Амелькин Александр Анатольевич: другие произведения.

Модификации средства Макропулоса

Журнал "Самиздат": [Регистрация] [Найти] [Рейтинги] [Обсуждения] [Новинки] [Обзоры] [Помощь]
Peклaмa:
Литературные конкурсы на Litnet. Переходи и читай!
Конкурсы романов на Author.Today

Продавай произведения на
Peклaмa
 Ваша оценка:
  • Аннотация:
      
      
      
      Fig.1. "Средство Макропулоса" (чеш. Věc Makropulos)
      
      

  
  
  
  
  
  
  ФРАНЦУЗЫ ОПРОВЕРГЛИ АМЕРИКАНЦЕВ И ИЗОБРЕЛИ СРЕДСТВО МАКРОПУЛОСА? (фантазия по мотивам Википедии)
  
  Только что прочитал статью Анны Клеман "Митохондрии - источник энергии клеток"
  
  Вот цитаты из неё...
  
  "Митохондрии и бессмертие... Американские учёные утверждают, что человек не может жить больше 126 лет... Построенные ими математические модели показывают, что свободные радикалы поразили бы большую часть митохондрий, необходимых для жизни... Нужно было преодолеть 2 трудности: выявить молекулу, способную остановить непрерывное воздействие свободных радикалов и доставить её до места назначения: митохондрии... Понадобилось 4 года исследований и скрининг (просмотр и отбор химических соединений, для которых прогнозируется наличие желаемых свойств) 350 молекул, чтобы найти активный компонент, лучше всего соответствующий поставленным целям. Этот активный компонент, Митохондрин (R), получен путем пересадки флавоноида, извлечённого из мандарина, на жирную цепь растительного происхождения. Эта пересадка стабилизирует молекулу... Наши Лаборатории используют Технологию In-Cell. Эта новая технология способствует проникновению активного компонента через клеточные мембраны, чтобы доставить его как можно ближе к митохондриям... Способность проникновения в клетки была доказана на тестах ex vivo... Благодаря этой технологии количество Митохондрина (R), проникающего в клетки, увеличилось в 5 раз... Способы защиты митохондрий благодаря действию Митохондрина (R) (активный компонент) были доказаны многочисленными исследованиями на клеточной культуре и, в том числе, совместно с центром по изучению митохондрий Inserm в Бордо..."
  
  "ХОРОШИЕ ТАБЛЕТКИ!" Совместный приём Митохондрина (R) с NZT по предварительным оценкам должен дать потрясающий эффект! Интересны также формы кремов и мазей... Мозгорасширяющий препарат NZT имеет массу побочных действий, связанных с ограниченностью энергетических ресурсов организма... Расширение функций мозга ведёт к перерасходу энергии, и митохондрии не справляются... А Митохондрин (R) мог бы как раз и устранить эти недостатки мозгорасширителя NZT за счёт улучшения митохондриальных функций клеток. Процесс может быть ещё и оптимизирован с помощью кофеина и стимулятора супероксиддисмутазы / каталазы / пероксидазы (устройства DAPTAP или УСГОВ) за счёт восстановления кардиолипина на повреждённых участках внутренних мембран митохондрий, повышения устойчивости митохондриальной ДНК и активизации процессов миграции и регенерации клеток в организме.
  
  Может в этом и кроется секрет одной из форм "кремлёвской таблетки", имевшей схожую формулу: лямбда- 1-талланил- цирконоксид- 2-метил- 5,6,7,8-тетрагидро- 11-триазатри- 1,4-фенилен- 2,3-дигидрофлавон- 4-фенилкумарин- цис, цис-9,12-октадекадиеновая кислота? Может представлять интерес крем или гель для кожи, имеющий в своём составе, кроме действующего вещества "кремлёвской таблетки", также кофеин, цитохромы, пероксидазу и супероксиддисмутазу (СОД). Подобный крем/гель мог бы иметь не только локальное, но и мягкое общее действие на организм, стимулируя функции митохондрий и мозга. Весь вопрос упирается в клинические испытания подобного препарата и его запредельную себестоимость.
  
  Кстати, мозгорасширительный эффект NZT с энергосберегающей опцией, согласно теории биоцентризма, можно получить и нехимическим способом путём концентрации энергий мысли и веры (энергии "мэ") в состоянии нелицемерного (истинного) вдохновения и устойчивых позитивных эмоций. Американский генетик Брюс Липтон из медцентра Стэнфордского университета заявил, что силой мысли человек способен влиять на собственный генетический код, а твёрдая уверенность в положительном исходе определяет успех любого начинания. "Что наша жизнь? Игра!"
  
  Я не люблю, когда всё просто в мире,
  И, если мне "под горочку" фартит,
  Себе подвешу я на пояс гирю
  пудов на пять, и пусть себе висит.
  
  Пусть мне кричат: "Ну ты и идиот!"
  Пусть шавки лают - я иду вперёд
  Своей спокойной лёгкою походкой
  Туда, где трудно, - может повезёт!
  Меня манит зелёное сукно...
  Идёт не в масть - становится смешно!
  Другие неудачу глушат водкой,
  А я опять играю всё равно!
  
  Я выбираю партию похуже,
  И сложностью меня не испугать!
  Я не боюсь вдруг оказаться в луже.
  Пусть мне не светит - я сажусь играть!
  
  Пусть мне кричат: "Ну ты и идиот!"
  Пусть шавки лают - я иду вперёд
  Своей спокойной лёгкою походкой
  Туда, где трудно, - может повезёт!
  Меня манит зелёное сукно...
  Идёт не в масть - становится смешно!
  Другие неудачу глушат водкой,
  А я опять играю всё равно!
  
  Меня заводят сложные решенья,
  Люблю я тяжесть, хоть и не штангист,
  И каждый день, как-будто день рожденья, -
  Я в этой жизни вечный оптимист!
  
