Дисертацію присвячено встановленню закономірностей різання овочевої сировини пластинчастим ножем, комплексному дослідженню впливу на процес структурно-механічних характеристик сировини, геометрії леза ножа та режиму різання та удосконаленню конструкцій овочерізального обладнання.Експериментально встановлено вплив швидкості руху леза на енерговитрати при різанні овочевої сировини в інтервалі швидкостей 0,4≤v≤1,25 м/с. Отримано математичні залежності енерговитрат на деформування в'язко-пружної системиза різних умов навантаження.Встановлено вплив швидкості різання на пружні та фрикційні властивості сировини та отримано математичний опис цих процесів. Отримано розрахункові величини модулей пружності, коефіцієнтів тертя овочів та питомих зусиль різання при частоті обертання ножів 250 хв^(-1), 400 хв^(-1), 600 хв^(-1) та 1200 хв^(-1).Запропоновано методику визначення якості нарізки овочів. Встановлено залежність якості нарізки від частоти обертання ножів та товщини нарізки.Запропоновано конструкції ножових блоків для овочерізальної машини дискового типу, які дозволяють змінювати товщину нарізки овочів від 1 мм до 10 мм за допомогою одного різального пристрою. Запропоновано змінний пристрій для шаткування капусти, який дозволяє подрібнювати сировину без її попередньої обробки. Нові розробки пройшли апробацію на підприємствах харчової промисловості України і впроваджені у виробництво.^UThe dissertation paper brings up an issue of establishing the basic regularities of cutting the plant raw material with a segmented knife and a complex study of the impact on the process of structural and mechanical characteristics of the raw material, the geometry of the knife blade and cutting mode.The aim of the paper is to obtain mathematical dependencies and estimated values for the process description and the determination of rational parameters of vegetable raw material cutting; the development and improvement of the structures of cutting tools in vegetable cutting equipment and the improvement of the process quality.It has been experimentally establishedthat the blade speed has impact on energy consumption when cutting vegetable raw material in the velocity range used in vegetable cutting equipment in food industry.The impact of cutting speed on the elastic and frictional properties of raw materials has been established and the mathematical description of these processes has been obtained.An increase of the cutting speed leads to a decrease of the elastic properties of vegetables and a decrease of frictional force in the velocity range from 3.4×10^(-3) m/s to 2.5 m/s.Cutting speed also affects the specific cutting force of vegetable raw material, but this factor depends on the velocity range under study. At cutting speeds from 5×10^(-3) m/s to 1.25 m/s, this dependence is described by the power function. There is a decrease of specific cutting force with the speed increase. The paper has determined the vegetables cutting force at cutting speeds of 250, 400, 600 min^(− 1) and 1200, which correspond to the knives rotation modes in modern vegetable cutting equipment.The impact on the elastic properties of the geometric sizes of the raw material being cut and its orientation towards the blade during cutting is investigated and analyzed. It has been proved that the increase of raw material size leads to the increase in the modulus of elasticity by linear dependence.A multi-factor model to determine the specific force of vegetables cutting and energy consumption for different conditions of the blade and the product interaction was developed for the first time. It has been established that the elasticity modulus of the product has the greatest influence on the specific cutting force of plant materials with a linear knife. The value of the cutting speed has an impact on the nature of the elasticity modulus influence.The dissertation paper investigates the influence of cutting speed, thickness of cutting and physical properties of vegetables on the cutting quality. Thus, cutting vegetables in slices of 1-2 mm thick is recommended to perform at cutting speeds not higher than 300 min^(− 1). When cutting vegetables of 4 mm thick and more it is possible to use cutting speeds over 600 min^(-1). If these conditions are met, the quality parameters will remain optimal.Theoretical and experimental research carried out in this paper allowed to analyze the technical and the qualitative level of modern vegetable cutting equipment, to identify the main drawbacks of the constructions and the direction to search ideas for their improvement. New cutting equipment for cutting vegetables in slices, suggested in this paper, is aimed at improving the working conditions with the equipment, reducing the service time, and increasing the productivity of vegetables cutting machines. The specific feature of new constructions is the ability to smoothly adjust the cutting thickness, provided that only one cutting unit is used. This allows increasing the functionality of vegetable cutting machine and reducing its cost.The constructive execution of an exchangeable mechanism for cabbage shredding. The use of the equipment allows cutting the entire cabbage heads, avoids the need for pre-processing the raw material, improves the quality parameters of cutting, increases the productivity of the machine, improves the working conditions.The suggested developments have been tested at the food industry enterprises of Ukraine and introduced in production.

