Bosch 0,75 кг Bio adult Сухой корм для взрослых собак яблоко
Описание товара:
Белок 22%, жир 11,5%.
Линия кормов Bosch Bio для собак всех пород и возрастов содержит в своем составе только экологически чистые ингредиенты без добавления нитратов, консервантов и пшеницы.
Натуральный сухой корм Bosch Bio Adult разработан и сбалансирован с учетом потребностей взрослых собак всех пород в возрасте от 1 года. Основным ингредиентом, входящих в состав корма Bosch Bio Adult, является свежее мясо, которое делает корм максимально привлекательным и полезным для любого животного.
Корм Bio Adult приготовлен из ингредиентов самого высокого качества, хорошо усваивается и обеспечивает взрослую собаку всеми необходимыми питательными веществами и витаминами, поэтому вам не придется к повседневному рациону добавлять дополнительные витаминно-минеральные комплексы.
Помимо яблок, Bio Adult содержит необходимые для нормального развития животного овощи, фрукты и злаки. Ячмень подавляет рост раковых клеток и способствует улучшению пищеварения. Томаты содержат клетчатку, пектин, витамины группы B, витамины C и E, фолиевую кислоту, каротин, органические кислоты и минеральные вещества. Томаты способствуют поддержанию нормальной работы сердца и пищеварительной системы, улучшают пищеварение, регулируют кислотно-щелочной баланс, замедляют процесс старения.
Полезные свойства:
- Рацион полностью удовлетворяет потребности взрослых собак всех пород в белках, жирах, витаминах и минералах;
- В состав продукта входят только 100% натуральные и экологически чистые ингредиенты;
- Источником высококачественного белка является свежее мясо;
- Корм обогащен богатыми витаминами и минералами яблоками;
- Продукт не содержит пшеницу.
Ингредиенты:
Товары для животных с доставкой в СПб и ЛО
Bosch — сухой корм для кошек и собак.
Страна производитель — Германия.
Компания является истинным любителем домашних животных, она производит качественный корм, а не стремится к заоблачной прибыли. Вся продукция сертифицирована и пригодна для употребления в пищу человека.
Корма Bosch не содержат синтетических наполнителей, соевого белка и красителей.
Высочайшее качество продукта подтверждается сертификатами стандарта ISO 9001:2000 и НАССР.
Корм Bosch изготавливается только из высококачественных ингредиентов местного происхождения. Производитель отказывается от использования генетически изменённого сырья и растительных экстрактов низкого качества.
Корма Bosch содержат компоненты с высоким содержанием белка — баранина, яйцо или птица. Отобранные ингредиенты тщательно перерабатывают в легко усвояемую полноценную пищу.
Корм Bosch помимо основных мясных компонентов содержит цельно зерновые культуры, различные фрукты, овощи и рис. Все необходимо важные для животного витамины, минералы и микроэлементы входят в состав рационов, что делает его лучшей сбалансированной пищей для кошек и собак всех возрастных групп и пород.
Корм Bosch — это корм премиум класса, в котором сочетается высокое качество, надёжность производителей, ответственность и доступная цена.
Почему же корм Bosch такой идеальный для кошек и собак?
1. Корм Bosch изготавливается из экологически чистого охлаждённого мяса, цельных яиц и рыбы, которые являются источниками хорошо усвояемых и легко перевариваемых белках натурального происхождения.
2. Корм Bosch не содержит животных жиров.
3. В составе корма Bosch содержатся углеводы: фрукты и овощи, которые выращиваются на немецких ранчо с использованием только органических удобрений.
4. Корм Bosch содержит натуральные антиоксиданты, которые способны укрепить иммунную систему. Антиоксиданты представлены в виде томатов, ягод и цветов бархатцев.
5. Корм Bosch не содержит субпродукты. Как правило, производитель указывает на упаковке, что в составе корма находится мясо телёнка, курицы, индейки и утки. Но к сожалению, во многих кормах это всего лишь отходы в виде костей, перьев и пр. Субпродукты — это наиболее дешёвый источник белка и поэтому во многих производителей они популярны. Корм Bosch не содержит субпродуктов, потому что это не отвечает стандартам и сертификатам, которые имеет компания.
7. Корм Bosch производится исключительно на современном оборудовании с содержанием всех требуемых норм. Благодаря чему в корме сохраняются необходимые полезные вещества и натуральные витамины.
8. Корм Bosch не содержит в своём составе токсинов БГТ (бутилированный гидрокситолуол) и БГА (бутилированный гидроксианизол), которые присутствуют в нефтепродуктах, косметике, резиновых предметах. К сожалению, не все производители указывают, что в составе корма присутствуют данные токсины.
9. Корм Bosch представлен в широком ассортименте, что даёт возможность выбрать именно тот вариант, который наиболее идеально подойдёт вашему питомцу. Корм Bosch пользуется огромной популярностью в странах Европы.
Высокое качество товара даёт возможность получать не только настоящее рациональное питание вашему питомцу, но и сокращает риск формирования многих заболеваний, которые довольно часто влекут за собой немалые расходы на лечение животного.
Купить сухой корм Bosch — это означает порадовать свою собаку натуральной качественной едой и при этом сэкономить бюджет.
Купить корм Bosch вы можете в нашем интернет-зоомагазине.
В случае необходимости наши менеджеры вас проконсультируют и подберут необходимый рацион вашему питомцу.
Корм Bosch для собак
Информация о товаре
Если вы решаете кормить своего четвероногого друга готовым кормом, то для начала следует изучить, какие существуют классы кормов, а также чем они отличаются между собой. После этого выбирайте марку и внимательно ее изучайте: состав, отзывы, недостатки и достоинства. Сегодня рассмотрим сухой корм Bosch для собак от компании Bosch Tiernahrung.
Состав корма
Корма Bosch считается супер-премиум классом, а вкупе с производством в Германии это дает достаточно высокое качество. Нет здесь искусственных усилителей вкуса, а мясную часть составляет мясо высокого качества, а не дешевые субпродукты, присутствуют в составе все минералы и витамины. Но при этом состав корма Бош несколько хуже других супер-премиум кормов.
На первой строчке в составе указано свежее мясо домашней птицы. Это неплохо, но минус в том, что его только 20%. Например, Эукануба содержит 30% мяса. Хотя на четвертом месте мы снова видим мясо домашней птиц, но число не указано, что говорит о низком проценте. Кроме того, стоит отметить низкий процент протеинов, а для собак крупных пород это важно. В остальном состав не самый обильный, но сопоставим по классу.
Преимущества и недостатки
К плюсам корма Bosch для собак стоит отнести:
- натуральное мясо в составе вместо субпродуктов;
- наличие минералов и витаминов;
- широкая распространенность;
- все составляющие хорошего качества;
- приятная цена.
К минусам корма стоит отнести:
- низкий процент мяса в сравнении с аналогами;
- в некоторых вариантах на первом месте не мясо, а рис.
Отзывы о корме
Лилия рассказывает, что у нее бернский зенненхунд в возрасте 4 лет, достаточно крупный пес. Сначала щенком его кормили натуральной пищей, но в возрасте 1 года перевели на корм. Марка Бош была выбрана по 2-м причинам: хороший состав и цена, производство в Германии. Сначала кормили Adult Maxi, но после кастрации собака начала на нем набирать вес. Перевели на Bosch Light, масса теса пришла в норму. За 3 года кормления у собаки не возникали проблемы со здоровьем.
Юлия отмечает, что свою швейцарскую овчарку кормит Бош уже практически 2 года, а начала давать ей корм с 5 месяцев. Юлии нравится соотношение цены и качества, т.к. многие корма ниже классов стоят столько же.
Наталия рассказывает, что с кормом Bosch она знакома больше 5 лет, сначала кормила им кошку. Когда взяли щенка, встал вопрос выбора корма, решили остановиться на той же марке. Но для щенков корм Bosch не подошел собаке Наталии, видимо сказалась индивидуальная непереносимость.
Выводы
По большей части корм Бош отмечается с положительной стороны, но при этом у него немного бедноватый состав для супер-премиум класса. Хотя если учитывать стоимость, то это лучшее соотношение качества и цены.
Бесплатная консультация ветеринара.
Если у вас возникли любые вопросы, позвоните нам прямо сейчас по телефону (495) 660-84-54 и наш эксперт подробно и в деталях ответит вам. Мы отвечаем на телефонные звонки ежедневно с 10 до 22 (без выходных).
Если вам удобнее, чтобы мы сами перезвонили вам или ответили вам на email, заполните форму ниже. Мы гарантируем ответ в течение 2 рабочих часов.
Сухой корм Bosch Junior Mini (Бош Юниор Мини) для щенков маленьких пород 15 кг
Корм для щенков Бош Юниор Мини Bosch Junior Mini
Полноценный сбалансированный рацион для щенков маленьких пород
Главный ингредиент рациона — свежее мясо
Великолепный вкус и усвояемость
Состав и размер гранул разработан для щенков маленьких пород
Не содержит пшеницы
Состав корма для щенков Bosch Mini Junior
Протеин – 26%; Жир – 17%; Клетчатка – 2. 5%; Микро- и макроэлементы – 6.5%; Кальций – 1.2%; Фосфор – 0.9%; Влажность – 10%
Маленькие животные имеют более интенсивный энергетический обмен по сравнению с большими, соответственно, они быстрее достигаю своего взрослого размера. Высокий уровень активности требует большего обеспечения энергией. Сложность составления рациона щенков маленьких пород заключается в том, что в небольшой объем порции необходимо «уместить» большое количество питательных веществ. Каждая гранула корма для таких щенков должна содержать заряд энергии, таким образом, что даже если собака ест мало, она получает все необходимое в правильном соотношении.
Юниор Мини разработан с учётом потребностей растущего организма щенков маленьких пород (вес взрослой собаки до 15 кг). Баланс белков, жиров, углеводов и минеральных веществ обеспечит правильное развитие Вашего щенка. Размер гранул рассчитан на маленьких собак. Юниор Мини содержит экстракт новозеландского зеленогубчатого моллюска, обеспечивающий правильное формирование соединительной ткани и суставов.
