RU2503271C2 - Способ производства лечебно-профилактических продуктов - Google Patents
Способ производства лечебно-профилактических продуктов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2503271C2 RU2503271C2 RU2012102637/13A RU2012102637A RU2503271C2 RU 2503271 C2 RU2503271 C2 RU 2503271C2 RU 2012102637/13 A RU2012102637/13 A RU 2012102637/13A RU 2012102637 A RU2012102637 A RU 2012102637A RU 2503271 C2 RU2503271 C2 RU 2503271C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plants
- water
- deuterium
- animals
- grown
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N Deuterium Chemical compound [2H] YZCKVEUIGOORGS-OUBTZVSYSA-N 0.000 claims abstract description 54
- 229910052805 deuterium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 54
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 claims abstract description 29
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- 230000001225 therapeutic effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims 1
- 230000000384 rearing effect Effects 0.000 claims 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003975 animal breeding Methods 0.000 abstract 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 74
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 13
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000069 prophylactic effect Effects 0.000 description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 9
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 7
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 6
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 5
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 5
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 5
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 5
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 5
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 5
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 3
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 3
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 3
- 230000005068 transpiration Effects 0.000 description 3
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 description 2
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 2
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 2
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 2
- 239000002778 food additive Substances 0.000 description 2
- 235000013373 food additive Nutrition 0.000 description 2
- 235000012041 food component Nutrition 0.000 description 2
- 239000005417 food ingredient Substances 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 2
- 235000013594 poultry meat Nutrition 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 241000252355 Acipenser ruthenus Species 0.000 description 1
- 241000881711 Acipenser sturio Species 0.000 description 1
- 241000272517 Anseriformes Species 0.000 description 1
- 235000000832 Ayote Nutrition 0.000 description 1
- 235000011299 Brassica oleracea var botrytis Nutrition 0.000 description 1
- 235000017647 Brassica oleracea var italica Nutrition 0.000 description 1
- 240000003259 Brassica oleracea var. botrytis Species 0.000 description 1
- 241000283707 Capra Species 0.000 description 1
- 235000002566 Capsicum Nutrition 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000195493 Cryptophyta Species 0.000 description 1
- 240000008067 Cucumis sativus Species 0.000 description 1
- 235000009849 Cucumis sativus Nutrition 0.000 description 1
- 240000004244 Cucurbita moschata Species 0.000 description 1
- 235000009854 Cucurbita moschata Nutrition 0.000 description 1
- 235000009804 Cucurbita pepo subsp pepo Nutrition 0.000 description 1
- 102000053602 DNA Human genes 0.000 description 1
- 230000033616 DNA repair Effects 0.000 description 1
- 230000004543 DNA replication Effects 0.000 description 1
- 208000035240 Disease Resistance Diseases 0.000 description 1
- 240000009088 Fragaria x ananassa Species 0.000 description 1
- 241000287828 Gallus gallus Species 0.000 description 1
- 235000007688 Lycopersicon esculentum Nutrition 0.000 description 1
- 241000758706 Piperaceae Species 0.000 description 1
- YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N Protium Chemical compound [1H] YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 241000720974 Protium Species 0.000 description 1
- 241000277331 Salmonidae Species 0.000 description 1
- 240000003768 Solanum lycopersicum Species 0.000 description 1
- 235000009337 Spinacia oleracea Nutrition 0.000 description 1
- 244000300264 Spinacia oleracea Species 0.000 description 1
- 241000276707 Tilapia Species 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004887 air purification Methods 0.000 description 1
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 241001233037 catfish Species 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 235000013330 chicken meat Nutrition 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 230000006806 disease prevention Effects 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 241001233061 earthworms Species 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000003501 hydroponics Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000010815 organic waste Substances 0.000 description 1
- 230000008121 plant development Effects 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 239000004476 plant protection product Substances 0.000 description 1
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 description 1
- 235000015136 pumpkin Nutrition 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000001850 reproductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 235000021012 strawberries Nutrition 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010257 thawing Methods 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y02P60/216—
Landscapes
- Cultivation Of Plants (AREA)
- Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
- Medicines Containing Plant Substances (AREA)
Abstract
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для производства лечебно-профилактических продуктов. Способ производства лечебно-профилактических продуктов включает следующие стадии: получение водяного пара, конденсацию пара с получением легкой воды - содержание дейтерия не более 110 ppm и передачей энергии конденсации пара на жидкий теплоноситель, использование легкой воды для выращивания растений или совместного выращивания растений и животных, подачу теплоносителя на устройство отопления или устройство охлаждения помещения, в котором выращивают растения, или растения совместно с животными и вентиляцию этого помещения с извлечением из удаляемого воздуха воды. При этом удаляемую воду дополнительно используют для выращивания растений. Изобретение позволяет снизить энергозатраты на выращивание растений и получить готовый продукт с пониженным содержанием дейтерия. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.