Дисертацію присвячено дослідженню біологічної дії ентомопатогенних бактерій Bacillus thuringiensis та розробленню технологічних параметрів отримання препаративних форм на їх основі для контролю чисельності колорадського жука. За результатами комплексу досліджень біологічних особливостей нового штаму ентомопатогенних бактерій Bacillus thuringiensis 87/3 оптимізовано біотехнологічні етапи його культивування і отримання сучасних препаративних форм для контролю чисельності Leptinotarsa decemlineata Say. Оптимізовано середовище з додаванням капустяного гідролізату, яке дає можливість отримати за 48 год культивування високий вихід життєздатних клітин (титр спор складає до 4,4 млрд/мл культуральної рідини). Показано, що культура штаму Bacillus thuringiensis 87/3 має високий потенціал технологічності (титр метаболітного споро-кристалічного комплексу складає від 3,6 до 4,8 млрд/мл культуральної рідини), ентомоцидності (99,1 %) та антифунгальної дії, яка виявляється у зменшенні кількості уражених листківпаршею яблуні в 1,5–2 рази, порівняно із контрольним варіантом, що розширює можливості використання біоагента. Економічно обґрунтовано ефективність біотехнології отримання рідких препаративних форм на основі Bacillus thuringiensis 87/3 для контролю фітофагів в агроценозах, що підтверджено рентабельним виробництвом (рівень 56,6 %), максимальним рівнем прибутку у технології вирощування картоплі у варіанті за внесення Bacillus thuringiensis, який складає 82562 грн.^UThe thesis is devoted to the actual scientific problem, in particular, studying and evaluation of the entomopathogenic bacteria Bacillus thuringiensis biological effect on the Colorado beetle larvae (Leptinotarsa decemlineata Say.) for their effective use in agroproduction. In the Chernihiv Polissya conditions, field studies of the Bacillus thuringiensis 87/3 strain entomocidal activity against Leptinotarsa decemlineata Say larvae were conducted. Using the mathematical planning method of experiment, the nutrient medium for Bacillus thuringiensis 87/3 strain cultivation based on the cabbage hydrolyzate was optimized in the conditions of biolabs small tonnage production. The study of the effect of growth media (yeast-polysaccharide, molasses, cabbage hydrolyzate, MPB, LB) on the productivity of Bacillus thuringiensis strains showed different technological effect and entomopathogenic activity expression − from 2,0 to 4,8 billion spores/ ml, and from 86,0 to 99,1 % respectively. According to the field investigations results it was found that the extra-root processing apple trees of different reaches, using the bacteria Bacillus thuringiensis, reduced the number of apple scab affected leaves by 1,5−2 times. It is economically justified that phytoprotection based on Bacillus thuringiensis in the colorado beetle control system allows more efficient using of energy resources in agricultural production (the field effectiveness of the biological preparation on potato plants will be about 82,562 UAH compared with chemical preparations).

Дисертація присвячена комплексному фітохімічному вивченню листя, кочериг та насіння капусти білоголової сортів Білосніжка, Українська осінь та Ярославна, одержанню лікарського засобу на основі досліджуваної сировини, розробці параметрів стандартизації сировини капусти білоголової^UThe dissertation is devoted to the complex phytochemical study of leaves, stalks, and seeds of white cabbage varieties of Bilosnizhka, Ukrainian autumn, and Yaroslavna varieties, to obtaining medicinal product from the investigated raw materials, and to the development of parameters for standardization of white

У дисертаційній роботі досліджено уподобання та відношення населення країн регіону Чорного моря і Закарпаття до традиційної їжі рослинного походження. Відібрано 13 сільськогосподарських рослин, які найчастіше споживає населення регіону, а саме: яблука, виноград, огірки, томати, червоний перець, листя щавлю, петрушки, кропу, буряку, кропиви, капусти, пера цибулі та часнику.Визначено якісний та кількісний склад ключових епіфітних мікроорганізмів сільськогосподарських рослин, що є інгредієнтами вибраних традиційних страв України (Закарпаття) та інших країн регіону Чорного моря. Створено епіфітні профілі найпоширеніших сільськогосподарських рослин трьох агрокліматичних зон Закарпаття. Встановлено динаміку корисної епіфітної мікробіоти досліджуваних сільськогосподарських рослин в залежності від погодних умов 2013, 2016 та 2019 років, а також з'ясовано вплив едафічних факторів на формування епіфітної мікробіоти. Визначено чутливість ізольованих представників корисної мікробіоти сільськогосподарських рослин до антибактеріальних препаратів.