий. Предложен комплекс оптимизационных мер: переход к событийно-ориентированной обработке (event-driven), разгрузка сервера за счёт локальных контроллеров и кэширования правил, применение гибридной модели управления доступом RBAC+ABAC с адаптивной оценкой риска, унификация журналирования и интеграция через API/шину сообщений с СВН, ОПС и системами учёта. Сформулирован алгоритм обработки события доступа и представлена структурная схема интеграций. Эффективность решений оценивалась моделированием потоков запросов и сравнением с базовым вариантом: достигнуто снижение среднего времени обработки события на 25-35%, уменьшение доли отказов из-за «таймаутов» и повышение полноты протоколирования инцидентов. Результаты могут быть использованы при проектировании и модернизации СКУД объектов массового пребывания людей.
В данной статье рассматривается практический вопрос выбора GSM-антенны для электронной навигационной пломбы, предназначенной для контроля и мониторинга перевозок. В отличие от традиционных методов, опирающихся на паспортные данные, акцент сделан на исследовании работы антенн в составе готового устройства с учетом влияния пластикового корпуса, внутренних металлических компонентов и общей компоновки электроники.
Для этого были проведены лабораторные испытания 28 коммерчески доступных плоских GSM-антенн диапазона GSM 900 в условиях, максимально приближенных к реальной эксплуатации в навигационной пломбе. Оценка характеристик осуществлялась на стандартизированном измерительном стенде с использованием макета корпуса и эталонной антенны. Основным критерием сравнения являлся коэффициент стоячей волны, отражающий качество согласования антенны с радиомодулем и уровень потерь мощности.
При выборе также учитывались ограничения по габаритам корпуса, имеющие важное значение для практической интеграции. На основании комплексного анализа были отобраны антенны, обеспечивающие стабильную связь и достаточную энергетическую эффективность, и рекомендованы для использования в серийных электронных навигационных пломбах.
Полученные результаты подтверждают, что корректный выбор антенны невозможен без учета условий ее установки в составе конкретного устройства, а испытания в условиях, приближенных к реальной компоновке, являются важным этапом при разработке навигационных систем, эксплуатируемых в условиях ограниченного внутреннего объема и плотной компоновки элементов.
Активное внедрение технологий искусственного интеллекта (ИИ) и машинного обучения (МО) для управления сложными сетевыми инфраструктурами упирается в проблему отсутствия стандартизированных, релевантных и помеченных наборов данных для обучения и валидации алгоритмов. В данной работе представлена методология разработки и верификации детерминированной симуляционной модели распределённой корпоративной сети с использованием среды Cisco Packet Tracer. Модель реализует иерархическую архитектуру корпоративной сети с поддержкой VLAN, динамической маршрутизации BGP, механизмов отказоустойчивости и комплексных политик кибербезопасности. Предложенная модель служит не только как учебно-методический комплекс для отработки практических навыков, но и как контролируемый полигон для генерации синтетических телеметрических данных. Ключевой особенностью является встроенная система автоматизированного оценивания (Assessment), которая гарантирует соответствие конфигурации сети эталонным параметрам, обеспечивая корректность и воспроизводимость генерируемых данных. Верификация конфигурации гарантирует воспроизводимость состояний сети и корректность автоматической разметки данных. Экспериментальная валидация подтвердила детерминированность модели и её пригодность для формирования датасетов, предназначенных для обучения и тестирования алгоритмов интеллектуального управления, включая обнаружение аномалий, оптимизацию QoS и автоматическое реагирование на инциденты. Предложенный подход может быть использован как в образовательных, так и в научно-исследовательских целях.
Надёжность информационных систем является ключевым условием стабильного функционирования современных цифровых сервисов, особенно в условиях высокой нагрузки и стремительно развивающихся процессов цифровизации. Большинство традиционных подходов опирается на отдельные показатели либо на субъективные экспертные оценки, что ограничивает прозрачность получаемых результатов. В данной статье предлагается гибридная методология, объединяющая модель качества ISO/IEC 25010:2023, методы многокритериального принятия решений (ARAS, CoCoSo, TOPSIS) и машинное обучение для восстановления недостающих данных. Стандарт ISO/IEC 25010:2023 используется для определения структуры качественных атрибутов, связанных с надёжностью, и выбора соответствующих показателей. Метод AHP позволяет на основе экспертных суждений систематически определить веса критериев. Недостающие значения в наборе данных восстанавливаются с помощью алгоритма машинного обучение, что обеспечивает получение полной и согласованной матрицы данных. После подготовки данных надёжность альтернативных информационных систем оценивается с использованием трёх многокритериальных методов. Это повышает устойчивость итогового рейтинга и снижает его чувствительность к изменениям весовых коэффициентов. Предложенная методология была апробирована на четырех реальных информационных системах с различной архитектурой. Между применяемыми методами была зафиксирована высокая степень согласованности, рейтинги оставались стабильными даже при изменении весов на ±10%, а также была подтверждена возможность оценки надёжности в процентном выражении. Данный подход позволяет объективно сравнивать системы, выявлять их слабые стороны и принимать обоснованные решения по их совершенствованию и модернизации.
Качество воздуха в общественном транспорте – важный фактор, напрямую влияющий на здоровье горожан, однако для Алматы эта проблема до настоящего времени оставалась недостаточно изученной. В данном исследовании проведён систематический мониторинг концентраций CO₂, PM₂.₅, PM₁₀, температуры и относительной влажности в автобусах на трёх ключевых транспортных коридорах города. Сбор данных осуществлялся с использованием мобильного IoT-устройства собственной разработки «Tynys», откалиброванного по коммерческому эталонному датчику, что обеспечило высокую достоверность полученных измерений. Особое внимание было уделено сравнению условий в часы пик и вне их, что позволило выявить закономерности изменения параметров воздуха при различной загрузке транспорта. Анализ показал, что в утренние часы пик концентрации CO₂ и мелкодисперсных частиц значительно превышают уровни межпиковых периодов, что подтверждает ключевую роль пассажиропотока в формировании качества воздуха в салоне. Дополнительно с применением методов машинного обучения было установлено, что именно CO₂ и PM₂.₅ являются наиболее информативными индикаторами загрязнённости, позволяющими надёжно классифицировать периоды с высокой нагрузкой. Полученные результаты восполняют существующий научный пробел в исследованиях качества воздуха в общественном транспорте региона Центральной Азии и формируют базу для последующих работ, направленных на модернизацию вентиляционных систем, оптимизацию пассажиропотоков и внедрение интеллектуальных технологий мониторинга микроклимата в автобусах
В целях перспективного и стратегического планирования продовольственного обеспечения страны оптимальное использование земельных ресурсов представляет собой одну из ключевых задач современного аграрного управления. Эффективное распределение и рациональное вовлечение земель в хозяйственный оборот формируют основу устойчивого продовольственного баланса, способствуют снижению зависимости от внешних факторов и повышают адаптационные возможности аграрного сектора к изменяющимся климатическим и экономическим условиям. С научной точки зрения, оптимизация землепользования является не только инструментом повышения производственной эффективности, но и стратегическим элементом национальной продовольственной безопасности. Она позволяет обеспечивать сбалансированное взаимодействие между экономическими интересами, экологическими ограничениями и социальными потребностями, что особенно актуально для долгосрочного планирования развития сельских территорий и устойчивого функционирования агроэкосистем. Настоящее исследование направлено на разработку экономико-математической модели управления производственноэкономической деятельностью сельскохозяйственных предприятий, специализирующихся на животноводстве. В статье рассматриваются методы прогнозирования, планирования и оптимизации, направленные на повышение доходности агропредприятий, улучшение кормопроизводства и сохранение почвенного плодородия. Реализация предложенной модели позволит минимизировать риски, повысить эффективность управления земельными ресурсами и способствовать устойчивому развитию сельского хозяйства.
В статье исследуется задача выходного слежения для класса коммутационных нелинейных систем с переменным временным запаздыванием. Подобные системы характеризуются наличием коммутации между несколькими подсистемами, а также временных задержек, изменяющихся во времени, что существенно усложняет их динамику. Совместное влияние коммутации и запаздывания может приводить к ухудшению качества управления, возникновению колебательных режимов и даже нарушению устойчивости, что делает задачу синтеза эффективных законов управления особенно актуальной. В работе предлагается закон управления, основанный на обратной связи по состоянию, который ориентирован на обеспечение требуемых характеристик выходного слежения. Предложенный подход гарантирует ограниченность всех сигналов в замкнутой системе при наличии нелинейностей, коммутации и переменного временного запаздывания. Анализ устойчивостных свойств системы и динамики ошибки слежения проводится с использованием функционалов Ляпунова-Красовского, позволяющих учитывать влияние запаздывания на поведение системы. Показано, что корректный выбор коэффициентов управления способствует снижению дестабилизирующего воздействия коммутации и временных задержек. Для подтверждения полученных теоретических результатов приведены результаты численного моделирования, которые демонстрируют эффективность предложенного метода управления и подтверждают его применимость к широкому классу коммутационных нелинейных систем с переменным временным запаздыванием.
Повышение уровня информационной безопасности может быть достигнуто различными методами, среди которых особое место занимает применение специализированного аппаратно-программного средства под названием «Image-to-Data». Данное устройство предназначено прежде всего для организации безопасного обмена информацией в рамках научных исследований, обеспечивая конфиденциальность и целостность данных в процессе их передачи. Его основные принципы основаны на защите чувствительной информации от несанкционированного доступа, что делает его важным инструментом в средах с повышенными требованиями к безопасности. Несмотря на то, что изначально конвертер был разработан для научных целей, его функциональные возможности являются расширяемыми, и он может эффективно применяться в таких сферах, как финансы, здравоохранение и государственные органы, где безопасная коммуникация имеет критическое значение. Внедрение данного инновационного решения позволяет организациям существенно усилить уровень защиты данных, минимизируя риски, связанные с киберугрозами и утечками информации. Универсальность и надежность технологии способствуют организации безопасного и эффективного обмена данными, а также обеспечивают соответствие строгим стандартам и нормативным требованиям в области информационной безопасности. В целом интеграция конвертера «Image-to-Data» способна значительно повысить уровень защищенности организации, обеспечивая безопасный, эффективный и гибкий обмен информацией в различных отраслях и поддерживая конфиденциальность и целостность критически важных данных в условиях стремительной цифровизации.
В статье представлен метод программной компенсации скручивающих колебаний в системах позиционирования 3D-принтеров с H-образной кинематикой, основанный на применении фильтрованных B-сплайнов на этапе планирования траектории движения. Актуальность исследования обусловлена ограниченной эффективностью традиционных механических и управляющих решений при подавлении крутильных колебаний, возникающих вследствие конструктивных особенностей H-образных рам. Предложенный метод заключается в аналитическом преобразовании управляющих траекторий с использованием B-сплайновых аппроксимирующих функций, параметры которых определяются на основе спектрального анализа скручивающих колебаний. В отличие от существующих подходов, основанных на жёсткой цифровой фильтрации или адаптивном управлении в реальном времени, разработанный метод обеспечивает селективное подавление резонансных частот без искажения геометрической точности траектории.
В рамках исследования разработана математическая модель скручивающих колебаний H-образной кинематической системы, выполнен анализ её частотных характеристик и обоснована применимость B-сплайновой фильтрации для компенсации динамических искажений движения. Результаты численного моделирования подтверждают существенное снижение амплитуды колебаний и уменьшение ошибки позиционирования печатающей головки. Полученные результаты демонстрируют, что предложенный метод представляет собой универсальный алгоритмический подход, ориентированный на интеграцию в стандартные планировщики траекторий, и может быть применён для широкого класса аддитивных систем с H-образной кинематикой без модификации аппаратной части.
