 |
|
ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
Патентные исследования в рамках данной дипломной работы проводились с 15 апреля по 15 мая 2012 года
Целью патентных исследований является:
-исследование уровня и тенденции развития в области кинетики высокотемпературного гидролиза растительного сырья в зависимости от среды,
-анализ применяемости прогрессивных решений в дипломной работе по сравнению с выявленными в процессе патентного поиска наиболее совершенными отечественными разработками.
Патентные исследования проводились на глубину 11 лет с 2012 по 2002.
Для поведения патентных исследований был определен следующий предмет поиска: «Способ переработки растительного сырья для процесса гидролиза».
В результате использования Международной патентной классификации (2012) выявлено, что предмет поиска относится к способу раздела С Международной патентной классификации – «Химия; Металлургия»,
A – «Удовлетворение жизненных потребностей человека», G – «Физика»,
B – «Различные технологические процессы; Транспортирование».
С учетом определенной выше рубрики поиск текущей патентной информации проводился по бюллетеням «Изобретения. Полезные модели» отечественного патентного фонда библиотеки КНИТУ и информационным электронным ресурсом базы данных ФИПС (http://www.fips.ru).
В процессе поиска за период с 2012 по 2002 годы выявлено 31 изобретений, касающихся кинетики процесса гидролиза растительного сырья, из которых отобрано 15 изобретений. Перечень отобранных изобретений представлены в таблицах 2.1 и 2.2.
Таблица 2.1 Перечень отобранных патентных материалов (патенты, свидетельства, заявки)
| № | Индекс МПК (51) | № охранных документов (11) или (21) | Дата опубликования (43) – (46) | Страна выдачи патента (19) | Патентообладатель (автор) (73), (72) | Название изобретения,ПМ, ПО (54) |
| C08H5/04 | 27.09.2002 | РФ | Дедини С/А индустриас де Басе (Хилст Антонио Жералду Проенса) | Способ быстрого кислотного гидролиза лигноцеллюлозного материала и гидролизный реактор | ||
| C13K1/02 | 10.12.2002 | РФ | Мидуэст рисерч инститьют (Торгет Роберт Уи, Пэдьюконе Нандан, Хэтцис Кристос, Уайман Чарльз) | Гидролиз и фракционирова-ние биомассы лигноцеллюлозы | ||
| 2003 – изобретений не найдено | ||||||
| 2004 – изобретений не найдено | ||||||
| C12C7/06 C13K1/06 C12P19/14 | 20.11.2005 | РФ | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследователь-ский институт пищевой биотехнологии Российской Академии сельскохозяйственных наук - ГНУ ВНИИПБТ РАСХН (Степанов В.И. Иванов В.В. Поляков В.А. Римарева Л.В.) | Способ получения гидролизата из крахмалсодер-жащего сырья и установка для его осуществления | ||
| C13K1/02 | 10.02.2006 | РФ | Селиванов А.С. (Селиванов А.С.) | Аппарат для гидролиза растительного сырья | ||
| C13K1/06 | 20.10.2006 | РФ | Государственное научное учреждение (ГНУ СибНИПТИП СО РАСХН) (Аксенов В.В. Порсев Е.Г Незамутдинов В.М. Мотовилов К.Я.) | Способ получение сахаристых продуктов из зернового сырья | ||
| A23K1/12 A23K1/22 A23N17/00 | 10.12.2007 | РФ | Акберова Н.И. Пимкина Н.А. Цейнштейн Я.Ф. (Акберова Н.И. Пимкина Н.А. Цейнштейн Я.Ф.) | Способ обработки растительного сырья и устройство для его осуществления | ||
| G01N11/14 | 27.11.2008 | РФ | "Северо-Кавказский государствен-ный технический университет" (Востриков С.В., Солонинов Д.А., Бушин М.А.) | Способ контроля степени осахаривания крахмалосодержащего сырья | ||
| C13K1/02 | 10.02.2009 | РФ | Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН) (Данилов В.Г., Яценкова О.В. , Кузнецов Б.Н.) | Способ получения глюкозы из целлюлозосодержащих отходов | ||
| A23K1/14 C05F11/00 C02F3/00 C12N1/20 | 10.05.2009 | РФ | Институт биологического приборострое-ния с опытным производством РАН (Редикульцев Ю.В. Кудряшов В.К. Шкидченко А.Н.) | Способ переработки отходов растительного сырья | ||
| C13K1/02 | 20.11.2009 | РФ | Дедини С/А индустриас де Басе (Хилст Антонио Жералду Проенса) | Усовершенствования способа быстрого кислотного гидролиза лигноцеллюлозного материала и реактора гидролиза | ||
| C13K1/06 | 20.06.2010 | РФ | Аксёнов В.В. Лукьяненко Н.И. (Аксёнов В.В. Лукьяненко Н.И.) | Способ получения кормовых гидролизатов из зерна пшеницы | ||