Ингредиенты Bosch Junior Mini:
свежее мясо домашней птицы (мин. 20%), ячмень, маис, мука из свежего мяса домашней птицы, животный жир, рис, мука из свежего мяса, свекольная пульпа, гидролизованное мясо, рыбная мука, льняное семя, постная мясная обрезь (дегидратированная), дрожжи (дегидратированные), рыбий жир, поваренная соль, хлорид калия, мука из мидий, экстракт новозеландского зеленогубчатого моллюска (натуральный продукт для правильного формирования и поддержания здоровья соединительной ткани и суставов), порошок цикория
Корм Юниор Мини можно давать размоченным или сухим. Вода всегда должна быть легко доступна. Новый сухой корм для щенков вводят постепенно в течение 3-5 дней. Щенкам 2-3х месяцев рекомендуется скармливать размоченным, щенков старшего возраста можно кормить сухим кормом.
Пожалуйста, без ветеринарной консультации не применяйте никакие витаминные и минеральные концентраты или добавки, так как корм Юниор Мини содержит все необходимые компоненты в достаточных количествах. В противном случае могут наблюдаться случаи неправильного роста и формирования организма животного.
Рекомендации по кормлению щенка в зависимости от веса взрослой собаки (грамм в день)
Возраст щенка | Вес взрослой собаки данной породы (кг) | |||||||
2,5 | 5,0 | 7,5 | 10,0 | 12,5 | 15,0 | |||
2-ой месяц | 50 | 80 | 100 | 120 | 140 | 155 | ||
3-ий месяц | 60 | 95 | 130 | 155 | 180 | 205 | ||
4-ый месяц | 60 | 100 | 135 | 170 | 200 | 225 | ||
5-6 месяц | 60 | 100 | 140 | 175 | 205 | 235 | ||
6-9 месяц | 60 | 100 | 135 | 170 | 200 | 230 | ||
9-12 месяц | 55 | 95 | 130 | 165 | 195 | 225 |
Bosch Adult Maxi (Корм Бош Эдплт Макси для взрослых собак крупных пород), 3 кг
Страна: Германия
Бренд: Bosch
Производитель: Bosch Tiernahrung GmbH & Co
Размер: Крупные
Возраст: Взрослые
Назначение: Повседневный
— Оптимальное для крупной собаки сочетание протеина и жира
— Легко усваивается, что обеспечивает нормальное пищеварение
— Экстракт новозеландского зеленогубчатого моллюска – натуральный источник глюкозамина и хондроитина
Эдалт Макси — сбалансированный высококачественный сухой корм для взрослых собак с массивным костяком. В состав этого рациона входят такие важные компоненты, как мука из мидий и экстракт новозеландского зеленогубчатого моллюска, препятствующие разрушению хряща и обладающие противовоспалительной активностью. Это особенно необходимо собакам крупных пород, суставы которых несут повышенные нагрузки. Оптимальное содержание протеина (21%) и жира (12%) способствует поддержанию нормального веса животного. Размер и состав гранул адаптирован для больших собак.
Заказать корм Бош для взрослых собак Вы можете в интернет-зоомагазине Дарбу с бесплатной доставкой на дом.
Состав: мука из свежего мяса домашней птицы, ячмень, маис, пшеничная мука, пшеница, животный жир, мука из свежего мяса, пшеничные отруби, гидролизованное мясо, рыбная мука, свекольная пульпа, горошек, дрожжи дегидратированные, поваренная соль, мука из мидий, экстракт новозеландского зеленогубчатого моллюска натуральный продукт для поддержания функции тканей, хрящей, суставов, хлорид калия, порошок цикория.
Гарантированный анализ:Протеин | 21% |
Жир | 12% |
Влажность | 10% |
Микро-макроэлементы | 6. 5% |
Клетчатка | 2.5% |
Кальций | 1.15% |
Фосфор | 0.9% |
Калий | 0.5% |
Натрий | 0.3% |
Магний | 0.13% |
Энергетическая ценность | 15.5мдж/кг |
● При выборе корма советуйтесь с ветеринаром. У животного может быть аллергия на отдельные компоненты корма.
● Обеспечьте питомца достаточным количеством питьевой воды.
● Не перекармливайте питомца!
С этим товаром покупают
Похожие товары
Возможно, вам это понравится
СТАТЬИ О ПРОДУКТЕ
9 Июня 2015 За многовековые отношения человека с кошками и собаками их присутствие в нашей повседневной жизни является совершенно обыденным и … |
8 Февраля 2016 Косметика 1AllSystems имеет широкий комплекс для подготовки животных к выставкам, но также имеет в своем ассортименте продукцию, п. .. |
13 Июня 2014 Правильное питание — это залог здоровья и красоты вашего домашнего животного. Очень важно начать кормить щенка или котенка х… |
Bosch
Bosch – бренд профессиональных кормов суперпремиум-класса (классическая линейка Bosch) и класса холистик+ (линейка Bosch Soft) для собак, которые производятся на заводе Bosch Tiernahung GmbH & Co. в Германии. В основе философии компании Bosch Tiernahung лежит концепция, основанная на двух главных принципах, – это использование качественного 100% натурального местного сырья и современных технологий переработки. Так, всё сырьё для кормов Bosch закупается в немецких фермерских хозяйствах, в корма попадают только ингредиенты, прошедшие строгий контроль и признанные пригодными в питании человека (категория human grade). Гарантией высокого качества кормов Bosch является сертификат IFS – Международный стандарт пищевой промышленности.
Несомненным преимуществом кормов является отсутствие в составе сои и высокое содержание животного белка, который снабжает организм собаки всеми незаменимыми аминокислотами, необходимыми для нормального протекания обменных процессов в организме собаки. Кроме того, в процессе производства используется свежее охлаждённое мясо, что не только положительно сказывается на питательности рациона, но и обеспечивает великолепную поедаемость.
Благодаря высокому содержанию животного белка и особой щадящей технологии производства рационы Bosch для собак отличаются высокой усвояемостью, обеспечивающей очень экономичный расход корма, что, конечно же, приятно порадует любого владельца собаки.
Главным достоинством профессиональных кормов Bosch является отсутствие в составе искусственных антиоксидантов и консервантов (таких, как BHT и BHA, этоксиквин, пропиленгликоль), усилителей вкуса, красителей, ГМО, а также ингредиентов, содержащих дериваты промышленного производства (гормоны, кормовые антибиотики, гербициды, пестициды, тяжёлые металлы), благодаря чему значительно снижается риск пищевой непереносимости и аллергии, именно поэтому корма Bosch подходят абсолютному большинству собак.
Дополнительно корма Bosch обогащены компонентами, обеспечивающими максимальную заботу о здоровье животного. Так, например, в состав всех кормов входит экстракт зеленогубчатого моллюска для профилактики заболеваний суставов, иммунный комплекс, обогащённый бета-глюканами, для укрепления иммунитета и ингредиенты, содержащие FOS и MOS (фруктоолигосахариды и маннанолигосахариды), которые способствуют росту полезной микрофлоры кишечника и улучшают пищеварение.
Широкая линейка позволяет подобрать рацион для собак разного размера: маленьких (до 15 кг), средних (от 15 кг до 25 кг), а также крупных и гигантских собак (свыше 25 кг). Кроме того, в ассортименте представлены корма для собак всех возрастов и корма для собак с особенными физиологическими потребностями. Лакомства для собак Bosch также отличаются широким ассортиментом и представлены, в том числе, полувлажными лакомствами (Fruitees) с высоким содержанием свежего мяса, которые придутся по вкусу самым привередливым собакам.
Bosch – «Энергия собачьего дня»!
Bosch sanabelle kitten — отзывы, состав, цена
Органы котят развиваются очень быстро, поэтому на данном этапе жизни им требуется особый рацион питания. В этой статье вы ознакомитесь с основными характеристиками корма для котят Sanabell kitten, его составом и суточной нормой. От правильного питания и содержания питомца напрямую зависит его здоровье, внешний вид и энергичность.
Bosch Sanabell kitten – идеально сбалансированный и легкоусвояемый сухой корм для усатых малышей в период активного роста. Аминокислоты, полученные из цельных яиц и птичьего мяса, обеспечивают котятам полноценный рост, поддерживают здоровое состояние кожного покрова и шерсти, а также повышают еще совсем слабый иммунитет животного.
Важно! Крокеты маленьких размеров созданы специально для развития зубной системы и поддержания гигиены полости рта.
Кроме того, по мнению большинства фелинологов и ветеринаров, Бош Санабель – идеальный вариант для беременных и кормящих кошек. Высокая энергоемкость корма способствует адекватному энергосбережению организма мамы-кошки, поскольку обеспечивает всеми необходимыми для этого питательными веществами. Внутриутробное развитие плода происходит должным образом за счет нужного количества кальция, фосфора и протеинов, входящих в состав продукта.
Высококачественный корм Bosch Sanabell kitten подходит как котятам до 1 года, так и беременным/кормящим кошкам за счет:
- высокой энергоемкости;
- легкой усвояемости;
- правильного развития зубной и мышечно-скелетной систем;
- оптимального пищеварения;
- повышения естественного иммунитета.
Характеристики корма для котят Bosch Sanabelle
Производитель | Bosch |
Страна производитель | Германия |
Животное | Котенок/беременная или кормящая кошка |
Возраст | От 0 до 1 года/беременная или кормящая кошка |
Класс корма | Супер-премиум |
Вид корма | Основное питание |
Форма выпуска | Сухой корм |
Фасовка | 400 г, 2 кг, 10 кг |
Диапазон цен | 250-350 руб/кг |
Состав корма для котят Sanabelle
Состав корма Бош Санабель разработан с учетом развития котят с первых дней жизни.