Description
Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для производства лечебно-профилактических продуктов, в том числе пищевых продуктов, пищевых ингредиентов, биологически активных добавок к пище и лекарственных средств.
Среди широкого разнообразия продуктов для здоровья особое место занимают продукты с пониженным содержанием дейтерия. Известно, что дейтерий токсичен для всех живых организмов. По химическим свойствам дейтерий идентичен водороду и при попадании в организм способен замещать его во всех соединениях, в том числе ключевых ферментах и ДНК. Это может привести к увеличению числа сбоев в их работе, поскольку биологически такая замена является далеко не равноценной. Масса дейтерия в 2 раза больше чем у водорода. Это отражается на силе водородной связи с участием дейтерия, которая выше, чем у водорода. С участием дейтерия изменяется длина химической связи (как водородной, так и ковалентной). В результате если дейтерий встроится в молекулу фермента, он может изменить его конформацию, что приведет к снижению скорости и надежности работы этого фермента. Наиболее существенно дейтерий нарушает работу мультиферментных систем репликации ДНК и особенно - репарации ДНК. В результате молекула ДНК становится более чувствительной к повреждениям.
Дейтерий в организм человека попадает с водой и пищей. Природное содержание дейтерия в воде мирового океана составляет 155,76 ppm. В пресных водах содержание дейтерия может отличаться от этой величины в зависимости от географического положения. Так, в замкнутых водоемах пустынь содержание дейтерия в воде на 15-18% выше, чем в мировом океане, в Московском регионе содержание дейтерия в воде примерно на 10% ниже, чем в океанической воде, в районе озера Байкал - на 15%, в ледниках высокогорья - на 18-20% ниже. Содержание дейтерия в продуктах питания соответствует содержанию дейтерия в воде того региона, где их получают. У жителей регионов с более низким природным уровнем дейтерия наблюдается более высокая продолжительность жизни.
Снижение содержания дейтерия ниже природного уровня благотворно влияет на жизненные процессы. Повышается скорость роста растений и их урожайность, у животных повышается репродуктивная функция и устойчивость к болезням. У человека наблюдается повышение работоспособности, стрессоустойчивости, нормализация иммунитета и другие полезные эффекты. Наиболее выраженные эффекты наблюдаются при снижении концентрации дейтерия до 100 ppm и ниже.
Для решения данной задачи известно использование воды с пониженным содержанием дейтерия, а также пищевых продуктов, ее содержащих (RU 2270590). Удаление дейтерия из биологических молекул животных и человека происходит благодаря реакциям изотопного обмена. При снижении концентрации дейтерия в воде изотопный обмен на протий происходит в гидроксильных, карбоксильных, сульфгидрильных, аминогруппах и амидных группах органических соединений, включая нуклеиновые кислоты, липиды, белки и сахара. Однако, С-Н связь не подвергается изотопному обмену и вследствие этого значительная часть дейтерия не может быть удалена из биомолекул.
Эта проблема может быть решена использованием в пищу растений, при выращивании которых применялась вода с пониженным содержанием дейтерия. При фотосинтезе растения включают в органические соединения меньше дейтерия, в том числе и в С-Н связи. Потребляя в пищу растения, выращенные таким путем, организм человека и животных будет более эффективно очищаться от дейтерия.
Способ выращивания таких растений описан в патенте RU 2125817. Согласно этому патенту, растения с пониженным содержанием дейтерия выращивают обычным во всех отношениях способом с той только разницей, что для орошения используют обедненную дейтерием воду.