В данной статье представлен подход к выявлению фейковых новостей на основе онтологического моделирования и семантической аннотации медиатекстов. В исследовании проведён библиометрический анализ публикаций базы данных Scopus за 2018-2026 годы с целью выявления тенденций в области обнаружения фейковых новостей и семантических методов анализа. Результаты показывают переход от традиционных методов машинного обучения к трансформерным, графовым и семантическим моделям. Предложена адаптивная архитектура системы, включающая сбор данных, предварительную обработку, многоуровневую разметку в Label Studio, построение графа знаний, обучение моделей, инференс и аналитический модуль. Разработана формальная онтологическая модель, структурирующая ключевые элементы новостных текстов: утверждение (claim), источник (source), доказательство (evidence), намерение автора (author intent), целевая аудитория (target audience) и техника дезинформации (disinformation technique). Система поддерживает многоязычную обработку на казахском и русском языках. Датасет включает 5 000 новостных сообщений, равномерно распределённых между фейковыми и реальными новостями и сбалансированных по языкам. Качество разметки оценивалось с использованием коэффициента Cohen’s Kappa (0,72-0,81), что свидетельствует о согласованности аннотации. Предложенный подход создаёт структурную основу для дальнейшей разработки и оценки автоматизированных систем выявления фейковых новостей в многоязычной среде.
МАШИНОСТРОЕНИЕ И МЕХАНИКА (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)
В статье разработана и исследована математическая модель двухконтурного рулевого механизма мобильного робота с геометрией Аккермана, направленная на повышение точности следования заданной траектории в условиях внешних возмущений и шумов измерений. Внутренний контур реализует классическую геометрию Аккермана, обеспечивающую согласованность углов поворота передних управляемых колёс и минимизацию бокового проскальзывания. Внешний контур представляет собой корректирующую систему управления, основанную на пропорционально-дифференциальном (ПД) регуляторе, которая компенсирует ошибки положения и ориентации, возникающие из-за люфтов, инерционных эффектов, неточностей модели и погрешностей сенсоров.
Проведён аналитический анализ устойчивости замкнутой системы на основе функции Ляпунова, доказано, что при положительных значениях коэффициентов ПД-регулятора обеспечивается асимптотическая устойчивость и стремление ошибок положения и ориентации к нулю. Для численной проверки разработанной модели выполнено моделирование в среде MATLAB R2023b с использованием параметров реальных автономных платформ (Clearpath Husky, Jackal, Scout Mini). Рассмотрены различные сценарии движения: S-образная и дугообразная траектории, наличие шумов IMU и одометрии, а также ограничение угла рулевого привода.
Результаты моделирования показали, что предложенная двухконтурная структура управления снижает среднеквадратическую ошибку следования траектории на 38-52%, уменьшает максимальную ошибку на 44% и повышает устойчивость к шумам и вомущениям. Разработанная система обеспечивает плавное, устойчивое движение и демонстрирует перспективность для применения в автономных транспортных средствах, роботизированных платформах и интеллектуальных системах навигации.
В данной работе исследовано влияние метода электролитно-плазменной закалки (ЭПЗ) на сталь марки 65Г. Перед проведением исследований поверхность образцов была механически выровнена, затем подвергнута операциям шлифования и полирования, в результате чего были полностью удалены исходные поверхностные дефекты и посторонние слои. В ходе эксперимента в качестве электролита использовался 20%-ный раствор карбоната натрия, и для трёх образцов ЭПЗ осуществлялась при различных временах нагрева. Показано, что исходная микроструктура материала состоит из структурных составляющих феррита и перлита. В результате закалки аустенит превращается в мартенсит, формируя сверхмелкую игольчатую структуру.
Изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, показали, что электролитно-плазменная обработка существенно изменяет структуру поверхностного слоя: происходит измельчение зёрен, формирование карбидных фаз и значительное увеличение микротвёрдости поверхностного слоя. Установлено, что образование мартенсита и влияние легирующего элемента марганца на прокаливаемость стали позволяют повысить твёрдость в 3,1-3,56 раза.
Результаты исследования показывают, что обработка стали 65Г методом ЭПЗ приводит к улучшению её микроструктуры и механических свойств, повышению прочности и надёжности обработанных деталей, а также увеличению срока их службы. В связи с этим данный метод может быть использован как перспективная и эффективная технология при изготовлении пружин, валов, зубчатых колёс и других ответственных деталей, работающих в условиях высоких нагрузок и трения, в машиностроении, транспортной и сельскохозяйственной технике.
Разработана методика расчёта толщины парогазовой оболочки, формирующейся вокруг катода при электролитно-плазменном нагреве, с учётом энергетических характеристик процесса. Предложенный подход основан на анализе энергетического баланса в прикатодной зоне и учитывает влияние плотности тока, напряжения, теплофизических свойств электролита и параметров теплообмена на условия испарения и образования парогазовой смеси. Экспериментальные исследования выполнены при катодном нагреве образцов стали 20 в растворе Na₂CO₃ при напряжении 100-300 В с регистрацией температурных и электрических параметров. Численное моделирование распределения тока и энергии в околокатодной области проведено в среде COMSOL Multiphysics. Установлены зависимости толщины парогазовой оболочки от энергетических параметров разряда и показано, что её рост сопровождается переходом от пузырькового к плёночному кипению электролита и повышением интенсивности нагрева катода. Полученные результаты могут быть использованы при выборе режимов электролитноплазменной обработки и моделировании тепловых процессов в прикатодной зоне.
В статье представлен расширенный сравнительный анализ традиционной технологии литья под давлением и аддитивной технологии 3D-печати при производстве полимерных роликов для ленточных конвейеров различного назначения. Рассмотрены технологические особенности процессов, их производственные ограничения, экономическая целесообразность и области рационального применения в массовом и мелкосерийном производстве.
Рассчитаны массогабаритные характеристики роликов и проведена оценка снижения металлоёмкости по сравнению с традиционными стальными аналогами. Проанализировано влияние уменьшения массы вращающихся элементов на динамические параметры системы, включая пусковые нагрузки, режимы работы и общее энергопотребление конвейерной линии.
Показано, что использование современных полимерных материалов позволяет снизить массу ролика более чем в два раза без ухудшения эксплуатационных характеристик. Это способствует повышению энергоэффективности, снижению износа приводных узлов и увеличению срока службы оборудования.
Определены критерии выбора технологии изготовления в зависимости от объёма производства, требований к прочности и условий эксплуатации.
В работе представлено комплексное исследование процесса формирования износостойких металлокерамических покрытий системы WC-Co, полученных методом высокоскоростного кислородно-топливного напыления (HVOF). Актуальность данного исследования обусловлена необходимостью разработки эффективных методов восстановления и упрочнения деталей специальной техники, эксплуатируемых в экстремальных условиях. В качестве материала подложки использовалась сталь 12Х18Н10Т. Основное внимание уделено влиянию дистанции напыления (300 мм-400 мм) на физико-механические свойства слоев. С использованием методов XRD, SEM детально изучены микроструктура и фазовые превращения исследуемого покрытия. Установлено, что оптимизация параметров HVOF-процесса позволяет уменьшить уровень декарбидизацию WC до W₂C, сохраняя высокую концентрацию первичных твердых фаз в кобальтовой матрице. Экспериментально доказано, что сформированные покрытия обладают сверхплотной структурой с пористостью менее 1%. Результаты трибологических испытаний и электрохимической коррозии подтвердили высокое качество разработанных покрытий: микротвёрдость возросла в 7 раз, а скорость коррозии снизилась на порядок. Полученные данные расширяют научные представления о механизмах адгезионного и когезионного взаимодействия в композитах WC-Co и предлагают готовое технологическое решение для повышения ресурса узлов военной техники.
В работе исследовано влияние зазоров в механических передачах на точность позиционирования привода. Актуальность исследования обусловлена тем, что наличие люфта в зубчатых, червячных и винотовых передачах является конструктивно неизбежным следствием технологических допусков, условий сборки и эксплуатационного износа и оказывает существенное влияние на кинематические и динамические характеристики приводных систем.
Разработана математическая модель электромеханического привода с учетом нелинейного кинематического элемента типа «люфт». Модель реализована в среде MATLAB/Simulink и включает пропорциональный регулятор положения, инерционную механическую подсистему с учетом демпфирования, а также блок моделирования зазора с заданной шириной мертвой зоны. Проведено численное параметрическое исследование при различных значениях величины зазора.
В ходе моделирования получены переходные характеристики, временные зависимости ошибки позиционирования и гистерезисные диаграммы. Установлено, что увеличение величины зазора приводит к росту максимальной динамической ошибки привода, особенно выраженной в режимах реверса движения. Показано, что в исследуемом диапазоне зависимость максимальной ошибки от параметра ∆ носит монотонный характер и близка к линейной. Построенная гистерезисная характеристика подтверждает нелинейную природу рассматривается явления и демонстрирует формирование зоны нечувствительности шириной 2∆.
Научная новизна работы заключается в количественной оценке зависимости максимальной динамической ошибки позиционирования от величины зазора на основе единой нелинейной динамической модели привода, а также в комплексном анализе влияния люфта с использованием переходных характеристик и гистерезисных диаграмм.
Полученные результаты позволяют количественно оценивать допустимую величину зазора при проектировании приводов высокоточных механизмов и могут служить основой для разработки алгоритмических или конструктивных методов компенсации люфта.
Заболевания, связанные с дефицитом йода, в настоящее время относятся к числу наиболее распространённых эндемических недугов среди населения всего мира. Данная проблема представляет серьёзную угрозу для здоровья людей, способствуя росту патологий щитовидной железы, в частности увеличению частоты и тяжести зоба. Особенно актуальна эта ситуация для Абайского региона и других областей Казахстана, где требуется принятие комплексных мер, направленных на улучшение общего состояния здоровья населения. Одним из эффективных способов решения данной проблемы является разработка и производство новых видов мясных продуктов, обогащённых йодом, что позволяет предотвратить дефицит йода и расширить возможности его коррекции. В этом направлении оптимизация рецептуры варёных колбасных изделий и введение в их состав морской капусты (ламинарии) и пищевой добавки «йодоактив», являющихся источниками органического йода, представляют собой важное и перспективное направление в улучшении рациона питания и укреплении здоровья населения. В ходе исследования был использован метод математического моделирования (линейного программирования), в результате которого оптимальное соотношение белка и жира в готовом продукте определено на уровне 1:(1,0 ± 0,3). При создании продуктов лечебно-профилактического назначения основным требованием является разработка рецептуры, содержащей достаточное количество белка с незаменимыми аминокислотами, а также жировую часть, соответствующую справочной шкале ФАО/ВОЗ по содержанию жирных кислот. В результате экспериментальных исследований доказано, что внесение йодсодержащих компонентов улучшает влагоудерживающую способность, структурную стабильность и органолептические показатели продукта. При этом уровень сохранения органического йода в готовом продукте находится в пределах 45-60%. Предложенные рецептуры повышают пищевую и биологическую ценность вареных колбасных изделий и рекомендуются в качестве функционально-диетического продукта, эффективного для профилактики йододефицита.
В этой статье экспериментально оценивалось влияние смеси растительного происхождения на пигмент миоглобин, который играет важную роль в формировании цвета птицы. В ходе исследовательской работы были подготовлены экспериментальные образцы на основе четырех видов мяса птицы, для каждого из которых были подготовлены два разных образца. В первом использовалась только нитритная соль, а во втором нитритная соль добавлялась вместе с порошком шиповника. Добавка растительного происхождения позволила сравнительно определить свое влияние на состояние миоглобина и окраску мяса. Эксперименты проводились с использованием методов колориметрического анализа, определялись основные цветовые показатели образцов мяса. Результаты исследования показали, что в образцах с добавлением порошка шиповника наблюдалось сохранение интенсивности красного цвета и увеличение стабильности цвета. Кроме того, установлено, что антиоксидантные свойства смеси растительного происхождения способствуют замедлению процессов окисления миоглобина и улучшению внешнего вида мяса. Использование растительной добавки позволило провести сравнительную оценку окислительно-восстановительного состояния миоглобина и цветовых характеристик мяса. Исследования выполнялись с применением методов колориметрического анализа, в ходе которых изменения цвета оценивались по системам Munsell, XYZ и CIELab. Полученные результаты показали, что в образцах гусиного и утиного мяса с добавлением порошка шиповника цвет сместился в красную область, а снижение светлоты (V = 4,4-5,8) объясняется более высокой концентрацией миоглобина. В то же время мясо бройлера и индейки сместилось в розово-оранжевую область, при этом было отмечено увеличение показателей светлоты (V = 7,5- 7,8). Эти изменения окраски и светлоты подтверждают влияние применения нитритной соли и порошка шиповника на формирование цвета мяса.