  Пусть мне кричат: "Ну ты и идиот!"
  Пусть шавки лают - я иду вперёд
  Своей спокойной лёгкою походкой
  Туда, где трудно, - может повезёт!
  Меня манит зелёное сукно...
  Идёт не в масть - становится смешно!
  Другие неудачу глушат водкой,
  А я опять играю всё равно!
  
  "Средство Макропулоса" - "фермент бессмертия": "Есть вещество, позволяющее повысить активность теломеразы ("фермента бессмертия") и добиться замедления скорости старения. Это вещество содержится в инопланетном растении, сотни тысяч лет назад рассаженном по всей территории древней Месопотамии. И имя ему Spinacia oleracea или шпинат. Приготовленный по специальному субарейскому рецепту шпинат (в сочетании с инжиром и орехами) способен творить чудеса! Но оказывается, что на активность теломеразы и митохондрий в целом влияют не только вещества, но и параметры внешней среды, например, визуальные образы. В разные исторические эпохи существовали художники-графики, которые после их контактов с эльфами начинали рисовать с натуры "Портреты Внутренней Красоты", благоприятно действовавшие на их обладателей и не только оказывавшие омолаживающий эффект на внешность, но и оздоравливавшие весь организм, "ремонтируя" митохондрии. В чём же секрет? Доказано, что окружающие нас микро- и макросреды формируют наш метаболизм, что проявляется в нашей внешности. Например, сравнение черепов неандертальцев, найденных в Монголии и в Германии показало, что неандертальцы, жившие в Европе, имели европеоидную внешность, а обитавшие в районе Монголии - ярко выраженные монголоидные черты. С другой стороны, мужчина и женщина, образующие семейную пару, постепенно становятся всё более похожими друг на друга как внешне, так и метаболически. Постоянно находящийся перед глазами образ любимого человека меняет внешость второй половинки, что также в свою очередь изменяет и работу митохондрий... А сейчас я хотел бы обратить внимание читателя на один принципиально важный момент. В Рукописи Войнича, написанной в Тироле в первой половине XV века, наряду с различными тайными рецептами содержится послание со стогим предупреждением: "Люди, не пытайтесь самостоятельно пичкать себя какими-либо снадобьями или диетами с целью достижения недостижимого и постижения непостижимого. Любые подобные практики смертельно опасны!""
  
  
  
  
  
  ДВА СТРАТЕГИЧЕСКИХ ПУТИ ПРОДЛЕНИЯ ЖИЗНИ
  
  
  1. Благотворительная деятельность делает человечество сильнее и устойчивее
  (мир спасёт забота о слабых и беззащитных под покровительством Богини Жизни и Защиты Хатмехит (Тиляпии)). Серия безвозмездных акций "Антикарикатура" культурного центра, астро-клуба и арт-ателье "Tilapia sapiens" при фирме Amelkin GbR призвана создать в обществе саморазвивающуюся сеть позитивных эмоций, способных согласно теории биоцентризма творить настоящие чудеса. Идея "антикарикатуры" родилась во мне спонтанно: в ходе изображения человека необходимо в портрете в концентрированном виде и в краткие сроки отразить те замечательные черты, то обаяние и ту истинную красоту (присущую всем без исключения), что нравится человеку в себе, что притягивает к нему других людей, и что будет долго приносить ему радость, когда он посмотрит на этот портрет...
  
  
  
  http://www.youtube.com/watch?v=Zp8slOKdm9o
  
  "Finish with starvation!
  Hunger is the sin -
  real devastation!" -
  motto of the thin.
  "Gormandize and guzzle -
  that's extremely bad!
  Shrug off! Make a puzzle!" -
  slogan of the fat.
  
  Со звезды далёкой рыбка Хатмехит,
  Первая среди весёлых рыбок,
  К нам на звездолёте рыбьем прилетит
  И печеньем звёздным угостит,
  Всем подарит радость, звонкий смех,
  Крепкое здоровье и успех!..
  
  
  
  
  2. "Учёные научились предсказывать продолжительность жизни нематод по митохондриям"
  Источник: http://medvesti.com/news/world/28366-uchenie_nauchilis_predskazivat_datu_smerti_po_mitohondriyam.html
  
  "Тесты на дату смерти имеют мало общего с настоящей наукой. Ученые научились предсказывать продолжительность жизни червей по состоянию митохондрий. Любая живая клетка имеет эти органоиды. Митохондрии являются энергетическими станциями клетки. Они расщепляют и образуют АТФ (ATP) - главный источник энергии. Китайские ученые давно вели свои исследования и считали, что митохондрии несут в себе информацию о биологическом возрасте живых существ. АТФ, который синтезируется в митохондриях, является основным источником энергии в живых организмах. Кислород, используемый в реакциях образования вещества, берется из воды, однако его часть образует свободные радикалы Co, которые разрушают митохондрии и саму клетку. В организме есть системы, ответственные за борьбу со свободными радикалами при помощи специальных ферментов. Однако до последнего момента вышеперечисленные механизмы были лишь предположением без научного обоснования. В своем эксперименту ученые сравнили митохондриальные окислительные вспышки у двух видов червей нематоды. Средняя продолжительность первого вида составляет 21 день, второго - 30 дней и больше. Вспышки в двух группах отмечались в периоды ранней зрелости и старости. Первая серия, отмечают ученые, связана со сроком жизни. Она дает возможность судить о частоте вспышек в ранней зрелости. Слежение за частотой вспышек дает основания предполагать, сколько проживет нематода. Таким образом простые черви помогли ученым получить ценную информацию. В будущем открытие поможет разобраться в механизмах работы митохондрий человека, предсказывать скорость старения и разрабатывать стратегии долгожительства." (МедВести, 17.02.2014)
  
  
  Возможно ли управлять работой митохондрий, защищать их структуру и предотвращать окислительные вспышки?
  