Однако такой способ производства является чрезвычайно дорогостоящим. Растительные культуры потребляют огромное количество воды (расход воды в 25-400 раз превышает урожай), а дешевых способов очистки воды от дейтерия на сегодня не существует.
Более эффективным является способ выращивания растений в условиях полной изоляции от внешней среды (WO 2005117566). Согласно этому патенту, растения с пониженным содержанием дейтерия выращивают методом гидропоники. Выращивание осуществляют в теплице, где внутренняя атмосфера полностью изолирована от внешней атмосферы. Отсутствие воздухообмена с внешней средой исключает потери легкой воды во внешнюю среду, однако создает проблему поддержания температуры и газового состава внутри теплицы. В процессе жизнедеятельности растения поглощают углекислый газ, а также выделяют кислород и другие токсичные метаболиты. Для нейтрализации этих процессов требуется внешний источник углекислого газа плюс дорогостоящие системы очистки воздуха. Система регулирования температуры в данном изобретении имеет низкую энергоэффективность, особенно в летнее время. Из-за отсутствия вентиляции избыток тепла от солнечной радиации удаляется с помощью кондиционера, что требует больших затрат дополнительной энергии.
Задачей заявленного изобретения является снижение стоимости производства лечебно-профилактических продуктов с пониженным содержанием дейтерия.
Для решения этой задачи предложен способ производства лечебно-профилактических продуктов, включающий:
- Получение водяного пара;
- Конденсацию пара с получением легкой воды (содержание дейтерия не более 110 ppm) и передачей энергии конденсации пара на жидкий теплоноситель;
- Использование легкой воды для выращивания растений, или растений совместно с животными;
- Подачу теплоносителя на устройство отопления или устройство охлаждения помещения, в котором выращивают растения или растения совместно с животными;
- Вентиляцию этого помещения с извлечением из удаляемого воздуха воды, которую дополнительно используют для выращивания растений.
Предложенный способ имеет 2 варианта выполнения:
1. Выращивание растений
2. Совместное выращивание растений и животных
При совместном выращивании растений и животных, для выращивания животных используют воду с содержанием дейтерия не более 110 ppm и растения, выращенные с использованием воды с содержанием дейтерия не более 110 ppm.
При выращивании растений, их отходы утилизируют биологическим методом, при этом органические продукты переработки используют в качестве дополнительной подкормки растений.
При совместном выращивании растений и животных, отходы выращивания растений и животных утилизируют биологическим методом, при этом органические продукты переработки используют в качестве дополнительной подкормки растений и животных.
Наиболее предпочтительным методом переработки отходов является метод вермикультивирования, при этом полученный биогумус используют в качестве дополнительной подкормки растений, а червей - в качестве дополнительной подкормки животных.
Предложенный способ обеспечивает получение технического результата снижения стоимости получения лечебно-профилактических продуктов, которые содержат нутриенты с пониженным содержанием дейтерия, как в полярных группах, так и в С-Н связях.
Это достигается за счет существенного снижения энергозатрат на их производство, на которые при известных способах производства приходится основная доля их себестоимости.
Так, например, получение легкой воды (содержание дейтерия 20-30 ppm) методом дистилляции предусматривает кипячение воды при 45-50°С в перегонной колонке на 30-50 тарелок, используемой для фракционной перегонки при давлении 50-60 мбар. Во время перегонки флегмовое число 12-13, кубовый остаток 10-кратный (RU 2125817). При использовании таких параметров на получение 1 литра легкой воды (20-30 ppm) расходуется 12-13 литров исходной воды, на превращение в пар которой необходимо затратить не менее 29088 кДж энергии (8 кВт час).
Растительные культуры потребляют огромное количество воды: на 1 кг товарного урожая расходуется от 25 до 300 литров воды. На построение своего тела растение использует 0,3-4% воды, остальная вода (96-99,7%) расходуются на испарение. Величина урожая определяется количеством органических веществ, образующихся при фотосинтезе, а этот процесс происходит только при достаточной транспирации растений. В итоге, на получение 1 кг пищевого продукта с содержанием дейтерия 20-30 ppm энергозатраты составляют не менее 200 кВт час. Если растения выращиваются в зимнее время, добавляются энергозатраты на отопление и досвечивание растений, которые в среднем составляют 15-20 кВт час на 1 кг урожая.