Ингредиенты:
- мелко измельченное мясо домашней птицы
- ячмень
- маис
- животный жир
- мелко измельченная печень
- постная мясная обрезь
- мелко измельченная рыба
- гидролизованное мясо
- мелко измельченное свежее мясо
- высушенное яйцо
- свекольная пульпа
- сухие дрожжи
- льняное семя
- рыбий жир
- черника
- клюква
- хлорид калия
- мелко измельченные мидии
- экстракт новозеландского зеленого губчатого моллюска
- цветки бархатцев
- порошок цикория
экстракт юкки.
Питательные добавки (на 1 кг корма)
Питательные вещества на 1 кг | Ед. изм. | Количество |
Биотин | мкг | 276 |
Витамин А | МЕ | 25,000 |
Витамин В1 | мг | 20 |
Витамин В2 | мг | 23 |
Витамин В6 | мг | 21 |
Витамин В12 | мг | 41 |
Таурин | мг | 2,000 |
Пантотеновая кислота | мг | 21 |
Витамин D3 | МЕ | 1,520 |
Холин хлорид | мг | 2,455 |
Витамин С | мг | 400 |
Витамин Е | мг | 598 |
Цинк (гидрат) | мг | 76 |
Йод (безводный иодид кальция) | мг | 2,0 |
Медь (сульфат меди) | мг | 12 |
Цинк (аоксид цинка) | мг | 28 |
Селен (селенит) | мг | 0,21 |
Никотиновая кислота | мг | 80 |
Витамин D3 | мг | 3 |
Технологические добавки: антиоксидант |
Суточная норма
Норма корма Bosch Sanabell kitten для котят в граммах из расчета на 1 день
Вес кошки | Беременность | ||||
3 кг | 5 кг | 7 кг | 10 кг | 12 кг | |
2 месяца | до 40 | до 50 | до 60 | до 70 | до 80 |
3 месяца | 50-55 | 60-70 | 70-80 | 85-95 | 95-105 |
4 месяца | 55-65 | 75-85 | 85-95 | 100-105 | 110-115 |
5 месяцев | 60-65 | 85-90 | 95-100 | 105-110 | 115-120 |
6 месяцев | 60-65 | 95-100 | 95-100 | 105-110 | 120-125 |
7 месяцев | 65-70 | 100-105 | 95-100 | 105-110 | 130-140 |
8 месяцев | 65-70 | 100-105 | 100-105 | 110-120 | 145-150 |
9-10 месяцев | 65-70 | 100-105 | 100-105 | 110-120 | 150-155 |
11 месяцев | 60-65 | 90-100 | 95-100 | 105-110 | 150-155 |
12 месяцев | 60-65 | 90-100 | 95-100 | 105-110 | 145-150 |
Рекомендации по кормлению
В 2-месячном возрасте котятам необходимо питаться не мене 6 раз в день. Корм Бош Санабель киттен рекомендуется давать в размоченном виде. Для этого следует предварительно замочить корм в теплой воде или в молоке.
Когда малышу исполнится 3-4 месяца, сократите количество кормлений до 4-х раз в день.
Котенку в возрасте 6-12 месяцев достаточно кушать 2-3 раза в день.
Норма кормления беременных и кормящих кошек в граммах из расчета на 1 день:
Вес кошки | Беременность | |
До 5 недель | После 5 недель | |
3,0 – 4,0 кг | 45-60 | 60-75 |
4,0 – 5,0 кг | 65-80 | 85-105 |
8,0 – 9,0 кг | 105-110 | 140-145 |
10,0 – 11,0 кг | 120-125 | 155-160 |
12,0 – 13,0 кг | 135-140 | 170-185 |
Не забывайте каждый день наливать свежую воду вашей любимице.
Старайтесь как можно чаще посещать ветеринарного врача и следить за физическим состоянием кошки.
Отзывы о Bosch Sanabelle kitten
О корме Бош Санабель для котят оставляют различные отзывы. По словам владельцев представителей кошачьего семейства, котикам корм очень нравится, едят его с удовольствием, да и грызть маленькие гранулы им достаточно легко. Однако приобретать такое удовольствие для котят многим не по карману. Хозяева часто жалуются на завышенные цены в магазинах, тем более что пачка быстро заканчивается. В целом же этот продукт можно смело предлагать своему домашнему любимцу, поскольку в производстве высококачественных ингредиентов на фабрике в Германии можно не сомневаться.
(PDF) Может ли состав диеты повлиять на поведение собак? : пища для размышлений
Глава 7
Общее обсуждение 125
78. Маркус ЧР, Оливье Б., Панхьюзен Дж. Э., Ван дер Гугтен Дж., Аллес М. С., Туйтен А., Вестенберг Г. Г.,
Феккес Д., Коппешар Х. Ф. и де Хаан EE (2000). Бычий белок альфа-лактальбумин на
увеличивает соотношение триптофана к другим крупным нейтральным аминокислотам в плазме, а у уязвимых субъектов
повышает активность серотонина в головном мозге, снижает концентрацию кортизола и улучшает настроение при стрессе.
Американский журнал клинического питания 71: 1536-1544.
79. Koopmans SJ, Guzik AC, van der Meulen J, Dekker R, Kogut J, Kerr BJ & Southern LL (2006).
Влияние дополнительного приема L-триптофана на серотонин, кортизол, целостность кишечника и поведение
поросят-отъемышей. Журнал зоотехники 84: 963-971.
80. Адеола О и Болл РО (1992). Концентрации гипталамического нейромедиатора и качество мяса у
подвергшихся стрессу свинейсвиней содержали избыток триптофана и тирозина в рационе.Журнал зоотехники 70: 1888-1894.
81. Петерс Э., Нейт А., Бекерс Ф., Де Смет С., Обер А. Э. и Гирс Р. (2005). Влияние добавок
магния, триптофана, витамина С и витамина Е на стрессовую реакцию свиней на вибрацию. Журнал
Зоотехния 83: 1568-1580.
82. Кинг Дж. Н., Симпсон Б. С., Общий КЛ, Эпплби Д., Пейджат П., Росс К., Чауран Дж. П., Хит С., Беата С.,
Вайс А.Б., Мюллер Дж., Пэрис Т., Батай Б.Г., Паркер Дж., Пети С. И Рен Дж. (2000).Лечение
сепарационной тревожности у собак с помощью кломипрамина: результаты проспективного рандомизированного двойного
слепого плацебо-контролируемого многоцентрового клинического исследования в параллельных группах. Прикладная наука о поведении животных 67:
255-275.
83. Лей Дж., Коулман Дж. Дж., Холмс Р. и Хемсворт PH (2007). Оценка страха перед новыми и неожиданными раздражителями у
домашних собак. Прикладная наука о поведении животных 104: 71-84.
84. AAFCO (2004). Официальное издание Ассоциации американских чиновников по контролю кормов.Атланта, США:
AAFCO Incorporated.
85. Sainio E-L, Pulkki K & Young SN (1996). L-триптофан: биохимические, пищевые и фармакологические аспекты
. Аминокислоты 10: 21-47.
86. Гринвуд М.Х., Ладер М.Х., Кантаменени Б.Д. и Керзон Г. (1975). Острые эффекты перорального (-) —
триптофана у людей. Британский журнал клинической фармакологии 2: 165-172.
87. Беллисл Ф., Бланделл Дж. Э., Дай Л., Фантино М., Ферн Е., Флетчер Р. Дж., Ламберт Дж., Роберфроид М., Спектр С.,
Вестенхофер Дж. И Вестертерп-Плантенга М.С. (1998).Функциональная наука о питании и поведении и
психологических функций. Британский журнал питания 80: S173-S193.
88. Будро Дж. К., Сивакумар Л., Т. Д.Л., Уайт Т.Д., Дж. О и Хоанг Н.К. (1985). Нейрофизиология
вкусовых систем коленчатого ганглия (лицевого нерва): сравнение видов. Химические чувства 10: 89-127.
89. Будро Дж. К. и Уайт Т. Д. (1978). Химия вкуса вкусовых систем хищников. В: Химия ароматизаторов
пищевых продуктов животного происхождения Bullard RW, ed.Вашингтон, округ Колумбия, США: Американское химическое общество, 102-128.
90. Bjork JM, Dougherty DM, Moeller FG & Swann AC (2000). Дифференциальные поведенческие эффекты плазмы
истощение и нагрузка триптофана у агрессивных и неагрессивных мужчин. Нейропсихофармакология 22:
357-369.
91. Янг С.Н., Смит С.Е., Пил Р.О. и Эрвин Ф.Р. (1985). Истощение запасов триптофана вызывает быстрое снижение настроения на
у нормальных мужчин. Психофармакология (Берл) 87: 173-177.
92. Riedel WJ, Klaassen T & Schmitt JAJ (2002). Триптофан, настроение и когнитивные функции. Мозг, поведение,
и иммунитет 16: 581-589.
93. Rouvinen K, Archbold S, Laffin S & Harri M (1999). Долгосрочные эффекты триптофана на поведенческую реакцию
и характеристики роста шерсти у серебристой лисицы (Vulpes vulpes). Прикладное поведение животных
Science 63: 65-77.
94. Schøyen HF, Rouvinen-Watt K, Höglund E, Stone KP & Skrede A (2007).Влияние диетического бактериального белка
или L-триптофана на благополучие и показатели роста серебристой лисицы.
Канадский журнал зоотехники 87: 93-102.
95. Pedersen V & Jeppesen LL (1990). Влияние раннего обращения на более позднее поведение и стрессовые реакции у серебристой лисицы
(Vulpes vulpes). Прикладная наука о поведении животных 26: 383-393.
96. Пирс Г.П. и Патерсон А.М. (1993). Влияние ограничения пространства и предоставления игрушек во время выращивания
на поведение, продуктивность и физиологию самцов свиней. Прикладная наука о поведении животных 36: 11-
28.
97. Хеннесси М.Б., Фойт В.Л., Хоук Дж.Л., Янг Т.Л., Центрон Дж., Макдауэлл А.Л., Линден Ф. и Давенпорт
GM (2002). Влияние программы человеческого взаимодействия и изменений в составе рациона на
активность оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники у собак, содержащихся в общественном приюте для животных. Журнал
Американской ветеринарной медицинской ассоциации 221: 65-71.