В данной статье рассмотрены вопросы безотходной переработки вторичного сырья в молочной промышленности. Высокое качество и безвредность сыворотки, достаточная калорийность, усвояемость для организма, оптимальное соотношение питательных веществ, биологическая и физиологическая полнота характеризуют ее пищевую ценность. При этом энергетическая ценность сыворотки ниже, чем у обезжиренного молока, а ее биологическая ценность примерно одинакова, что указывает на возможность ее использования в производстве диетических продуктов питания. Рассмотрены способы производства полезного для организма напитка путем добавления растительного сырья к сыворотке, побочному продукту производства творога, и условия их введения в массовое потребление. Разработан новый напиток с добавлением ягод калины и черной смородины в качестве растительного сырья. В ходе исследования разработан готовый продукт, обогащенный растительным сырьем для напитков на основе сыворотки, вторичного сырья, остающегося при производстве творога. Оценены его физико-химические и органолептические показатели. Было установлено, что количество сухого вещества в напитке и значение pH варьируются в зависимости от типа и концентрации растительных добавок. Выявлено, что растительные добавки вносят значительный вклад в повышение питательной и биологической ценности напитков на основе сыворотки. Богатое содержание природных антиоксидантов, витаминов, органических кислот и пектинов в ягодах калины и черной смородины повысило биологическую активность готового продукта. В результате исследования было установлено, что массовая доля белка в составе напитка с ягодами калины и черной смородины, выбранного в качестве оптимального, составила 1,56%, количество сухого вещества – 5,3%, массовая доля лактозы – 4,7%, значение pH – 3,96, а также количество витамина С – 1,8%, и количество пищевых волокон – 0,15%.
В условиях возрастающего спроса на функциональные мясные продукты актуальной задачей является создание паштета с функциональными компонентами на основе нетрадиционного мясного сырья. Целью исследования являлось обоснование рецептуры и технологии приготовления паштета из верблюжатины, обогащённого псиллиумом и порошком брусники, а также оценка влияние этих функциональных ингредиентов на химический состав и микробиологические показатели готового продукта. В ходе исследования опытный (псиллиум – 1,5%; порошок брусники – 1,5%) и контрольный образцы были произведены по единой технологической схеме с варкой и последующей стерилизацией. По результатам анализов было установлено, что введение псиллиума и порошка брусники незначительно снижает содержание белка и жира, но повышает долю углеводов и концентрацию витамина С (с 0,1 до 0,99 мг/100 г) и витамина Е (с 0,2 до 1,12 мг/100 г). Опытный образец паштета также показал более низкие значения pH, перекисного и кислотного числа и более высокую влагосвязывающую способность. Показатель КМАФАнМ в опытном образце (2,1×102 КОЕ/г) был почти вдвое ниже контрольного (4,7×102 КОЕ/г) и существенно ниже нормы по НД (1×103 КОЕ/г). Анализ аминокислотного состава опытного образца показал высокую интегральная биологическая ценность готового продукта (118,71%). Полученные результаты согласуются с литературными данными о влиянии пищевых волокон и ягодных порошков на мясные системы и позволяют рекомендовать разработанный паштет из верблюжатины, обогащённого псиллиумом и порошком брусники, как перспективный объект для дальнейших исследований.
В работе представлены результаты комплексного исследования физикохимических, органолептических и колориметрических характеристик растительных напитков, полученных из зерна овса, амаранта и тритикале, с целью оценки их технологической пригодности в качестве матрицы для производства ферментированных растительных продуктов. Определены основные показатели химического состава (белок, жир, углеводы, сухие вещества), реологические свойства (вязкость), кислотность (pH) и осмолярность напитков. Установлено, что овсяный напиток характеризуется наиболее сбалансированным профилем: повышенным содержанием водорастворимых белков, высокой вязкостью, оптимальной осмолярностью и стабильной рНсредой, что обусловлено присутствием β-глюканов, обеспечивающих коллоидную устойчивость и формирование однородной текстуры. Органолептическая оценка показала преимущество овсяного образца по ароматическим, вкусовым и структурным параметрам. Колориметрические измерения подтвердили его высокую светлоту и минимальное содержание окрашенных соединений. Амарантовый напиток проявил удовлетворительные сенсорные и структурные характеристики, обусловленные повышенным содержанием белка и липидов, тогда как напиток из тритикале продемонстрировал меньшую технологическую стабильность, но приемлемые вкусовые качества. Полученные данные свидетельствуют о технологической перспективности овсяного сырья для глубокой переработки и разработки ферментированных растительных продуктов функционального назначения, а также указывают на потенциал амаранта как альтернативного сырьевого компонента.
В статье рассмотрены перспективы применения экстракта стевии (Stevia rebaudiana Bertoni) в производстве изотонических напитков. Основное внимание уделено разработке технологической схемы получения высококачественного водно-спиртового экстракта стевии и его внедрению в рецептуру напитков с целью снижения энергетической ценности при сохранении изотонических и органолептических характеристик. Проведен расчет и оптимизация состава водно-спиртового экстрагента для эффективного извлечения стевиолгликозидов, обеспечивающих интенсивную сладость при минимальном содержании сухих веществ.
Разработаны эталонный и опытный образцы напитков, в которых сахарный сироп заменен экстрактом стевии, при этом сохранен полный электролитный профиль (Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) и физиологическая изотоничность. Проведены органолептическая и физико-химическая оценка напитков, включающая показатели прозрачности, вкуса, сладости, кислотности, осмолярности и стабильности при хранении. Полученные результаты показали, что опытный образец обладает сниженной калорийностью, гармоничным вкусом и стабильностью, сопоставимой с эталонным напитком.
Исследование подтверждает, что применение экстракта стевии позволяет создавать функциональные низкокалорийные изотонические напитки, расширяя целевую аудиторию потребителей, включая лиц, контролирующих углеводный обмен. Разработанные рецептуры и технологии могут быть рекомендованы для внедрения в промышленное производство, что обеспечивает сочетание безопасности, физиологической пользы и потребительской привлекательности продукта.
В статье представлены результаты исследований по изучению влияния ультразвуковой обработки на структурно-механические и функциональные свойства говяжьего рубца. Рассмотрена актуальность использования вторичного мясного сырья в мясоперерабатывающей промышленности с точки зрения рационального использования и расширения ассортимента продукции. Проведены экспериментальные исследования действия ультразвука в различных средах (молочная сыворотка, растворы лимонной и уксусной кислот, солевой раствор (NaCl)) на качественные показатели рубца. Установлено, что выбор среды оказывает существенное влияние на водосвязывающую и влагоудерживающую способности, рН, органолептические характеристики, цвет и потери массы продукта. Выявлено, что лимонная кислота обеспечивает стабилизацию влагоудерживающей способности, но сопровождается высокими потерями массы; уксусная кислота приводит к резкому снижению водосвязывающей способности; солевой раствор (NaCl) оказывает положительное влияние на влагосвязывание, но вызывает ощелачивание среды. Наиболее мягкое действие показала молочная сыворотка, обеспечивая сохранение основных свойств сырья. Полученные данные свидетельствуют о перспективности применения ультразвука для повышения технологической ценности субпродуктов и разработки ресурсосберегающих технологий мясопереработки.
В статье представлены результаты исследования, направленного на совершенствование технологии производства жая из конины с использованием водного экстракта брусники в качестве природного источника биологически активных соединений. Было установлено, что при приготовлении водного экстракта брусники наилучшие результаты обеспечивает из взятых для изучения 5, 10, 15 концентраций, 10%-ый. При этом наблюдается повышенное извлечение фенольных компонентов и антоцианов в экстракт брусники. Выяснено, что внесение 10%-го экстракта на этапе посола в количестве 5% от массы продукта в мясную продукцию жая способствует снижению интенсивности окислительных процессов, повышению антиоксидантной активности и стабилизации естественной окраски жая. Проведённые сравнительные опыты, между традиционным способом получения жая и комбинированным способом, где использовался конвективный метод высушивания, показали, что комбинированный режим обработки является более технологически рациональным и удобным в применении, поскольку обеспечивает снижение значений тиобарбитуровой кислоты (ТБК-числа) и перекисного числа при одновременном формировании более высоких органолептических характеристик готового продукта. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что применение водного экстракта брусники является обоснованным и эффективным подходом к повышению качественных и органолептических показателей национальной мясной продукции жая, из конины.
В данной статье рассматривается технология получения полуфабрикатов из радиационно обработанного мяса и оценивается влияние обработки на срок хранения готовой продукции. В исследовании анализируются современные подходы к применению радиационной обработки мяса как эффективного метода повышения микробиологической безопасности мясного сырья и сохранения его качества. Описаны основные технологические стадии производства полуфабрикатов, включая подготовку сырья, радиационную обработку с использованием ионизирующего излучения при оптимизированных дозах, изготовление продукции, упаковку и хранение. Особое внимание уделено влиянию облучения на микробиологические показатели, физикохимические свойства, пищевую и биологическую ценность мясных полуфабрикатов. Показано, что радиационная обработка значительно снижает количество патогенной и условно-патогенной микрофлоры, замедляет микробиологическую порчу и окислительные изменения, тем самым продлевая срок хранения сырья и готовой продукции по сравнению с традиционными технологиями. Соблюдение оптимальных доз облучения обеспечивает сохранность белкового, жирового и аминокислотного состава мяса, а также удовлетворительные органолептические характеристики. Полученные данные подтверждают целесообразность внедрения технологии производства полуфабрикатов из радиационно обработанного мясного сырья в пищевой промышленности для обеспечения безопасности, стабильного качества продукции и увеличения сроков ее хранения.
В данной работе подробно рассмотрена технология получения белковоминеральных продуктов из мясо-костного сырья птицы путём ферментативной биоконверсии с применением фермента пепсина. Представлен комплекс исследований, включающий анализ химического состава, а также изучение физико-химических и функционально-технологических характеристик полученных продуктов в форме фаршеобразных масс и сублимированных порошков. Установлено, что ферментативная обработка обеспечивает эффективное расщепление белковоколлагеновых комплексов, способствуя образованию короткоцепочечных пептидов с высокой биологической ценностью. Применение сублимационной сушки позволило сохранить и концентрировать питательные вещества, а также повысить стабильность и срок хранения конечных продуктов.
Значения кислотности (pH от 6,2 до 6,9) и активности воды (от 0,25 до 0,99) подтверждают микробиологическую безопасность образцов. Максимальное содержание белка в порошках составило до 55,4%, минеральных веществ – до 29,7%, что указывает на их высокую пищевую ценность. Порошкообразные ингредиенты продемонстрировали отличные технологические параметры, в том числе высокую влагоудерживающую способность (182,5%) и жироудерживающую способность (135%), что делает их перспективными для использования в мясных продуктах в качестве функциональных компонентов.
Полученные результаты подтверждают эффективность применения ферментативной биоконверсии с использованием пепсина и демонстрируют научную и практическую значимость данной технологии при создании белково-минеральных пищевых добавок нового поколения.
В статье представлены результаты оценки содержания тяжёлых металлов и радионуклидов в баранине в зависимости от вида термической обработки. Объектом исследования служила мышечная ткань баранины, подвергнутая варке, жарке и тушению в условиях, типичных для кулинарной практики. Концентрации свинца (Pb), кадмия (Cd), мышьяка (As), а также радионуклидов цезия-137 (Cs-137) и стронция-90 (Sr-90) определяли с использованием инструментально-аналитических методов после кислотного разложения проб и радиометрических измерений. Установлено, что исходное содержание токсичных и радиоактивных элементов в сырой баранине не превышало предельно допустимых концентраций, регламентированных санитарногигиеническими нормами. Полученные результаты показали, что термическая обработка оказывает существенное влияние на перераспределение и относительную концентрацию контаминантов в готовом продукте. Варка приводила к выраженному снижению содержания тяжёлых металлов (Pb – на 58,6%, Cd – на 56,7%, As – на 18,2%) и активности радионуклидов (Cs137 – на 69,8%, Sr-90 – на 40,0%) вследствие их частичной миграции в бульон. Жарка обусловливала относительное увеличение концентрации ряда элементов, прежде всего Pb и Sr-90, за счёт потери влаги и уменьшения массы продукта, тогда как тушение характеризовалось промежуточными эффектами. Полученные данные подтверждают необходимость учёта способа термической обработки при оценке пищевой безопасности баранины и обосновывают варку как наиболее предпочтительный метод с точки зрения минимизации поступления токсичных и радиоактивных элементов с пищей.