  Модель митохондрии и механизма "кислородного взрыва" (окислительной вспышки), как и попытка управления процессами жизнедеятельности представлены ниже. При этом предлагается использовать уникальное Устройство для Санитарно-Гигиенической Обработки Воздуха УСГОВ (DAPTAP) - номер патента: 1623346 (http://webrover.chat.ru/page.htm http://patents.su/0-1623346-ustrojjstvo-dlya-sanitarno-gigienicheskojj-obrabotki-vozdukha.html).
  
  
  "Forming of Controlled Living Microenvironments"
  
  Dr. Alexander A. Amelkin (Amelkin GbR, Center "Tilapia sapiens")
  Contacts: http://www.amelkin.de
  
  Abstract
  
  The purpose of the present work is to work out an approach for the development of software and the choice of hardware structures when designing subsystems for automatic control of technological processes realized in living objects containing limited space (microenvironment). The subsystems for automatic control of the microenvironment (SACME) under development use the Devices for Air Prophylactic Treatment, Aeroionization, and Purification (DAPTAP) as execution units for increasing the level of safety and quality of agricultural raw material and foodstuffs, for reducing the losses of agricultural produce during storage and cultivation, as well as for intensifying the processes of activation of agricultural produce and industrial microorganisms. A set of interconnected SACMEs works within the framework of a general microenvironmental system (MES). In this research, the population of baker"s yeast is chosen as a basic object of control under the industrial fed-batch cultivation in a bubbling bioreactor. This project is an example of a minimum cost automation approach. The microenvironment optimal control problem for baker's yeast cultivation is reduced from a profit maximum to the maximization of overall yield by the reason that the material flow-oriented specific cost correlates closely with the reciprocal value of the overall yield. Implementation of the project partially solves a local sustainability problem and supports a balance of microeconomical, microecological and microsocial systems within a technological subsystem realized in a microenvironment maintaining an optimal value of economical criterion (e.g. minimum material, flow-oriented specific cost) and ensuring: (a) economical growth (profit increase, raw material saving); (b) high security, safety and quality of agricultural raw material during storage process and of food produce during a technological process; elimination of the contact of gaseous harmful substances with a subproduct during various technological stages; (c) improvement of labor conditions for industrial personnel from an ecological point of view (positive effect of air aeroionization and purification on human organism promoting strengthened health and an increase in life duration, pulverulent and gaseous chemical and biological impurity removal). An alternative aspect of a controlled living microenvironment forming is considered.
  
  Keywords: Aeroionizer; agricultural raw materials; agriculture; air purifier; baker"s yeast; barley; environmental engineering; feed and aeration rates; feedback control system; food processing; material flow-oriented specific cost; mathematical model; microenvironment; overall yield
  
  
  Introduction
  
  One of the most important tasks of the food and processing branches of the agroindustrial complex is the development and introduction of progressive technological processes, equipment and control systems providing an increase in quality and biological value of the foodstuffs. The significant part of such technological processes is realized in a limited space (microenvironment) containing living objects (for example, cultivation of baker"s yeast, storage and transportation of fruits, vegetables, barley and other kinds of agricultural raw material, malting, activation of yeast before fermentation, green sprouting of potatoes before planting, suppression of activity of mould, vermin (insects, acarina), and putrefactive microflora during foodstuff storage, etc.). The abovementioned targets could be partially achieved by MES project introduction at food and agricultural enterprises.
  
  Attention must be paid to following an essential feature of this project concerning a sustainable development problem treatment on a local level. By applying SACMEs at food manufacturing enterprises operating with living objects (such as breweries, bakeries, biotechnological productions, etc.), for example, a constructive compromise could be achieved in a simultaneous solution of three problems with no contradictions arising: economical growth (productivity increase, raw material saving); ensuring security, safety and quality of agricultural raw material during storage process and of food produce during production technological process; improvement of labor conditions for industrial personnel from an ecological point of view.
  
  In brewing the MES project introduction will result, for instance, in:
  - brewer's barley, rice, maize, hops, and malt storage period increase and better preservation (losses decrease, quality increase) during storing;
  - putrefactive microflora and mould elimination;
  - air purification in storehouse and other industrial departments of dust, pathogenous microorganisms, harmful gaseous impurities;
  - brewer's barley germination (box or drum malting) stimulation (But 1977);
  - brewer's yeast fermentation intensification;
  - elimination of gaseous harmful substance contacts with raw material and beer during various technological stages;
  - positive effect of air aeroionization and purifying on industrial personnel promoting strengthened health and life duration increase.
  
  The SACME systems could be fulfilled in a stationary performance (for large industrial areas and big volumes of produce to be processed) and in portable or transport modifications for the case of small processing capacities, petty warehouse premises, and also for installation on transport facilities destined for raw material (potatoes, fruit, barley) and ready products (malt, hop, yeast, bread) for long-distance deliveries.
  
  In this work, the process of industrial baker"s yeast cultivation as a basic object for SACME development is chosen with an investigation of possibility of result application for other objects, such as, for instance, the potato storehouse.
  
  The use of DAPTAP through the effects of the various aeroion concentrations on intracellular respiration is offered as an execution device for the purpose of living object control. The mechanisms of aeroionized media influence on living systems are considered in other works (Chizhevsky 1999, Lifshitz 1990, Muzychenko 1991, Temnov et al. 2000).
  
  As the other basic controls in baker"s yeast cultivation in a bioreactor, the flow of aerating air can be used as a source of oxygen and the flow of molasses solution as a source of sugars. As the basic measurable and controlled parameters of living systems, the specific metabolic heat generation rate of a living object and the rate of the metabolic by-product formation (ethanol in yeast production and ethylene during agricultural produce storage) can be chosen.
  