Его жизнь, ранние работы и лучшие картины — ARTnews.com
Жизнь и творчество нидерландского художника Иеронима Босха, которому окончательно приписывают 20 картин, уже давно очаровывают публику во всем мире. Считающийся одним из величайших художников Северного Возрождения, Босх известен созданием беспокойных творческих работ, богатых религиозной символикой, аллегорией и фантастическими элементами, изображенными в оживленных сценах обширных композиций. Если его многолюдные протосюрреалистические картины были признаны многими, то его ранняя жизнь и происхождение его работ все еще менее широко известны. В приведенном ниже руководстве прослеживаются ключевые вехи юности и карьеры Босха до завершения его всемирно известной работы Сад земных наслаждений (1490–1500).
Статьи по Теме
Родился в семье художников.
Иероним Босх родился между 1450 и 1456 годами в голландском городе с-Хертогенбос. Он был четвертым из пяти детей, рожденных Антониусом ван Акеном и Алейдом ван дер Минненом. Дед Босха, Иоганнес Томасзоон ван Акен, которого в ранние годы звали Иеронимус, был одним из самых выдающихся художников Хертогенбоса в первой половине 15 века. Согласно книге « Иероним Босх: Полное собрание сочинений » 2014 года историка искусства Стефана Фишера, Йоханнес построил для своей семьи то, что считалось «династией художников», обеспечив своим детям и внукам относительно комфортную жизнь. Хотя об искусстве отца Босха известно очень мало, Иероним впервые упоминается в документах как член мастерской Антония в 1475 году.
В 1463 году город Босха охватил пожар.
13 июня 1463 года в Хертогенбосе вспыхнул пожар, уничтоживший дом, в котором он провел детство.Считается, что художник был свидетелем этой катастрофы, которая была, пожалуй, одним из самых разрушительных событий его ранней жизни. Возможно, катастрофический инцидент повлиял на более поздние работы Босха, некоторые из которых включают в себя пламя, бушующее на их фоне.
В молодости Босх женился на дочери купца.
Ученые до сих пор не знают, чем именно был занят Босх между 1475 и 1480 годами, но они действительно знают, что он женился на Алейде ван дер Мервенне, происходившей из богатой семьи, где-то между 1480 и 1481 годами. По словам Фишера, Босх извлек выгоду из средств, земли и статуса, которые пришли с профсоюзом, и он основал свою собственную мастерскую вскоре после того, как пара поженилась. В этот момент своей жизни Босх стал самостоятельным художником и был готов наладить значимые связи с влиятельными королевскими покровителями.
Самые ранние известные произведения художника изображали откровенно религиозные сцены.
Картина под названием Распятие со святыми и донором (ок. 1485–1490), которая сейчас хранится в коллекции Королевских музеев изящных искусств Бельгии, считается одним из первых сохранившихся произведений Босха. Фишер пишет, что, хотя остается неизвестным, где она изначально была выставлена, картина, как и многие другие религиозные изображения того периода, была создана, чтобы обеспечить спасение души дарителя, изображенного на коленях у подножия креста. Распятие со святыми и донором — это что-то особенное в работе, которая отдает предпочтение эксцентричным, головокружительным и сбивающим с толку композициям, и Босх позже перенесет свой особый стиль на различные религиозные темы.
Знаковый стиль Босха начинает проявляться в картинах святых.
Насыщенные цвета и причудливые образы Сад земных наслаждений (1490–1500) прорисованы менее странным сюжетом: ранними изображениями святых Босхом. Его картина Святой Иероним в молитве (ок.1485–90) изображает святого, сжимающего распятие, изгибающего свое тело так, чтобы поместиться в компактном замке в пустыне. Святой Иоанн Креститель в медитации (ок. 1490), картина маслом на панно из коллекции Fundación Lázaro Galdiano в Мадриде, изображает святого, одетого в ярко-красную одежду, слегка скрытую потусторонним — и несколько угрожающим — растение монументальных размеров. А в двукрылом босхе Святой Иоанн на Патмосе — алтарь, созданный для эксклюзивного Братства Богородицы, религиозного братства, членом которого был Босх, жилистого дьявола с рептильными конечностями и горящим над ним маленьким огнем. его голова в заговоре в углу композиции помешает Иоанну написать Книгу Откровения.
Ранний заказ супружеской пары из Антверпена предвещал его адские сцены.
Триптих Поклонения волхвов (около 1494 г.), который является частью коллекции музея Прадо в Мадриде, широко считается шедевром Босха. Работа с изображением библейского события на внутренних панелях была заказана донорами Пеэтером Шейфве и Агнес де Грамм из Антверпена.На картине, наполненной тщательно продуманными деталями и религиозным символизмом, изображены Мария и Иисус, получающие дары под ветхой соломенной крышей. Призрачные лица изумленных зрителей выглядывают из-за стены дома, а жертвователи работы изображены на крайнем левом и правом крыльях произведения. Помимо центрального боя и неминуемого столкновения двух армий на заднем плане, Босх визуализировал обширный — если не совсем точный — город Вифлеем. Относительное спокойствие этой зеленой и обширной композиции вскоре уступило место хаотическим и кошмарным интерпретациям религиозных сцен.
По мере того, как он добивался успеха, в его работах возникали пугающие видения.
Согласно Фишеру, Босх начал нанимать по крайней мере одного помощника к 1499 году, как раз перед тем, как он завершил очередной шедевр неизвестного покровительства. То, что он вообще смог нанять помощника, было знаком того, что он добился успеха.Вскоре Босх создаст триптих The Temptation of Saint Anthony (ок. 1500), в интерьере которого описаны тщетные попытки демонов и других злых сил вынудить святого Антония отказаться от спасения. На оживленной центральной панели, изображающей адский пейзаж пламени, обитают разнообразные существа, которые пытаются заманить Святого Антония в разврат и грех.
Сад земных наслаждений был написан к свадьбе графа.
Самая известная картина Босха, Сад земных наслаждений , была написана в память о свадьбе графа Генриха II Нассау-Бреда. Фишер объясняет, что эта статья была предназначена для иллюстрации «преимуществ и опасностей» брака через призму библейского повествования. Триптих изображает Адама и Еву в гармоничном пейзаже слева, гедонистический рай в центре и пылающий ад, ожидающий необузданных влюбленных на правой панели.Но, как и во многих других его работах, в его шедевре просвечивает склонность Босха к юмору и абсурду. Обнаженные фигуры крутятся своими тонкими телами друг вокруг друга и исполняют акробатические позы, птицы и животные смотрят на эротическое разгул или присоединяются к нему, а некоторые участники собираются в уютных ракушках и вольерах различных форм и цветов. Легкомыслие можно найти даже в мрачных сценах разрушения на правой стороне триптиха, где пара гигантских ушей владеет массивным ножом, а монументальные музыкальные инструменты используются в качестве орудий пыток.Спустя более 500 лет после своего создания, The Garden of Earthly Delights , который полностью раскрывает безграничное воображение Босха, остается источником сильного очарования и развлечения как для историков искусства, так и для любителей искусства.
Frontiers | Переход от состава микробиома к взаимодействиям микробного сообщества: потенциал гидры метаорганизма как экспериментальной модели
Введение
Микробы поддерживают жизнь на этой планете, поскольку они выполняют не только важные экосистемные функции, но и населяют все организмы. Целостность хозяина и связанное с ним микробное сообщество, включая вирусы и клеточные микробы, называется «метаорганизмом» или «холобионтом» (Bosch and McFall-Ngai, 2011; Bosch and Miller, 2016). Существование такого объединяющего термина указывает на важность микробного сообщества для понимания биологии любого хозяина. Эти связанные с хозяином микробные сообщества (микробиомы) живут на поверхности хозяина, связаны с различными тканями и могут находиться внутри и внутри клеток (Huttenhower et al., 2012; Kostic et al., 2013). Связанные с хозяином микробные сообщества динамичны, меняются на протяжении всей жизни хозяина и не являются пассивными игроками, а активно участвуют в развитии, метаболизме, иммунитете и здоровье хозяина, как это обнаружено в установленных модельных системах, таких как кораллы, черви, насекомые, мыши и другие. Hydra (Ley et al., 2008; Fraune, Bosch, 2010; Fukuda et al., 2011; Naik et al., 2012; Lee and Brey, 2013; Sommer and Bäckhed, 2013; McFall-Ngai, 2014; Thompson и др. , 2015). Как микробы повышают стрессоустойчивость хозяина и регулируют его нишевое дыхание — активные области исследований (Mueller and Sachs, 2015).Несмотря на очевидную важность микробиома в влиянии на приспособленность хозяина (в дарвиновском смысле), понимание основных механизмов все еще отсутствует.
Переход от описательных к прогнозным исследованиям микробиома
Последние технологические достижения (например, высокопроизводительное секвенирование, протеомика, метаболомика) и расширенные усилия благодаря большому количеству инициатив в области микробиома человека и окружающей среды (обобщены в Stulberg et al., 2016) привели к значительному прогрессу в характеристике состава хозяина. — микробные сообщества, связанные с местами обитания или экосистемами (Huttenhower et al., 2012; Гилберт и др., 2014; Hacquard et al., 2015; Sunagawa et al., 2015). Например, недавняя оценка исследований микробиома в США подчеркивает важность исследований микробиома для решения текущих мировых проблем, таких как производство продуктов питания, здоровье человека и экосистемы (Stulberg et al. , 2016). Тем не менее, для достижения этой цели исследования микробиома должны перейти от описательной науки к более предсказательной (Alivisatos et al., 2015), в рамках которой рассматривается экология этих весьма разнообразных сообществ.Центральное место в способности прогнозировать и управлять функцией микробных сообществ, связанных с хозяином, является знание факторов, определяющих их динамику и стабильность. Концепция основного микробиома (таксонов или функционального ядра) была очень полезна для определения стабильности этого ядра и того, как оно изменяется с возрастом, диетой, географическим положением, временем или другими факторами. Недавние результаты исследований микробиома человека показывают, что основной микробиом можно определить на функциональном, а не на таксономическом уровне (Lloyd-Price et al., 2016). Однако то, что составляет ядро, все еще остается неуловимым и зависит от интересующего вопроса. В гидре Hydra было обнаружено, что микробные сообщества диких пойманных и одомашненных животных на удивление схожи и имеют общую микробиоту на таксономическом уровне (Fraune and Bosch, 2007). Вполне вероятно, что на микробиом (например, микробные сообщества, связанные с абиотической средой) влияют различные внешние и внутренние факторы, например, температура, pH, доступность ресурсов, микробно-микробные взаимодействия, а также взаимодействия с хозяином.Хотя существует ряд исследований взаимодействий между хозяином и микробиомом, сравнительно мало известно о взаимодействиях между микробами в пределах микробиома (включая виром) и о том, как они влияют на метаорганизм.