Данная статья рассматривает конину как ценный и традиционный источник пищи в культуре народов Центральной Азии, подчеркивая её уникальные питательные преимущества. Основная цель статьи – провести научный обзор ключевых исследований, посвященных конине, и определить перспективные направления для ее дальнейшего изучения. По сравнению с говядиной, свининой и мясом птицы, конина содержит на 20% меньше жира и холестерина, при этом отличается высоким уровнем ненасыщенных жирных кислот и железа, что позволяет рассматривать ее как полезную альтернативу другим видам мяса. Вмете с тем конина как пищевой продукт остается сравнительно недостаточно изученной. В условиях изменяющегося климата подчеркивается необходимость дальнейших исследований конины для обеспечения продовольственной безопасности. В статье обсуждаются различные методы переработки конины, включая ферментацию и термическую обработку, разработки новых продуктов, а также влияние таких факторов, как возраст животных и условия хранения, на качество мяса. Кроме того, рассматриваются инновационные подходы к созданию новых продуктов (колбасных изделий, консервов, полуфабрикатов), способных удовлетворить разнообразные вкусовые и диетические потребности. Изучаются технологические характеристики конины и пути ее эффективного применения в пищевой промышленности.
Процесс маслообразования зависит от физического созревания сливок, сбивания сливок, обработки масляного зерна. Для улучшения и интенсификации процесса используются различные методы, это зависит от применения теории сбивания масла сливок и происходящих физических процессах при сбивании. В данной статье было исследовано влияние концентрата сывороточных белков КСБ-60 на процесс сбивания сливок и маслообразование при получении сливочного масла массовой долей жира 82,5%, с целью его интенсификации. Концентрат сывороточных белков вносили в виде сливочного модуля (растворения порошка КСБ-60 в сливках) в соотношении 1:3. При сбивании сливок было предложено вводить КСБ-60 в виде сливочного модуля, вводимого в разных количествах в сбиваемые сливки от 0,5 до 1,5 %. Эксперименты проводили в летний и зимний периоды при различных температурных режимах сбивания. Исследовался процесса маслообразования, содержание жира в пахте, фактический выход масла, степень использования молочного жира, массовую долю влаги, количество вытекаемого жира и термоустойчивость масла. Установлено, что применение КСБ-60 способствует ускорению процесса сбивания, снижению отхода жира в пахту и увеличению степени использования молочного жира по сравнению с контрольными образцами. Наиболее эффективными режимами оказались: в летний период – температура 6-8°С и внесение 1% КСБ-60, в зимний период – температура 10-12°С и внесение 1,5% КСБ-60. Полученные результаты подтверждают целесообразность применения концентрата сывороточного белка КСБ-60 при периодическом способе сбивания сливок для производства сливочного масла жирностью 82,5% с улучшенными показателями качества.
В работе представлена разработка и научное обоснование инновационной биотехнологии получения ферментированных рыбных котлет на основе мышечной ткани тилапии (Tilapia nilotica), обогащённых креветочным гомогенатом и мультиштаммовой микробной культурой, включающей Streptococcus cremoris, Streptococcus faecalis var. liquefaciens, Lactobacillus fermentum и пробиотический штамм Escherichia coli 64G. Проведена комплексная оценка структурных, реологических, спектроскопических и микробиологических характеристик продукта с использованием текстурного профильного анализа (TPA), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), сканирующей электронной микроскопии (SEM) и статистического анализа (ANOVA). Ферментация индуцировала интенсивный протеолиз и перестройку белкового матрикса, что привело к снижению жёсткости на 27-34%, увеличению когезивности и упругости, а также росту влагосвязывающей способности на 12-18%. FTIR-анализ выявил перераспределение вторичной структуры белков, тогда как SEM подтвердил формирование плотной и однородной гелевой сети с уменьшенной пористостью. Микробиологические исследования показали снижение общего микробного числа на 1,5-2,0 порядка и подавление дрожжево-плесневой микрофлоры, что подтверждает природный биоконсервационный эффект ферментации и увеличение срока хранения. Сенсорная оценка показала улучшение сочности, текстуры и общей приемлемости продукта. Разработанная технология обладает высоким потенциалом промышленного внедрения в секторе функционального и геродиетического питания.
В статье исследовано влияние фосфорсодержащих отходов техногенного происхождения на экологическое состояние водной экосистемы реки Ленгер, расположенной в южном регионе Казахстана. Отбор проб воды осуществлялся в июне 2025 года на пяти участках, характеризующихся различным уровнем антропогенной нагрузки. Лабораторные эксперименты проводились с использованием образцов речной воды и техногенных породных отвалов с добавлением фосфорсодержащих остатков в концентрациях 0,1%, 0,3%, 0,5% и 1,0%; контрольные образцы не содержали дополнительных примесей. Инкубация осуществлялась в течение 72 часов при температуре 22-24 °C в условиях естественного освещения.
В ходе таксономического анализа были выявлены представители фитопланктона и простейших, относящиеся к отделам Chlorophyta, Euglenophyta, Bacillariophyta, Cyanophyta и Protozoa. Среди зелёных водорослей доминировали Chlorella vulgaris и Scenedesmus quadricauda; диатомовые водоросли были представлены преимущественно видами Navicula vulpina и Fragillaria austriaca; эвгленовые водоросли – Euglena agilis и Phacus brevicaudatus. В пробах также отмечено присутствие цианопрокариот (Oscillatoria, Anabaena) и простейших (Paramecium, Arcella, Euplotes), что свидетельствует о высоком трофическом статусе водоёма и наличии органического загрязнения.
При концентрациях 0,1-0,3% наблюдалось активное развитие Chlorella vulgaris и Scenedesmus quadricauda, тогда как при 0,5-1,0% отмечались угнетение роста большинства видов, снижение прозрачности воды и формирование органо-минеральных осадков. Наибольшую чувствительность к фосфатному загрязнению проявили диатомовые водоросли.
Полученные результаты показывают, что при низких концентрациях фосфорсодержащих отходов фотосинтетическая активность микроводорослей возрастает, что отражает их способность использовать поступающие вещества в качестве источников питания. Однако повышение концентраций до пороговых значений приводит к нарушению устойчивости водных сообществ и деградации биоценоза. Таким образом, выявленные закономерности подтверждают возможность использования микроводорослей и простейших в качестве надёжных биоиндикаторов антропогенного воздействия и экологического состояния малых речных экосистем Казахстана.
В данной статье представлены результаты исследования, посвящено комплексной оценке пищевой и биологической ценности порошка, полученного из плодов Ziziphus jujuba Mill. (унаби, зизифус), как функционального растительного ингредиента. В качестве объекта исследования использовались плоды Ziziphus jujuba, выращенные в Шелекском районе Алматинской области. Плоды подвергали дегидратации при температуре 45°С с последующим измельчением до порошкообразного состояния.
Физико-химический состав порошка определяли с использованием стандартизированных методов: массовая доля влаги составила 6,31%, углеводов – 67,12%, пищевых волокон – 8,66%, белка – 5,62% и жира – 3,63%. Установлено, что низкое содержание влаги способствует повышению стабильности порошка при хранении. Витамины группы B и витамин C определяли методом капиллярного электрофореза, а минеральный состав – методом атомно-абсорбционной спектрометрии.
Результаты показали, что порошок зизифуса характеризуется высоким содержанием калия (657,38 мг/100 г), а также значительными количествами кальция, фосфора, магния и железа. Высокие уровни витамина C (39,57 мг/100 г) и флавоноидов (0,74%) подтверждают его выраженный антиоксидантный потенциал.
Полученные данные позволяют рассматривать порошок плодов Ziziphus jujuba как перспективный растительный ингредиент для использования в производстве функциональных пищевых продуктов и биологически активных добавок.
Данная исследовательская работа посвящена комплексному изучению изменений физико-химических свойств зерен пшеницы, зеленой гречки и овса в процессе их проращивания. Основная цель исследования – научное обоснование возможности получения функциональных продуктов с высокой пищевой ценностью путем оценки качественных и функциональных показателей пророщенных зерен.
В ходе исследования определялись активность воды, показатель рН, влажность, органолептические характеристики и функционально-технологические свойства зерен. Также применялся метод сублимационной сушки пророщенных зерен, изучались физико-химические и технологические свойства порошкообразных продуктов. Согласно полученным результатам, активность воды у зеленой гречки была самой высокой (0,9905), при этом масса увеличилась с 200 до 309 граммов. Это свидетельствует о высокой сохранности и хорошей влагопоглощающей способности зерна. Пшеница и овес также продемонстрировали определённые технологические преимущества.
Результаты исследования способствуют совершенствованию новых технологий эффективного использования растительного сырья, а также развитию функциональных и биологически ценных продуктов в пищевой промышленности. Эти продукты могут широко применяться в качестве пищевых добавок или натуральных ингредиентов, повышая качество и безопасность конечной продукции.
Растительные масла и продукты на их основе в последние годы стали важной составляющей рациона питания населения Казахстана. Наряду с подсолнечным маслом, к числу растительных масел, производимых в стране, относятся рапсовое, сафлоровое, кукурузное и хлопковое масла. В целях расширения ассортимента растительных масел в республике важное значение имеет разработка и внедрение высокоэффективных технологий переработки редких и нетрадиционных масличных культур, в том числе семян дыни и тыквы.
В статье рассмотрена возможность использования бахчевых культур для получения растительного масла. В результате были разработаны технологии производства растительных масел из семян бахчевых культур. В работе по получению растительных масел использовалось нетрадиционное для масложировой промышленности сырьё – семена дыни и тыквы. Исследованы химический состав и физико-химические показатели семян тыквы.
Определены физико-химические свойства масел, полученных методом холодного отжима из семян дыни и тыквы. В результате исследований установлено, что показатели качества масел из семян дыни и тыквы соответствуют требованиям стандарта для нерафинированного подсолнечного масла высшего сорта. В связи с этим переработка семян дыни и тыквы позволяет расширить ассортимент растительных масел.
Кроме того, переработка семян бахчевых культур способствует комплексному использованию сельскохозяйственного сырья. Исследования в данном направлении позволяют расширить сырьевую базу отечественной масложировой промышленности и снизить зависимость от импортных ресурсов. Масла, полученные из семян дыни и тыквы, могут применяться не только в пищевых целях, но и при производстве функциональных и профилактических продуктов. Таким образом, использование нетрадиционного масличного сырья является актуальным с научной и производственной точек зрения.
В статье всесторонне рассмотрены современные направления, методики и научные исследования по разработке функциональных и низкокалорийных мясных продуктов. Актуальность данного направления объясняется ростом интереса населения к правильному питанию, а также ужесточением требований к безопасности пищевых продуктов. В ходе исследования были проанализированы вопросы снижения содержания жиров, холестерина и нитритов, а также изучены возможности обогащения продуктов омега-3 полиненасыщенными жирными кислотами, растительными белками, пробиотиками, пребиотиками, коллагеном, инулином и другими функциональными добавками. Кроме того, рассмотрены различные технологические подходы: использование растительных масел, введение гидролизатов белка, создание двухфазных эмульсий и применение инновационных производственных методов. Влияние этих подходов на структурные, микробиологические, органолептические и пищевые качества продуктов оценивалось комплексно. Полученные результаты показали, что функциональные ингредиенты способствуют повышению биологической ценности мясных продуктов, улучшению их вкусовых и потребительских характеристик, снижению калорийности, а также увеличению стабильности и качества продукции. Исследование подтверждает практическую значимость производства низкокалорийных и функциональных мясных продуктов и доказывает перспективность их применения в промышленном производстве.
Рыбные пресервы в настоящее время пользуются большим спросом у потребителей из-за их высокой пищевой ценности и натуральности. Вместе с тем, основными целями производителей рыбных пресервов является предоставление на рынок продуктов, сохраняющихся максимально долго, не утративших пищевой и биологической ценности. В данной статье рассмотрены результаты исследования органолептических показателей и физико-химических свойств комбинированного пресерва экстракта шиповника коричного (rosa cinnamomea) ИЭ2,5%; ИЭ3,5%; иэ4,5% к весу рыбы майкана. Также были обоснованы схема и режимы получения экстракта шиповника коричного (rosa cinnamomea) и количество внесении в порции пресерва из рыбы майкана. Белковый состав образцов пресервов ИЭ2,5; ИЭ3,5 и ИЭ4,5, приготовленных из рыбы майканда, составил 9,51±0,07; 9,21±0,05 и 8,92±0,05 соответственно. Состав жира составил 15,27±0,03; 15,84±0,02 и 16,71±0,05 соответственно, что показало увеличение содержания жира с увеличением количества ИЭ. Количество ИЭ3,5 показало высокую оценку органолептических свойств рыбного пресерва из рыбы майкана. В дальнейших исследовательских работах будут изучены и другие свойства пресервов, приготовленных из рыбы майкана с добавлением экстракта шиповника коричного (rosa cinnamomea). Исследовательская работа может быть использована предприятиями по переработке рыбной продукции.