| C13K1/02 | 10.12.2010 | РФ | Дэвон инвестмент лимитед (Давидов Е.Р., Каныгин П.С., Фракин О.А., Черемнов И.В.) | Способ осахаривания лигноцеллюлоз-ного сырья | ||
| C12N1/18 C12P13/04 | 27.01.2011 | РФ | "Московский государственный университет инженерной экологии" (Герман Л.С., Метальникова Н.В., Сенаторова В.Н., Бирюков В.В., Щеблыкин И.Н., Федотова Н.В., Пасхин А.В.) | Способ переработки крахмалосодержащего растительного сырья для приготовления компонентов ферментацион-ных сред, используемых в микробиологической промышленнос-ти при культи-вировании микроорганиз-мов | ||
| C08B5/14 | 20.08.2011 | РФ | Учреждение Российской академии наук Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН (ИХХТ СО РАН) (Васильева Н.Ю. Кузнецов Б.Н. Скворцова Г.П.) | Способ получения сульфатирован-ной целлюлозы | ||
| B01D11/02 | 10.10.2011 | РФ | Тойота Дзидося Кабусики Кайся (Такэсима Синичи, Кикучи Такеси) | СПОСОБ ОСАХАРИВАНИЯ И СЕПАРИРОВАНИЯ ДЛЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ | ||
| 2012 – изобретений не найдено |
Анализ таблицы 2.1 позволяет сделать вывод о том, что все перечисленные изобретения направлены на совершенствование способа переработки растительного сырья процессом гидролиза.
При этом как видно из содержания таблицы, лидером изобретательской активности в исследуемой области является патентообладатель Данилов Владимир Григорьевич. Остальные 13 фирм этой тематикой занимаются лишь эпизодически, либо сохраняют свои разработки по патентам в секрете или другими соображениями. Последним опубликованным изобретением на данный момент является изобретение за октябрь 2011 года по заявке № 2010108422.
Таблица 2.2 Количество опубликованных охранных документов по годам (изобретательская активность)
| Способ | Страна | Количество патентов по годам подачи заявок | ||||||||||
| гидролиз растительного сырья | РФ |
Из таблицы 2.2 видно, что динамика патентования изобретений по исследуемой теме неравномерно по годам. Пики изобретательской деятельности приходится на 2011 год.
После предварительного ознакомления с сущностью выявленных изобретений для анализа были отобраны 5 изобретений, наиболее схожих с предметом поиска.
Краткая характеристика отобранных изобретений по годам приоритета – от более ранних до более поздних приведена ниже.
1) Гидролиз и фракционирование биомассы лигноцеллюлозы.
(11) 2194078
(21) 99109039/13
(22) 19.09.1997
(51) C13K1/02
(71) МИДУЭСТ РИСЕРЧ ИНСТИТЬЮТ
(72) ТОРГЕТ Роберт Уи , ПЭДЬЮКОНЕ Нандан, ХЭТЦИС Кристос, УАЙМАН Чарльз И.
(73) МИДУЭСТ РИСЕРЧ ИНСТИТЬЮТ
(54) Гидролиз и фракционирование биомассы лигноцеллюлозы
(57) Изобретение относится к гидролизной промышленности и предназначено для отделения сахаров гемицеллюлозы от других компонентов биомассы. Способ предусматривает подачу твердой исходной биомассы или твердой частично фракционированной лигноцеллюлозной биомассы в по крайней мере один проточный реактор непрерывного действия со сжимающимся слоем. В реактор вводят разбавленную кислоту с рН 1 – 5. В нем осуществляют основную стадию процесса гидролиза при 140 – 220 0С в течение 10 – 60 мин при объемной скорости потока кислоты 1 – 50 объемов реактора для поддержания постоянного соотношения твердой и жидкой фаз в ходе процесса для увеличения выхода сахаров гемицеллюлозы. Для гидролиза используют различные минеральные кислоты, в частности угольную кислоту. При необходимости проводят дополнительные стадии гидролиза. Используют реактор конической или цилиндрической формы или ряд реакторов с последовательно уменьшающейся емкостью, в которых перемещают биомассу из реактора большей емкости в реактор меньшей емкости. Изобретение обеспечивает повышение выхода сахаров из исходной биомассы, а также хороший контакт между жидкостью и твердой массой по мере растворения ее компонентов и вывода из реакционной зоны.
Задачей изобретения является повышение выхода сахаров из исходной биомассы, а также хороший контакт между жидкостью и твердой массой по мере растворения ее компонентов и вывода из реакционной зоны.
Сущность изобретения заключается в подаче твердой исходной биомассы или твердой частично фракционированной лигноцеллюлозной биомассы в по крайней мере один проточный реактор непрерывного действия со сжимающимся слоем.
