ИЗУЧЕНИЕ МАКРО- И МИКРОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА ОТХОДОВ, ПОЛУЧАЕМЫХ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ПО ПЕРЕРАБОТКЕ ШЕЛКОВИЧНОГО СЫРЬЯ

АННОТАЦИЯ

В статье представлены результаты анализа состава коконов тутового шелкопряда, складываемых в настоящее время на предприятиях по переработке коконов Республики Узбекистан, проведенного с использованием высокоэффективного энерго-дисперсионного рентген-флуоресцентного спектрометра, которые показали наличие микроэлементов, таких как медь, цинк, хром, марганец и т.д. Рентген-флуоресцентный анализ общего вида кокона тутового шелкопряда показал наличие в коконе большого количества железа и магния, серы, фосфора, кальция и калия. Атомно-эмиссионный анализ кокона тутового шелкопряда показал, что в нем, хотя и в очень небольших количествах, содержатся драгоценные металлы: серебро и золото, а также хлор, бром, цирконий, селен, радий, стронций и т.п.

ABSTRACT

The article presents the results of an analysis of the composition of silkworm cocoons currently stored at cocoon processing enterprises of the Republic of Uzbekistan, carried out using a highly efficient energy-dispersive X-ray fluorescence spectrometer, which showed the presence of microelements such as copper, zinc, chromium, manganese, etc.

X-ray fluorescence analysis of the general appearance of the silkworm cocoon showed the presence in the cocoon of large amounts of iron and magnesium, sulfur, phosphorus, calcium and potassium. Atomic emission analysis of the silkworm cocoon showed that it, although in very small quantities, contains precious metals: silver and gold, as well as chlorine, bromine, zirconium, selenium, radium, strontium, etc.

Ключевые слова: рентген-флуоресцентный анализ, атомно-эмиссионный анализ, кокон тутового шелкопряда, предприятия по переработке кокона, цинк, стронций.

Keywords: X-ray fluorescence analysis, atomic emission analysis, silkworm pupae, cocoon processing enterprises, zinc, strontium.

Актуальность проблемы. На предприятиях по переработке коконов при их прядении образуется большое количество нетреплемых коконов, волокнистых отходов при трепании и куколок. Использование (утилизация) этих отходов имеет большое значение в народном хозяйстве, так как на каждый кг произведенного шелка-сырца приходится около 1 кг различных отходов. Наряду с этим, дефектные коконы и волокнистые отходы от трепания коконов являются ценным сырьем для производства пряденного шёлка, а куколки используются для кормов животных и рыб, так как содержат 27 % масла и 50 % белка [2]. В настоящее время ассоциация «Узбекипаксаноат» налаживает производство масла из тутового шелкопряда и заказало у китайских компаний необходимое для этого оборудование. Следует отметить, что в 2023 году всего в республике заготовлено 25,9 тыс. тонн коконного сырья [4]. Около 50-60 % кокона состоит из куколки тутового шелкопряда. Ежегодно в Узбекистане получают около 15 тыс. тонн куколок тутового шелкопряда [3]. Эффективное использование куколок тутового шелкопряда имеет важную значимость в различных отраслях сельского хозяйства и пищевой промышленности.

Цель исследования заключается в изучении и анализе макро- и микроэлементного состава куколок тутового шелкопряда, получаемых в результате переработки коконов, выращенных в условиях Узбекистана, с использованием современного высокочувствительного оборудования.

Приборы и реагенты

В работе использовались следующие приборы и реагенты: высокоэффективный энерго-дисперсионный рентген-флуоресцентный спектрометр – Rigaku NEX CG EDXRF Analyzer in Polarization in set-9022 19 000, Япония; эмиссионный спектрометр с индуктивно-связанной плазмой ICPE-9000 «Shimadzu», Киото, Япония; концентрированные кислоты, мерная посуда.

Объекты и методы исследования

Для анализа были выбраны куколки тутового шелкопряда предприятия ООО СП «Romstar» Бухарской области. Для анализа использовались методы рентген-флуоресцентной и атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой.

Методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой, в образце куколок тутового шелкопряда определено наличие как полиметаллов, так и драгоценных и редких элементов. Определено содержание небольшого количества драгоценных металлов, таких как золота (Au) и серебра (Ag).

Результаты и их обсуждение

Рентген-флуоресцентный анализ образцов куколок тутового шелкопряда показал, что в нем больше всего содержится калия – 2,40 %, далее следуют сера 1,27 % и фосфор 1,13 %. Также определено наличие других элементов, имеющих большое значение для народного хозяйства, таких как магний (Mg), марганец (Mn), кальций (Ca), медь (Cu), цинк (Zn) и другие элементы. Результаты рентген-флуоресцентного анализа представлены в табл. 1.

Таблица 1.