В данной статье рассматриваются вопросы совершенствования технологии производства варёной колбасы с пониженной калорийностью с использованием растительных функциональных ингредиентов. В современном обществе наблюдается устойчивый рост спроса на здоровое и сбалансированное питание, что требует обновления рецептур мясных продуктов, снижения их энергетической ценности при одновременном увеличении пищевой и биологической ценности. В связи с этим основной целью исследования является разработка функциональной, низкокалорийной и высококачественной мясной продукции путём совершенствования технологии традиционной варёной колбасы.
В процессе работы в рецептуру продукта были введены гидратированный порошок проросших зерен киноа и инулин. Комплексно изучалось влияние этих растительных добавок на структурно-механические свойства колбасного фарша, технологические показатели, способность удерживать влагу, а также на пищевую и функциональную ценность готового изделия. Определялся химический состав продукта, включая содержание белков, жиров, углеводов и пищевых волокон, а также рассчитывалась его энергетическая ценность. Дополнительно проводилась оценка органолептических показателей, микробиологической безопасности и стабильности продукта при хранении.
Полученные результаты показали, что использование растительных добавок повышает структурную устойчивость колбасы, улучшает её сочность, вкусовые качества и потребительские свойства. Снижение содержания жира позволило сохранить уровень белка и одновременно обогатить продукт пищевыми волокнами, что положительно сказывается на его функциональной ценности. Применение этих ингредиентов делает продукт более привлекательным для потребителей, ориентированных на здоровый образ жизни, а также расширяет возможности его использования в промышленном производстве мясных изделий.
Таким образом, результаты исследования подтверждают практическую значимость производства низкокалорийной варёной колбасы с высокой биологической ценностью и выраженными функциональными свойствами, а также демонстрируют перспективы её широкого применения в мясоперерабатывающей промышленности для создания инновационных и конкурентоспособных продуктов.
В статье приведены исследования по разработке тест-системы по определению фосфорорганических соединений в молоке на основании проведенных исследований нами выбран гидролитический фермент с наиболее высокой удельной активностью, и соответственно, проявляющий высокую чувствительность к ингибирующим свойствам карбофоса в молоке, а именно, ацетилхолинэстераза.
Основой для создания экспресс-методов определения пестицидов являются физикохимические, микробиологические, биохимические, молекулярно-биологические и иммунологические способы и они постоянно совершенствуются.
В статье были применены теоретические и экспериментальные исследования. Экспериментальные исследования были проведены на основе общепринятых, модифицированных и стандартных методов исследований физико-химических, органолептических, реологических, гигиенических показателей безопасности объектов исследований, а также удельной активности ферментов.
Поскольку, молоко является сложной полидисперсной системой, то важным фактором является выбор фермента с более высокой удельной активностью. По данным литературных источников гидролитические ферменты (ацетилхолинэстеразы и бутирилхолинэстеразы) обладают высокой чувствительностью к ингибирующим свойствам карбофоса, которая проявляется в понижении удельной активности фермента. Результаты проведенных экспериментальных исследований показали, что из двух гидролитических ферментов наибольшую удельную активность показывает ацетилхолинэстераза в сравнении с бутирилхолинэстеразой как в водной среде, так и в молоке.
Исходя из результатов исследования, можно отметить, что при оптимальной температуре гелеобразования 18-20ºС максимальную активность ацетилхолинэстераза проявляет при оптимальной величине рН среды для полимерного геля, полученного на основе желатина 6,1; для среды для полимерного геля, полученного на основе альгината натрия – 5,4.
Отечественный рынок молочной продукции в настоящее время характеризуется высокой конкуренцией во всех сегментах. В таких условиях особое значение приобретает расширение ассортимента, разработка новых технологий и производство функциональных продуктов питания, отвечающих современным требованиям потребителей. В условиях жёсткой конкурентной среды одной из ключевых задач является эффективное представление нового продукта и его корректное позиционирование среди аналогичной продукции. В связи с этим в данной работе определено потребительское позиционирование обогащённого творожного пудинга по сравнению с продуктами, представленными на рынке.
Настоящее научно-исследовательское исследование посвящено использованию местного растительного сырья при производстве творожного продукта в форме пудинга. В ходе работы был определён компонентный состав пудинга, изготовленного на основе творожной сыворотки с применением растительных ингредиентов, а также разработаны технологические параметры и режимы его производства. С целью оптимизации технологического процесса проведён комплекс экспериментальных исследований, в рамках которых изучено влияние физико-химических свойств сырья на качество и стабильность готового продукта.
Готовый творожный пудинг был исследован в соответствии с действующими нормативными документами. В результате определены его органолептические, физикохимические и структурно-механические показатели, а также дана оценка пищевой ценности, сроков хранения и потребительских свойств. Полученные данные подтверждают функциональную направленность разработанного продукта и его конкурентоспособность на рынке молочной продукции.
Эффективное использование мяса выбракованных коров представляет собой важную технологическую задачу для мясной промышленности ввиду изменчивости его функциональных и технологических свойств. Целью настоящего исследования была оценка комбинированного воздействия биозащитной культуры Lactobacillus Sakei и обогащения микроэлементами – селеном (Se) и цинком (Zn) – на качество, окислительную стабильность и микробиологическую безопасность мясных изделий, изготовленной из мяса выбракованных коров. Изучалось влияние Lactobacillus Sakei в сочетании с 50-процентным снижением уровня нитрита натрия на микробиологические показатели сырого мяса в процессе созревания. Использование L. Sakei значительно снизило общее количество микроорганизмов (с 6,4 до 5,6 log КОЕ/г) и подавило рост микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов, включая Enterobacteriaceae, Pseudomonas spp. и Brochothrix thermosphacta. Патогенные микроорганизмы (Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes и Salmonella spp.) не были обнаружены. Образцы мясных изделий, содержащие L. Sakei и обогащенные L-селенометионином (0,525 мг/кг), цитратом цинка (150 мг/кг), исследовали на физико-химические и органолептические свойства. Перекисное число было исследовано при хранении образцов в холодильнике (4 °C, 30 дней). Обогащение микронутриентами снизило окисление липидов: через 30 дней показатели перекисного числа оказались ниже, чем в контрольных образцах. Значения pH (5,76-5,82) и водной активности (0,958-0,962) оставались стабильными, в то время как водоудерживающая способность увеличилась на 4 % в опытных образцах. Сенсорная оценка показала сопоставимое качество контрольных и опытных образцов в показателях цвета, вкуса и внешнего вида, в то время как показатели текстуры и нежности опытных образцов были улучшены.
Результаты демонстрируют, что совместное применение Lactobacillus Sakei и обогащения микронутриентами (Se и Zn) может улучшить окислительную стабильность и технологические свойства мясных изделий, произведенных из мяса выбракованных коров, при этом сохраняя микробиологическую безопасность и сенсорное качество.
В данной статье рассматривается зависимость структурно-механических свойств, таких как влагосвязывающих свойств и значения pH колбасных изделий, приготовленных с добавлением биологически активных добавок. В настоящее время, в целях улучшения питания и здоровья человека, все большую актуальность приобретает вопрос обеспечения рационального использования натуральных продуктов растительного и животного происхождения, минеральных природных источников, которые используются человечеством на протяжении десятилетий. К продуктам, отвечающим требованиям здорового питания, относятся, прежде всего, продукты различного функционального направления, в том числе биологически активные добавки к пищевым продуктам. Данное исследование направлено на обеспечение полноценного питания человека, а также на профилактику заболеваний, повышение здоровья и работоспособности человека.
В ходе исследования обосновано добавляемое количество 10 % биологической добавки, вводимой в состав вареных колбасных изделий. Разработана новая рецептура и предложена технология вареных колбасных изделий с добавлением биологических добавок. Проведены комплексные исследования состава вареных колбасных изделий. Доказано, что биологическая добавка на основе растительного и животного сырья положительно влияет на пищевые и биологические свойства вареных колбасных изделий, а функциональные ингредиенты улучшают качественные показатели готового продукта и положительно влияют на его сохранность. Проведены исследования по определению физико-химических, структурно-механических и органолептических показателей готового продукта.
ТЕХНИЧЕСКАЯ ФИЗИКА И ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА
В статье приведены результаты энергетического аудита многоквартирного жилого дома в городе Семей. В качестве объекта исследования выбран панельный жилой дом, расположенный по улице Физкультура, поскольку его фактическое потребление тепловой энергии выше, чем у аналогичных зданий, и на его фасадах наблюдаются визуальные признаки повышенных теплопотерь. Цель работы заключается в определении теплопотерь через ограждающие конструкции здания методом термографии и обосновании комплекса технических и организационных мероприятий, направленных на повышение его теплоэнергетической эффективности.
В качестве методов исследования использованы инфракрасная термография (с применением тепловизора Easir-9), теплотехнические расчёты и нормативные подходы к оценке годового расхода тепловой энергии. При проведении измерений учитывались наружная и внутренняя температура воздуха, коэффициент излучательной способности, расстояние до объекта и основные метрологические характеристики прибора. В результате в зонах стыков панелей, оконных проёмов, цокольной части и инженерных узлов были выявлены области концентрации «мостиков холода», которые вносят существенный вклад в общие теплопотери здания.
Предлагаемый комплекс энергосберегающих мероприятий включает дополнительное утепление фасадов, гидравлическую балансировку системы отопления, установку радиаторных терморегуляторов и внедрение приборов учёта тепловой энергии. Экономическая оценка показала, что реализация указанных мер позволяет сократить потребление тепловой энергии примерно на 15-20 % и снизить эксплуатационные расходы для собственников жилья. Практическая значимость работы заключается в предложении комплексного подхода, который может быть использован для реального жилого фонда, а также в формировании методической основы для аналогичных зданий в городе Семей и других городах Республики Казахстан.
В работе исследованы деформационные свойства соевой окары при различной влажности с использованием структурометра СТ-2. Установлены зависимости абсолютной деформации, относительной деформации, механического напряжения и модуля упругости от содержания влаги в образцах. Абсолютная деформация изменялась от 4,33 мм при влажности 28% до 17,04 мм при 76%, а относительная деформация – от 0,072 до 0,284 в тех же условиях. Значения модуля упругости изменялись в пределах от 6815 г/см² при 28% влажности до 1729 г/см² при 76%. Показано, что при влажности 40-56 % формируется оптимальное сочетание механической стабильности частиц и интенсивности теплопередачи, что обеспечивает снижение удельных энергозатрат на 8-12 % и устойчивость теплового режима. Полученные зависимости абсолютной и относительной деформации, механического напряжения и модуля упругости позволяют обосновать рациональные режимы вихревой сушки, что имеет практическую значимость для теплоэнергетических процессов обезвоживания пищевых материалов. Показано, что деформационные характеристики напрямую связаны с энергозатратами при вихревой сушке, влияя на равномерность тепломассообмена и эффективность использования тепловой энергии. Полученные результаты могут быть использованы при расчёте режимов вихревой сушки, для снижения затраты энергии тепломассообменных процессов и проектировании энергоэффективных сушильных установок.
В статье представлен научно-исследовательский обзор современных публикаций, посвященных теплофизическим свойствам антифризов и нанофлюидов на основе этиленгликоля, пропиленгликоля и глицерина, применяемых в теплоэнергетических и инженерных системах. Рассмотрены основные типы низкотемпературных теплоносителей, их температурные диапазоны эксплуатации, а также ключевые требования, предъявляемые к ним при использовании в условиях холодного климата, характерного для регионов с резко континентальными температурными условиями.