Взаимодействие внутри микробиома может быть обусловлено различными особенностями, такими как метаболизм, социальные особенности (производство общественных благ) или факторы окружающей среды, такие как пространственная организация (Kim et al., 2008; Nadell et al., 2010; Mitri and Foster, 2013; Großkopf, Soyer, 2014).Можно выделить шесть различных паттернов взаимодействия между членами разных видов (Lidicker, 1979) (см. Рисунок 1 для потенциальных взаимодействий внутри метаорганизма, представленного в Hydra ).
РИСУНОК 1. Сложные взаимодействия микробного сообщества в Hydra. Схематический рисунок Hydra с увеличенным разрезом эктодермальных эпителиальных клеток, покрытых гликокаликсом и связанным с ним микробным сообществом.В этой сложной системе микробы могут взаимодействовать друг с другом множеством способов, как показано стрелками. Для вовлеченных видов взаимодействия могут иметь положительное (+), отрицательное (-) или нулевое влияние (0). Краткое изложение возможных экологических взаимодействий и их значения в терминах метаболизма сведено в таблицу (с изменениями из West et al., 2007; Faust and Raes, 2012; Großkopf and Soyer, 2014). Вероятно, что взаимодействия между конкретными микробами и хозяином могут модулироваться метаболическими или физическими сигналами, но хозяин также напрямую влияет на взаимодействие между видами микробов (пунктирные стрелки) посредством отбора эпителия.
Взаимодействие микробов и микробов: проблемы и будущие исследования
Для разделения взаимодействий в микробных сообществах важно понимать важность двух ключевых мотивов — сотрудничества и конкуренции. Это было хорошо изучено в экологических сообществах, например, Фостером и Беллом (2012), где были изолированы виды из двух водных сред. Анализируя парные взаимодействия между культивируемыми микробами, было замечено, что большинство взаимодействий было конкурентным (Foster and Bell, 2012).Эта закономерность подтверждается результатами других исследований, которые предполагают, что по крайней мере 86% взаимодействий между штаммами или видами являются конкурентными (обзор в Mitri and Foster, 2013). Это контрастирует с тем, что до недавнего времени предполагалось для микробных сообществ, связанных с хозяином. Было предсказано, что совместное взаимодействие между членами сообщества станет основной движущей силой продуктивного и стабильного микробиома, например, в кишечнике человека (Bäckhed et al., 2005; Van den Abbeele et al., 2011).Это мнение было оспорено плодотворным исследованием, которое объединило анализ экологической сети и недавние данные по микробиомам млекопитающих (Coyte et al. , 2015). В то время как совместная микробная сеть действительно оказалась очень продуктивной в краткосрочной перспективе, конкуренция между различными микробами была определена как движущая сила долгосрочной стабильности микробиома и, следовательно, как выгода для хозяина. Противоречивый результат, заключающийся в том, что сотрудничество между видами микробов дестабилизирует, основан на петлях положительной обратной связи, которые приведут к побочным эффектам (Coyte et al., 2015). Предполагается, что неограниченное сотрудничество приведет к постоянно растущему изобилию взаимодействующих групп видов, что, в свою очередь, может привести к коллапсу конкурирующих популяций и, в конечном итоге, к дестабилизации всего сообщества. Считается, что конкурентное взаимодействие между микробами помогает стабилизировать сообщество (McNally and Brown, 2016).
Еще одним фактором, способствующим стабильности его микробиома, является сам хозяин (Coyte et al., 2015). Было идентифицировано несколько механизмов, с помощью которых хозяин может подавлять положительную обратную связь между сотрудничающими видами и ослаблять их взаимодействие: (i) регулирование посредством иммунного ответа, зависящее от плотности различных видов микробов, (ii) уменьшение пространственной сегрегации между -видовой контакт, и (iii) обеспечение источников углерода через эпителиальное питание, сводящее к минимуму перекрестное питание между микробами. Это исследование также подразумевает, что для понимания и управления микробиомом хозяина необходимо уделять пристальное внимание силе и природе экологических взаимодействий между различными видами микробов (Coyte et al., 2015), экспериментальных данных по которым все еще мало.
Хотя впечатляющие успехи были достигнуты с помощью методов высокопроизводительного секвенирования в описании (весьма) разнообразного видового состава сообществ, связанных с хозяином [например, «Проект микробиома человека» (Huttenhower et al., 2012)], в настоящее время доступно мало данных об экологических взаимодействиях внутри микробиома (Coyte et al., 2015). Одним из центральных аспектов подхода к прогнозному пониманию функции и динамики микробного сообщества будет интеграция теории и экспериментов (Widder et al., 2016). Для получения данных, которые можно использовать в математических моделях, необходимо определить «модельные» микробные сообщества, которыми можно манипулировать, и где можно проверить теоретические прогнозы.
Hydra и ее микробиом как экспериментальная модель
Мы предлагаем расширить использование метаорганизма Hydra за пределы областей биологии развития (Bosch, 2007), исследований стволовых клеток (Bosch, 2009; Bosch et al., 2010), иммунитет (Bosch, 2013, 2014), старение (Nebel, Bosch, 2012; Boehm et al., 2013) и взаимодействия животных и микробов (Bosch, 2013, 2014) в качестве модельного организма для изучения взаимодействий внутри , микробиота, связанная с животными, и то, как это влияет на хозяина, и наоборот (рис. 1).
Hydra является книдарией, которая в отличие от других модельных систем для связанной с хозяином микробиоты является филогенетически базальной. Филогенетическое положение Гидры , таким образом, обеспечивает преимущество очень простого строения тела с ограниченным количеством клеток и базовой иммунной и нервной системой.Его трубчатое тело похоже на кишечник позвоночных (Bosch, 2012), и изменения в эпителиальном гомеостазе Hydra приводят к значительным изменениям в микробном сообществе (Fraune et al. , 2009). Hydra обладает видоспецифическим и основным микробиомом низкой сложности (Fraune and Bosch, 2007; Bosch, 2013), из которого наиболее доминирующие микробы можно культивировать индивидуально в лабораторных условиях (Bosch, 2013; Fraune et al., 2014 ). Наблюдение за отдельными и воспроизводимыми паттернами колонизации гидры Hydra во время его жизненного цикла развития предполагает, что факторы хозяина участвуют в формировании микробного состава (Franzenburg et al., 2013а). Противомикробные пептиды были идентифицированы как важные эффекторные молекулы врожденной иммунной системы, которые управляют отбором эпителия (Augustin et al., 2009; Bosch et al., 2009; Franzenburg et al., 2013b). Тем не менее, маловероятно, что хозяин способен контролировать каждый филотип микробов индивидуально.
Еще одним ключевым инструментом для изучения взаимодействия между хозяином и его микробиотой является создание свободных от микробов или гнотобиотических животных, что было достигнуто в системе Hydra (Franzenburg et al. , 2012). Это в сочетании с его прозрачностью, быстрым жизненным циклом, простотой выращивания и клонального размножения, а также обширным объемом знаний о функциях, важных для характеристики, понимания, а также управления Hydra в качестве хоста (подробности см. В Bosch, 2014), делает его идеальной системой для «деконструкции» метаорганизма и его взаимодействий. Hydra как базальный эуметазоан, таким образом, не только позволяет нам получить представление о ранней эволюции взаимодействий хозяин-микроб, но также и об экологических взаимодействиях в микробиомах низкой сложности.Анализ действующих экологических взаимодействий является ключом к пониманию динамики микробиома, что является предпосылкой для способности реконструировать и восстанавливать «здоровый микробиом».
Для разделения микробных взаимодействий внутри микробиома Hydra мы предлагаем интегрированный подход, основанный на построении синтетических сообществ различной сложности in vivo и in vitro , которые можно сравнить с сообществом in situ и с отдельными генотипами ( Фигура 2). Сопоставление идентичных микробных сообществ с помощью экспериментов in vivo, и in vitro, даст ценные ключи к разгадке степени влияния хозяина на микробно-микробные взаимодействия и, в конечном итоге, их приспособленности, и наоборот, микробного воздействия на приспособленность хозяина. Классические эксперименты по совместному культивированию (Mitri and Foster, 2013) могут быть легко выполнены в системе Hydra . Здесь сообщество разбивается на отдельные компоненты и приспособленность каждого вида микробов в синтетических сообществах различного состава по сравнению с его приспособленностью при одиночном выращивании.Отрицательные взаимодействия [такие как конкуренция (чистый отрицательный эффект)] приводят к снижению роста совместной культуры по сравнению с суммой урожайности видов (монокультура). Если аддитивный рост равен сумме роста монокультуры, чистый эффект нейтрален, поэтому виды не взаимодействуют. Если чистый эффект положительный, т. Е. Совокупный рост больше, чем аддитивный, взаимодействия являются кооперативными. Этот подход использовался для сообществ видов с управляемым числом видов (например, Fiegna et al., 2015). Благодаря способности культивировать большинство микробных филотипов в Hydra in vitro (Bosch, 2013), взаимодействие между отдельными членами и роль отдельных микробов в сообществе могут быть разделены.