Заявляемый способ позволит существенно снизить энергозатраты на выращивание растений со сниженным содержанием дейтерия, по сравнению с известными способами.
При получении водяного пара энергия поглощается, а при конденсации - выделяется такое же количество энергии. Но в известных способах производства легкой воды эта энергия теряется. Заявляемый способ позволяет эту энергию конденсации пара использовать полезно. Энергия, затраченная на получение водяного пара, при его конденсации передается через жидкий теплоноситель на устройство отопления теплицы (при холодной погоде) или устройство охлаждения (при жаркой погоде). Наиболее предпочтительным устройством охлаждения является адсорбционный чиллер. Таким образом, заявляемый способ позволяет энергию, затраченную на очистку воды от дейтерия вторично использовать для регуляции температуры внутри теплицы.
Дополнительное энергосбережение достигается за счет извлечения тепловой энергии из удаляемого воздуха при вентиляции теплицы. При холодной погоде удаляемый воздух охлаждают с использованием рекуператора и доохлаждают с использованием теплового насоса. Конденсат атмосферной влаги при этом собирают и используют для выращивания растений. Это позволяет не только свести к минимуму потери тепла при вентиляции, но и потери дорогостоящей легкой воды, которую используют повторно. Таким образом, формируется практически замкнутый круговорот легкой воды, которая после транспирации через растения многократно используется повторно.
При жаркой погоде систему вентиляции теплицы переключают в режим охлаждения. Для этого после передачи энергии конденсации пара на жидкий теплоноситель (с устройства получения легкой воды) подачу теплоносителя осуществляют на устройство охлаждения теплицы (наиболее предпочтительно - адсорбционный чиллер). Удаляемый воздух охлаждают с использованием адсорбционного чиллера и доохлаждают с использованием теплового насоса. После конденсации влаги, охлажденный и обезвоженный воздух через рекуператор удаляют во внешнюю среду. Воздух из внешней среды, проходя через рекуператор, охлаждается, обезвоживается и после этого подается в теплицу. При этом конденсат атмосферной влаги из воздуха внешней среды отводят за пределы теплицы (чтобы при вентиляции снизить попадание дейтерия из внешней среды внутрь теплицы).
Это позволяет поддерживать оптимальный микроклимат внутри теплицы (температуру и влажность воздуха) при жаркой погоде при минимальных энергозатратах и минимальной потребности в вентиляции с целью охлаждения.
Использование легкой воды для выращивания растений позволяет также повысить урожайность и сократить срок его созревания. Кроме того, легкая вода повышает устойчивость растений к заболеваниям, поэтому ее использование способствует снижению потери урожая из-за болезней, а также потребности в средствах защиты растений. Все это дополнительно снижает стоимость получения продукции, особенно экологически чистых продуктов.
В теплице осуществляют выращивание растений, но наиболее предпочтительно - совместное выращивание растений и животных.
Для выращивания животных используют легкую воду и растения, выращенные с использованием легкой воды. Отходы выращивания растений и животных утилизируют, при этом продукты утилизации используют в качестве дополнительной подкормки растений и животных. Наиболее предпочтительным методом утилизации является вермикультивирование, при этом полученный биогумус используют в качестве дополнительной подкормки растений, а червей - в качестве дополнительной подкормки животных.
Включение в рацион животных продуктов с пониженным содержанием дейтерия и легкой питьевой воды также способствует повышению продуктивности животноводства и снижению заболеваемости животных.
Кроме того, при вентиляции удаляемый из теплицы воздух охлаждается до отрицательных температур. Поэтому значительная часть атмосферной влаги конденсируется в виде льда. После размораживания его используют для выращивания растений и животных. Поскольку талая вода обладает повышенной биологической активностью, это еще больше увеличивает продуктивность выращивания растений и животных.
