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 2019 год)

Цель: создание фундаментальных основ процесса комплексной переработки коры пихты с получением таннинов и проантоцианидинов, нанопористых углеродных сорбентов, энтеросорбентов, органических и углеродных аэрогелей, органоминеральных удобрений пролонгированного действия; разработка методов синтеза новых биодеградируемых сополимеров на основе ангеликалактона и капролактама и полимеров на основе диванилина. Оптимизированы условия водно-этанольной экстракции биологически активных проантоцианидинов из коры пихты. Установлено, что выделенные проантоцианидины, в основном, состоят из процианидина и продельфинидина. Предложен метод получения эффективных углеродных энтеросорбентов термощелочной активацией коры пихты. Изучено влияние условий получения энтеросорбентов на их пористую структуру и сорбционные свойства. Установлено, что энтеросорбент, полученный в оптимальных условиях, значительно превосходит промышленный уголь активированный по скорости сорбции маркерных веществ (йода, метиленового синего и витамина В₁₂) и сорбционной емкости. Изучены строение и физико-химические свойства органических таннин-формальдегидных ксерогелей. Органические ксерогели термически стабильны вплоть до температуры 295°С и проявляют устойчивость к воспламенению на воздухе при температурах до 600°С. Благодаря этим свойствам, они могут найти применение в качестве термо- и огнезащитных материалов. Карбонизацией органических ксерогелей из таннинов пихты получены углеродные ксерогели с удельной поверхностью 483 - 524 м²/г, которые могут быть использованы в качестве сорбентов и носителей катализаторов.Предложен способ получения органоминерального удобрения с повышенной водостойкостью, основанный на пропитке коры пихты раствором минеральных компонентов. Выявлена способность удобрения к медленному удалению минеральных компонентов водой в течение 30 сут, что определяет эффект его пролонгированного действия. Эксперименты по проращиванию семян пшеницы сорта Новосибирская 15 показали ростстимулирующее действие органоминерального удобрения на основе коры пихты. Предложено осуществлять комплексную переработку коры пихты путем интеграции оптимизированных процессов экстракции биологически активных веществ и переработки твердого остатка коры в энтеросорбенты, нанопористые углеродные материалы и органоминеральные удобрения пролонгированного действия. Последовательной экстракцией пихты гексаном и водой получают 2,5 вес. % пихтового масла, 6 вес. % пихтового бальзама и 0,38 вес. % проантоцианидинов. Энтеросорбенты, полученные обработкой проэкстрагированной коры пихты 1,5%-ным NaOH могут быть использованы для профилактики и лечения генерализованных кишечных инфекций животных. Нанопористые углеродные сорбенты, полученные карбонизацией и щелочной активацией проэкстрагированной коры пихты, по своим свойствам в сорбции органоминеральных токсинов с низкой и средней молекулярными массами аналогичны промышленному активированному углю медицинского назначения. Экспериментами по проращиванию семян овса сорта Мегион установлено ростстимулирующее действие органоминерального удобрения на основе коры пихты.Впервые получены серии биодеградируемых сополимеров путем анионной сополимеризации ε-капролактама с α-ангеликалактоном и полиангеликалактоном. Свойства полученных сополимеров зависят от их состава: увеличение доли звеньев ε-капролактама в сополимере приводит к повышению прочностных свойств и снижению эластических свойств и водопоглощения.