РИСУНОК 2. Hydra’s экспериментальный потенциал для изучения взаимодействий внутри микробиома. Обзор спектра систем изучения микробного сообщества для выяснения взаимодействий в относительно простом микробиоме Hydra .Интеграция экспериментов in vivo, и , in vitro, дает возможность получить подсказки о том, как хозяин может влиять на микробно-микробные взаимодействия и наоборот. Возможность изучать межвидовые и внутривидовые взаимодействия с разным разрешением поможет раскрыть общие принципы микробных взаимодействий в микробиомах.
Эксперименты по совместному культивированию предоставят информацию о взаимодействиях между различными микробами, а также о взаимодействиях с хозяином (рис. 1), которая может быть реализована в простых теоретических моделях, которые, в свою очередь, могут быть расширены для обеспечения прогнозов для более сложных микробных сообществ. , например, микробиом мыши или человека.Ценность такого подхода в получении нового понимания функции метаорганизма была продемонстрирована недавним исследованием, в котором было обнаружено, что микробиом Hydra обеспечивает защиту от заражения грибком Fusarium sp., Который был способен только заражать животных без микробов или животных с сокращенным микробным сообществом (Fraune et al., 2014). Данные этих экспериментов использовались в теоретических моделях, которые подтвердили результаты с использованием подхода теории игр, но также указали, что необходимы дополнительные эксперименты, поскольку результаты не могут быть полностью объяснены попарными взаимодействиями между видами микробов (Li et al., 2015). Такая интеграция математических прогностических моделей с экспериментальными данными имеет важное значение для улучшения понимания функции и динамики микробных сообществ (Widder et al. , 2016).
Для получения информации о механистической основе конкретных взаимодействий эксперименты по совместному культивированию могут быть дополнены экспериментами по нокауту генов (Bernstein et al., 2012; Nakashima and Miyazaki, 2014; Khare and Tavazoie, 2015), в которых удаляется целевой ген. в одном из штаммов и характер взаимодействия в совместной культуре по сравнению со штаммом, в котором все еще присутствует ген.Rakoff-Nahoum et al. (2016) использовали такой подход in vitro в сочетании с экспериментами с гнотобиотическими мышами для проверки эволюции кооперации в кишечной микробиоте млекопитающих. Кроме того, есть свидетельства того, что не только генетические изменения могут быть необходимы для установления и поддержания межвидовых взаимодействий, но также что изменений транскриптома может быть достаточно (rev. Tan et al., 2015). Возможность анализа механистической (генетической) основы взаимодействий между микробами возможна в метаорганизме Hydra , но, кроме того, может быть распространена на хозяина, поскольку не только бактерии могут подвергаться генетическим манипуляциям, но и трансгенные полисы Hydra могут быть изменены. генерируется микроинъекцией эмбриона (Wittlieb et al., 2006). Другим преимуществом этой системы является возможность создания «статического» хозяина, который не эволюционирует одновременно с микробиомом, поскольку Hydra может воспроизводиться бесполым путем через почкование и таким образом создавать идентичные копии самого себя. Микробиом, напротив, можно искусственно манипулировать и выбирать, например, с целью повышения производительности организма-хозяина. Эта опосредованная хозяином инженерия микробиома (недавно рассмотренная в Mueller and Sachs, 2015) обсуждается как одно из новых направлений исследований в медицине и сельском хозяйстве.Инженерия микробиома также позволяет изучать появление новых взаимодействий между членами сообщества и то, как это влияет на продуктивность и долгосрочную стабильность микробиома, а также на то, как это влияет на приспособленность хозяина (Mueller and Sachs, 2015). Это особенно интересно во времена быстрых изменений окружающей среды, когда смещенные взаимодействия внутри микробиома могут действовать как буфер против воздействия окружающей среды на хозяина.
Используя опосредованную хозяином инженерию микробиома, можно добавить еще один уровень сложности, включив виром.Недавнее исследование показало, что вирусные сообщества в гидре Hydra видоспецифичны (Grasis et al., 2014), но их роль в создании и поддержании микробиома или влиянии на межвидовые взаимодействия еще предстоит решить (Bosch et al., 2015; Bosch и Миллер, 2016).
Расшифровка связи между метаболитами, микробами и хозяином — еще один захватывающий рубеж в исследованиях метаорганизмов (Dorrestein et al., 2014). Это очень актуально в свете недавних данных о том, что метаболиты, продуцируемые микробами, влияют на различные системы органов, такие как связи между микробом и мозгом, метаболизм костей или иммунные функции (Cryan and Dinan, 2012; Dorrestein et al., 2014; Чарльз и др., 2015; Эйсфен и Тайс, 2016). Многокомпонентные подходы, в которых метаболом, микробиом и иммунная система хозяина оцениваются одновременно, возможны в модели Hydra и помогут расшифровать эту новую связь. Обмен метаболитами между различными микробными игроками во взаимодействии может быть рассмотрен в экспериментальной установке, где подход с использованием кондиционированной или отработанной среды позволяет контролировать производство и потребление метаболитов (Пономарова и Патил, 2015).Метод основан на фильтрате бесклеточной культуры донорного вида, который добавляется к культуре реципиента микробов для оценки активности секретома (Vetsigian et al., 2011; Rakoff-Nahoum et al., 2014). В дополнение к классическим экспериментам в жидких питательных средах в настоящее время используются другие системы и технологии совместного культивирования, такие как микрофлюидики, чашки Петри, твердые поддерживающие системы, биореакторы и системы трансвелл (подробно рассмотрено в Goers et al., 2014).
Альтернативный подход для вывода кооперативных и конкурентных отношений между различными членами сообщества (но не лежащих в основе механизмов) основан на доступности высокопроизводительных данных о последовательности, где анализируются данные о совместной встречаемости и шаблоны корреляции (Faust and Raes, 2012 ). Можно предположить положительную взаимосвязь, когда два вида встречаются одновременно или демонстрируют схожую картину численности в нескольких пробах; прогнозируется отрицательный, когда они показывают взаимное исключение (Faust, Raes, 2012). С помощью этой информации могут быть построены сети взаимодействия, позволяющие идентифицировать ключевые виды, которые стабилизируют сообщество, или предсказывать (не) устойчивость сообществ к изменениям окружающей среды (Faust et al., 2012; Berry and Widder, 2014; Widder и др., 2014).
Другой набор моделей, основанный на данных о последовательности всего генома (или, по крайней мере, на черновиках), фокусируется на метаболических зависимостях в микробных сообществах (Klitgord and Segrè, 2010; Mahadevan and Henson, 2012). Основываясь на успехе системной биологии в разработке прогностических возможностей in silico для отдельных видов, системная биология сообщества (уютная) пытается определить и предсказать взаимодействия между несколькими видами (Zengler and Palsson, 2012; Tan et al. , 2015). Роль системной биологии сообществ в помощи в раскрытии способов взаимодействия в сложных сообществах была недавно подчеркнута Зенглером и Палссоном (2012), а специально для человеческого микробиома Manor et al.(2014). Метаболическое моделирование в масштабе генома сыграло важную роль в реконструкции взаимоотношений генотипа и фенотипа у отдельных организмов (Borenstein et al., 2008; Zengler and Palsson, 2012). Развитие этих структур и методов для многовидовых метаболических моделей — очень многообещающий путь для предсказания сложных взаимоотношений в многовидовых системах (таких как микробиом человека) в ближайшем будущем (Borenstein, 2012; Manor et al., 2014). Такой подход может быть применен к системе Hydra из-за ее сравнительно простого микробиома.Гипотезы могут быть созданы на основе геномных данных для последующих тестов в лаборатории, поскольку большинство идентифицированных бактериальных филотипов можно культивировать in vitro .
Простота работы с системой Hydra в лаборатории позволяет проводить эксперименты в хорошо контролируемых условиях, которые можно легко воспроизводить, изменять и брать пробы в различных временных масштабах. Hydra имеет много общих генов с людьми, которые были потеряны у Drosophila и Caenorhabditis (Chapman et al., 2010; Hemmrich et al., 2012), поэтому понимание взаимоотношений хозяин-микроб-микроб может раскрыть общие принципы, которые также имеют отношение к людям и их микробиоте. Система Hydra обеспечивает превосходный мост между простотой синтетических сообществ и моделью мыши. Поскольку важные характеристики хозяина, например, иммунный ответ хозяина, трудно повторить. сообщества.
Авторские взносы
PD и TB совместно участвовали в разработке и написании рукописи. Оба одобрили его к публикации.
Финансирование
Работа, связанная с этой перспективой, финансировалась Рамочной программой Европейского Союза для исследований и инноваций Horizon 2020 (2014–2020) в рамках Соглашения о гранте Марии Склодовской-Кюри № 655914 и DAAD (Deutscher Akademischer Austausch Dienst). Работа в лаборатории Bosch частично поддерживается грантами Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Центром совместных исследований (CRC) 1182 («Происхождение и функции метаорганизмов») и грантами программы DFG Cluster of Excellence Program «Воспаление на интерфейсах». .
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Благодарности
Авторы хотели бы поблагодарить Катрин Хаммершмидт и трех рецензентов за полезные комментарии к более ранней версии рукописи и Катю Шредер за графический дизайн полипа Hydra . TB с благодарностью отмечает поддержку Канадского института перспективных исследований (CIFAR).