Досліджено валовий вміст поліфенолів та антоціанів у складі пріоритетних сільськогосподарських рослин Закарпатської області та встановлено кореляційні зв'язки між вмістом означених БАР у відібраних рослинах та типом агроекосистеми. Визначено потужні кореляції чисельності тих чи інших видів епіфітних мікроорганізмів з вмістом поліфенолів і антоціанів в рослинах-господарях: чисельність H. alvei антикорелює з антоціанами (r = ‒0.95) в гірському агрокліматичному районі, чисельність E. faecalis і E. cloacae корелює з антоціанами в передгірному районі (r = 0,93 і r = 0,92) відповідно.Проіндексовано традиційні українські страви рослинного походження за допомогою програми LanguaL та створено першу національну базу даних традиційних українських страв.^UThe dissertation is devoted to the examination of perception of the population from Black Sea region countries (BSAC) and Transcarpathia to the traditional food of plant origin. 13 most often consumed agricultural plants of the region had been selected and studied, namely: apples, grapes, cucumbers, tomatoes, red peppers, sorrel leaves, parsley, dill, beets, nettles, cabbage, onion and garlic feathers.The qualitative and quantitative composition of epiphytic microorganisms of agricultural plants that are major ingredients of selected traditional foods of BSAC had been determined. Epiphytic profiles of the most commonly used agricultural (edible) plants from three agro-climatic zones of Transcarpathia have been created. The dynamics of the beneficial epiphytic microbiota of the studied agricultural plants depending on the weather conditions of 2013, 2016 and 2019 was revealed, the influence of edaphic factors on the formation of the epiphytic microbiota was clarified. The relation of isolated from phyllosphaerae of agricultural plants representatives of beneficial microbiota to antimicrobial drugs was determined.The gross content of polyphenols and anthocyanins of selected agricultural plants was studied. Strong correlations of the number of certain species of epiphytic microorganisms with the content of polyphenols and anthocyanins in host plants were determined: the number of H. alvei anti-correlates with anthocyanins (r = - 0.95) in the mountain agro-climatic region, the number of E. faecalis and E. cloacae correlates with anthocyanin in foothill area (r = 0.93 and r = 0.92, respectively).Traditional Ukrainian foods of plant origin were indexed by LanguaL and the first national database was created.

Капуста городня має багатовіковий досвід застосування в народній медицині і світову популярність завдяки своїм унікальним властивостям. Вона культивується по всій території України і має достатню сировинну базу. Сухий екстракт з капусти городньої (СЕКГ) містить комплекс БАР: флавоноїди, органічні кислоти, полісахариди, сірковмісні глікозиди – глікобрасидін, неоглікобрасидін, пектинові речовини, похідні гідроксикоричної кислоти, поліфеноли, кумарини, каротиноїди, сапоніни, а також специфічні БАР - метил-метіонін-сульфон, індол-3-карбінол, сірковмісні гликозиди (сульфорафан). Аналізуючи викладене можна зробити висновок, що БАР СЕКГ мають всі властивості, які необхідні для лікування виразкової хвороби шлунка та дванадцятипалої кишки. Розглянувши фітохімічні властивості капусти городньої, можна стверджувати про наявність вираженого противиразкового потенціалу БАР, що входять до її складу, а створення препаратів на основі екстракту капусти городньої дозволить розширити і оптимізувати фітотерапію виразкової хвороби^UThe using of cabbage has centuries-long experience in folk medicine and worldwide popularity due to its unique properties. It is cultivated throughout Ukraine and has a sufficient raw material base. The cabbage dry extract (CDE) contains a complex of BAS: flavonoids, organic acids, polysaccharides, sulfur-containing glycosides – glycobrasidine, neoglycobrasidine, pectin, hydroxycinnamic acid derivatives, polyphenols, coumarins, carotenoids, carotenoids, saponin and specific BAS – methyl-methionine-sulfone, indole-3-carbinol, sulfur-containing glycosides (sulforaphane). In analyzing of this, we can conclude that BAS of CDE have all the properties that are necessary for the treatment of gastroduodenal ulcers. Considering of the phytochemical properties of cabbage, it can be affirmed there is pronounced antiulcer potential of BAS (which are part of cabbage dry extract) and the creation of drugs based on cabbage extract will expand and optimize phytotherapy of peptic ulcer disease

