Фундаментальные основы процессов глубокой переработки альтернативного органического сырья (биомасса, торф, ископаемые угли) с получением биологически активных соединений и сорбентов для медицины и ветеринарии, гуминовых веществ и органоминеральных удобрений для сельского хозяйства (промежуточный, за 2018 год)

Цели: оптимизация процесса выделения из активированной коры осины экстрактивных веществ и идентификация их состава; разработка способов получения органоминеральных удобрений с повышенной водостойкостью на основе подложки из коры осины, содержащих азот, фосфор и калий, и изучение их свойств; создание фундаментальных основ процесса комплексной переработки коры осины с получением сорбционных материалов, органоминеральных удобрений, биологически активных веществ; исследование строения и свойств сорбционных материалов, полученных из органосольвентных лигнинов хвойной и лиственной древесины; исследование методов синтеза новых биодеградируемых сополимеров на основе фурановых соединений. С целью интенсификации процесса извлечения из коры осины экстрактивных веществ использована предварительная её механохимическая активация в активаторе центробежно-планетарного типа АГО-2. Изучено влияние мехактивации коры на процессы ее экстракции следующими растворителями: гексаном, диэтиловым эфиром, этилацетатом, ацетоном, этанолом. Установлено, что предварительная активация коры осины в течение 6 мин уменьшает продолжительность процесса экстракционного извлечения липидов гексаном более чем в 2 раза. Методом колоночной хроматографии проведено разделение гексанового экстракта на нейтральные липиды, гликолипиды и фосфолипиды. С использованием газо-жидкостной хроматографии, ИК- и 1H ЯМР-спектроскопии получены данные о количественном и качественном составе гексанового экстракта. Предложен способ получения азотсодержащего органоминерального удобрения пролонгированного действия, включающий пропитку подложки из коры осины водными растворами мочевины и сульфата калия. Определено соотношение солей, позволяющее уменьшить вымывание азота из азотсодержащего органоминерального удобрения в 1,8 раза. Разработан способ получения фосфорных органоминеральных удобрений с повышенной устойчивостью к вымыванию минеральных компонентов водой, основанный на пропитке подложки из коры осины водными растворами фосфатов калия и осаждении на ее поверхности малорастворимых фосфатов кальция за счет нанесения на фосфорсодержащую подложку СaCl₂ или Ca(NO₃)₂. Определены условия, позволяющие уменьшить вымывание фосфатов и калия из фосфорных органоминеральных удобрений не менее, чем в 3 и 2,5 раза, соответственно. Показана возможность введения в разработанные азотсодержащие и фосфорные удобрения различных микроэлементов без потери их водостойкости. В результате вегетационных экспериментов, проведенных с использованием разработанных удобрений на основе коры осины, установлено их ростостимулирующее действие. Показано, что полученные из коры осины препараты для профилактики и лечения эшерихиоза животных имеют хорошие сорбционные свойства в отношении желатина и метиленового синего. Экспериментально установлено, что все полученные препараты можно использовать для лечения и профилактики эшерихиоза животных. Наиболее высокая эффективность в лечении и профилактике острого экспериментального эшерихиоза установлена для препарата на основе «осинового жира», экстрагированного гексаном из коры осины при оптимальных дозах 0,1 - 0,15 мл/кг. Предложена схема комплексной переработки коры осины в F-витаминный концентрат (осиновый жир), фенольные вещества, энтеросорбенты и органоминеральные удобрения.Изучено влияние пористой структуры углеродных энтеросорбентов, полученных щелочной термоактивацией этаноллигнина древесины пихты, на сорбцию метиленового синего и витамина В₁₂. Сопоставлены изотермы сорбции исследованных маркерных веществ на сорбентах с различной пористой структурой, и обсуждены их отличия. Показано, что наиболее существенное влияние на сорбционную емкость по витамину В₁₂ оказывает наличие мезопор, а по метиленовому синему - микропор. Установлено, что углеродные энтеросорбенты, полученные из лигнина древесины пихты, превосходят образец промышленного медицинского активированного угля по сорбционной емкости в отношении метиленового синего в 1,5 - 4,2 и витамина В₁₂ в 2,3 - 3,1 раза. Для получения новых видов биодеградируемых полимеров разработан метод эмульсионной радикальной сополимеризации полиангеликалактона (ПАЛ) и стирола, инициированной 4,4`-азобис-4-оксопентановой кислотой. Полученные блок-сополимеры разветвленной структуры характеризуются прочностными показателями, превосходящими требования ГОСТ 28250 - 89 к ударопрочному полистиролу. Они поддаются биодеградации как индивидуальными штаммами грибов, так и в серой лесной почве.