Список литературы
Аливисатос, А. П., Блазер, М. Дж., Броди, Э. Л., Чун, М., Дангл, Дж. Л., Донохью, Т. Дж. И др. (2015). Единая инициатива по использованию микробиомов Земли. Наука 350, 507–508. DOI: 10.1126 / science.aac8480
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Огюстин Р., Антон-Эркслебен Ф., Юнгникель С., Хеммрих Г., Спади Б., Подшун Р. и др. (2009). Активность нового пептида арминина против мультирезистентных человеческих патогенов показывает значительный потенциал филогенетически древних организмов в качестве источников лекарств. Антимикробный. Агенты Chemother. 53, 5245–5250. DOI: 10.1128 / AAC.00826-09
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бэкхед, Ф., Лей, Р. Э., Зонненбург, Дж. Л., Петерсон, Д. А., и Гордон, Дж. И. (2005). Хозяин-бактериальный мутуализм в кишечнике человека. Наука 307, 1915–1920. DOI: 10.1126 / science.1104816
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бернштейн, Х. К., Полсон, С. Д., и Карлсон, Р. П. (2012). Синтетические консорциумы Escherichia coli , разработанные для синтрофии, демонстрируют повышенную продуктивность биомассы. J. Biotechnol. 157, 159–166. DOI: 10.1016 / j.jbiotec.2011.10.001
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Берри Д. и Виддер С. (2014). Расшифровка микробных взаимодействий и обнаружение ключевых видов с помощью сетей совместного возникновения. Фронт. Microbiol. 5: 219. DOI: 10.3389 / fmicb.2014.00219
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Бём, А. -М., Розенштиль, П., и Бош, Т.С.Г. (2013). Стволовые клетки и старение с квази-бессмертной точки зрения. Bioessays 35, 994–1003. DOI: 10.1002 / bies.201300075
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Боренштейн, Э. (2012). Вычислительная системная биология и in silico моделирование микробиома человека. Краткое. Биоинформ. 13, 769–780. DOI: 10.1093 / bib / bbs022
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Боренштейн, Э., Купец, М., Фельдман, М. В. и Руппин, Э. (2008). Масштабная реконструкция и филогенетический анализ метаболических сред. Proc. Natl. Акад. Sci. США 105, 14482–14487. DOI: 10.1073 / pnas.0806162105
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Bosch, T.C.G. (2007). Почему полипы регенерируют, а мы нет: к клеточному и молекулярному каркасу для регенерации гидры. Dev. Биол. 303, 421–433. DOI: 10.1016 / j.ydbio.2006.12.012
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Bosch, T. C. G. (2012). Понимание сложных взаимодействий хозяина и микроба в Hydra. Gut. Микробы 3, 345–351. DOI: 10.4161 / gmic.20660
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Bosch, T.C.G. (2013). Взаимодействия книдарий-микробов и происхождение врожденного иммунитета у многоклеточных. Annu. Rev. Microbiol. 67, 499–518. DOI: 10.1146 / annurev-micro-092412-155626
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Bosch, T. C. G. (2014). Переосмысление роли иммунитета: уроки гидры . Trends Immunol. 35, 495–502. DOI: 10.1016 / j.it.2014.07.008
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Bosch, T.C.G., Антон-Эркслебен, Ф., Хеммрих, Г., и Халтурин, К. (2010). Полип Hydra : не что иное, как активное сообщество стволовых клеток. Dev. Разница в росте. 52, 15–25. DOI: 10.1111 / j.1440-169X.2009.01143.x
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Bosch, T.C.G., Augustin, R., Anton-Erxleben, F. , Fraune, S., Hemmrich, G., Zill, H., и другие. (2009). Раскрытие эволюционной истории врожденного иммунитета: простой многоклеточный организм Hydra использует эпителиальные клетки для защиты хозяина. Dev. Комп. Иммунол. 33, 559–569. DOI: 10.1016 / j.dci.2008.10.004
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Bosch, T.C.G., Grasis, J.A., and Lachnit, T. (2015). Микробная экология в Hydra : почему вирусы имеют значение. J. Microbiol. 53, 193–200. DOI: 10.1007 / s12275-015-4695-2
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Bosch, T.К. Г., Макфолл-Нгаи, М. Дж. (2011). Метаорганизмы как новый рубеж. Зоология 114, 185–190. DOI: 10.1016 / j.zool.2011.04.001
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чепмен, Дж. А., Киркнесс, Э. Ф., Симаков, О., Хэмпсон, С. Э., Митрос, Т., Вайнмайер, Т., и др. (2010). Динамический геном Hydra . Природа 464, 592–596. DOI: 10.1038 / nature08830
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Чарльз, Дж. Ф., Эрманн, Дж., и Алипрантис, А.О. (2015). Микробиом кишечника и приспособленность скелета: жуки и кости соединяются. Clin. Иммунол. 159, 163–169. DOI: 10.1016 / j.clim.2015.03.019
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Койт, К. З., Шлютер, Дж., И Фостер, К. Р. (2015). Экология микробиома: сети, конкуренция и стабильность. Наука 350, 663–666. DOI: 10.1126 / science.aad2602
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Крайан, Дж.Ф. и Динан Т. Г. (2012). Микроорганизмы, изменяющие сознание: влияние микробиоты кишечника на мозг и поведение. Nat. Rev. Neurosci. 13, 701–712. DOI: 10.1038 / nrn3346
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Доррестейн, П. К., Мазманян, С. К., и Найт, Р. (2014). Поиск недостающих звеньев между метаболитами, микробами и хозяином. Иммунитет 40, 824–832. DOI: 10.1016 / j.immuni.2014.05.015
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Эйсфен, Х.Л., Тайс К. Р. (2016). Взаимодействие животных и микробов и эволюция нервной системы. Philos. Пер. R. Soc. Лондон. B Biol. Sci. 371, 20150052. doi: 10.1098 / rstb.2015.0052
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фауст, К., и Раес, Дж. (2012). Микробные взаимодействия: от сетей к моделям. Nat. Rev. Microbiol. 10, 538–550. DOI: 10.1038 / nrmicro2832
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фауст, К., Сатирапонгсасути, Дж.F., Izard, J., Segata, N., Gevers, D., Raes, J., et al. (2012). Отношения микробного сосуществования в микробиоме человека. PLoS Comput. Биол. 8: e1002606. DOI: 10.1371 / journal.pcbi.1002606
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фигна, Ф., Морено-Летелье, А., Белл, Т., и Барраклаф, Т. Г. (2015). Эволюция межвидовых взаимодействий определяет продуктивность микробного сообщества в новых средах. ISME J. 9, 1235–1245. DOI: 10.1038 / ismej.2014.215
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фостер, К. Р., Белл, Т. (2012). Конкуренция, а не сотрудничество, доминирует над взаимодействиями между культивируемыми видами микробов. Curr. Биол. 22, 1845–1850. DOI: 10.1016 / j.cub.2012.08.005
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Франценбург, С., Фрауне, С., Альтрок, П. М., Кюнцель, С., Бейнс, Дж. Ф., Траулсен, А. и др. (2013a). Бактериальная колонизация вылупившихся птенцов Hydra следует устойчивому временному паттерну. ISME J. 7, 781–790. DOI: 10.1038 / ismej.2012.156
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Франценбург, С., Вальтер, Дж., Кюнцель, С., Ван, Дж., Бейнс, Дж. Ф., Бош, Т. К. Г. и др. (2013b). Отчетливая экспрессия антимикробного пептида определяет специфические для вида бактериальные ассоциации. Proc. Natl. Акад. Sci. США 110, E3730 – E3738. DOI: 10.1073 / pnas.1304960110
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Франценбург, С., Фрауне, С., Кюнцель, С., Бейнс, Дж. Ф., Домазет-Лозо, Т. , и Бош, Т. К. Г. (2012). MyD88-дефицитный Hydra обнаруживает древнюю функцию передачи сигналов TLR в обнаружении бактериальных колонизаторов. Proc. Natl. Акад. Sci. США 109, 19374–19379. DOI: 10.1073 / pnas.1213110109
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фрауне, С., Абэ, Ю., и Бош, Т. К. Г. (2009). Нарушение эпителиального гомеостаза у многоклеточных животных Hydra приводит к радикальным изменениям в ассоциированной микробиоте. Environ. Microbiol. 11, 2361–2369. DOI: 10.1111 / j.1462-2920.2009.01963.x
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фрауне, С., Антон-Эркслебен, Ф., Огюстен, Р., Франценбург, С., Кноп, М., Шредер, К. и др. (2014). Взаимодействие бактерий и бактерий внутри микробиоты предкового многоклеточного животного Hydra способствует устойчивости к грибам. ISME J. 9, 1543–1556. DOI: 10.1038 / ismej.2014.239
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фрауне, С., и Bosch, T. CG (2007). Долгосрочное поддержание видоспецифической бактериальной микробиоты у базальных многоклеточных животных Hydra . Proc. Natl. Акад. Sci. USA 104, 13146–13151. DOI: 10.1073 / pnas.0703375104
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фрауне, С., и Бош, Т. К. Г. (2010). Почему бактерии имеют значение в развитии и эволюции животных. Bioessays 32, 571–580. DOI: 10.1002 / bies.200
2CrossRef Полный текст | Google Scholar
Фукуда, С., Toh, H., Hase, K., Oshima, K., Nakanishi, Y., Yoshimura, K., et al. (2011). Бифидобактерии могут защитить от энтеропатогенной инфекции за счет выработки ацетата. Природа 469, 543–547. DOI: 10.1038 / nature09646
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гилберт, Дж. А., Янссон, Дж. К., и Найт, Р. (2014). Проект «Микробиом Земли»: успехи и надежды. BMC Biol. 12:69. DOI: 10.1186 / s12915-014-0069-1
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Герс, Л. , Фримонт, П., и Полицци, К. М. (2014). Системы и технологии совместного культивирования: вывод синтетической биологии на новый уровень. J. R. Soc. Интерфейс 11, 20140065–20140065. DOI: 10.1098 / rsif.2014.0065
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Grasis, J. A., Lachnit, T., Anton-Erxleben, F., Lim, Y. W., Schmieder, R., Fraune, S., et al. (2014). Видоспецифичные виромы в наследственном холобионте Hydra . PLoS ONE 9: e109952. DOI: 10,1371 / журнал.pone.0109952