  The solution of the control problems was realized with the use of a complex mathematical model, describing a living system on mitochondrial and cellular/population levels and on the level of interaction of the population with the microenvironment.
  
  In the present paper, some results of previous research are used (Amelkin et al. 2003, Amelkin et al. 2001a-2001c, Amelkin et al. 2000a-2000b, Amelkin and Amelkin 1997, Amelkin and Amelkin 1996).
  
  
  1 Process Modelling
  
  The mathematical model of a bioreactor as an example of a controlled microenvironment containing a living system (a population of yeast), consists of three subsystems - a model of intracellular respiration (a model of mitochondrial respiratory chain), intermediate model describing intercoupling of celluar and population levels, and a model of a bioreactor (microenvironment). Hereafter, these three modelling levels will be indicated as Model 1, Model 2, and Model 3, correspondingly.
  
  Below, these three levels of microenvironment modelling are considered in detail.
  
  
  2.1 A model of intracellular respiration (Model 1)
  
  Two types of respiration exist for a living, aerobic organism - external respiration and cellular respiration. Cellular (mitochondrial) respiration is the process of oxidizing food molecules (like carbohydrates) to carbon dioxide and water. Biochemical oxidation is catalyzed by intracellular (intermitochondrial) enzymes and is the mechanism for obtaining energy from fuels (food molecules). The energy released is stored in the form of ATP for use by all the energy-consuming processes of the cell. Actually 95% of the ATP is produced in the mitochondria. That is why mitochondria are often called 'the cell's power station'. The main and the most complicated part of the total mitochondrial respiration process is the respiratory chain or respiration system, which is based on the inner mitochondrial membrane. Here, most of the ATP is generated due to the proton gradient that is developed across this inner membrane.
  
  The respiratory chain of the mitochondrion (Fig.1) consists of three large enzyme complexes built into the inner membrane, which serve as electron carriers (Alberts et al. 1989, Skulachev 1994, Skulachev 1989):
   I. NADH dehydrogenase complex includes Fe-S centers as well as FMN bound with NADH dehydrogenase, and CoQ.
   II. Electron transport complex, which is presented by cytochromes b-c1-c, i.e. iron containing proteins transferring electrons from NADH dehydrogenase complex to cytochrome oxidase complex.
   III. Cytochrome oxidase complex contains two cytochromes a-a3 and two copper atoms. It is the site at the end of the mitochondrial respiratory chain. This site is the terminal accumulator of electrons carrying them directly to oxygen.
  
  Beside electron carriers, the respiratory chain also contains several ATP synthase complexes.
  
  The respiration system of mitochondria can be regarded as a biochemical generator with hydrogen electrode (enzyme complex I with potential ф1) and oxygen electrode 2 (enzyme complex III with potential ф3) assuming that intermediate redox pairs of respiratory chain play a regulatory role for redox processes in the mitochondrion. A similar assumption is already known (Volkenshtein 1988).
  
  The mathematical description (Model 1) of the respiratory chain is a system of dynamic equations and kinetic expressions describing the electrochemical and biological processes of respiration occurring in a living organism on a cellular (mitochondrial) level. The Model 1 describes mechanisms of pH oscillation, proton and electron transport, oxidative phosphorylation, dismutation of superoxide radicals, and superoxide dismutase (SOD) activation.
  
  The pH oscillations phenomenon takes place in matrix and, in case of pH oscillation, center shift into extremely alkaline or acid zone metabolism is retarded (this can occur under definite environmental parameter variation conditions). The above mentioned oscillation processes during respiration and a level of SOD activity can be controlled by the rate of income of superoxide radicals from the execution device DAPTAP to mitochondrial matrix.
  
  
  2.2 An Intermediate Model (Model 2) Describing Intercoupling of Cellular and Population Levels
  
  With the aim of the cellular and population mathematical models coupling it is necessary to build the intermediate Model 2 describing relationships between the main parameters for different levels (Amelkin et al. 2000b, Wolf et al. 2000).
  
  Such intermediate model linking population and cellular levels is destined to describe links between concentrations of the key components in cultural liquid (or in ambient medium) and flows to mitochondrion and its respiratory chain:
  - flows of protons and of NADH to the respiratory chain of mitochondrion are determined by the Krebs cycle action and is linked with sugar concentration in the cultural liquid value;
  - flow of molecular oxygen to the respiratory chain of mitochondrion is linked with dissolved oxygen concentration in the cultural liquid;
  - flow of superoxide radicals is determined by superoxide radical concentration in cultural liquid, which in its turn is linked with negative aeroions concentration in aeration air;
  - flows of ADP, of inorganic phosphate and of Ca2+ and Na+ cations are controlled by pumping processes and other factors.
  
  Model 2 will describe such parts of cell metabolism as Glycolysis, Acetyl-CoA Pathway, Krebs Cycle, as well as transport, dynamic and quantitative links of these parts with population level, on the one hand, and mitochondria inner membrane level (electron and ion transport, and oxidative phosphorylation systems) on the other hand.
  
  
  2.3 Population Model (Model 3)
  
  The population model is a combination of mass, volumetric, gaseous, and heat balances of a bioreactor. In this investigation a concrete example of the population model published in work is used (Amelkin et al. 1995). Model 3 is a system of differential material, gaseous and heat balances equations. The structural and parametric identification of Model 3 was fulfilled by the authors of this work on the basis of the industrial and experimental data obtained during cultivation of various strains of baker's yeast (Amelkin 1991, Amelkin et al. 1995, Castrillo and Ugalde 1994, Gaponov 1984, Okada et al. 1981, Peringer et al. 1974, Shkidchenko et al. 1983, Sonnleitner and Kaeppeli 1986, Woehrer and Roehr 1981).
  