Предложенный способ позволяет получить лечебно-профилактические продукты, которые содержат нутриенты с пониженным содержанием дейтерия не только в полярных группах (гидроксильных, карбоксильных, сульфгидрильных, и т.д.), но и в ковалентных С-Н связях. Эти нутриенты служат готовым строительным материалом для сборки белков с пониженным содержанием дейтерия, в том числе в С-Н связях, не подверженных изотопному обмену. Использование этих продуктов позволяет снизить концентрацию дейтерия в белках до уровня, не достижимого при использовании легкой воды и продуктов, ее содержащих. Известно, что скорость и надежность работы ферментов находится в обратной зависимости от содержания в них дейтерия. Известно также, что устойчивость белков к повреждениям повышается при снижении содержания дейтерия в С-Н связях.
Таким образом, предложенный способ позволяет получить лечебно-профилактические продукты, повышающие устойчивость белков к повреждениям, а также скорость и надежность работы ферментов.
С целью дальнейшего повышения энергоэффективности, пар для получения воды с пониженным содержанием дейтерия получают с использованием энергии, выработанной на когенераторной установке. В качестве когенераторной установки используют устройство, выбранное из группы поршневые электростанции, газотурбинные электростанции, топливные элементы. Наиболее предпочтительным являются установки на базе топливных элементов.
Осуществление изобретения.
Далеко не исчерпывающий список примеров осуществления изобретения представлен ниже.
Пример 1. Выращивание растений в теплице.
Для выращивания растений с пониженным содержанием дейтерия в теплице необходима электрическая и тепловая энергия, легкая вода, углекислый газ, свет, питательный раствор и обеспечение микроклимата внутри теплицы. Необходима также приточно-вытяжная вентиляция для удаления токсичных для растений примесей в воздухе.
Для обеспечения энергией используют когенерационную установку на базе топливных элементов (MTU CFC Solutions, Германия). Данная установка использует технологию расплава карбоната и может работать на природном газе, биогазе, синтез-газе. Установка позволяет до 47% энергии топлива преобразовать в электрическую энергию и до 43% - в тепловую энергию в форме уходящих газов, представляющих собой воздух, обедненный кислородом и обогащенный СО2 с температурой около 400°С.
Уходящие газы когенераторной установки 1 подают на устройство получения пара 2 (Фигура 1). Полученный пар подают на устройство получения легкой воды 3, представляющее собой либо перегоночную колонну, либо ректификационную установку. На данном устройстве выделяют фракцию воды, содержащей не более 110 ppm дейтерия, которую используют для выращивания растений.
На устройстве получения легкой воды образуется большое количество теплой оборотной воды. Эту воду подают на теплообменник 4, где она подогревается за счет частично охлажденных уходящих газов когенераторной установки, прошедших через устройство получения пара.
Горячую воду в зависимости от погодных условий подают на устройство отопления теплицы 5 или устройство охлаждения теплицы 6. В качестве устройства охлаждения используют адсорбционный чиллер.
После теплообменника 4 уходящие газы доохлаждают на теплообменнике 7 и используют для подкормки растений углекислотой. Полученную на когенераторной установке электрическую энергию используют для освещения растений и работы оборудования теплицы. Излишки электроэнергии могут быть переданы внешним потребителям.
Вентиляцию теплицы осуществляют в зависимости от погодных условий. При жаркой погоде используют режим охлаждения (Фигура 2). Для этого холод от абсорбционного чиллера 6 подают на теплообменник 8. Удаляемый воздух охлаждают на теплообменнике 8 и доохлаждают на холодном контуре теплового насоса 9. В результате охлаждения из удаляемого воздуха извлекается ценная легкая вода, которую снова используют для выращивания растений. Отобранное из удаляемого воздуха тепло удаляется во внешнюю среду.
После конденсации влаги, охлажденный и обезвоженный воздух пропускают через теплообменник 10 (чтобы забрать из него холод) и удаляют во внешнюю среду. Воздух с улицы охлаждают на теплообменнике 10. Конденсат уличной атмосферной влаги удаляют во внешнюю среду, чтобы не повышать содержание дейтерия внутри теплицы.
При холодной погоде систему вентиляции переключают в режим отопления (Фигура 3). Воздух с улицы пропускают через теплообменник 10 и теплый контур теплового насоса 9, в результате он подогревается за счет тепла удаляемого воздуха и поступает внутрь теплицы. Удаляемый воздух пропускают через теплообменник 10 и холодный контур теплового насоса 9, в результате из него извлекается ценная легкая вода и тепло.