Особое внимание уделено анализу влияния добавления наночастиц оксидов металлов и углеродных наноструктур (Al2O3, CuO, TiO2, SiO2, ZnO, CNT, графен) на теплопроводность, вязкость, плотность и удельную теплоемкость гликолевых теплоносителей. Согласно данным литературы отмечается, что введение наночастиц позволяет существенно повысить коэффициент теплопроводности и интенсивность теплопередачи, однако сопровождается увеличением вязкости, что может приводить к росту гидравлических потерь и энергозатрат на циркуляцию теплоносителя.
В рамках работы выполнен библиометрический анализ научных публикаций за период 2020–2025 гг., позволивший выявить ведущие страны и научные центры, активно развивающие данное направление исследований. Полученные результаты подтверждают перспективность использования наномодифицированных антифризов для повышения энергоэффективности теплотехнических систем и подчеркивают необходимость оптимального подбора состава и концентрации нанодобавок при их практическом применении.
В данном исследовании изучено влияние давления кислорода при высокоскоростном кислородно-топливном напылении (HVOF) на формирование и структурнофазовые характеристики покрытий ZrCN, нанесённых на сталь 65Г. Покрытия получали на установке «Termika-3» при фиксированных параметрах подачи топлива, воздуха и расстояния напыления, давление кислорода в диапазоне 4,0-4,5 бар. По результатам рентгенофазового анализа установлено, что основная матрица покрытий представлена твёрдым раствором Zr(C,N) с гранецентрированной кубической решёткой (Fm-3m). Повышение давления O2 вызывает частичное термическое разложение ZrCN с образованием фаз ZrC, ZrN и оксидных соединений ZrO2. Отмечено насыщение покрытия кислородом, измельчение зёрен и увеличение параметра решётки. Микротвёрдость покрытий (a-c) достигает 1512-1857 HV, что соответствует примерно пятикратному росту относительно исходного образца. На основании полученных данных показано, что регулирование давления кислорода в струе HVOF существенно влияет на фазовый состав, морфологию и качество адгезионных контактов, обеспечивая оптимальное сочетание твёрдости, пластичности и термостабильности.
В статье представлен обзор современных исследований термофизических свойств смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) и наномодифицированных масел, применяемых при механической обработке металлов с использованием технологии минимального количества смазки (MQL). Рассмотрены основные виды СОЖ на масляной, водной и эмульсионной основе, их термофизические характеристики и эксплуатационные требования при интенсивной резке металлов.
Особое внимание уделено влиянию добавления различных наночастиц (Al₂O₃, TiO₂, SiO₂, ZnO, графен и др.) на повышение теплопроводности СОЖ, снижение трения, вязкости, плотности и теплоемкости. Анализ публикаций позволил исследовать наномодифицированные СОЖ и технологии MQL.
Результаты исследований показали, что применение наномодифицированных СОЖ повышает интенсивность теплообмена, снижает износ инструмента и способствует повышению эффективности обработки за счет оптимизации расхода СОЖ. Кроме того, выявлена необходимость регулирования состава СОЖ и концентрации наночастиц с целью оптимизации показателей теплопроводности и вязкости.
Статья служит основой для дальнейших исследований и практического применения наномодифицированных СОЖ в условиях технологии MQL, что способствует развитию энергоэффективных и экологически безопасных процессов обработки металлов.
Рециркуляция дымовых газов (РДГ) является эффективным способом одновременного снижения выбросов оксидов азота и повышения энергетической эффективности угольных котлов за счёт управления температурой факела и составом рабочей смеси. В работе выполнено расчётно-аналитическое исследование применения РДГ на котле E-90-3,9/440 ТЭЦ-1 при сжигании угля марки Д (разрез Каражыра). Цель – определить рациональную степень РДГ, обеспечивающую снижение NOx при максимизации КПД брутто в пределах эксплуатационных ограничений. Методика основана на математической модели теплового баланса котла и обработке режимных данных до/после включения РДГ, оценены изменения состава дымовых газов и теплотехнических потерь при варьировании доли рециркуляции.
Установлено, что в рассматриваемом диапазоне степеней РДГ увеличение рециркуляции сопровождается ростом расчётного КПД брутто и снижением концентрации NOx: при увеличении РДГ на 1% КПД возрастает на 0,25%, а NOx уменьшается на 9 мг/м3 . Рациональные показатели достигнуты при РДГ ≈ 20%, что соответствует расчётному КПД брутто 95,5% и снижению NOx на 30% относительно базового режима. Результаты подтверждают целесообразность РДГ как технологического решения для повышения экологической и эксплуатационной эффективности угольных ТЭС Казахстана.
Растительные масла рассматриваются как перспективные базовые жидкости для наномасел, однако их практическое применение определяется условием между ростом теплопроводности и увеличением вязкостных потерь. В работе экспериментально исследовано влияние гибридной дисперсной фазы TiO2-Al2O3 на теплопроводность λ(T) и кинематическую вязкость 𝜈 (T) наномасел на основе оливкового и подсолнечного масел. Наномасла получали двухэтапным методом при суммарной концентрации твёрдой фазы 2 vol.% с ультразвуковой гомогенизацией; теплопроводность измеряли анализатором TEMPOS, а кинематическую вязкость определяли капиллярной вискозиметрией (ВПЖ-2) в диапазоне 20-50 °C (293-323 K).
Установлено, что для базовых масел ν закономерно уменьшается с повышением температуры, тогда как введение TiO2-Al2O3 приводит к росту кинематической вязкости на 17,5% по сравнению с соответствующими базовыми маслами во всём диапазоне температур. Теплопроводность базовых масел изменяется слабо и демонстрирует умеренное снижение при нагреве, а добавление TiO2-Al2O3 повышает λ на 5%. Полученные зависимости λ(T) и 𝜈(T) могут быть использованы для обоснования выбора состава наномасла с учётом баланса усиления теплопереноса и роста гидравлических потерь.
Данное исследование направлено на повышение срока службы котельных труб из стали 12Х1МФ, применяемых на тепловых электростанциях. Покрытия Cr₃C₂–NiCr были получены методом высокоскоростного кислородно-топливного напыления (HVOF), после чего изучены их структурно-фазовые, механические, трибологические и коррозионные свойства. Установлено, что предварительный нагрев образцов при различных температурах (без нагрева, 100°C и 200°C) оказывает существенное влияние на морфологию, пористость и механические характеристики покрытий. Результаты СЭМ-анализа показали низкую пористость покрытий, тогда как данные рентгеноструктурного анализа подтвердили стабильность фазы Cr₃C₂ и способность матрицы NiCr эффективно удерживать карбидные частицы. Это препятствует разрушению покрытия и обеспечивает фазовую стабильность при повышенных температурах. Наилучшие результаты были получены для покрытий, сформированных при температуре предварительного нагрева 100°C: твердость увеличилась до 897,8 HV, снизилась шероховатость поверхности, стабилизировался коэффициент трения, а диаметр износового следа достиг минимального значения (712 мкм). Кроме того, отмечено снижение скорости коррозии. В целом полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности покрытий Cr₃C₂–NiCr в качестве защитного слоя с повышенной прочностью, износо- и коррозионной стойкостью, что делает их перспективными для применения в высокотемпературных агрессивных средах.
В данной работе предлагается новый тип фрактальной солнечной тепловой станции (ФСТС), основанной на использовании фрактального солнечного коллектора с модульной архитектурой. Разрабатываемая ФСТС ориентирована на обеспечение локальных потребителей тепловой энергией в автономных и удалённых районах, а также для объектов с ограниченной площадью размещения. Особенностью конструкции является применение фрактальных абсорберов, конфигурация которых позволяет не только эффективно поглощать прямую солнечную радиацию, но и использовать отражённые солнечные лучи для дополнительной выработки электрической энергии. Для этого на тыльной стороне абсорберов размещаются фотоэлектрические элементы, преобразующие отражённое излучение в электричество.
Отмечается, что комбинированное использование фрактального коллектора для одновременной генерации тепловой и электрической энергии повышает общую эффективность использования солнечной инсоляции и способствует увеличению энергетической плотности установки. В статье проводится оценка коэффициента полезного действия ФСТС, рассматриваются энергетические потери, особенности теплового баланса и факторы, влияющие на эффективность преобразования энергии. Дополнительно перечисляются ключевые преимущества предлагаемой конструкции, такие как гибкость в установке, повышенная надежность и возможность масштабирования, а также указываются потенциальные недостатки, связанные с конструктивной сложностью и необходимостью точного расчёта геометрии фрактальных элементов.
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ (ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ)
В данной работе предложен синтез силиката кальция из рисовой шелухи и проведена комплексная оценка его физико-химических и адсорбционных свойств. Сорбент получен щелочной экстракцией кремнезема, содержащегося в рисовой шелухе, гидроксидом натрия с последующим осаждением хлоридом кальция. Предложенный метод обеспечивает рациональное использование сельскохозяйственных отходов, снижает нагрузку на окружающую среду и является экономичным. При синтезе использовалось микроволновое облучение, что значительно сокращает время процесса и повышает эффективность извлечения кремнезема в виде раствора силиката натрия. Для улучшения структурно-адсорбционных характеристик полученного силиката кальция материал подвергался термической обработке в интервале температур 300-900°C. Согласно результатам, оптимальные свойства наблюдались при температуре 700°C. Именно при этом материал проявил высокую адсорбционную активность по йоду (56%), повышенную развитую пористость и благоприятные удельные поверхностные свойства. Рентгеноструктурный анализ, морфологические исследования и оценка элементного состава подтвердили структурную стабильность, устойчивость к переработке и высокую эффективность синтезированного образца. Структурные особенности материала способствовали повышению скорости адсорбции и продемонстрировали его адаптивность к условиям водоподготовки. Это дополнительно способствовало ускорению процесса и повышению извлечения кремнезема, повышению производительности и повышению ресурсоэффективности. В целом полученные результаты характеризуют силикат кальция как перспективный адсорбент для очистки воды от органических и неорганических загрязняющих веществ. Предложенный метод позволяет широко использовать экологически безопасное, технологически простое и доступное сырье. Результаты данного научного исследования создают прочную основу для дальнейших прикладных исследований, направленных на разработку эффективных, недорогих и стабильных сорбентов и повышение качества воды.
Разработка альтернативных и эффективных способов получения водорода является актуальной научно-технической задачей. Перспективным подходом является получение водорода при взаимодействии алюминия с водой; однако протеканию реакции при обычных условиях препятствует наличие устойчивой оксидной плёнки на поверхности алюминия. Целью настоящей работы является активация поверхности алюминия путём введения хлорида натрия в водные растворы фосфорной или серной кислот и определение скорости выделения водорода. Экспериментальные исследования проводились с использованием фосфорной и серной кислот, хлорида натрия химической чистоты и алюминия марки А85. Получение водорода осуществлялось в лабораторных условиях на градуированной стеклянной установке бюреточного типа. Объём выделившегося водорода определяли по объёму вытесненной воды. Добавление хлорида натрия в кислые водные растворы приводило к разрушению оксидного слоя на поверхности алюминия и инициировало его взаимодействие с водой. Локальное растворение алюминия под действием хлорид-ионов вызывало формирование пористой и неоднородной поверхности, что существенно повышало скорость выделения водорода. В растворах фосфорной кислоты при концентрациях 1-7 моль·л⁻¹ скорость выделения водорода не превышала 8 мл·ч⁻¹·см⁻², однако при добавлении хлорида натрия (25 г·л⁻¹) возрастала до 50,02 мл·ч⁻¹·см⁻², увеличиваясь в 6,25 раза. В растворах серной кислоты (0,5-2,5 моль·л⁻¹) в присутствии хлорида натрия скорость выделения водорода возрастала от 25,27 до 108,38 мл·ч⁻¹·см⁻², что соответствует увеличению примерно в 5 раз. Таким образом, показана возможность получения водорода на алюминиевой поверхности при комнатной температуре из кислых водных растворов с добавлением хлорида натрия. Предложенный подход основан на использовании недорогих и доступных реагентов и может быть перспективным для автономных систем получения водорода, в том числе с использованием алюминиевого лома.
