tinroИзвестия ТИНРОIzvestiya TINRO1606-99192658-5510ТИНРО10.26428/1606-9919-2023-203-686-694tinro-867Research ArticleТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ГИДРОБИОНТОВTECHNOLOGY FOR PROCESSING OF AQUATIC ORGANISMS,Получение биодизеля из жира вторичного крабового сырьяProduction of biodiesel from fat of secondary crab materialshttps://orcid.org/0000-0002-4716-2571МезеноваО. Я.MezenovaO. Y.

Мезенова Ольга Яковлевна, доктор технических наук, заведующая кафедрой

236022, г. Калининград, Советский проспект, 1

Olga Y. Mezenova, D.Tech., head of department

1, Sovetsky prospect, Kaliningrad, 236022

mezenova@klgtu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9654-1044МаксимоваС. Н.MaksimovaS. N.

Максимова Светлана Николаевна, доктор технических наук, заведующая кафедрой

690087, г. Владивосток, ул. Луговая, 52 Б

Svetlana N. Maksimova, D.Tech., head of department

52 B, Lugovaya Str., Vladivostok, 690087

maxsvet28@mail.ruКалининградский государственный технический университетРоссияKaliningrad State Technical UniversityRussian FederationДальневосточный государственный технический рыбохозяйственный университетРоссияFar Eastern State Technical Fisheries UniversityRussian Federation2023111020232033686694Copyright © Мезенова О.Я., Максимова С.Н., 20232023Мезенова О.Я., Максимова С.Н.Mezenova O.Y., Maksimova S.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya.tinro-center.ru/jour/article/view/867

Получение энергии из альтернативных возобновляемых недовостребованных источников является актуальной проблемой. Исследовано получение биодизеля из жиросодержащих внутренностей камчатского краба, которые массово утилизируются выбросом в море при отделении конечностей. За основу взяты известные технологии биодизеля из растительного масла и рыбного жира. Проанализировали жирнокислотный состав крабового жира, кислотное и перекисное числа. Установлено высокое содержание ПНЖК (42,5 %), в том числе омега-3 (30,6 %) и омега-6 (12,3 %). Повышенные значения кислотного числа 5,5 мг КОН/г жира и перекисного числа 85,6 ммоль акт. кислорода/г свидетельствуют о несоответствии крабового жира требованиям к пищевым рыбным жирам. Получение биодизеля из крабового жира в форме этиловых эфиров жирных кислот проводили с тремя индикаторами NaОН, КОН и Н2SO4. Реакции со щелочью не дали положительных результатов из-за образования повышенного количества мыла. Наилучший показатель по выходу эфиров был получен в эксперименте с серной кислотой. Из 50 г жира получено 52,2 г биодизеля. Приведены механизмы реакции и массовые балансы процесса. Анализ значений кинематической вязкости, общего загрязнения и кислотного числа биодизеля показал их соответствие требованиям национального стандарта ГОСТ Р 53605-2009 (ЕН 14214:2003).

Production  of  biodiesel  from  the  fat-containing  entrails  of  king  crab  is investigated. These secondary raw materials are massively disposed (released into the sea) after separation of limbs. Routine technologies of the biodiesel production from vegetable and fish oils are used. The fatty acid composition of the fat is analyzed and the acid and peroxide numbers are determined. A high content of PUFAs (42.5 %) is detected, including the omega-3 (30.6 %) and omega-6 (12.3 %) fatty acids. High acid number (5.5 mg KOH per g fat) and peroxide number (85.6 mmol of active oxygen per g fat) of the crab fat do not meet the requirements for edible fish oils. The biodiesel in the form of fatty acid ethyl esters was produced from the crab fat with three indicators (NaOH, KOH, and H2SO4). Reactions with alkali did not give positive results due to formation of large amounts of soap. The best yield of esters was obtained in the experiment with sulfuric acid: 52.2 g of biodiesel was produced from 50.0 g of fat. Mechanisms of the reaction are explained and mass balances of the process are presented. Kinematic viscosity, total contamination, and acid number of biodiesel (4.96 mm2/s, 8 mg/kg, 0.35 mg KOH/g, respectively) meet the requirements of the national standard GOST R 53605-2009 (EN 14214:2003).

