За научно-изследователската дейност през 2011 г. Директор:

1. 
   ПРОБЛЕМАТИКА НА ЗВЕНОТО:
   

Научно-изследователската дейност в ИИХ (теоретична, експериментална и приложна) е свързана както със запазване на традиционната проблематика, така и с разработване на нови проблеми и задачи възникнали от съвременното развитие на науката, нуждите на нашата промишленост и обявените програми от ЕС.

Основните направления в изследователската и приложна дейност на ИИХ могат да се систематизират както следва:

• 
  разработване на методи за оптимално използване и икономия на енергия;
  
• 
  получаване на алтернативни горива от възобновяеми въглерод-съдържащи суровини
  
• 
  каталитични процеси с приложение в химичната промишленост и опазването на околната среда;
  
• 
  биотехнологични процеси с промишлено значение;
  
• 
  получаване на наноматериали и материали с приложение във фармацията;
  
• 
  допълване, поддържане в действие и експлоатиране на системата за дистанционно обучение по инженерна химия;
  

В резултат на научната и приложна дейност ИИХ при БАН предлага сумарно 39 готови за стопанска реализация продукти (табл. 15 от приложението).

Същевременно научният състав на ИИХ продължава и участието в проекти по линия на Европейския съвет и с колективи от страната, както и в редица международни сътрудничества по линията на междуакадемичния обмен и преките междуинститутски споразумения (Унгария, Русия, Франция, Израел, Чехия, Индия и др.).

Основен проблем при международното сътрудничество продължава да бъде липсата на целеви бюджетни средства, поради което редица дългогодишни сътрудничества са замразени и прием на специализанти се осъществява само при осигурено финансиране от страна на кандидатите.

През 2011 г. в изследователската програма на института бяха включени общо 32 проекта (табл. 4-11 от приложението). В Таблица 1 броят им е сравнен с тези през миналите години - от 2001 година вкл. От тях 10 са финансирани само от бюджетната субсидия на БАН, 8 са по договори с Националния съвет "Научни изследвания" към МОМН и един е със съвместно финансиране на МОМН и Европейския социален фонд "Подкрепа за развитието на докторанти, постдокторанти, специализанти и млади учени" по Оперативна програма "Развитие на човешките ресурси", 12 са допълнително финансирани от чужбина включително ЕС (2 са финансирани по 7РП, 2 по програма Erasmus, 7 по ЕБР в рамките на междуакадемичното сътрудничество, както и по двустранни междуинститутски споразумения – 1), един е с финансиране от други министерства, ведомства и външни възложители.

Трябва да се отбележи положителната роля на проекта за повишаване на научния потенциал на докторанти, постдокторанти и млади учени в областта на химичната и биохимичната технология и опазване на околната среда. Въпреки изключително мудното действие на администрацията при верифициране и приемане на отчетите по отделните етапи и забавянето на финансирането от страна на МОМН този проект има изключително значение за повишаване на участието на младите специалисти в научноизследователската дейност на института и особено за възможността за участието им в международни конференции и конгреси.

Голяма част от проектите продължават от миналата година и са свързани с опазването на околната среда, получаване на чисти ценни продукти, рационалното оползотворяване на енергия, създаване на нови технологии и материали и др. Намалението на общия брой може да се отдаде на две причини: от една страна на порочната практика на ФНИ да се ограничава възможността на учените от БАН да участвуват в сесиите на фонда, чрез обявяване на такива само за висшите учебни заведения и от друга страна на липсата на средства за поддържане на двустранните сътрудничества по ЕБР, довело до редуциране на броя на проектите и замразяване на част от тях. През 2011 г. ФНИ обяви само два конкурса – „Млади учени“ и „Научна периодика“. И в двата конкурса колективи от ИИХ спечелиха финансиране.

В заключение може да се обобщи, че колективът на ИИХ запазва високо научно ниво на провежданите изследвания и перспективността на дейността на института, въпреки изключително силния натиск за ликвидиране на БАН, тежките условия на работа, морално остарялата апаратура и незначителното финансиране.

При тези изключително неблагоприятни условия за работа (недостатъчно финансиране, принудителен неплатен отпуск и др.) учените от ИИХ показаха висок морал, достойнство и чувство за отговорност и добросъвестно изпълняваха задълженията си. Не беше допуснато намаляване на качеството и обхвата на дейностите в изпълнение на политиките и програмите на БАН, в Оперативните програми на ЕС и в проекти, финансирани от национални и международни програми.