У дисертації вирішене наукове завдання, яке направлене на підвищення точності висіву та інтенсифікації початку вегетації овочевих культур шляхом розробки конструкції та обгрунтування конструктивно-технологічних параметрів гідропневматичного висівного апарата точного висіву. В першому розділі проведено аналіз способів координації робочих органів в системі точного землеробства та апаратів точного висіву, врахувавши їх переваги і недоліки розроблено схему гідропневматичного апарата точного висіву овочевих культур.В другому розділі наведено теоретичне обґрунтування конструктивних, технологічних та експлуатаційних параметрів гідропневматичного апарата точного висіву. Теоретично встановлено, що формування псевдозрідженого шару в забірній камері з діаметром насіння 1…5 мм відбувається за підтримання швидкості висхідного потоку в межах 0,02…0,2 м/с, відповідно переріз забірної камери в верхній частині становить 331 мм2 в нижній частині 67 мм2. Висота існування псевдозрідженого шару знаходиться в межах 56…68 мм за ширини забірної камери в межах 15…18 мм та кута між сторонами забірної камери 15º…20º. Розроблено фізико-математичну модель процесу формування псевдозрідженого шару в забірній камері, яка дозволяє встановлювати кінематичні параметри руху насінин (вектори переміщення, швидкості і прискорення). В результаті чисельного моделювання процесу формування псевдозрідженого шару в забірній камері встановлено залежність висоти розміщення насіннєпроводу h від кута між її поверхнями α і початкової швидкості рідини vо. Враховуючи попередньо визначені та прийняті конструктивно-технологічні параметри забірної камери розміщення насіннєпроводу здійснюється на висоті 0,022…0,036 м. Чисельне моделювання технологічного процесу заряджання насінини в насіннєпровід дозволило отримати значення мінімально допустимої початкової швидкості потоку рідини через гідроклапан vt (0,42-1,45 м/с), що гарантує надійне заряджання насіння до насіннєпроводу гідопневматичного апарата точного висіву. В третьому розділі наведено програму та методику експериментальних досліджень спрямованих на подальше вивчення технологічного процесу формування псевдозрідженого шару в забірній камері, послідуючого заряджання насіння та розподілення його по насіннєпроводу, впливу роботи основних вузлів гідропневматичного апарата точного висіву на якісні показники його роботи (продуктивність, точність висіву). Для цього розроблено лабораторну установку гідропневматичного апарата точного висіву та експериментальну сівалку.За результатами проведених досліджень в четвертому розділі встановлено, що насіння овочевих культур має різні гідродинамічні властивості (парусність, вологість). Проведена гідросепарація дозволила розподілити насіння на групи з однаковими гідродинамічними властивостями і відділити проросле насіння. За результатами лабораторних досліджень схожість пророслого насіння капусти склала 100 %, томату 100%, перцю 98%, що перевищило показники сухого методу посіву капусти на 12,3 %, томату 16,7 %, перцю на 19,2 %. В результаті замочування сухого насіння овочевих культур відбувається збільшення об'єму в межах 1,45…1,96, що враховано при виборі розміру бака. Порозність шару практично не залежить від набухання насіння і знаходиться в межах ε = 0,39…0,41. За результатами дослідження процесу формування псевдозрідженого шару в збірній камері встановлено, що для забезпечення надійної роботи висівного апарата концентрація насіння повинна знаходитися в межах kн = 0,21…0,65 1/мл. Використання регулятора витрати циркуляційного насоса дозволяє забезпечити підтримання заданого значення концентрації насіння не залежно від рівня заповнення ним бака. За результатами багатофакторного експерименту встановлено раціональні значення технологічних параметрів гідропневматичного апарата точного висіву: частота висівів fв = 4,8 Гц, тиск наддуву Рнад = 0,348 МПа, концентрація насіння kн = 0,45 1/мл за яких отримали найвище значення точності висіву 95,3 %. Гідропневматичний апарат точного висіву пророслого насіння овочевих культур, встановлений на рамі базової сівалки Клен-1,8 пройшов виробничу апробацію. Польовими дослідженнями встановлено, що за раціональними конструктивно-технологічними параметрами коефіцієнт варіації розподілення рослин в рядку на посіві томату «Астероїд» зменшився на 10,6% в порівнянні з базовою сівалкою Клен-1,8 і склав 23,6%. Як результат зростання схожості насіння до 93% та приріст врожаю томатів на 66 ц/га. Економічний ефект від використання сівалки з розробленим гідропневматичним апаратом точного висіву на посіві томату «Астероїд» склав 11,3 тис.грн/га.