биодизелькрабовые отходыжиржирнокислотный составэтиловые эфиры жирных кислоткислотное числоперекисное числовязкостьbiodieselcrab wastefatfatty acid compositionethyl esters of fatty acidacid numberperoxide valueviscosityИсследование выполнено при госбюджетной финансовой поддержке НИР Госзадания № 01-36-04.1 по теме: «Получение биологически активных веществ из побочных и недовостребованных водных биологических ресурсов для рыбоводных и технических целей». Авторы выражают глубокую признательность доктору Йорг-Томасу Мерзелю, руководителю научно-исследовательской и консультационной лаборатории UBF (Альтландсберг, Германия), за помощь в аналитических исследованиях.The study was funded from the state budgetary financial support for the research work of State Assignment No. 01-36-04.1 on the topic: «Obtaining biologically active substances from by-products and under-demanded aquatic biological resources for fish farming and technical purposes». The authors are deeply grateful to Dr. Jörg-Thomas Merzel, head of UBF Research and Consulting Laboratory (Altlandsberg, Germany) for his assistance in chemical analysis.ReferencesАблаев А.Р., Гумеров Ф.М, Левин И.Ф. и др. Производство и применение биодизеля : справ. пос. — М. : АПК и ППРО, 2006. — 78 с.Ablaev, A.R., Gumerov, F.M., Levin, I.F., Matveeva, O.A, Mitusova, T.N., Namakshtansky, Yа.V, Semenov, V.G., Khaibullin, D.V., and Yarullin, R.S., Proizvodstvo i primeneniye biodizelya (Production and use of biodiesel), Moscow: APK and PPRO, 2006.Боева Н.П., Бредихина О.В., Петрова М.С., Баскакова Ю.А. Технология жиров из водных биологических ресурсов : моногр. — М. : ВНИРО, 2016. — 107 с.Boeva, N.P., Bredikhina, O.V., Petrova, M.S., and Baskakova, Yu.A., Tekhnologii zhirov iz vodnykh biologicheskikh resursov (Technology of fats from aquatic biological resources), Moscow: VNIRO, 2016.Горохов Д.Г., Бабурина М.И., Иванкин А.Н., Горбунова Н.А. Жиры хороши только в топливном баке. Переработка жиров в биодизель как возможное решение проблемы производства энергии из возобновляемого сырья // Все о мясе. — 2008. — № 2. — С. 30–33.Gorokhov, D.G., Baburina, M.I., Ivankin, A.N., and Gorbunova, N.A., Fat processing into biodiesel as a possible solution of the problem of energy production from renewable raw materials, Vse o myase, 2008, no. 2, pp. 30–33.Дамбарович Л.В., Агафонова С.В. Ферментативная экстракция жира из вторичного сырья атлантической скумбрии и его использование в функциональном питании // Вестн. Междунар. академии холода. — 2022. — № 2. — С. 48–55. DOI: 10.17586/1606-4313-2022-21-2-48-55.Dambarovich, L.V. and Agafonova S.V., Enzymatic extraction of oil from atlantic mackerel waste and its use in functional nutrition, Vestn. Mezhdunar. akademii kholoda, 2022, no. 2, pp. 48–55. doi 10.17586/1606-4313-2022-21-2-48-55Еникеев А.Х., Гарабаджиу А.В., Козлов Г.В., Карасёв М.М. Перспективная сырьевая база для получения биодизельного топлива и технологии его производства // Рос. хим. журнал. — 2011. — Т. 55, № 1. — С. 63–69.Enikeev, A.Kh., Garabagiu, A.V., Kozlov, G.V., and Karasev, M.M., Perspective raw material base for obtaining biodiesel fuel and technology of its production, Ros. khim. zhurnal, 2011, vol. 55, no. 1, pp. 63–69.Игнатова Т.А., Родина Т.В., Подкорытова А.В. Биотехнологическая конверсия отходов от разделки краба Paralithodes camtschaticus при получении кормовой добавки с хитином // Вестн. биотехнол. и физ.-хим. биологии им. Ю.А. Овчинникова. — 2015. — Т. 11, № 1. — С. 20–27.Ignatova, T.A., Rodina, T.V., and Podkorytova, A.V., Biotechnological conversion of waste from the butchering of the Paralithodes camtschaticus crab when receiving a feed additive with chitin, Vestn. biotekhnol. i fiz.-khim. biology im. Yu.A. Ovchinnikova, 2015, vol. 11, no. 1, pp. 20–27.Максимова С.Н., Полещук Д.В., Верещагина К.К. и др. Перспективы биомодификации отходов от разделки синего краба Paralithodes platypus // Вестн. ВСГУТУ. — 2020. — № 3 (78). — С. 14–23.Maksimova, S.N., Poleshchuk, D.V., Vereshchagina, K.K., Panchishina, E.M., and Surovtseva, E.V., Prospects for biomodification of waste from cutting the blue crab Paralithodes platypus, Vestn. Vostochno-Sibirskogo gosudarstvennogo universiteta tekhnologiy i upravleniya, 2020, no. 3 (78), pp. 14–23.Максимова С.Н., Полещук Д.В., Суровцева Е.