Като основни задачи пред колектива на ИИХ освен запазване или повишаване на броя на проекти с външно финансиране и високото качество на изпълнение, отразено в увеличаване на броя на публикациите в списания с Импакт фактор и броя на цитиранията, могат да се очертаят:

• 
  Запазване на кадровия потенциал на БАН;
  
• 
  Възстановяване на статута на ИИХ като самостоятелно постоянно научно звено на БАН.
  

Таблица 1 Брой разработвани проекти в ИИХ по години

Разработваните проекти в ИИХ са тясно свързани с политиките и програмите, приети от ОС на БАН на 23.03.2009 год., както е отбелязано по-долу. Проектите могат да се класифицират към различните програми както следва:

• 
  WASTE management focusing on: Knowledge and Integration to create Transnational economic development (WasteKit). Проект, изпълняван по приоритет FP7-REGIONS-2009-1 (Coordination and support action). БАН участва с клъстер от ИИХ и ИФХ в общ консорциум от: Amsterdam Innovation Motor, Gemeente Amsterdam Afval Energie Bedrijf, Delft University of Technology, Van Ganzewinkel, Qeam (Холандия); Aster, Emilia-Romagna Region, Research Centre on Animal Production, Conserve Italia Group (Италия), Софийска община, Българска стопанска камера, Балкански център за екология и опазване на околната среда, БАН и Денкщадт-България (България),Yorkshire Forward, University of Sheffield, University of Leeds (Великобритания).
  

• 
  Hydrogen production from Black Sea water by sulfide-driven fuel cell (HYSULFCEL) (ERA.NET проект, финансиран от Европейската комисия в рамките на 7-ма Рамкова програма за изследвания и технологично развитие). БАН участва с 2 института - ИИХ и ИО-Варна в общ консорциум с Institute of Inorganic Chemistry and Electrochemistry, Tbilisi, Georgia и University “Politehnica” of Timişoara, Romania.
  

Предвижда се създаването на метод и инсталация за оползотворяването на сероводорода в Черноморските води под формата на водород. Проектът предвижда пилотни изпитания на място в подходяща зона на Черноморската акватория.

Начало – 1 октомври, 2011 г. Срок 36 месеца.
2. РЕЗУЛТАТИ ОТ НАУЧНАТА ДЕЙНОСТ ПРЕЗ 2011 г.:

В резултат на научно-изследователската дейност на учените от ИИХ през 2011 г. излязоха от печат 75 публикации (2 научно-популярни). Реферирани и индексирани са 40 броя, а нереферирани -34. От научните публикации 48 са публикувани в списания и поредици, от тях 32 - в чуждестранни, а 16 - в български; 25 са отпечатани в пълен текст в сборници на конгреси, в това число 4 - в чужбина и 21 у нас. Приети за печат са общо 7 труда, от които 4 в чуждестранни издания. Приети за печат са и 3 доклада в пълен текст.

Изнесени са 106 научни доклада и лекции, от които 16 доклада и лекции - на международни научни форуми в чужбина и 90 доклада на мероприятия в България.

През годината са забелязани около 600 цитата, което е с около 100 повече от миналата година.

1. 
   Най-важно и ярко научно постижение
   

Многопродуктовите химико-технологични системи (МХТС), известни още като специални системи с периодични процеси, могат да произвеждат малки количества множество продукти. Тези системи са често използвани за производство на много продукти с висока цена, като например фини химикали, фармацевтични продукти, козметична промишленост, производствата на реактиви, лакове, латекси, хранителни продукти и др. Най-важната характеристика, която прави тези системи особено атрактивни е тяхната способност бързо да реагират на променящите се изисквания на пазара. Правилното управление на тези МХТС от една страна трябва да дава възможност за изпълнение на зададен производствен портфейл от една страна и от друга да бъдат осигурени такива условия, които да водят до допустимо натоварване на системите за потребление на ресурси.