  
  3 Optimal Control Problem Solution for the Cellular Level
  
  The optimal control problem is reduced to maximization of energy evolution function of mitochondrion expressed in ATP synthesis by influence on respiratory chain of aeroion flow determined by the input voltage of the DAPTAP aeroion generator.
  
  The optimal control problem treatment was fulfilled within a class of stepwise constant functions on a qualitative level with the use of OptiMod software (Amelkin 1992, Amelkin et al. 2000a) on the basis of Model 1. The results for the potatoes storage/ greensprouting case is depicted on Figs. 2-5.
  
  
  4 Microenvironment Optimal Control Problem Solution for the Yeast Cultivation Process
  
  The lion's share of expenditures in baker's yeast production falls on the technological process of fermentation. That is why the fermentation process is usually given principal consideration in systems of automatic and automatized control of production as a whole. On the other hand, this process is the most complicated from the point of view of control.
  
  Material costs make up the largest cost component in most production companies, at an average of up to 60% of total costs. In baker's yeast production the greatest portion of material costs is formed by molasses, salts and other feed component costs.
  
  Taking into account the relatively high price of the main raw material (sugar beet molasses) and its high share in the process profit the microenvironment optimal control problem for baker"s yeast industrial fed-batch cultivation in a bubbling bioreactor is reduced from a profit maximum to a maximization of the overall yield by the reason that the reciprocal value of overall yield correlates closely with the material flow-oriented specific cost.
  
  The microenvironment optimal control problem for baker"s yeast industrial fed-batch cultivation treatment was fulfilled with the use of OptiMod software as well (Amelkin et al. 2000a) on the basis of Model 3 within a class of stepwise constant functions.
  
  
  5 Development of Algorithm of Microenvironment Automatic Control
  
  The analysis of optimal control problem solution results has shown that the optimal controls can be approximated for a significant length of time by exponential dependences.
  
  The maximum of the biomass instantaneous yield corresponds to the maximum specific metabolic heat generation rate which allows one to use this parameter as a main parameter of feedback control during development of algorithms of automatic control. The rate of ethanol formation could be chosen as an additional feedback parameter which could be used in a control algorithm. The combination of these two parameters gives an opportunity of unambiguous recognition of the type and degree of technological process unfavorable variation.
  
  At the present moment, the computer simulation of the elaborated algorithm of automatic control is being accomplished including measuring errors and parameters of drift simulating, and applying methods of exponential filtering of measured parameters and information validity monitoring.
  
  
  6 Functional and Parametric Scheme of SACME
  
  The functional and parametric scheme of subsystems for automatic control of the microenvironment (SACME) is developed. The SACME must function in close intercoupling with other MES control subsystems. In a potato storehouse, for example, SACME should interact with the subsystem of air conditioning (Brook 1999, Muzychenko 1991), in brewing - with air treatment and temperature control subsystems (Lobanov et al. 2000), and in yeast production - with control subsystems of cultural liquid temperature, pH, heat exchanger, etc. The SACME under design for baker"s yeast cultivation includes sensors of state and perturbation parameters (temperature of liquid flows to and out of heat exchanger, cultural liquid temperature, flow of cooling water, temperature of feed flow, ethanol concentration), execution devices (the control valves in lines of aeration air and feed, aeroionizing device - DAPTAP), as well as control algorithm, realized by software means of a central computer or microprocessor controller. In the case of a potato storehouse, the periphery content is to be changed accordingly: for example, the concentration of ethylene but not ethanol is to be used as a measurable metabolic by-product of living objects. For the purpose of SACME simulation it is planned to use the complex mathematical model (Model 1 + Model 2 + Model 3) with a further demand of special experiments series setting to finish the structural and parametric identification of models.
  
  
  7 Execution Device for Air Aeroionizing
  
  The in-flow aeroionizing of aeration air in baker"s yeast production could be realized at early stages of the process only during seed and intermediate culture production when air flow values are relatively small. Air aeroionizing is to be realized with the help of stationary or portable modifications of DAPTAP.
  
  Stationary modifications of DAPTAP can be installed in the input air flow entering the bioreactor or malt-house, and portable modifications (Fig.6) are to be used for microenvironment control in boxes for seed culture growing as well as in storehouses, transport, hothouses, etc.
  
  The essential feature of the constructed devices is that they ionize preliminarily ozonated and purified air during three-stage filtration, evolve almost no ozone into the environment and permit one to get air free of dust and gaseous chemicals, and of biological impurities, with an efficiency close to 100% and low power consumption. The modular construction of DAPTAP permits one to create stationary and portable devices of various modifications, capacities and configurations. The device is inexpensive and simple to operate. The microprocessor control unit will allow one to realize various optimal control modes depending upon aim of treatment and type of object. The working model of DAPTAP was tested at a potato-storehouse: the losses of potatoes were reduced by 30% (Amelkin et al. 2000a). Similar results were obtained during the fruits and vegetables storage process with the use of a device for aeroionization treatment of agricultural raw materials (Muzychenko 1991). The manner of air treatment and devices for its realization are protected by a valid patent (Amelkin et al. 1998).
  
  
  8 Sensors
  
  In SACME there are various sensors are to be used for ethanol, ethylene, ozone, and biomass concentration detection by various methods: selective UV absortion, electrochemical fuel cell method, conductance-measuring method, etc.
  
  
  9 The Domestic and Medical Application
  
  An alternative application of the execution device for air purification and aeroionizing DAPTAP is its use in domestic conditions and for medical purposes. A group of pediatricians of Kazakhstan (Skuchalina et al. 2001) recently reported about a constant percentage growth of children sick with allergic bronchial asthma and atopic dermatitis throughout the world. The authors pointed to the responsibility of the microenvironment for the development of allergic diseases at child age. The main microecological factor is multicomponent composition of a domestic dust containing up to 900 ticks, 520000 fungus cells and 26770000 microflora cells per 1 gram of dust. Taking this into account, a controlled living microenvironment forming with DAPTAP use will be health-giving in regard to domestic and medical application.
  