2) Способ получения кормовых гидролизатов из зерна пшеницы.
(11) 2443783
(21) 2008148401/13
(22) 08.12.2008
(51) C13K1/06
(72) Аксёнов В.В., Лукьяненко Н.И.
(54) Способ получения кормовых гидролизатов из зерна пшеницы.
(57) Изобретение относится к переработке зерна пшеницы на кормовые гидролизаты, содержащие продукты гидролизакрахмала: глюкозу и мальтозу. Способ предусматривает получения водно – зерновой суспензии в кавитационном диспергаторе из плющенного зерна пшеницы и кислого водного раствора с рН 4,0 – 4,5 единиц, полученного добавлением муравьиной или лимонной кислот. В кавитационном диспергаторе плющеное зерно подвергается дезинтеграции и дезагломерации в водной среде с одновременным самонагреванием в течение 15 – 20 минут. Клейстеризацию зернового крахмала проводят при температуре 60 – 90 0С, разжижение – при 60 – 85 0С с мультиэнзимными композициями, осахаривание проводят при температуре 60 – 70 0С с получением готового продукта. Для разжижения используют мультиэнзимные композиции, состоящие из амилосубтилина и целлолюкса или Liquozyme Supra и Accellerase 1000, для осахаривания – глюкалюкс или Dextrozyme DX с рассчитанной активностью в одном кавитационном аппарате. Изобретение обеспечивает упрощение и ускорение процесса гидролизакрахмалосодержащегосырья, уменьшение энергозатрат и снижение количества ферментных препаратов. 4 пр.
Задачей изобретения является упрощение и ускорение процесса гидролизакрахмалосодержащегосырья, уменьшение энергозатрат и снижение количества ферментных препаратов.
Сущность изобретения заключается в получении водно – зерновой суспензии в кавитационном диспергаторе из плющенного зерна пшеницы и кислого водного раствора с рН 4,0 – 4,5 единиц, полученного добавлением муравьиной или лимонной кислот.
3) Способ контроля степени осахаривания крахмалосодержащего сырья
(11) 2339933
(21) 2007105417/28
(22) 13.02.2007
(51) G01N11/14
(71) Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет".
(72) Востриков С.В., Солонинов Д.А., Бушин М.А.
(73) Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет"
(54) Способ контроля степени осахаривания крахмалосодержащего сырья.
(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля вязкости при производстве спирта на стадии осахаривания крахмалсодержащего сырья. Способ контроля степени осахаривания крахмалсодержащего сырья характеризуется тем, что степень изменения вязкости исследуемой среды определяется по мощности, потребляемой электродвигателем постоянного тока на перемешивание исследуемой среды при постоянной скорости вращения вала. Техническим результатом изобретения является автоматизация процесса измерения, повышение производительности предприятия, возможность контроля за изменением вязкости в динамике, экономия энергоресурсов и ферментов.
Задачей изобретения является автоматизация процесса измерения, повышение производительности предприятия, возможность контроля за изменением вязкости в динамике, экономия энергоресурсов и ферментов.
Сущность изобретения заключается в определении степени изменения вязкости исследуемой среды по мощности, потребляемой электродвигателем постоянного тока на перемешивание исследуемой среды при постоянной скорости вращения вала.
4) Способ получения глюкозы из целлюлозосодержащих отходов.
(11) 2346055
(21) 2007113768/13
(22) 12.04.2007
(51) C13K1/02
(71) Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН)
(72) Данилов В.Г., Яценкова О.В., Ибрагимова Е.Ф., Кузнецов Б.Н.
(73) Институт химии и химической технологии СО РАН (ИХХТ СО РАН)
(54) Способ получения глюкозы из целлюлозосодержащих отходов.
(57) Изобретение относится к химической переработке древесины, а именно к гидролизной промышленности. Способ получения глюкозы из целлюлозосодержащих отходов предусматривает измельчение сырья до фракции с размером частиц 0,1 – 1,6 мм, обработку сырья раствором, содержащим 20 – 30% мас. уксусной кислоты, 2 – 5% мас. пероксида водорода и 1,5 – 2,0% мас. серной кислоты, при температуре 110 – 120 0С и гидромодуле 5 в течение 2 – 3 часов. Затем проводят гидролиз концентрированной серной кислотой при комнатной температуре при гидромодуле 3 – 5 в течение 1 – 2 часов. Разбавляют массу водой до гидромодуля 80 – 100 и осуществляют инверсию при температуре 90 – 100 0С в течение 1 – 2 часов. Изобретение обеспечивает повышение выхода глюкозы по сравнению с известным способом.
Задачей изобретения является повышение выхода глюкозы по сравнению с известным способом.