С нарастващата глобализация на икономиката, в това число и малотонажната химическа промишленост, се налага функциониране на отделните производствени единици, обединени в компании, така, че да осигуряват оптимално функциониране на цялата система, доставчици, МХТС, складове, разпределителни центрове, потребители. Поради тази причина в края на деветдесетте години бе въведена концепцията за Ресурсно-осигурителни вериги (РОВ), която е развита за случаите, когато отделните заводи са многоцелеви.

Работа е посветена на решаване на проблемите на оптималното средносрочно и краткосрочно планиране и съставяне на оптимални производствени разписания на МХТС и комплекси от тях с отчитане на качеството на употребяваните ресурси. Друг аспект от изследванията са посветени на проблемите на енергийната ефективност при работата на МХТС с периодични процеси. И не на последно място се разглеждат проблемите за оптимално натоварване на системите за ресурсопотребление.

Гореописаният научен труд е оформен в монографичен стил, като отделни негови аспекти са отразени в 20 публикации в международни списания с висок импакт фактор.
Optimal using of resources in total sites with batch processes

Multipurpose batch chemical plants, also known as specialty plants of batch processes can produce small quantities of multiple products. In the most cases they are used for the manufacturing of very expensive products as fine chemicals, pharmaceuticals, cosmetics, reagents, polishes, latexes, foods and etc. They are popular with the ability to respond quickly to the changing market demands. Optimal management of multipurpose batch chemical plants is related as meeting a given product portfolio as well as ensuring the utility systems loading at an acceptable level.

Increasing the economic globalization in particular the small scale chemical industry enforces separated plants operation cooperated in companies so as to be ensured the optimal operation of the entire system where suppliers, multipurpose batch chemical plants, storages, distributing centers and customers are involved. Therefore, at the end of the 90s of the twenty century has been introduced the concept of Supply Chains Management developed in the cases of multipurpose plants.

The study is devoted to the solution of the long-term and the short-term design and scheduling optimal problems of multipurpose batch chemical plants and complexes incorporating as optimization criterion the quality of used resources satisfaction. Additionally, the study proposed solution of the problem of energy integration of batch processes in multipurpose batch chemical plants. Also in this study the problem with optimal loading utilities systems of power energy, steam, water and other utilities is considered.

The study is prepared as a monograph involving 20 articles published in international scientific peer-review journals with high impact factor.

2. 
   Най-важно и ярко научно-приложно постижение
   

Разработена е промишлена технология за производство на биоетанол от отпадъчни продукти, бедни на скорбяла. Предстои изготвянето на работен проект на инсталация за реализацията й.

Колектив: В. Бешков, Др. Янков, С. Янкова, Кр. Семков
An industrial scale technology for bioethanol production based on low starch content is developed. A final design of the industrial equipment is forthcoming.

3. МЕЖДУНАРОДНО НАУЧНО СЪТРУДНИЧЕСТВО НА ЗВЕНОТО

През 2011 г. учените от ИИХ продължиха ползотворно да работят по международните си проекти, които са в рамките на двустранно и многостранното сътрудничество - проекти по ЕБР в рамките на междуакадемичното и междуинститутското сътрудничество, проекти допълнително финансирани по договори и програми на ЕС, НАТО, ЮНЕСКО и др. международни организации. Характерно за темите е, че отговарят едновременно на точки 3.1 и 3.2 от макета зададен в указанията в писмо на председателя на БАН.

Учените от ИИХ продължават да търсят нови форми и възможности за реализиране на съвместни научни проекти, изграждане на съвместни колективи, участие в съвместни научни форуми с други институти и организации. През 2011 г. ИИХ е посетен от 10 чуждестранни гости.

През годината е сключено едно ново двустранно сътрудничество: с Мадридския Автономен Университет, Мадрид, Испания, в рамките на програмата Erasmus, код EMADRID 04.

Проектът се изпълнява от Института по инженерна химия при БАН като Бенефициент чрез сключен Договор № BG051PO001-3-3-04/30/28.08.2009 с МОМН за 100 % безвъзмездна финансова помощ, осигурена от Европейски Социален фонд и Република България, по Оперативна програма “Развитие на човешките ресурси” 2007-2013.

Ръководител на проекта – проф. дтн Венко Бешков, бюджет на проекта – 311 225,64 лв. За 2011 са получени 88322 лв.

От ИИХ участват 17 души, 5 докторанти, 9 постдокторанти и 3 млади учени.