  
  10 Conclusions
  
   1. The approach to SACME designing is developed: (a) the three-level mathematical model of microenvironment development; (b) the control problem"s formulation and solution; (c) the optimal solution analysis and construction of algorithms of automatic control; (d) the functional and parametric scheme of SACME construction; and (e) choice of software/hardware means for SACME realization.
   2. The use of DAPTAP device as an execution device for microenvironment aeroionizing is offered. The effect of DAPTAP on a living organism (human, mammal, gallinaceae, vegetable, fruit, cereal, plant, fungus, bacterial, vegetable, insect, etc.) can be indirectly monitored by measuring the different integral feedback parameters (the maximum specific metabolic heat generation rate, the rate of ethanol formation, etc.).
   3. During further development of the present work it is proposed: (a) to set the series of special experiments; (b) to finish structural and parametric identification of complex mathematical model; (c) to accomplish SACME simulation with the use of the complex mathematical model; and (d) to choose the software/hardware means for SACME realization for various control objects.
   4. The SACMEs under development can be applied within the MES framework in any areas where the living objects placed into a limited microenvironment are used.
   5. The SACMEs serial production organization, including scientific laboratory establishment and the conductance of experimental investigations will need 500,000 USD of the total investments with 30 months repayment and 20% interest.
  
  
  
  Nomenclature
  
  Variables:
  
  CATP - concentration of ATP, M;
  Cs - concentration of active superoxide dismutase, M;
  Co - concentration of superoxide radicals, M;
  CH - protons concentration in matrix, M;
  CHext - protons concentration in intermembrane space, M;
  ф1, ф3 - electrochemical potentials of I and III complexes as hydrogen and oxygen electrodes of biochemical generator of electric current, respectively, V;
  дф - potentials difference ( = ф3 - ф1 ), V;
  PE - by-product (ethanol for yeast case or ethylene for vegetables storage case) concentration in cell, M;
  Pi - inorganic phosphate concentration, M;
  pH - value of pH of matrix;
  pHext - value of pH of intermembrane space between the inner and outer membranes;
  р(t) - income of superoxide radicals from the device to mitochondrial matrix (control function), M/h;
  t - time, h;
  
  
  References
  
  Alberts B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K, Watson JD (1989): Molecular biology of the cell. Garland Publishing, New York - London
  
  Аmelkin АА (1992): OPTIMOD Software: Mathematical Modelling, Computer Simulation, and Optimisation of a Biotechnological Process. - In: Food Engineering in a Computer Climate. A Three Day Symposium Organised by the Institution of Chemical Engineers' Food & Drink Subject Group on Behalf of the EFCE Food Working Party, Held at St. John's College, Cambridge, 30 March - 1 April 1992. Edited by: Wolf Hamm, Publisher: Hemisphere Publishing Corporation, Pages: 467-468
  
  Amelkin AA (1991): A mathematical model of baker's yeast cultivation process. Izvestiya Vuzov. Food Technology (Russia) 4-6: 93-97
  
  Amelkin AA, Amelkin AK (1997): Respiration modelling and control. - In: Proceedings of the Third IFAC Symposium 'Modelling and Control in Biomedical Systems (including Biological Systems)' (University of Warwick, 23-26 March 1997), The Institute of Measurement and Control, London, the UK, Session 8: 1-6
  Amelkin AA, Amelkin AK (1996): Mathematical modelling and control of aerobic organisms respiration. Biotekhnologiya (Russia) 9 (Sep.): 45-50
  
  Amelkin AA, Blagoveschenskaya MM, Amelkin AK (2001a): The Microenvironmental Systems Project. - In: Proceedings of the 6th IFAC Symposium on Cost Oriented Automation (Low Cost Automation 2001 - LCA 2001) (Berlin, October 8-9, 2001). - Institut fuer berufliche Bildung, Zentrum Mensch-Maschine Systeme, Technische Universitaet Berlin, Berlin, Germany, 192-197
  
  Amelkin AA, Blagoveschenskaya MM, Amelkin AK (2001b): The subsystems of automatic control of living objects elaboration for food industry and agriculture illustrated with baker's yeast cultivation, lysine biosynthesis and agricultural produce storage, processing, and presowing activation examples. - Moscow State University of Applied Biotechnology, The 4th International Scientific and Technical Conference 'Food. Ecology. Man.' Materials. Education Ministry of Russia, MGUAB, Moscow, Russia, 240-250
  
  Amelkin AA, Blagoveschenskaya MM, Amelkin AK (2001c): The subsystems of automatic control of living objects elaboration for food industry and agriculture. - Moscow State University of Food Production 70th Anniversary Collected Papers Edition. Education Ministry of Russia, MGUPP, Moscow, Russia, 440-452
  
  Amelkin A, Blagoveschenskaya M, Amelkin AK, Amelkina A, Pletnyova A (2000a): Microenvironment control systems in agriculture, biotechnology, and food industry. - In: Proceedings of the 2nd International Euro Environment Conference on Industry and Environmental Performance, CD-ROM (;lborg, 18 - 20 October 2000), Aalborg Congress and Culture Centre, Aalborg, Denmark
  
  Amelkin A, Blagoveschenskaya M, Amelkin AK, Amelkina A, Pletnyova A (2000b): Microenvironmental systems: modelling, control, applications. - In: Proceedings of the 14th Forum for Applied Biotechnology (Brugge, Belgium, 27 - 28 September 2000), Proceedings part I, GOM West-Vlaanderen, Med. Fac. Landbouww. Univ. Gent, 65/3a, Session 1 'Environmental Biotechnology', Posters: 163-166
  