Растения в теплице выращивают методом гидропоники. Питательный раствор готовят на легкой воде. Отходы выращивания растений утилизируют методом метанового брожения. Метан используют в качестве дополнительного топлива для когенераторной установки, а образовавшийся биогумус - для удобрения растений.
Пример 2. Совместное выращивание растений и рыбы в замкнутой экосистеме.
Обеспечение производства энергией, легкой водой и вентиляцию помещения осуществляют как в примере 1. Совместное выращивание осуществляют внутри обычного помещения (Фигура 4).
Рыбу выращивают в бассейне 11. Воду из бассейна подают на модуль выращивания корма для рыбы 12, где выращивают зоопланктон, водоросли, наземные растения. В качестве питательной среды используют воду, содержащую продукты жизнедеятельности рыб и корректирующие минеральные добавки. Собранные на модуле 12 кормовые растения и планктон подают на модуль приготовления комбикорма для рыб 13, где являются основным компонентом корма для рыбы. Растения и планктон поглощают продукты жизнедеятельности рыб и минеральные соли, тем самым очищают воду для рыб. Далее воду полают на доочистку в бассейн с Эйхорнией 14. Затем воду подают в модуль коррекции параметров воды 15, где восполняют потери легкой воды на транспирацию, проводят коррекцию ее рН, минерального состава, температуры, насыщают кислородом и возвращают в бассейн с рыбой.
Воду из бассейна 11 также подают на модуль выращивания растений 16, где выращивают растения, которые являются сырьем для приготовления лечебно-профилактических продуктов для человека. Растения выращивают методом гидропоники или методом аэропоники. В качестве питательного раствора используют воду из бассейна для рыб, обогащенную минеральными добавками. После прохождения модуля 16 воду также подают на доочистку в бассейн с Эйхорнией 14.
Выращенные растения и рыбу подают на модуль переработки 17, где из них приготавливают лечебно-профилактические продукты. Органические отходы из модуля 17 вместе с эйхорнией подают на модуль вермикультивирования 18. Продуктами вермикультивирования являются дождевые черви и биогумус. Биогумус используют в качестве удобрения для растений, а червей - в качестве компонента корма для рыб.
Для обеспечения оптимальных условий для фотосинтеза растения также подкармливают углекислым газом и обеспечивают их досвечивание комбинированными светодиодными светильниками с оптимальным спектром света для роста и развития растений.
Пример 3. Совместное выращивание растений и кроликов.
Снабжение энергией, легкой водой и вентиляцию помещения осуществляют как в примере 1. Растения выращивают методом гидропоники на легкой воде, обогащенной минеральными добавками. Этими растениями кормят кроликов. Поят кроликов легкой водой. Отходы производства утилизируют методом метанового брожения. Метан используют в качестве дополнительного топлива для когенераторной установки, а образовавшийся биогумус - для удобрения растений.
Выращенные растения или растения совместно с животными используют для приготовления лечебно-профилактических продуктов. Под лечебно-профилактическими подразумевают любые виды продуктов, пригодных для лечения и (или) профилактики заболеваний. Это могут быть пищевые продукты, пищевые ингредиенты, биологически активные добавки к пище, лекарственные препараты, косметические средства и т.д.
Заявляемый способ позволяет выращивать практически любые виды растений и животных, пригодных для приготовления пищевых продуктов, а также в качестве лекарственного сырья. Это могут быть томаты, перец, огурцы, тыква, шпинат, брокколи, корнеплоды, земляника, лекарственные растения и т.д. Совместно с растениями можно выращивать рыбу, птицу, млекопитающих. Среди рыб это может быть осетр, стерлядь, форель, клариевый сом, тилапия и т.д. Из птицы наиболее целесообразно выращивать мясные и яйценоские породы кур, гусей, индейку. Среди млекопитающих наиболее целесообразно выращивать коз, кроликов.