Един от участниците в проекта д-р Е. Шопова получи стипендия в размер на 5 000 евро (18.01.2011г.) по стипендиантска програма „За жените в науката” на Л’ОРЕАЛ, с подкрепата на ЮНЕСКО и СУ „Св. Климент Охридски” за реализиране на научно-изследователски проект по тематиката на договора.
По Седма рамкова програма:

• 
  WASTE management focusing on: Knowledge and Integration to create Transnational economic development (WasteKit). Проект, изпълняван по приоритет FP7-REGIONS-2009-1 (Coordination and support action). БАН участва с клъстер от ИИХ и ИФХ в общ консорциум от:
  

Начало 1 декември, 2009 г.

• 
  Hydrogen production from Black Sea water by sulfide-driven fuel cell (HYSULFCEL) (ERA.NET проект, финансиран от Европейската комисия в рамките на 7-ма Рамкова програма за изследвания и технологично развитие). БАН участва с 2 института - ИИХ и ИО-Варна в общ консорциум с Institute of Inorganic Chemistry and Electrochemistry, Tbilisi, Georgia и University “Politehnica” of Timişoara, Romania.
  

Предвижда се създаването на метод и инсталация за оползотворяването на сероводорода в Черноморските води под формата на водород. Проектът предвижда пилотни изпитания на място в подходяща зона на Черноморската акватория.

Начало – 1 октомври, 2011 г. Срок 36 месеца.
В рамките на договори и спогодби на ниво Академия

ИИХ участвува в следните договори по ЕБР (виж приложение 2.1 и 2.2):

• 
  С Унгария – два договора - С Панонския университет, Веспрем и с университета в Сегед
  

• 
  I. Експериментални и теоретични изследвания върху динамика на флуидите, масо- и топлопренасяне, химични и биохимични реактори и опазване на околната среда;
  
• 
  II. Интегрирана софтуерна платформа за планиране и разписание на дейностите в Ресурсно-осигурителни вериги.
  
• 
  Срок на проекта /2010 - 2012/
  
• 
  Годишна квота по ЕБР- за между академичните договори – по четири седмици за всяка от страните;
  
• 
  финансови условия - ЕБР
  
• 
  Реализирани командировки през 2011 г.- няма.
  

Проект 24 от Плана за сътрудничество на БАН с УАН “Нови ефективни оптимизационни методи за целите на компютърното моделиране и дизайн на инженерно-химични обекти и системи”.

Университет Сегед, Институт по информатика, Департамент по приложна информатика, гр. Сегед, Унгария. Ръководител на проекта от българска страна. Другият участник в колектива е асистент А. Галушко. Срок на проекта: 2010 – 2012 г.

Анотация: Основната цел на настоящия проект е да се предложат нови и усъвършенстват съществуващи оптимизационни методи за моделиране на процеси, протичащи с фазово и/или химично равновесие.

Срок на проекта /2010 - 2012/

Годишна квота по ЕБР- за между академичните договори – по четири седмици за всяка от страните;

финансови условия - ЕБР

Реализирани командировки през 2011 г.- няма.

• 
  С Франция – един договор - Проект PICS (Projet International de Cooperation Scientifique) с целево двустранно финансиране от CNRS – Франция и БАН.
  

Изследвани са условията за получаване на тотален екстракт с високо съдържание на антиоксидантна съставка (розмаринова киселина – РК) от растителна суровина (маточина) Разработен е процес, интегриращ два различни сепарационни метода: суперкритична екстракция за отстраняване на баластни компоненти и частично разграждане на растителната матрица, което подобрява следващия процес на класическа екстракция с разтворител. Към схемата е приложен нетермичен метод за регенериране на разтворителя чрез нанофилтруване, с което се пести енергия и се избягва деградиране на термолабилните вещества. Резултатът е по-дълбоко извличане на активния компонент и по-концентриран извлек.

Изследван е набор от 10 български билки за определяне на съдържанието на полифеноли и антиоксидантен капацитет. Съобразно с резултатите, изследваната група е разделена на три подгрупи, всяка следваща от които е средно с три пъти по-малко съдържание на полифеноли. Установено е съответствие между полифенолното съдържание и антиоксидантния капацитет. Растенията с високо съдържание на полифеноли могат да бъдат използвани като естествена възобновяема суровина за получаване на биоактивни компоненти, използвани като хранителни добавки или компоненти на фармацевтични и козметични продукти.