Сущность изобретения заключается в измельчение сырья до фракции с размером частиц 0,1 – 1,6 мм, обработку сырья раствором, содержащим 20 – 30% мас. уксусной кислоты, 2 – 5% мас. пероксида водорода и 1,5 – 2,0% мас. серной кислоты, при температуре 110 – 120 0С и гидромодуле 5 в течение 2 – 3 часов.
5) Способ осахаривания лигноцеллюлозного сырья.
(11) 2405838
(21) 2009116796/10
(22) 05.05.2009
(51) C13K1/02
(71) ДЭВОН ИНВЕСТМЕНТ ЛИМИТЕД
(72) Давидов Е.Р., Каныгин П.С., Фракин О.А., Черемнов И.В.
(73) ДЭВОН ИНВЕСТМЕНТ ЛИМИТЕД
(54) Способ осахаривания лигноцеллюлозного сырья.
(57) Изобретение относится к биотехнологии. Способ осахаривания лигноцеллюлозного сырья предусматривает подготовку сырья, включающую грубый помол и последующий тонкий помол сырья. Подготовленное сырье обрабатывают ферментным препаратом. В качестве ферментного препарата используют культуральную жидкость, полученную культивированием штамма Penicillium verruculosum BKM F – 3972D. Способ позволяет увеличить выход сбраживаемых сахаров. Общее количество сахаров в растворе составляет 6,12 – 8 кг. Выход глюкозы 5,75 кг или 94% от общего содержания сахаров.
Задачей изобретения является увеличение выхода сбраживаемых сахаров.
Сущность изобретения заключается в подготовке сырья, включающую грубый помол и последующий тонкий помол сырья.
На основе изучения и анализа отобранных патентных документов проведена их систематизация по годам, с целью определения уровня и тенденции развития исследуемой темы в соответствии с техническими решениями, направленными на выполнение одной и той же технической задачи.
С этой целью была построена двухмерная матрица «Технический результат – средство достижения технического результата», представленная в таблице 2.3.
Таблица 2.3 Технический результат – средство достижения технического результата
| Средство достижения технического результата | Технический результат | ||
| Увеличение выхода сахаров | Увеличение скорости процесса гидролиза | Автоматизация процесса измерения | |
| Получение водно – зерновой суспензии в кавитационном диспергаторе из плющенного зерна пшеницы и кислого водного раствора с рН 4,0 – 4,5 единиц, полученного добавлением муравьиной или лимонной кислот. | Патент РФ, №2443783 08.12.2008, Аксёнов В.В., Лукьяненко Н.И. | ||
| Подача твердой исходной биомассы или твердой частично фракционированной лигноцеллюлозной биомассы в один проточный реактор непрерывного действия со сжимающимся слоем. | Патент РФ, №2194078, 10.12.2002, Мидуэст рисерч инститьют (Торгет Роберт Уи, Пэдьюконе Нандан, Хэтцис Кристос, Уайман Чарльз) | ||
| Измельчение сырья, обработку сырья раствором при температуре 110 – 120 0С и гидромодуле 5 в течение 2 – 3 часов. | Патент РФ, №2346055, 10.02.2009, ИХХТ СО РАН, Данилов В.Г., Яценкова О.В., Ибрагимова Е.Ф., Кузнецов Б.Н. | ||
| Подготовка сырья, включающая грубый помол и последующий тонкий помол сырья. | Патент РФ, №2405838, 10.12.2010, ДЭВОН ИНВЕСТМЕНТ ЛИМИТЕД, Давидов Е.Р., Каныгин П.С., Фракин О.А., Черемнов И.В. | ||
| Определение степени изменения вязкости исследуемой среды по мощности. | Патент РФ, №2339933 13.02.2007 ГОУВПО "Северо-Кавказский государственный технический университет", Востриков С.В., Солонинов Д.А., Бушин М.А. |
Сопоставительный инженерный анализ отобранных документов по признакам технических решений, приведенный в таблицы 3, позволил выявить, что наиболее перспективным является изобретение за 2010 год по патенту №2405838 и за 2009 год по патенту №2346055, обеспечивающие высокий выход сахаров.
Данные изобретения предлагают перед проведением процесса провести предварительную обработку сырья при определенных условиях.
Технические результаты вышеизложенных изобретений и средства их достижения характеризуют уровень развития исследуемой темы.
Основной тенденцией развития способа любого гидролиза является стремление увеличить выход сахаров из растительного сырья.
Анализ применяемости прогрессивных решений в дипломной работе по сравнению с выявленными в процессе патентного поиска изобретениями, представлен в заключении.
Заключение
Проведенное исследование патентной документации не выявило патента – аналога имеющего прямое отношение к теме дипломной работы. Разница дипломной работы и выявленных патентов заключается в том, что в патентах отображены изобретения, в которых рассмотрен процесс гидролиза соломы, а в дипломной работе предлагается модель расчета кинетики гидролиза соломы.
Это позволяет сделать предположение о перспективности исследования дипломной работы.