^UIn the dissertation the scientific problem which is directed on increase of accuracy of seeding and intensification of the beginning of vegetation of vegetable cultures by development of a design and a substantiation of constructive-technological parameters of the hydropneumatic device of exact seeding is solvedIn the first section the analysis of ways of coordination of working bodies in system of exact agriculture and devices of exact sowing is carried out, taking into account their advantages and lacks the scheme of the hydropneumatic device of exact sowing of vegetable crops is developed.In the second section the theoretical substantiation of constructive, technological and operational parameters of the hydropneumatic device of exact seeding is given. It is theoretically established that the formation of a fluidized bed in the intake chamber with a seed diameter of 1… 5 mm occurs while maintaining the upward flow rate within 0,02… 0,2 m / s, respectively, the cross section of the intake chamber in the upper part is 331 mm2 in the lower part 67 mm2. The height of existence of the fluidized bed is in the range of 56… 68 mm with the width of the intake chamber within 15..18 mm and the angle between the sides of the intake chamber 15º… 20 º.A physical and mathematical model of the process of formation of a fluidized bed in the intake chamber has been developed, which allows to set the kinematic parameters of seed movement (vectors of displacement, velocity and acceleration). As a result of numerical simulation of the process of formation of the fluidized bed in the intake chamber, the dependence of the height of the seed tube h on the angle between its surfaces α and the initial velocity of the liquid vo is established. Taking into account the previously determined and accepted design and technological parameters of the intake chamber, the height of the seed line is within 0,022… 0,036 mNumerical modeling of the technological process of loading seeds into the seed line allowed to obtain the value of the minimum allowable initial flow rate of liquid through the hydraulic valve vt (0,42-1,45 m/s), which guarantees reliable loading of seeds to the seed line of hydropneumatic precision seeding.The third section presents the program and methods of experimental research aimed at further study of the technological process of formation of the fluidized bed in the intake chamber, subsequent charging of seeds and its distribution through the seed line, the impact of the main components of the hydropneumatic apparatus . For this purpose, a laboratory installation of a hydropneumatic precision seeding apparatus and an experimental drill have been developed.According to the results of the research in the fourth section it is established that the seeds of vegetable crops have different hydrodynamic properties (sail, humidity). The hydroseparation allowed to divide the seeds into groups with the same hydrodynamic properties and to separate the germinated seeds. According to the results of laboratory studies, the germination of germinated cabbage seeds was 100%, tomato 100%, pepper 98%, which exceeded the dry method of sowing cabbage by 12,3%, tomato 16,7%, pepper by 19,2%. As a result of soaking the dry seeds of vegetable crops, the volume increases in the range of 1,45… 1,96, which is taken into account when choosing the size of the tank. The porosity of the layer is almost independent of seed swelling and is in the range of ε = 0,39… 0,41. According to the results of the study of the process of formation of the fluidized bed in the collection chamber, it was found that to ensure reliable operation of the sowing machine, the seed concentration should be within kн = 0,21… 0,65 1/ml. Use of the regulator of a expense of the circulating pump allows to provide maintenance of the set value of concentration of seeds irrespective of level of filling by it of a tank.According to the results of a multifactorial experiment, rational values of technological parameters of the hydropneumatic apparatus of precision seeding were established: seeding frequency fв = 4,8 Hz, supercharging pressure Pнад = 0,348 MPa, seed concentration kн = 0,45 1/ml at which the highest value of seeding accuracy was obtained 95,1 %.The hydropneumatic device of exact seeding of the germinated seeds of vegetable cultures established on a frame of the basic Klen-1,8 seeder passed production test. Field studies have shown that the rational design and technological parameters of the coefficient of variation of plant distribution in the row on the tomato crop "Asteroid" decreased by 10,6% compared to the base seeder Klen -1,8 and amounted to 23,6%. As a result, the seed germination increased to 93% and the tomato yield increased by 66 c/ha. The economic effect from the use of a seeder with a developed hydropneumatic device for precision seeding on tomato sowing "Asteroid" amounted to 11,3 thousand UAH/ha.