Проведено е изследване на хидравличните загуби в колонен екстрактор с прегради от дискове и пръстени. На базата на симулационни режими с турбулентен пулсационен поток е изведена корелация за определяне на средния пад на налягане на единица височина като функция на геометричните параметри на стъпалото и интензивността на пулсационния режим. Резултатът е принос към евтино неекспериментално оптимизиране на хидродинамичния режим в този тип апарати с оглед на по-малка енергийна консумация.

Изследвани са възможностите на йонните течности за извличане и разделяне на поли- от дизахариди, присъстващи съвместно в крайните ферментационни среди на микробните продуценти на екзополизахариди, съответно като продукт (полизахарид) и неусвоен субстрат (дизахарид).

Резултатите са докладвани на 3 научни мероприятия, отразени са в 2 отпечатaни публикации, както и в една статия, приета за печат в списанието Separation and Purification Technology (Elsevier).

Ръководител на проекта - проф. Георги Ангелов

Брой участници от звеното - 5

Финансови средства извън бюджетната субсидия:

Целево финансиране за 2011 г. в размер на 5500 Е (4000 Е от Франция и 1500 Е от България).

Проектът приключва.

Командировки: Проф. Г. Ангелов в Тулуза, 2 месеца.

Списък на съвместните публикации:

Статии:

1. 
   Angelov G., Penchev P., Condoret J.-S., Extraction of rosmarinic acid from botanicals with supercritical carbon dioxide: effect of modifiers added to the solvent, Compt. Rend. ABS, 64, 7, 953-958 (2011).
   
2. 
   Angelov G., Penchev P., Condoret J.-S., Supercritical extraction of lemon balm with carbon dioxide: influence of ethanol added as modifier, Journal of International Scientific Publications, ISSN 1313-2539, v.5, 1, 197-203 (2011) (http://www.science-journals.eu/).
   
3. 
   Angelov G., Penchev P., Camy S., Condoret J.-S., Boyadzhiev L., Process integration impact on antioxidant content of extracts from Lemon Balm, Sci. Works Univ. Food Technol., 58, 2, 421-426 (2011).
   

Доклади:

1. 
   Angelov G., Penchev P., Camy S., Boyadzhiev L., Condoret J.-S., Hybrid process for production of lemon balm extracts with high content of antioxidants, Intern. Conf. Green Technol. and Environm. Protection, Sofia, May 2011.
   
2. 
   Angelov G., Penchev P., Condoret J.-S., Supercritical extraction of botanicals with carbon dioxide: Influence of modifiers, 13^th international symposium MMT, Sunny beach, Bulgaria, June 2011.
   
3. 
   Angelov G., Penchev P., Camy S., Condoret J.-S., Boyadzhiev L., Improved antioxidant content of extracts from Lemon Balm by process integration, Intern. Conf. Food Sci. & Technol., Plovdiv, October 2011.
   

• 
  С Чехия - един договор - Институт по теоретични основи на химичните процеси, ЧАН по ЕБР
  

Анотация: Основната цел на настоящия проект е да се определи експериментално разтворимостта и моделира фазовото равновесие на биологично активни вещества от растителен произход в СК разтворител, например СК CO₂. (КОД: iR1)

Подготвена бе поканената обзорна студия за списание Reviews in Chemical Engineering, обобщаваща и анализираща съвременното състояние и постиженията на авторите в областта на свръхкритичната екстракция на ценни продукти от природни матрици. Студията бе отпечатана, както следва:

През 2011 г. няма реализирана командировка от българския колектив. От чешкия колектив – д-р Хелена Совова посети ИИХ през м. септември 2011 г.

Срок на проекта (2010 – 2012)

Годишна квота по ЕБР- за между академичните договори – по четири седмици за всяка от страните;

Ръководител на проекта - проф. Р. Статева

Брой участници от звеното - 2

финансови условия - ЕБР

Реализирани командировки през 2010 г.- През 2011 г. няма реализирана командировка от българския колектив. От чешкия колектив – д-р Хелена Совова посети ИИХ през м. септември 2011 г.