Claims (2)
1. Способ производства лечебно-профилактических продуктов, включающий:
получение водяного пара;
конденсацию пара с получением легкой воды - содержание дейтерия не более 110 млн-1 и передачей энергии конденсации пара на жидкий теплоноситель;
использование легкой воды для выращивания растений или совместного выращивания растений и животных;
подачу теплоносителя на устройство отопления или устройство охлаждения помещения, в котором выращивают растения или растения совместно с животными;
вентиляцию этого помещения с извлечением из удаляемого воздуха воды, которую дополнительно используют для выращивания растений.
получение водяного пара;
конденсацию пара с получением легкой воды - содержание дейтерия не более 110 млн-1 и передачей энергии конденсации пара на жидкий теплоноситель;
использование легкой воды для выращивания растений или совместного выращивания растений и животных;
подачу теплоносителя на устройство отопления или устройство охлаждения помещения, в котором выращивают растения или растения совместно с животными;
вентиляцию этого помещения с извлечением из удаляемого воздуха воды, которую дополнительно используют для выращивания растений.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при совместном выращивании растений и животных для выращивания животных используют воду с содержанием дейтерия не более 110 млн-1 и растения, выращенные с использованием воды, содержащей не более 110 млн-1 дейтерия, при этом выращенные растения или растения совместно с животными используют для приготовления лечебно-профилактических продуктов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012102637/13A RU2503271C2 (ru) | 2012-01-25 | 2012-01-25 | Способ производства лечебно-профилактических продуктов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012102637/13A RU2503271C2 (ru) | 2012-01-25 | 2012-01-25 | Способ производства лечебно-профилактических продуктов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012102637A RU2012102637A (ru) | 2013-08-10 |
| RU2503271C2 true RU2503271C2 (ru) | 2014-01-10 |
Family
ID=49159032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012102637/13A RU2503271C2 (ru) | 2012-01-25 | 2012-01-25 | Способ производства лечебно-профилактических продуктов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2503271C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2601046C1 (ru) * | 2015-07-29 | 2016-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Способ снижения содержания дейтерия в пищевых сельскохозяйственных культурах |
| RU2613971C1 (ru) * | 2015-11-24 | 2017-03-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Южный научный центр Российской академии наук (ЮНЦ РАН) | Способ повышения жизнестойкости икры, личинок и молоди рыб |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2125817C1 (ru) * | 1994-01-06 | 1999-02-10 | Хид Кутато-Фейлесто Кфт., Шомяи Габор | Пищевой продукт для профилактики развития заболеваний и способ производства пищевых продуктов, пригодных для профилактики развития опухолевых заболеваний |
| RU2003121296A (ru) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | Сергей Павлович Соловьев (RU) | Биологически активная добавка к пище с пониженным содержанием тяжелых изотопов водорода и кислорода и продукты, ее содержащие |
| JP2005328812A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Tatsuo Usui | 重水素濃度０ｐｐｍから８０ｐｐｍの重水素減少水（ＤＤＷＡＴＥＲ（Ｒ））を使用した植物、水中生物の育成。 |
| WO2005117566A1 (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Kunihiro Seki | 低重水素濃度食品の生産装置 |
| WO2005120522A1 (ja) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Ltt Bio-Pharma Co., Ltd. | 重水素減少水からなるリウマチ予防、治療剤及び飲料 |
| RU2270590C1 (ru) * | 2004-08-25 | 2006-02-27 | Сергей Павлович Соловьев | Питьевая вода с повышенным содержанием 1н2 16о и пищевые продукты, ее содержащие |