  Amelkin AA, Blagoveschenskaya MM, Lobanov YuK, Amelkin AK (2003): Minimum Specific Cost Control of Technological Processes Realized in a Living Objects Containing Microenvironment. ESPR - Environ. Sci. & Pollut. Res. 10 (1): 44-48
  
  Amelkin AA, Kulikov AV, Pechkovsky AG (1995): The ways of automatic control of baker"s yeast fermentation. - In: Proceedings of the IMACS/IFAC First International Symposium 'Mathematical modelling and simulation in agriculture and bio-industries' (M2SABI'95) (Brussels, 9-12 May 1995), Universite Libre de Bruxelles, Brussels, Belgium
  
  Amelkin AK, Smirnov V, Mikhajlov V (1998): A device for air sanitary treatment. - Patent of Russia No. 1623346, Patentee: Amelkin AA. Published in Bulletin of Inventions of Russia No. 15, Class F 24 F 3/16
  Brook RC (1999): Potato storage experiments: Two decades of progress in technology and management. Michigan Potato Research Report 31: 154-162
  
  But AI (1977): Application of electron-ion technique in food industry. Moscow, Food Industry: 88 pp.
  Castrillo JI, Ugalde UO (1994): A general model of yeast energy metabolism in aerobic chemostat culture. Yeast 10: 185-197
  
  Chizhevsky AL (1999): Air ions and life. Discussions with Tsiolkovsky. Moscow, Russia
  Gaponov KP, Chugasova VA, Pozdnyakova VM (1984): Oxygen in fermentation processes. Moscow, ONTITEImicrobioprom, Russia
  
  Lifshitz MN (1990): Aeroionification. Moscow, Russia
  
  Lobanov YuV, Garmash JuV, Terletsky MJu (2000): Experience of application of FIX SCADA package of Intellution Company at 'Ochakovo' Moscow Brewing & Bottling Integrated Plant. Industrial Automated Control Systems and Controllers (Russia) 9
  
  Muzychenko VA (1991) Electroaeroionization treatment of fruits and vegetables during storage. Abstract of thesis. Kiev, Ukraine
  
  Okada W, Fukuda H, Morikawa H (1981): Kinetic expressions of ethanol production rate and ethanol consumption rate in baker's yeast cultivation. J. Ferment. Technol. 59 (2): 103-109
  
  Peringer P, Blachere H, Corrieu G, Lane AG (1974): A generalized mathematical model for the growth kinetics of Saccharomyces cerevisiae with experimental determination of parameters. Biotechnol. Bioeng. 16 (4): 431-454
  
  Shkidchenko AN, Orlova VS, Termkhitarova NG, Rylkin SS (1983): The features of diauxic growth of Saccharomyces cerevisiae. Microbiological Journal (Russia) 45 (6): 30-35
  
  Skuchalina LN, Starosvetova EN, Sejtgaliev GM (2001): An Importance of Microenvironment for Development of Allergic Diseases at Child Age. - In: Proceedings of the 1st (5th) Congress of Pediatricians of Kazakhstan (Astana, 1 - 3 October 2001), Republician Society of Pediatricians of Kazakhstan, Scientific Center of Mother and Child Health Care, Kazakh State Medical University, Kazakhstan
  
  Skulachev VP (1994): Chemiosmotic concept of the membrane bioenergetics: what is already clear and what is still waiting for elucidation? J. Bioen. Biomembr. 26: 589-598
  
  Skulachev VP (1989): Biological membranes energetics. Moscow, Russia
  
  Sonnleitner B, Kaeppeli O (1986): Growth of Saccharomyces cerevisiae is controlled by its limited respiratory capacity: formulation and verification of a hypothesis. Biotechnol. Bioeng. 28 (6): 927-937
  
  Temnov AV, Stavrovskaya IG, Sirota TV, Kondrashova MN (2000): Self-organization of associations of mitochondria and the effect of negative air ions. Biophysics (Russia) 45 (1): 83-88
  
  Volkenshtein MV (1988): Biophysics. Moscow, Russia
  
  Woehrer W, Roehr M (1981): Respiratory aspects of baker's yeast metabolism in aerobic fed-batch cultures. Biotechnol. Bioeng. 23 (3): 567-581
  
  Wolf J, Passarge J, Somsen OJG, Snoep JL, Heinrich R, and Westerhoff HV (2000): Transduction of Intracellular and Intercellular Dynamics in Yeast Glycolytic Oscillations. Biophysical Journal, 78 (3): 1145-1153
  
  
  
  
  

SUPPLEMENT

  
  

РУБРИКА "ИСПЫТАНО НА СЕБЕ"

  
  

"Средство Макропулоса" (чеш. "Věc Makropulos")

  
  
  
  Fig.1. 'Средство Макропулоса' (чеш. Věc Makropulos)
  
  
  

ФОРМУЛА МАКРОПУЛОСА: (1) крапива; (2) боярышник; (3) цинк; (4) рыбий жир; (5) комплекс витаминов группы B (принимать по индивидуальной схеме под наблюдением врача)

  
  
  
  Fig.2. "Голос Вселенной" ("Die Stimme des Universums") - блюдо 32 см, живопись на фарфоре "Villeroy & Boch" (PCP-technology)
  
  
  

"Голос Вселенной" ("Die Stimme des Universums") - подражание Кандинскому

  
  
  
  Fig.3. "Голос Вселенной" ("Die Stimme des Universums") (PCP-technology)
  
  
  
  

Сингл "nemo" (new wild punk style)

  
  Прочь из системы,
  Послать всё на фиг,
  На Точку Немо
  Наметить трафик!
  
  Хочу жить глухо,
  Хочу жить немо,
  Хочу греть брюхо
  На Точке Немо!
  
  Уйти из темы,
  Закрыть каналы,
  На Точке Немо
  Читать анналы!
  