Списък на съвместните публикации:

H. Sovová, R.P. Stateva: “Supercritical fluid extraction from vegetable materials”. Rev Chem Eng 27, 79–156 (2011).

• 
  С Израел – 2 договора по ЕБР, с Телавивския университет и с Технион-Хайфа.
  

Срок на проекта (2009-2011)

Годишна квота по ЕБР- за между академичните договори – по четири седмици за всяка от страните;

финансови условия - ЕБР

Реализирани командировки през 2010 г.- няма, финансови средства са получени от ЕСФ по проект: “ПОДКРЕПА ЗА РАЗВИТИЕТО НА ДОКТОРАНТИ, ПОСТДОКТОРАНТИ, СПЕЦИАЛИЗАНТИ И МЛАДИ УЧЕНИ’, No. BG051PO001-3.3.04/ 30 /28.08.2009. Наименование на проекта: Програми и инструменти за повишаване на научния потенциал на докторанти, пост-докторанти и млади учени в областта на химичната и биохимичната технология и опазване на околната среда.

Списък на съвместните публикации / отделно излезли и приети за печат, с пълно библиографско описание/, доклади и патенти

M. Doichinova, O.Lavrenteva, Chr. Boyadjiev, Non-linear mass transfer from a solid spherical particle dissolving in a viscous fluid, International Journal of Heat and Mass Transfer, 54, 2998-3003, 2011.
Проект: “Моделиране на масопренасянето в колонни апарати с вътрешна циркулация” 2009-2011, с ръководител проф. дтн. Христо Бояджиев, ИИХ-БАН, брой участници от звеното -3

Моделиране на колонни апарати за очистване на газ (опазване на околната среда).

Срок на проекта (2009-2011)

Годишна квота по ЕБР- за между академичните договори – по четири седмици за всяка от страните;

финансови условия – ЕБР, финансови средства са получени от ЕСФ по проект: “ПОДКРЕПА ЗА РАЗВИТИЕТО НА ДОКТОРАНТИ, ПОСТДОКТОРАНТИ, СПЕЦИАЛИЗАНТИ И МЛАДИ УЧЕНИ’, No. BG051PO001-3.3.04/ 30 /28.08.2009. Наименование на проекта: Програми и инструменти за повишаване на научния потенциал на докторанти, пост-докторанти и млади учени в областта на химичната и биохимичната технология и опазване на околната среда.

Реализирани командировки през 2011 г.- няма.

Съвместни публикации:

M. Doichinova, N. Brauner, Chr. Boyadjiev Mass transfer in counter-current flow column apparatuses, Proceedings, 15^th Workshop on Transport Phenomena in Tow-Phase Flow, Sunny Beech, Sept.17-22, 56-62, 2011.

• 
  С Русия – един договор по ЕБР с РАН
  
• 
  Проект: “Изучаване на топло-масообмен и хидродинамика в неизотермични течни филми”
  
• 
  2009-2011, с ръководител проф. дтн. Христо Бояджиев,
  
• 
  Участници от ИИХ-БАН. – 3
  

Годишна квота по ЕБР- за между академичните договори – по четири седмици за всяка от страните;

• 
  финансови условия – ЕБР, финансови средства са получени от ЕСФ по проект: “ПОДКРЕПА ЗА РАЗВИТИЕТО НА ДОКТОРАНТИ, ПОСТДОКТОРАНТИ, СПЕЦИАЛИЗАНТИ И МЛАДИ УЧЕНИ’, No. BG051PO001-3.3.04/ 30 /28.08.2009. Наименование на проекта: Програми и инструменти за повишаване на научния потенциал на докторанти, пост-докторанти и млади учени в областта на химичната и биохимичната технология и опазване на околната среда.
  

Тема: Използване на възобновяеми органични ресурси за производството на продукти с добавена стойност

С коя страна и по коя спогодба е проектът - Индия

Срок на проекта 1.02.2010/2014.

Годишна квота /ЕБР/- за между академичните договори;

Финансови условия - за преките между институтски договори (пътни за наша сметка; дневни и квартирни-за сметка на приемащата страна).

Реализирани командировки през 2011 г., от - до, София – Дели-Тривандрум-Нагаркоил-Харидвар-Меерут-София )(за сметка на приемащата страна); пътни-собствени приходи.

Списък на съвместните публикации / отделно излезли и приети за печат, с пълно библиографско описание/, доклади и патенти – до момента няма.