У дисертаційній роботі наведено результати комплексного порівняльного фармакогностичного вивчення листків і коренів, культивованих в Україні, двох видів роду Катран (Crambe L.) родини капустяні (Brassicaceae) – катрану серцелистого (Crambe cordifolia Stev.) і катрану коктебельського (Crambe koktebelica (Junge) N. Busch). Проведено морфолого-анатомічний аналіз катрану серцелистого і катрану коктебельського листків і коренів, визначено основні діагностичні макро- і мікроскопічні ознаки. Розроблено проєкти методів контролю якості (МКЯ) «Катрану серцелистого листки» і «Катрану серцелистого корені». Визначено оптимальні умови одержання густих екстрактів з листків і коренів катрану серцелистого і катрану коктебельського, на які розроблено проєкти МКЯ «Катрану серцелистого листків екстракт густий» і «Катрану серцелистого коренів екстракт густий». Встановлено гостру токсичність густих екстрактів з катрану серцелистого і катрану коктебельського листків, які за класифікацією К. К. Сидорова віднесено до VI класу токсичності – практично нешкідливі речовини, ЛД505000 мг/кг. Проведено фармакологічне дослідження густих екстрактів з катрану серцелистого і катрану коктебельського листків і коренів, встановлено наявність гепатопротекторної та антиоксидантної активності. Досліджувані густі екстракти у дозі 100 мг/кг проявляли гепатопротекторну дію, яка дещо поступалася за активністю препарату порівняння «Силібініну». Досліджено антиоксидантну активність густих екстрактів з листків і з коренів катрану серцелистого і катрану коктебельського in vitro. Густі екстракти листків обох видів катрану у порівняні з густими екстрактами коренів продемонстрували кращу здатність поглинати вільний радикал DPPH. Їх значення ІС50 було (358,27 ± 2,78) мкг/мл та (374,18 ± 3,57) мкг/мл відповідно.^UThe thesis presents the results of a complex comparative pharmacognostic study of leaves and roots cultivated in Ukraine, two species of the genus Crambe L. of the cabbage family Brassicaceae – Crambe cordifolia Stev. and Crambe koktebelica (Junge) N. Busch). Morphological and anatomical analysis of the leaves and roots of Crambe cordifolia and Crambe koktebelica was carried out, the main diagnostic macro- and microscopic signs were determined. Projects of quality control methods (QCM) “Leaves of Crambe cordifolia”, “Roots of Crambe cordifolia” were developed. The optimal conditions for obtaining thick extracts from the leaves and roots of Crambe cordifolia and Crambe koktebelica were determined, for which the QCM projects “Thick extract of the leaves of Crambe cordifolia”, “Thick extract of the roots of Crambe cordifolia” were developed. Acute toxicity of thick extracts of the leaves of Crambe cordifolia and Crambe koktebelica was established, which according to K. K. Sydorov classification are referred to the toxicity class VI – almost harmless substances, LD505000 mg/kg. A pharmacological study of thick extracts of the leaves and roots of Crambe cordifolia and Crambe koktebelica was performed, the presence of hepatoprotective and antioxidant activity was established. The studied thick extracts at a dose of 100 mg/kg showed a hepatoprotective effect, which was somewhat inferior to the activity of the Silibinin comparison drug. It was studied the antioxidant activity of thick extracts from the leaves and roots of Crambe cordifolia and Crambe koktebelica in vitro. Thick leaf extracts of both species of Crambe compared to thick root extracts showed a better ability to inhibit the DPPH radical. Their IC50 values were (358.27 ± 2.78) μg/mL and (374.18 ± 3.57) μg/mL, respectively.

Новий напрям біотехнології - використання мікроорганізмів для потреб будівництва успішно розвивається у світі протягом останніх 15 років. Особливе місце серед нових будівельних матеріалів, посідає виробництво біоцементу та біозакріплювачів ґрунтів заснованого на використанні уреаза-продукуючих бактерій, які у присутності сечовини та іонів кальцію у лужному середовищі утворюють нерозчинні кристали кальциту. Перевага біоцементу перед традиційним цементом є низька в'язкість (в 30 – 300 разів менше в’язкості суспензії цементу), що забезпечує його здатність до глибокого проникнення в пори і тріщини ґрунту, бетону чи каменю (Ivanov та Stabnikov, 2017). Використання біоцементу пропонується для широкого кола будівельних робіт і може бути новим, економічно ефективним рішенням в інженерії охорони довкілля та будівництва, особливо в галузі геотехнічної інженерії. Недоліками біоцементації є використанням живих уреаза-продукуючих бактерій, які вносяться у довкілля (а в деяких біотехнологіях пропонують використовувати бактерії, що відносяться до умовно-патогенних), та вивільнення у атмосферу токсичного аміаку та можливе потрапляння іонів амонію у ґрунтові та поверхневі води.Показано, що одним із можливих шляхів підвищення біобезпеки біоцементації може бути застосування кислої уреази при використанні в якості джерела кальцію кісткового борошна, яке містить кальцій у формі гідроксиапатиту. Проведена селекція бактеріального штаму, що синтезував кислу уреазу серед бактерій, що були виділені з кислого ґрунту. Штам з найбільшою уреазною активністю було ідентифіковано за допомогою ампліфікації та секвенування гену 16 рРНК як Staphylococcus saprophyticus AU1. Максимальна швидкість росту штаму AU1 становила 0,15 год.