| HUP0501127A2 (en) * | 2005-11-30 | 2007-11-28 | Hyd Kutato Fejlesztoe Kft | Pharmaceutical and food compositions for influencing expression of genes, and process for producing them |
-
2012
- 2012-01-25 RU RU2012102637/13A patent/RU2503271C2/ru active IP Right Revival
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2125817C1 (ru) * | 1994-01-06 | 1999-02-10 | Хид Кутато-Фейлесто Кфт., Шомяи Габор | Пищевой продукт для профилактики развития заболеваний и способ производства пищевых продуктов, пригодных для профилактики развития опухолевых заболеваний |
| RU2003121296A (ru) * | 2003-07-15 | 2005-01-20 | Сергей Павлович Соловьев (RU) | Биологически активная добавка к пище с пониженным содержанием тяжелых изотопов водорода и кислорода и продукты, ее содержащие |
| JP2005328812A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Tatsuo Usui | 重水素濃度０ｐｐｍから８０ｐｐｍの重水素減少水（ＤＤＷＡＴＥＲ（Ｒ））を使用した植物、水中生物の育成。 |
| WO2005117566A1 (ja) * | 2004-06-03 | 2005-12-15 | Kunihiro Seki | 低重水素濃度食品の生産装置 |
| WO2005120522A1 (ja) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | Ltt Bio-Pharma Co., Ltd. | 重水素減少水からなるリウマチ予防、治療剤及び飲料 |
| RU2270590C1 (ru) * | 2004-08-25 | 2006-02-27 | Сергей Павлович Соловьев | Питьевая вода с повышенным содержанием 1н2 16о и пищевые продукты, ее содержащие |
| HUP0501127A2 (en) * | 2005-11-30 | 2007-11-28 | Hyd Kutato Fejlesztoe Kft | Pharmaceutical and food compositions for influencing expression of genes, and process for producing them |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2601046C1 (ru) * | 2015-07-29 | 2016-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный университет" (ФГБОУ ВПО "КубГУ") | Способ снижения содержания дейтерия в пищевых сельскохозяйственных культурах |
| RU2613971C1 (ru) * | 2015-11-24 | 2017-03-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Южный научный центр Российской академии наук (ЮНЦ РАН) | Способ повышения жизнестойкости икры, личинок и молоди рыб |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012102637A (ru) | 2013-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10624322B2 (en) | Aquaponic unit | |
| CN104221982B (zh) | 温室内鱼菜食用菌共生系统 | |
| JP2022107657A (ja) | 微細藻類の高密度培養のための滅菌培地、および空気圧縮、空気冷却、二酸化炭素自動供給、密封式垂直型フォトバイオリアクター、収集、乾燥用の装置、ならびにこれらを使用した、二酸化炭素のバイオマス変換固定を提供することを特徴とする空気および水の浄化方法 | |
| CN101920258A (zh) | 二氧化碳零排放型有机废弃物能源化利用的系统 | |
| ES2651353T3 (es) | Instalación de tratamiento y de aprovechamiento de efluentes de explotación ganadera que comprende una metanización, unos cultivos de microalgas y de macrofitos y un lombricultivo | |
| CN109534636A (zh) | 一种废弃秸秆与畜禽粪污综合处理利用的生产系统 | |
| JP2012165727A (ja) | 環境配慮型養殖栽培システム | |
| CN103477909B (zh) | 基于三沼综合利用的北方棚室蔬菜生产系统 | |
| CN101805061B (zh) | 一种有机污水人工湿地处理及高产非粮能源植物栽种技术 | |
| CN103250668A (zh) | 一种结合水产养殖及无土农业种植的系统 | |
| KR101122986B1 (ko) | 미세조류를 이용한 배기가스 중의 이산화탄소 제거방법 | |
| KR101454416B1 (ko) | 연소 장치로부터의 배기가스를 식물 재배 시설로 공급하기 위한 방법 및 장치 | |
| RU2503271C2 (ru) | Способ производства лечебно-профилактических продуктов | |
| CN105248350A (zh) | 一种高产量水产养殖方法 | |
| JP2003269113A (ja) | 複合エネルギーシステム | |
| KR101533721B1 (ko) | 청정에너지 농업시스템 | |
| JP2017023022A (ja) | 極限地対応稲作プラント | |
| KR101443236B1 (ko) | 연소 장치용 가스를 공급하기 위한 방법 및 장치 | |
| KR20140044591A (ko) | 태양에너지를 이용한 복합환경 시스템 | |
| CN208071513U (zh) | 一种厌氧发酵沼液真空浓缩除氨氮的装置 | |
| KR20110095989A (ko) | 미세조류 급속배양방법 및 환경변이 지질화장치 | |
| EP3441472A1 (en) | Micro algae to bio methane | |
| Thangaraj et al. | Factsheet: duckweed as biomass | |
| Schmidt | Aquaculture as an ecosystem-aquaponics with membranebio reactor | |
| CN103663827A (zh) | 天然资源多元整合式维生系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150126 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20160310 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190126 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200218 |