В современных условиях особое внимание уделяется разработке экологичных и долговечных вяжущих материалов, получаемых с применением вторичных и возобновляемых ресурсов. Одним из перспективных направлений является модификация нефтяных вяжущих природными и полимерными компонентами, способными улучшать их эксплуатационные характеристики. В настоящем исследовании проведено модифицирование гудрона смесью госсиполовой смолы и вторичного полипропилена (ВПП) при участии персульфата калия (K₂S₂O₈), выполняющего функцию инициатора радикальных процессов. Применение методов ИК-Фурьеспектроскопии и растровой электронной микроскопии позволило установить образование новых функциональных групп, повышение степени полярности вяжущего и более равномерное распределение полимерной фазы в его структуре. Проведённые испытания показали улучшение адгезионных, термических и деформационных свойств модифицированного материала по сравнению с исходным гудроном. Повышение структурно-механической прочности и стабильности к старению свидетельствует о синергетическом эффекте между госсиполовой смолой и ВПП. Разработанная технология демонстрирует эффективность утилизации отходов хлопкоперерабатывающей промышленности и пластика, что открывает возможности для создания устойчивых, высококачественных и конкурентоспособных вяжущих систем с пониженными экологическими рисками и расширенными областями применения, включая дорожное строительство, гидроизоляционные покрытия, промышленные смеси и инновационные композитные материалы для строительной отрасли.
В статье проведен экспертный аналитический обзор отечественных и зарубежных литературных источников на основе поставленных задач по реализации цели разработки инновационных технологии получения высококачественного битума из побочных продуктов нефтедобычи и переработки.
Современные научные работы демонстрируют эффективность использования полимерных, минеральных и биологических компонентов, а также вторичных материалов для повышения долговечности и устойчивости битумных вяжущих. Особое внимание уделено полимерным модификаторам, таким как СБС (стирол-бутадиен-стирол), которые повышают эластичность и прочность битума, снижая вероятность растрескивания и деформации. Использование вторичных материалов, включая резиновую крошку, вакуумный газойль и золу-унос, не только улучшает свойства битума, но и снижает негативное воздействие на окружающую среду. Перспективным направлением является применение биомодификаторов, среди которых особую роль играет лигнин – природный полимер, обладающий высокой химической и термической стабильностью. Исследования показали, что введение лигнина в состав битума улучшает его реологические свойства, повышает устойчивость к старению и окислению, а также способствует увеличению жесткости и прочности покрытия. Лигнин может выступать как наполнитель или частичная замена битума, что делает его экологически и экономически выгодным компонентом.
Применение различных модифицирующих добавок, включая полимеры, промышленные отходы и биокомпоненты, способствует повышению качества битума, снижению затрат на его производство, увеличению энергоэффективности технологических процессов и продлению срока службы дорожных покрытий. Также важно оценить изменение свойств битума в процессе производства и укладки асфальтобетонной смеси.
В статье представлен анализ технологической и химической среды предприятия обрабатывающей отрасли химического профиля и ее влияния на состояние здоровья работников. Целью исследования являлась гигиеническая оценка условий труда на основных этапах технологического цикла с учетом особенностей технологической среды и выявление связи между воздействием вредных химических факторов и заболеваемостью персонала. Установлено, что технологические процессы сопровождаются интенсивным пылеобразованием и выделением токсических химических веществ, в концентрации которых в ряде случаев превышали предельно допустимые уровни. В структуре вредных факторов преобладали неорганическая пыль, включая кварцсодержащие компоненты, пыль минеральных удобрений, слабофиброгенные аэрозоли, а также пары и газы неорганических соединений. Корреляционный анализ выявил статистически значимую связь между воздействием указанных факторов и развитием заболеваний органов дыхания, пневмокониоза и патологий желудочно-кишечного тракта. Полученные результаты подтверждают неблагоприятное влияние технологической среды предприятия на здоровье работников и обосновывает необходимость разработки и внедрения комплексных профилактических мероприятий, направленных на улучшение условий труда, повышение безопасности персонала и внедрение «зеленых» технологий, что способствует переходу к экологически чистым процессам и повышению качества жизни работников.
Акриловые водно-дисперсионные покрытия, занимают значительное место на рынке благодаря своей экологичности, технологической гибкости и универсальности применения. Однако для обеспечения стабильных эксплуатационных характеристик, таких как адгезия, прочность, эластичность и устойчивость к внешним воздействиям, необходима целенаправленная модификация рецептурных композиций. Использование модификаторов позволяет адаптировать свойства композиций под специфические условия нанесения и эксплуатации, а также обеспечить высокое качество лакокрасочного покрытия. Настоящая статья представляет обзор существующих подходов к применению модификаторов в составе водно-акриловых пленкообразующих композиций и их влияние на свойства готовых покрытий. Целью статьи является систематизация данных о применении модифицирующих добавок в акриловых водных дисперсиях, анализ их функционального назначения, а также оценка влияния на технологические и эксплуатационные характеристики покрытий. Заключение. Обзор выявляет актуальные направления в области разработки и применения модификаторов в акриловых водно-дисперсионных системах, подчёркивая необходимость дальнейших исследований по оптимизации рецептур, повышению совместимости компонентов и разработке новых высокоэффективных добавок.
Загрязнение окружающей среды пластиковыми отходами является глобальной экологической проблемой. Поэтому переход на экологически чистые, биоразлагаемые полимерные материалы является актуальной задачей для всего человечества. Термопластичный крахмал, благодаря своей доступности, биоразлагаемости и эластичности, является одной из наиболее перспективных альтернатив синтетическим полимерам. Однако его низкая прочность и слабые барьерные свойства ограничивают возможности применения в производстве упаковочных изделий. Для устранения этих недостатков, термопластичный крахмал был армирован микрокристаллической целлюлозой – жестким и возобновляемым биополимером, модифицированным стеариновой кислотой для повышения гидрофобности и барьерных характеристик. Композит ТПК/M-MКЦ был получен методом смешивания расплава и исследован с помощью испытаний на растяжение, определения водопоглощения, оценки биоразлагаемости и динамического механического анализа (DMA). Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR) подтвердила успешную модификацию поверхности целлюлозы. По сравнению с чистым ТПК, полученный композит показал значительно высокую механическую прочность, сниженное водопоглощение и сохраненную способность к биологическому разложению. Эти результаты свидетельствуют о том, что ТПК, армированный модифицированной целлюлозой, является перспективной экологически чистой альтернативой традиционным синтетическим полимерам для производства упаковочных материалов.
Оптимизация состава резиновых смесей представляет собой сложный и многофакторный процесс, обусловленный разнообразием применяемых компонентов и сложными взаимосвязями между ними. Проведение серии экспериментальных исследований для подбора оптимальной рецептуры требует значительных затрат времени, сырья и лабораторных ресурсов. В данной работе предложен подход, основанный на применении методов математического моделирования, позволяющий прогнозировать свойства резиновых смесей и определить их оптимальный состав. Особое внимание уделено использованию природного цеолита и отходов нефтепереработки в качестве модифицирующих добавок, что способствует повышению эффективности и экологичности производства. В качестве добавок использованы органическая фракция нефтешлама и цеолит Чанканайского месторождения. На основе априорной информации разработан план экспериментов, позволяющий построить адекватные математические модели методом наименьших квадратов. Эти модели описывают зависимость эксплуатационных свойств и экономических показателей от компонентного состава смеси. На основе полученных моделей сформулирована задача оптимизации, проведено исследование её особенностей и выбран наиболее эффективный метод решения. Эффективность предложенного подхода демонстрируется на примере подбора оптимального состава резиновой смеси. Модификация резиновых смесей позволяет получать композиционные материалы с повышенной маслостойкостью, стабильными эластичными и прочностными свойствами. Такой подход способствует снижению производственных затрат за счет использования доступного сырья и упрощения технологического процесса. Разработанная расчетная модель определения оптимального состава резиновой смеси может быть применена как в научных исследованиях, так и в промышленной практике при разработке новых рецептур эластомерных композиций.
В данном обзоре всесторонне анализируются и систематизируются современные методы модификации, направленные на улучшение емкостных характеристик двумерных MXeneматериалов, прежде всего Ti₃C₂Tₓ и родственных соединений, для их использования в суперконденсаторах и гибридных устройствах хранения энергии. Высокая электронная проводимость, слоистая структура и химически активная поверхность MXene-материалов делают их перспективными электродными материалами для устройств хранения энергии. Однако их практическое применение характеризуется рядом ограничений, таких как повторное уплотнение слоев, ограниченная доступность активных центров и снижение структурной стабильности при длительной работе. В данном обзоре рассматриваются основные стратегии модификации, влияющие на электрохимические свойства MXene-материалов, включая контроль межслоевого расстояния на основе интеркаляции, функционализацию концевых групп поверхности, формирование композитов с углеродными наноматериалами и оксидами переходных металлов, легирование гетероатомами, морфологическое проектирование и различные методы постобработки. Сравнительно оценивается влияние этих подходов на ионную и электронную проводимость, долю псевдоконденсации и циклическую стабильность электродных материалов. На основе литературных данных проведен обобщенный анализ показателей удельной емкости и долговременной циклической стабильности, а также сформулированы практические рекомендации и направления будущих исследований по оптимизации электродов на основе MXene.
В статье представлены результаты исследования влияния трёхвалентного железа, полученного бактериально-химическим способом, и бентонита на показатель химического потребления кислорода (ХПК) сточных вод. В настоящее время для очистки сточных вод, содержащих моющие средства, применяются различные методы. Одним из наиболее распространённых является метод адсорбции, в частности использование углеродных материалов в качестве адсорбентов. Очистка сточных вод методом коагуляции осуществляется с применением таких коагулянтов, как сульфат алюминия или соли железа. Цель исследования – снижение показателя химического потребления кислорода (ХПК) сточных вод, содержащих моющие вещества, путём использования трёхвалентного железа, полученного бактериально-химическим методом с применением бентонита. Методы исследования включали выделение и культивирование бактерий методом предельных разведений, определение ХПК в соответствии с требованиями ГОСТ, математическое моделирование с использованием искусственного интеллекта, а также статистическую обработку данных на ПК «Pentium-IV» с применением пакета статистических программ Microsoft Excel. В результате исследований установлена возможность применения Fe₂(SO₄)₃, полученного бактериально-химическим путём с участием тионных бактерий A. ferrooxidans BIT 1. При совместном использовании бактериально-химического трёхвалентного железа в концентрации 1,75 г/л и бентонита 600 мг/л степень снижения ХПК сточных вод достигает 88,1±7,9%. При добавлении Fe₂(SO₄)₃ в количестве 1,75 г/л и бентонита 100 мг/л снижение ХПК составило 75,7%.
Настоящее исследование посвящено изучению фундаментальных закономерностей формирования гетероструктур на основе двумерных карбидов титана (Ti3C2Tx MXene) и кремнийсодержащих модификаторов различного генезиса. Актуальность работы обусловлена необходимостью создания стабильных анодных материалов, способных нивелировать значительные объемные изменения кремния в процессах электрохимического циклирования. В качестве прекурсоров были исследованы кристаллический кремний, биогенный кремний из рисовой шелухи и аморфный диоксид кремния с варьируемой дисперсностью. Синтез нанокомпозитов осуществлялся методом высокоэнергетической механохимической активации в восстановительной среде этанола. Комплексный анализ методами сканирующей электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии позволил установить, что использование биогенных аморфных модификаторов обеспечивает наиболее прецизионную однородность покрытия ламелей MXene. Выявлено, что ключевым фактором стабилизации интерфейса является формирование ковалентных мостиковых связей Si–O–Ti, инициируемое наличием активных гидроксильных групп на поверхности биогенного сырья. Установлено, что применение этанола в качестве дисперсионной среды эффективно предотвращает деградацию и окисление титановой матрицы, способствуя сохранению ламеллярной архитектуры композита. Полученные результаты расширяют научно-технологическую базу для разработки высокоэффективных электродов нового поколения для литий-ионных систем хранения энергии и функциональных каталитических покрытий.