-1, максимальне накопичення біомаси – 6,9 г/л сухої біомаси, а максимальна уреазна активність була 8,1 мМ прогідролізованої сечовини/хв. Найвища уреазна активність у штаму Staphylococcus saprophyticus AU1 спостерігалася в інтервалі рН від 4,5 до 5,5, поступово знижуючись при підвищенні рН. З метою забезпечення біобезпеки довкілля для біоцементації запропоновано використання уреазоактивних інактивованих бактеріальних клітин після їх обробки 0,5% розчином натрію додецилсульфату протягом 120 хвилин. При проведенні біоцементації, де в якості джерела кальцію використовували кісткове борошно, яке містить кальцій у формі гідроксиапатиту при зниженій кількості сечовини за допомогою інактивованих бактеріальних клітин водопроникність біоцементованого піску була 2•10-5 м/с, що дозволяє застосувати біоцементацію такого типу для укріплення ґрунту з метою зниження його ерозії, наприклад після землетрусу, або для боротьби з пиловою ерозією для зниження атмосферного забруднення. Основною перевагою цього методу – це можливість знизити на 75% витрати сечовини та знизити за рахунок цього викиди амонію та аміаку у довкілля. Крім того вирішується проблема утилізації кісткових відходів і зменшується вартість матеріалів на біоцементацію. Повністю біобезпечними продуцентами кислої уреази можуть бути молочнокислі бактерії. Показана здатність молочнокислих бактерій Lactobacillus reuteri та Streptococcus thermophilus до синтезу кислої уреази, що робить їх перспективними мікробними агентами у процесах біоцементації. Вирощування Lactobacillus reuteri проводили на капустяному бульйоні. Максимальна уреазна активність бактерій Lactobacillus reuteri спостерігалася при рН 5,0. При проведенні біоцементації із застосуванням молочнокислих бактерій Lactobacillus reuteri пісок після 8 біообробок мав водопроникність 6•10-5 м/с. Тому цей спосіб біоцементації можливо застосувати лише для укріплення ґрунту або для боротьби з пиловою ерозією. Можливою заміною бактеріальної уреази може бути уреаза рослинного походження. Скринінг насіння сільськогосподарських культур, які вирощуються в Україні, показав, що боби сої можливо використовувати як джерело уреази для біоцементації у вигляді неочищеного водного екстракту із подрібненої маси самого насіння або пророщеного протягом 24 – 48 годин. Застосування неочищеного екстракту із насіння сої показало його ефективність для осадження карбонату кальцію із суміші розчинів кальцій хлориду та сечовини, а його використання при біоцементації піску дозволили знизити його водопроникність у 6000 разів і отримати значення, які відповідають водопроникності піску, біоцементованого за допомогою традиційно застосовуваних уреаза-продукуючих бактерій. Ключові слова: біоцементація, біотехнологія, біобезпека, бактерії, агропромислові відходи, біосинтез, метаболіти, природоохоронна технологія, рослинна уреаза, охорона довкілля, біозакупорювання ґрунту, фізичні, хімічні і біологічні методи, чисті культури, біологічно активні речовини, рідкі живильні середовища, рН, джерела вуглецевого та азотного живлення, Lactobacillus, молочнокислі бактерії, ферменти, продуцент, мікроорганізми, мікробний синтез, Bacillus, пробіотичні мікроорганізми, поживне середовище, середовище росту, скринінг, Streptococcus thermophilus.^UA new area of biotechnology - the use of microorganisms for the needs of construction has been successfully developing in the world over the past 15 years. The production of biomement occupies a special place among new building materials by and soil enhancers based on the use of urease-producing bacteria, which, in the presence of urea and calcium ions in an alkaline medium, form insoluble calcite crystals. The advantage of biomement over traditional cement is its low viscosity (30–300 times less than the viscosity of a cement suspension), which ensures its ability to penetrate deeply into the pores and cracks of soil, concrete or stone (Ivanov and Stabnikov, 2017). The use of biomement is proposed for a wide range of civil engineering applications and may be a new cost-effective solution in environmental and construction engineering, especially in the field of geotechnical engineering.The disadvantages of biocementation are the use of live urease-producing bacteria that are introduced into the environment (and some biotechnologies suggest using opportunistic bacteria), the release of toxic ammonia into the atmosphere and the possible release of ammonium ions into the ground and surface waters.It has been shown that one of the possible ways to increase the biosafety of biocementation can be the application of acid urease when bone meal containing calcium in the form of hydroxyapatite is used as a source of calcium. A selection of a bacterial strain that synthesized acid urease was carried out among bacteria isolated from acidic soil.The strain with the highest urease activity was identified by amplification and 16 rRNA gene sequencing as Staphylococcus saprophyticus AU1. The maximum growth rate of the AU1 strain was 0.15 h-1, the maximum biomass accumulation was 6.9 