Рентген-флуоресцентный анализ проб куколок тутового шелкопряда

Изучение состава куколок тутового шелкопряда, в ходе которого было выявлено, что они богаты железом, марганцем, цинком, калием, алюминием, серой и другими питательными элементами, показало возможность использования куколок тутового шелкопряда не только в кормах для рыбных и куриных ферм, но и как удобрение. Первичная дифракция рентгеновых лучей куколок тутового шелкопряда приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Рентген-флюорограмма куколки тутового шелкопряда

Изучение состава куколок тутового шелкопряда показали, что они богаты такими полезными элементами как сера, кальций, калий, фосфор, магний, медь и цинк. Необходимо отметить, что 20–25 % массы куколок тутового шелкопряда состоит из масла, что определяет его значимость как ценного сырья и возможность широкого использования практически во всех отраслях народного хозяйства [4]. Увеличивает рост органических удобрений и сельскохозяйственных культур. Куколка тутового шелкопряда содержит сбалансированное количество питательных веществ: белков и незаменимых аминокислот, жиров, полиненасыщенных жирных кислот, углеводов, витаминов и минеральных веществ, поэтому ее можно использовать в насыщенной форме.  Для животных – белковая добавка. Наличие ценных аминокислот в куколке тутового шелкопряда используется в области фармации и фармакологии. Хитин и хитозан, полученные из куколок тутового шелкопряда, используются в различных отраслях промышленности, в том числе в фармацевтике. Масло куколки используется при производстве промышленной продукции, например, красителей, полученных из куколок тутового шелкопряда; используются в качестве лаков, фармацевтических препаратов, мыла, свечей, пластмасс и биотоплива соответственно [5].

Заключение

Куколки тутового шелкопряда, являющиеся отходами шелководной промышленности, могут быть использованы в качестве сырья с высоким потенциалом, которое имеет возможность применения в различных областях, таких как косметика, корма для животных и фармацевтика. По результатам рентген-флуоресцентного анализа было выявлено, что его можно использовать в качестве удобрения в сельском хозяйстве благодаря обилию макро- и микроэлементов в куколках тутового шелкопряда. Особенно учитывая наличие таких элементов, как азот, фосфор, сера, магний, калий, кальций, а также то, что основные компоненты состоят из органических соединений, его использование даст возможность снизить негативное воздействие на посевы по сравнению с применяемыми в настоящее время минеральными удобрениями, а также может быть достигнуто обогащение почвы. В связи с этим, важными задачами являются: определить возможности применения отходов шелкопряда в сельском хозяйстве в качестве удобрения, разработать способы повышения эффективности за счет дальнейшего обогащения его состава.

Список литературы:

1. Сведения Министерство сельского хозяйства Республики Узбекистан. «Какой объём коконов выращен в нашей республике» – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.agro.uz/respublikamizda-kancha-pilla-yetishtyryan/(дата обращения: 16.01.2024).
2. Усманкулов А., Саломов А., Аббазов И. Предварительная обработка натуральных волокон: учеб. пособие. – Т.; Издательство «LESSON PRESS», 2020. – 115 с.  – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://api.scienceweb.uz/storage/publication_files/4052/12204/64dc8dda4859d___12020%20TABIIY%20TOLALARNI%20DASTLABKI%20%20ISHLASH.pdf (дата обращения: 14.01.2024). 
3. Хамидов Б.Т. Совершенствование процесса извлечения масла из куколок тутового шелкопряда: дисс. _пр… к.т.н. (дата обращения: 14.01.2024).Ташкент-2004, с.5.
4. Arasakumar E. et al. Extraction of Oil from Mulberry and Eri Silkworm Pupae and Analyzing the Physio-Chemical Properties for Commercial Utilization // Madras Agricultural Journal – 2021. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.semanticscholar.org/paper/INDUSTRIAL-UTILIZATION-OF-SILKWORM-PUPAE-%E2%80%93-A-REVIEWJoncy/7e6d39f5e3741897f07943ed653f3b0e4f13df85 http://www.jiarm.com/AUG2017/paper30932.pdf  (дата обращения: 14.01.2024).
5. Joncy M. Industrial Utilization of Silkworm Pupae – a Review Priyadharshini. – 2017. – [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://docs.yandex.ru/docs/view?tm=1707511769&tld=ru&lang=en&name=paper30932.pdf&text=5.%20Joncy%20M.%20Industrial%20Utilization%20of%20Silkworm%20Pupae%20–%20a%20Review%20Priyadharshini.%20–%202017.&url=https%3A%2F%2Fwww.jiarm.com%2FAUG2017%2Fpaper30932.pdf&lr=11463&mime=pdf&l10n=ru&sign=dcb731acbfa155ac8f6b40843aafd7fb&keyno=0&nosw=1&serpParams=tm%3D1707511769%26tld%3Dru%26lang%3Den%26name%3Dpaper30932.pdf%26text%3D5.%2BJoncy%2BM.%2BIndustrial%2BUtilization%2Bof%2BSilkworm%2BPupae%2B%25E2%2580%2593%2Ba%2BReview%2BPriyadharshini.%2B%25E2%2580%2593%2B2017.%26url%3Dhttps%253A%2F%2Fwww.jiarm.com%2FAUG2017%2Fpaper30932.pdf%26lr%3D11463%26mime%3Dpdf%26l10n%3Dru%26sign%3Ddcb731acbfa155ac8f6b40843aafd7fb%26keyno%3D0%26nosw%3D1(дата обращения: 14.01.2024).