В данном исследовании представлен сравнительный анализ структурных и физикохимических свойств целлюлозы растительного происхождения, выделенной из сельскохозяйственных отходов (солома пшеницы, кукурузы, хлопка и риса), и бактериальной целлюлозы, синтезированной методом ферментации с использованием Komagataeibacter xylinus (K. xylinus). Растительная целлюлоза была получена путем предварительной обработки системой AlCl₃-глицерин с последующей щелочной очисткой, тогда как бактериальная целлюлоза синтезировалась в статических условиях культивирования в среде Хестрина-Шрамма. Морфология, химическая структура и термическое поведение полученных образцов целлюлозы были систематически охарактеризованы с использованием сканирующей электронной микроскопии (SEM), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR) и термогравиметрического анализа (TGA/DTG). Результаты SEM показали, что целлюлоза растительного происхождения характеризуется вытянутыми микрофибриллярными структурами с диаметром волокон в диапазоне 5-25 мкм, а также наличием поверхностных микротрещин и пор, сформированных в результате эффективного удаления лигнина и гемицеллюлозы. В отличие от нее, бактериальная целлюлоза формирует плотную, многослойную и высоко взаимосвязанную фибриллярную сеть с существенно меньшим диаметром волокон (2,7-9,7мкм), что отражает ее высокую структурную однородность и чистоту. FTIR-спектры подтвердили наличие общей фундаментальной химической структуры для обоих типов целлюлозы, тогда как ослабление или отсутствие полос поглощения, характерных для лигнина, свидетельствовало об эффективной делигнификации и более высокой химической чистоте бактериальной целлюлозы. В целом результаты демонстрируют, что растительная и бактериальная целлюлоза обладают различными, но взаимодополняющими структурными характеристиками. Целлюлоза растительного происхождения обеспечивает объемную механическую прочность, тогда как бактериальная целлюлоза выполняет функцию наноразмерного армирования, что обосновывает их совместное применение при разработке устойчивых биополимерных композитов и экологически безопасных упаковочных материалов.
Целью данного исследования являлась оценка эффективности установки холодной плазмы для обеззараживания воды, контаминированной бактериальной микрофлорой. Экспериментальная установка CD Plasma генерирует холодную плазму путем ионизации частиц обрабатываемой жидкости, предварительно преобразованной в двухфазную жидко-газовую среду. Холодная плазма оказывает выраженное антимикробное действие за счет синергетического влияния активных форм кислорода и азота, ультрафиолетового излучения и заряженных частиц, которые вызывают окислительное повреждение клеточной стенки, нарушение целостности мембраны, инактивацию белков и фрагментацию ДНК микроорганизмов. В качестве тестобъектов использованы бактерии Escherichia coli и Pseudomonas aeruginosa как представители санитарно-показательной и условно-патогенной микрофлоры. Показано, что воздействие холодной плазмы в течение 5 минут обеспечивает значительное снижение микробной обсеменённости в отношении обеих культур, однако в большей степени в отношении Pseudomonas aeruginosa. Полученные результаты свидетельствуют о высокой эффективности холодной плазмы в инактивации бактерий без использования химических реагентов и указывают на перспективность её применения в технологиях очистки и обеззараживания воды. Метод отличается энергоэффективностью, масштабируемостью и минимальным образованием побочных продуктов при небольших эксплуатационных затратах.
В статье представлен систематический обзор состава, физико-химических свойств и биологической активности бентонитовых глин, включая бентониты Таганского месторождения, а также гуминовых веществ и их применения в медицине. Актуальность работы обусловлена уникальными адсорбционными и регенеративными свойствами этих природных материалов, что определяет их перспективность в детоксикации и терапии различных патологий. Проанализированы литературные данные о минералогическом составе бентонита (преимущественно монтмориллонита), его набухающих и сорбционных характеристиках, а также о химическом составе гуминовых и фульвокислот. Рассмотрены основные направления медицинского применения: бентонитовые энтеросорбенты для коррекции острых и хронических интоксикаций и диарей, наружные лекарственные формы (гели и мази) для заживления ожогов и ран, а также нутрицевтическое и иммуномодулирующее применение гуминовых веществ. Анализ экспериментальных и клинических данных свидетельствует о синергетическом эффекте совместного использования бентонита и гуминовых комплексов, проявляющемся в повышенной сорбционной способности, пролонгированном действии и снижении токсичности. Полученные данные демонстрируют научную значимость изучения взаимодействия этих природных компонентов и их фармакологического потенциала. Практическая ценность работы заключается в обосновании перспектив разработки природных энтеросорбентов и биологически активных добавок детоксикационного действия.
Синтезирован цеолит-углеродный сорбент на основе природного цеолита Шанханайского месторождения и биоугля, полученного из скорлупы грецкого ореха, предназначенный для очистки водных растворов от органических красителей. Композитный материал получен с применением кислотно-щелочной обработки и гидротермального воздействия, что обеспечило формирование пористой структуры и устойчивое сочетание минеральной и углеродной составляющих.
Физико-химические и структурные характеристики синтезированного сорбента изучены методами сканирующей электронной микроскопии, рентгенофазового анализа и низкотемпературной адсорбции азота. Установлено, что в процессе синтеза сохраняется кристаллический каркас цеолита при одновременном развитии порового пространства, способствующего повышению доступности активных центров адсорбции и улучшению условий массопереноса.
Адсорбционные свойства цеолит-углеродного композита исследованы на примере извлечения метиленового синего из водных растворов в периодических условиях. Экспериментальные кинетические данные удовлетворительно описываются моделью псевдовторого порядка, что указывает на существенную роль химического взаимодействия между адсорбентом и адсорбатом. Равновесные данные адсорбции хорошо согласуются с моделью Ленгмюра, свидетельствуя о преимущественно монослойном характере адсорбционного процесса. Максимальная адсорбционная ёмкость синтезированного сорбента составила 26,17 мг·г⁻¹.
Полученные результаты подтверждают перспективность применения цеолитуглеродного сорбента для очистки водных сред от катионных органических загрязнителей.
Силикатные сорбенты на основе щелочных металлов привлекают растущее внимание как перспективные материалы для высокотемпературного улавливания CO₂ из промышленных источников. Данный обзор систематизирует современные достижения в разработке и применении литиевых (Li₄SiO₄), натриевых (Na₂SiO₃, Na₄SiO₄) и калиевых силикатов для прямого улавливания CO₂ при температурах 500-750°C. Литиевые силикаты демонстрируют наивысшую сорбционную емкость (теоретическая 367 мг CO₂/г, практическая 30-35 масс.%) с оптимальной рабочей температурой 550-650°C и более низкими температурами регенерации (700- 850°C) по сравнению с кальциевыми аналогами. Сорбция протекает по двухстадийному механизму, быстрая поверхностная реакция с образованием Li₂CO₃ и Li₂SiO₃, сменяющаяся диффузионноконтролируемой стадией, лимитируемой переносом ионов через продуктовый слой. Наноструктурирование и допирование щелочными карбонатами (K₂CO₃, Na₂CO₃) эффективно ускоряют диффузию и улучшают циклическую стабильность до 200 циклов без потери емкости. Допирование переходными металлами (Ti, Ca) и содопирование K подавляют спекание и расширяют температурный диапазон эффективной сорбции. Использование промышленных отходов (летучая зола, металлургические шлаги, отработанные аккумуляторы) как источников прекурсоров снижает стоимость производства в 3-20 раз. Перспективные направления включают разработку бифункциональных сорбентов-катализаторов, применение вычислительного дизайна и машинного обучения для оптимизации состава, демонстрацию технологии в реальных промышленных условиях и интеграцию с возобновляемыми источниками энергии. При решении текущих вызовов силикатные сорбенты могут стать ключевой технологией для глубокой декарбонизации энергоемких секторов и достижения углеродной нейтральности.
В данной научной работе исследовано влияние наноразмерных добавок элементарного кремния (nSi) и диоксида кремния (SiO₂) на процессы твёрдофазного синтеза MAXфазы Ti₃AlC₂. Синтез осуществляли из порошковых смесей состава 2Ti/TiC/Al с введением 1 и 3 мас.% кремнийсодержащих добавок. Подготовка шихты включала механоактивацию в планетарной шаровой мельнице в течение 24 часов, обеспечивающую повышение реакционной способности исходных компонентов, после чего проводили реакционное спекание при температуре 1400°C в атмосфере аргона. Методами рентгенофазового анализа и сканирующей электронной микроскопии установлено, что введение nSi и SiO₂ оказывает существенное влияние на фазовый состав, дефектность и морфологию синтезируемых материалов, а также на кинетику фазообразования. Показано, что добавка 1 мас.% nSi способствует формированию более однородной MAX-фазной структуры Ti₃AlC₂ и снижению доли остаточного TiC за счёт интенсификации диффузионных процессов. Введение SiO₂ приводит к формированию дефектной и пористой структуры с возможным участием оксидных компонентов, что может ограничивать полноту образования целевой фазы. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования кремнийсодержащих добавок для направленного управления структурой и свойствами материалов на основе MAX-фаз в процессе низкотемпературного твёрдофазного синтеза и оптимизации их эксплуатационных характеристик.
В статье изложены результаты исследования природного и активированного цеолита месторождения Чанканай в качестве наполнителя для резиновых смесей. Результаты обширных научных исследований, направленных на анализ влияния минеральных добавок на свойства эластомеров, подтверждают высокий потенциал и дальнейшие перспективы развития данного направления. Введение минеральных добавок в резиновую матрицу в стандартных условиях приводит к улучшению ее эксплуатационных характеристик – снижение стоимости материала, улучшению его упруго-прочностных характеристик, оптимизация технологических свойств. Цель данной работы является замена дорогостоящих наполнителей на более доступные альтернативы, с целью сохранения всех требуемых характеристик резиновых смесей. Поддержание прочности, эластичности, стойкости к износу и других ключевых показателей становится главным приоритетом при поиске и внедрении заменителей, что позволяет сократить затраты без потери качества продукции. Следовательно, предлагаемые ингредиенты должны обеспечивать такие же или улучшенные свойства, чтобы готовый продукт соответствовал стандартам и требованиям эксплуатации. В рамках исследования объектами изучения являются цеолиты Чанканайского месторождения и резины, используемые для производства диэлектрических ковриков, которые должны обладать высокими электроизоляционными свойствами и механической прочностью.
С помощью энергодисперсионной спектроскопии были получены данные об элементном составе исследованных образцов цеолитовых порошков. Эти сведения критически важны, поскольку позволяют судить о том, насколько эффективно цеолиты могут использоваться в качестве наполнителей при производстве резины.
В результате экспериментальных исследований установлено, что вулканизаты, полученные при частичной заменой белой сажи (40 масс.ч.) на активированный цеолит Чанканайского месторождения, демонстрирует удовлетворительные физико-механические показатели. Это открывает новые перспективы для применения природных и активированных цеолитов в резиновой промышленности, способствуя как снижению затрат, так и улучшению качества полученного вулканизата.
Старение асфальта является критическим фактором, влияющим на долговременные эксплуатационные характеристики и долговечность дорожных покрытий, поскольку оно вызывает сложные химические, реологические и микроструктурные преобразования в битумных вяжущих и асфальтобетонных смесях. Экологические и механические воздействия, включая температуру, воздействие кислорода, ультрафиолетовое излучение, проникновение влаги и транспортные нагрузки, ускоряют процессы окисления, что приводит к увеличению жесткости вяжущего, его охрупчиванию и снижению сопротивления растрескиванию и влагоразрушению. В ответ на возрастающие экологические ограничения и дефицит ресурсов устойчивые материалы, такие как регенерированный асфальтобетон (RAP), био-вяжущие, переработанные полимеры и промышленные побочные продукты, все чаще внедряются в асфальтобетонные смеси; однако их влияние на механизмы старения и долговременную долговечность остается недостаточно изученным. В данном исследовании представлен комплексный обзор литературы, посвященный механизмам старения асфальта, стратегиям модификации с использованием устойчивых материалов и подходам к прогнозированию долговечности. Для классификации и оценки технологий модификации была применена структурированная многоэтапная методология обзора, основанная на критериях эксплуатационной эффективности, экологической устойчивости, экономической целесообразности и применимости в различных климатических и эксплуатационных условиях. В обзоре синтезированы экспериментальные и моделирующие результаты, касающиеся химических процессов старения, эволюции микроструктуры, взаимодействия заполнителя и вяжущего, а также многофизических моделей старения. Предложена интегрированная концептуальная модель, связывающая условия внешнего воздействия, механизмы старения материала, микроструктурные параметры и реологические показатели для поддержки проектирования долговечных и устойчивых дорожных покрытий. Выявлены ключевые научные пробелы и направления дальнейших исследований, включая необходимость разработки усовершенствованных протоколов моделирования старения, многоуровневых методов характеризации и долгосрочной полевой валидации устойчивых модификаторов. Результаты данного обзора создают научную основу для разработки устойчивой и долговечной дорожной инфраструктуры.
ISSN 3006-0524 (Online)