В. и др. Потенциал вторичных ресурсов камчатского краба как технологически ценного сырья // Индустрия питания. — 2019. — Т. 4, № 4. — С. 30–36. DOI: 10.29141/2500-1922-2019-4-4-4.Maksimova, S.N., Poleshchuk, D.V., Surovtseva, E.V., Vereshchagina, K.K., and Milovanov, A.V., Potential of secondary resources of king crab as a technologically valuable raw materia, Industriya pitaniya, 2019, vol. 4, no. 4, pp. 30–36. doi 10.29141/2500-1922-2019-4-4-4Мукатова Н.Д., Чан Ньюнг Тхи. Обоснование и разработка технологии производства биодизеля из жиросодержащих рыбных отходов // Вестн. АГТУ. Сер.: Рыб. хоз-во. — 2012. — № 2. — С. 158–163.Mukatova, N.D. and Chan, Nhung Thi, Grounds and development of technology of biodiesel production from fat-containing fish waste, Vestnik Astrakh. Gos. Tekh. Univ., Ser. Ryb. khoz-vo, 2012, no. 2, pp. 158–163.Пат. РФ 2404230. Способ получения биодизельного топлива / В.А. Галынкин, А.В. Гарабаджиу, А.Х. Еникеев. — Заяв. 12.03.2009; Опубл. 20.11.2010. — 8 c.Galynkin, V.A., Garabadzhiu, A.V., and Yenikeyev, A.Kh., Method for obtaining biodiesel fuel, Patent RU 2404230 C1, Izobret., Polezn. Modeli, 2010.Пат. РФ 2440405. Способ получения биотоплива / Н.П. Боева, М.С. Петрова, А.М. Макарова. — Заявл. 16.06.2010; Опубл. 20.01.2012. — 7 с.Boeva N.P., Petrova M.S., and Makarova, A.M., Patent RU 2440405 C1, Method for obtaining biofuel, Izobret., Polezn. Modeli, 2012.Петров Б.Ф., Вепринцев Р.А. Использование технических жиров в рыбной промышленности // Рыбохозяйственный комплекс России: проблемы и перспективы развития : мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. — М. : ВНИРО, 2023. — С. 327–332.Petrov, B.F. and Veprintsev, R.A., The use of industrial fats in the fishing industry, in Mater. Mezhdunar. nauch.-prakt. Konf “Rybokhozyaystvennyy kompleks Rossii: problemy i perspektivy razvitiya” (Proc. of the Intern. Scie. and Prac. Conf. “Fishery industry of Russia: problems and development prospects”), Moscow: VNIRO, 2023, pp. 327–332.Подкорытова А.В., Строкова Н.Г., Семикова Н.В. Комплексная переработка камчатского краба при производстве пищевой продукции и биологически активных веществ // Тр. ВНИРО. — 2018. — Т. 172. — С. 198–212. DOI: 10.36038/2307-3497-2018-172-198-212.Podkorytova, A.V., Strokova, N.G., and Semikova, N.V., Complex processing of king crab in the production of food products and biologically active substances, Tr. Vseross. Nauchno-Issled. Inst. Rybn. Khoz. Okeanogr., 2018, vol. 172, pp. 198–212. doi 10.36038/2307-3497-2018-172-198-212Потороко И.Ю., Цирульниченко Л.А., Попова Н.В., Венката Мохан С. Отходы пищевых производств как возобновляемые источники энергии: перспективность и технологические решения // Вестн. ЮУрГУ. Сер. Пищевые и биотехнологии. — 2021. — Т. 9, № 2. — С. 16–25. DOI: 10.14529/food210202.Potoroko, I.Yu., Tsirulnichenko, L.A., Popov, N.V., and Venkata, Mohan, S., Food production waste as renewable energy sources, Food Production Waste as Renewable Energy Sources: Prospects and Technological Solutions, Bull. of the South Ural State University. Ser. Food and Biotechnology, 2021, vol. 9, no. 2, pp. 16–25. doi 10.14529/food210202Ржавская Ф.М. Жиры рыб и морских млекопитающих : моногр. — М. : Пищ. пром-сть, 1976. — 473 с.Rzhavskaya, F.M., Zhiry ryb i morskikh mlekopitayushchikh (Fats of fish and marine mammals), Moscow: Pishchevaya Promyshlennost’, 1976.Тетюнников Б.Н., Гладкий Ф.Ф., Бухштаб З.И. и др. Химия жиров : учеб. для вузов. — 3-е изд., перераб. и доп. — М. : Колос, 1992. — 448 с.Tetyunnikov, B.N., Gladkiy, F.F., Bukhshtab, Z.I., Mel’nik, A.P., Butenev, V.P., Demidov, I.N., Timchenko, V.K., and Perevalov, L.I., Khimiya zhirov (Chemistry of fats, 3rd ed., revised. and additional), Moscow: Kolos, 1992.Фан К., Бартон Р., Аустик Г. Получение биодизеля из рыбьего жира // Химия и технология топлив и масел. — 2010. — № 5 (561). — С. 3–7.Fan, Х., Barton, R., and Austik, G., Manufacture of biodiesel from fish oil, Khimiya i tekhnologiya topliv i masel, 2010, no. 5 (561), pp. 3–7.Чан Ньюнг Тхи, Мукатова М.Д., Киричко Н.А. Способ получения биодизеля из жиросодержащих рыбных отходов методом проведения реакции переэтерификации // Вест. АГТУ. Сер.: Рыб. хоз-во. — 2011. — № 1. — С. 152–157.Chan, Nhyung Thi, Mukatova, M.D. and Kirichko, N.A., The method of biofuel extraction from fat-containing fish wastes using the method interesterification, Vestnik Astrakh. Gos. Tekh. Univ., Ser. Ryb. khoz-vo, 2011, no. 1, pp. 152–157.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.