g/L dry biomass, and the maximum urease activity was 8.1 mM hydrolysed urea/min.The highest urease activity in the Staphylococcus saprophyticus AU1 strain was observed in the pH range from 4.5 to 5.5, gradually decreasing with pH increasing. To ensure the biosafety of the environment, it was proposed to use for biocementation inactivated urease-active bacterial cells after their treatment with a 0.5% solution of sodium dodecyl sulfate for 120 minutes. When carrying out biocementation, where bone meal containing calcium in the form of hydroxyapatite was used as a source of calcium with a reduced amount of urea using inactivated bacterial cells, the water permeability of biocemented sand was 2×10-5 m/s, which makes it possible to apply this type of biocementation to strengthen the soil . in order to reduce its liquefaction, for example after an earthquake or to control dust erosion to reduce atmospheric pollution. The main advantage of this method is the ability to reduce the consumption of urea by 75% and thereby reduce the release of ammonium and ammonia into the environment. In addition, the problem of bone waste disposal is solved and the cost of materials for biocementation is reduced. Lactic acid bacteria can be completely biosafe producers of acid urease. The ability of lactic acid bacteria Lactobacillus reuteri and Streptococcus thermophilus to synthesize urease has been shown, which makes them promising microbial agents in biocementation processes. Lactobacillus reuteri was cultivated on cabbage broth. The maximum urease activity of Lactobacillus reuteri bacteria was observed at pH 5.0. When carrying out biocementation using Lactobacillus reuteri, sand after 8 biotreatments with lactic acid bacteria had a water permeability of 6×10-5 m/s. Therefore, this method of biocementation can only be used to strengthen the soil or to prevent dust erosion. It is possible to replace bacterial urease with plant-derived urease. Screening of seeds of agricultural crops grown in Ukraine showed that soybeans can be used as a source of urease for biocementation in the form of a crude aqueous extract from the crushed mass of seeds or germinated within 24-48 hours. The use of a crude extract from soybean seeds showed its effectiveness for the precipitation of calcium carbonate from a mixture of solutions of calcium chloride and urea, and its use in the biocementation of sand made it possible to reduce its water permeability by 6000 times and obtain values corresponding to the seepage rates of sand biocemented with traditionally used urease-producing bacteria. Key words: biocementation; biotechnology; biosafety; bacteria; agro-industrial waste; biosynthesis; metabolites; environmental technology; plant urease; environmental protection; soil biogrouting; physical, chemical and biological methods; pure cultures; biologically active substances; liquid culture media; рН; sources of carbon and nitrogen nutrition; Lactobacillus; lactic acid bacteria; enzymes; producer; microorganisms; microbial synthesis; Bacillus; probiotic microorganisms; nutrient medium; growth medium; screening; Streptococcus thermophilus

Дисертаційна робота присвячена підвищенню енергетичної ефективності сушарки з комбінованим нагрівом та повною рециркуляцією теплоносія. Проведено модернізацію експериментального конвективного стенду шляхом встановлення в сушильну камеру блоку джерела інфрачервоного випромінювання та створення енергоефективної камерної сушарки з комбінованим нагрівом теплоносія. Для випробовування експериментального вдосконаленого стенду була визначена кінетика капусти білокачанної та кукурудзи амілопектинової. Для визначення ефективності тепломасообміну при сушінні розраховано число Ребіндера. Була розроблена схема камерної сушарки, в якій для підвищення енергоефективності були використані товстоплівкові нагрівальні елементи. Для ефективної роботи сушарки були розроблені конструкції візків зі стінками для уникнення перехресного потоку теплоносія. Витрати енергії на 1 кг випареної вологи в створеній камерній сушарці відповідають ефективним показникам такого типу камерних сушарок і відповідають 4742 кДж/кг вип. вологи.^UThe dissertation work is devoted to increasing the energy efficiency of a dryer with combined heating and full coolant recirculation. Modernization of the experimental convective stand was carried out by installing an infrared radiation source block in the drying chamber and creating an energy-efficient chamber dryer with combined heating of the coolant. To test the experimental improved stand, the kinetics of white cabbage and amylopectin corn were determined. To determine the efficiency of heat and mass transfer during drying, the Rebinder number was calculated. A scheme of a chamber dryer was developed, in which thick film heating elements were used to increase energy efficiency. For the efficient operation of the dryer, designs of carts with walls were developed to avoid the cross flow of the heat carrier. Energy consumption per 1 kg of evaporated moisture in the created chamber dryer corresponds to the effective indicators of this type of chamber dryers and corresponds to 4742 kJ/kg vol. moisture