  Хочу жить глухо,
  Хочу жить немо,
  Хочу греть брюхо
  На Точке Немо!
  
  Стать робинзоном,
  Крутым изгоем,
  И стричь газоны
  Под шум прибоя...
  
  Хочу жить глухо,
  Хочу жить немо,
  Хочу греть брюхо
  На Точке Немо!
  
  
  
  У меня (и у героя написанного мною фантастического сюжета "Утренний Кофе для Карманной Чёрной Дыры") есть своя условная "Точка Немо" (в действительности их несколько), куда я периодически сбегаю из этого непонятного мне мира, ставшего в последнее время пристанищем системы агрессивных токсичных сред... Одной из таких "точек немо" является мистический и магический Остров "Цветочная Гора" (Pluedenberg, Lore-Mendia) с возвышающимся на нём Замком Блютенбург (Schloss Blutenburg, Menzingia). 31 мая 2019 года я неожиданно для себя, после первого курса приёма внутрь Средства Макропулоса, на написанные мною в 2015 году стихи вдруг сочинил песню-манифест про Точку Немо. Точка Немо - это не только какое-то безопасное место, это ещё и система защиты (храм, крепость) в голове, это - стратегия и тактика поведения, это - современный детокс-алгоритм SOSSS, это - новый образ жизни, это - вещь в себе, с которой можно работать и достигать результата, создавая полезный культурный продукт. Одним из таких продуктов стала технология PCP-technology.
  
  
  
  
  Fig.4. Эксперимент в рамках проекта МБУНА (культивирование растения "Зиусудра")
  
  
  
  PCP-technology: PAPER-CUT-PRINT. В рамках МБУНА-концепции (Mobile Bubble UNiversal Architecture / Mobile Bubble UNassailable Architecture / Modulare Blasenartige UNverwundbare Architektur - MBUNA; МБУНА-цивилизация (концепция и стратегия): http://amelkin.de/mbuna.pdf) зародился художественно-геронтологический подпроект МБУНА-АРТ (MBUNA-ART). Суть его заключается в формировании у людей определённых навыков, способных обеспечить психосоматическую гармонию и активное долголетие в замкнутом пространстве МБУНА-модулей. Также данный подпроект позволит проводить успешную реабилитацию людей, перенёсших инсульт или другие заболевания, связанные с мозговой активностью. МБУНА-АРТ-проект охватывает людей всех возрастных категорий и содержит несколько этапов создания "произведения искусства внутренней красоты" в течение 30-40 минут: (1) разработка эскизов шаблонов, объединённых общим смыслом; (2) создание с помощью ножниц и бумаги шаблонов трёх типов (a. симметричное "солнце каменного века" или подобный орнамент, b. фигуративный объект (дом, животное, ладонь и т.п.), c. буква или символ); (3) нанесение через шаблоны краски на бумагу с помощью губки с соблюдением принципов цветовой гармонии по Кандинскому; (4) высушивание с помощью фена и лакирование произведения. Системное создание подобных МБУНА-АРТ-произведений с постепенным наращиванием уровня сложности и глубины смысловой нагрузки позволяет сформировать у ребёнка от трёх лет и взрослого комплексные навыки, повышающие активность головного мозга и продлевающие активную жизнь. Даже готовое МБУНА-АРТ-произведение при его созерцании автором прокручивает в сознании все этапы МБУНА-АРТ-технологии и повышает мозговую активность. Принципиальным в данном подпроекте является то, что формирование МБУНА-АРТ-навыков у трёхлетнего ребёнка (или чуть более старшего возраста) закладывает фундаментальный резерв, обеспечивающий впоследствии активное долголетие. В пожилом же возрасте МБУНА-АРТ-технология способна повысить мозговую активность и также увеличить продолжительность жизни. При совместном обучении взрослых и пожилых людей от 30 до 80 лет с их детьми и внуками от 3 до 7 лет был отмечен эффект синергии (улучшение результатов обучения за счет взаимодействия различных возрастных групп). Данная технология предназначена не только для МБУНА-городов будущего, но может успешно применяться и в настоящее время в рамках программ по обеспечению активного долголетия. МБУНА-АРТ-технология (Paper-Cut-Print-technology - PCP-technology) успешно опробована в 2019-2020 гг. МБУНА-АРТ - разновидность Средства Макропулоса.
  
  
  
  
  Fig.5. "Голос Вселенной" ("Die Stimme des Universums") - блюдо 32 см, живопись на фарфоре "Villeroy & Boch" (PCP-technology)
  
  
  
  Flag Counter
  dilemma
  
  LINX:
  Kandinsky
  Menzingia
  UFO
  
  
  
 Ваша оценка:

Популярное на LitNet.com Л.Джейн "Чертоги разума. Книга 1. Изгнанник "(Антиутопия) Д.Маш "Золушка и демон"(Любовное фэнтези) Д.Дэвлин, "Особенности содержания небожителей"(Уся (Wuxia)) Д.Сугралинов "Дисгардиум 2. Инициал Спящих"(ЛитРПГ) А.Чарская "В плену его демонов"(Боевое фэнтези) М.Атаманов "Искажающие Реальность-7"(ЛитРПГ) А.Завадская "Архи-Vr"(Киберпанк) Н.Любимка "Черный феникс. Академия Хилт"(Любовное фэнтези) К.Федоров "Имперское наследство. Забытый осколок"(Боевая фантастика) В.Свободина "Эра андроидов"(Научная фантастика)
Связаться с программистом сайта.

Новые книги авторов СИ, вышедшие из печати:
Э.Бланк "Колечко для наследницы", Т.Пикулина, С.Пикулина "Семь миров.Импульс", С.Лысак "Наследник Барбароссы"

Как попасть в этoт список
Сайт - "Художники" .. || .. Доска об'явлений "Книги"