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Гросскопф, Т., и Сойер, О.С. (2014). Синтетические микробные сообщества. Curr. Мнение. Microbiol. 18, 72–77. DOI: 10.1016 / j.mib.2014.02.002
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Hacquard, S., Garrido-Oter, R., González, A., Spaepen, S., Ackermann, G., Lebeis, S., et al. (2015). Микробиота и питание хозяев в царствах растений и животных. Клеточный микроб-хозяин 17, 603–616.DOI: 10. 1016 / j.chom.2015.04.009
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Hemmrich, G., Khalturin, K., Boehm, A.-M., Puchert, M., Anton-Erxleben, F., Wittlieb, J., et al. (2012). Молекулярные сигнатуры трех линий стволовых клеток в Hydra и появление функции стволовых клеток в основе многоклеточности. Мол. Биол. Evol. 29, 3267–3280. DOI: 10.1093 / molbev / mss134
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Хаттенхауэр, К., Геверс, Д., Найт, Р., Абубакер, С., Бэджер, Дж. Х., Чинвалла, А. Т. и др. (2012). Структура, функции и разнообразие микробиома здорового человека. Природа 486, 207–214. DOI: 10.1038 / природа11234
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Khare, A., and Tavazoie, S. (2015). Многофакторная конкуренция и устойчивость в двухвидовой бактериальной системе. PLoS Genet. 11: e1005715. DOI: 10.1371 / journal.pgen.1005715
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ким, Х.Дж., Бодикер Дж. К., Чой Дж. У. и Исмагилов Р. Ф. (2008). Определенная пространственная структура стабилизирует синтетическое многовидовое бактериальное сообщество. Proc. Natl. Акад. Sci. США 105, 18188–18193. DOI: 10.1073 / pnas.0807935105
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Клитгорд Н. и Сегре Д. (2010). Среды, в которых возникают синтетические микробные экосистемы. PLoS Comput. Биол. 6: e1001002. DOI: 10.1371 / journal.pcbi.1001002
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Костич, А.Д., Ховитт М. Р. и Гарретт В. С. (2013). Изучение взаимодействия хозяина и микробиоты на животных моделях и людях. Gene. Dev. 27, 701–718. DOI: 10.1101 / gad.212522.112
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ли, У.-Дж., и Брей, П.Т. (2013). Как микробиомы влияют на развитие многоклеточных животных: идеи из истории и моделирование взаимодействий кишечника и микробов Drosophila . Annu. Rev. Cell Dev. Биол 29, 571–592. DOI: 10.1146 / annurev-cellbio-101512–122333
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лей, Р.Э., Лозупоне, К. А., Хамади, М., Найт, Р., и Гордон, Дж. И. (2008). Миры внутри миров: эволюция микробиоты кишечника позвоночных. Nat. Rev. Microbiol. 6, 776–788. DOI: 10.1038 / nrmicro1978
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ли, X.-Y., Пичке, К., Фрауне, С., Альтрок, П.М., Бош, Т.С.Г., и Траулсен, А. (2015). В какие игры играют растущие популяции бактерий? J. R. Soc. Интерфейс 12, 20150122. doi: 10.1098 / rsif.2015.0121
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Лидикер, В.З. (1979). Уточнение взаимодействий в экологических системах. BioScience 29, 475–477. DOI: 10.2307 / 1307540
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ллойд-Прайс, Дж., Абу-Али, Г., и Хаттенхауэр, К. (2016). Здоровый микробиом человека. Genome Med. 8, 51. doi: 10.1186 / s13073-016-0307-y
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Махадеван Р. и Хенсон М. А. (2012). Геномное моделирование и дизайн метаболических взаимодействий в микробных сообществах. Comput. Struct. Biotechnol. J. 3, e201210008. DOI: 10.5936 / csbj.201210008
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Manor, О., Леви, Р., Боренштейн, Э. (2014). Картирование внутренней работы микробиома: исследование метаболизма и метаболических взаимодействий в человеческом микробиоме на основе генома и метагенома. Cell Metab. 20, 742–752. DOI: 10.1016 / j.cmet.2014.07.021
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Макфолл-Нгаи, М.(2014). Раскрытие сущности симбиоза: идеи из модели кальмара-вибриона. PLoS Biol. 12: e1001783. DOI: 10.1371 / journal.pbio.1001783
CrossRef Полный текст | Google Scholar
МакНелли, Л., Браун, С. П. (2016). Микробиом: экология стабильных кишечных сообществ. Nat. Microbiol. 1, 1–2. DOI: 10.1038 / nmicrobiol.2015.16
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Митри, С. , Фостер, К. Р. (2013). Генотипический взгляд на социальные взаимодействия в микробных сообществах. Annu. Преподобный Жене. 47, 247–273. DOI: 10.1146 / annurev-genet-111212-133307
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Мюллер, У. Г., и Сакс, Дж. Л. (2015). Разработка микробиомов для улучшения здоровья растений и животных. Trends Microbiol. 23, 606–617. DOI: 10.1016 / j.tim.2015.07.009
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Наделл, К. Д., Фостер, К. Р., Ксавьер, Дж. Б. (2010). Возникновение пространственной структуры в клеточных группах и эволюция кооперации. PLoS Comput. Биол. 6: e1000716. DOI: 10.1371 / journal.pcbi.1000716
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Naik, S., Bouladoux, N., Wilhelm, C., Molloy, M.J., Salcedo, R., Kastenmuller, W., et al. (2012). Компартментарный контроль кожного иммунитета резидентными комменсалами. Наука 337, 1115–1119. DOI: 10.1126 / science.1225152
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Накашима, Н. , Миядзаки, К. (2014). Бактериальная клеточная инженерия путем редактирования генома и сайленсинга генов. Внутр. J. Mol. Sci. 15, 2773–2793. DOI: 10.3390 / ijms15022773
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Небель А. и Бош Т. К. Г. (2012). Эволюция человеческого долголетия: уроки Hydra . Старение 4, 1–2. DOI: 10.18632 / старение.100510
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Пономарова О., Патил К. Р. (2015). Метаболические взаимодействия в микробных сообществах: распутывание гордиева узла. Curr. Мнение.Microbiol. 27, 37–44. DOI: 10.1016 / j.mib.2015.06.014
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ракофф-Нахум, С., Койн, М. Дж., И Комсток, Л. Е. (2014). Экологическая сеть использования полисахаридов среди кишечных симбионтов человека. Curr. Биол. 24, 40–49. DOI: 10.1016 / j.cub.2013.10.077
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ракофф-Нахум, С., Фостер, К. Р., Комсток, Л. Е. (2016). Эволюция сотрудничества в микробиоте кишечника. Природа 533, 255–259. DOI: 10.1038 / природа17626
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Зоммер Ф. и Бэкхед Ф. (2013). Микробиота кишечника — хозяева развития и физиологии. Nat. Rev. Micorbiol. 11, 227–238. DOI: 10.1038 / nrmicro2974
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Стулберг, Э., Фравел, Д., Проктор, Л. М., Мюррей, Д. М., LoTempio, Дж., Криси, Л. и др. (2016). Оценка исследования микробиома в США. Nat. Microbiol. 1: 15015. DOI: 10.1038 / nmicrobiol.2015.15
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Сунагава, С., Коэльо, Л. П., Чаффрон, С., Култима, Дж. Р., Лабади, К., Салазар, Г., и др. (2015). Планктон океана. Структура и функции микробиома глобального океана. Наука 348, 1261359–1261359. DOI: 10.1126 / science.1261359
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Тан, Дж., Зунига, К., и Зенглер, К. (2015). Раскрытие взаимодействий в микробных сообществах — от совместных культур до микробиомов. J. Microbiol. 53, 295–305. DOI: 10.1007 / s12275-015-5060-1
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Томпсон, Дж. Р., Ривера, Х. Э., Клоек, К. Дж., И Медина, М. (2015). Микробы в коралловом холобионте: партнеры в эволюции, развитии и экологических взаимодействиях. Фронт. Cell Infect. Микорбиол. 4: 176. DOI: 10.3389 / fcimb.2014.00176 / аннотация
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ван ден Аббеле, П., Ван де Виле, Т., Verstraete, W., и Possemiers, S. (2011). Хозяин выбирает слизистые и просветные ассоциации совместно эволюционирующих кишечных микроорганизмов: новая концепция. FEMS Microbiol. Ред. 35, 681–704. DOI: 10.1111 / j.1574-6976.2011.00270.x
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Ветсигиан К., Джаджу Р. и Кишони Р. (2011). Структура и эволюция сетей взаимодействия Streptomyces в почве и in silico. PLoS Biol. 9: e1001184. DOI: 10,1371 / журнал.pbio.1001184
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Вест, С. А., Гриффин, А. С., и Гарднер, А. (2007). Социальная семантика: альтруизм, сотрудничество, мутуализм, сильная взаимность и групповой отбор. J. Evol. Биол. 20, 415–432. DOI: 10.1111 / j.1420-9101.2006.01258.x
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Виддер, С., Аллен, Р. Дж., Пфайфер, Т., Кертис, Т. П., Виуф, К., Слоан, В. Т. и др. (2016). Проблемы микробной экологии: построение прогнозного понимания функций и динамики сообщества. ISME J. doi: 10.1038 / ismej.2016.45 [Epub перед печатью].
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Виддер С., Бесемер К., Сингер Г. А., Сеола С., Бертуццо Э., Айва К. и др. (2014). Организация речных сетей накладывает отпечаток на сети совместного возникновения микробов. Proc. Natl. Акад. Sci. США 111, 12799–12804. DOI: 10.1073 / pnas.1411723111
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Виттлиб Дж., Халтурин К., Ломанн Дж.У., Антон-Эркслебен, Ф., и Бош, Т. К. Г. (2006). Трансгенная гидра Hydra позволяет in vivo отслеживать отдельные стволовые клетки во время морфогенеза. Proc. Natl. Акад. Sci. США 103, 6208–6211. DOI: 10.1073 / pnas.0510163103
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Зенглер, К., Палссон, Б. О. (2012). Дорожная карта развития сообщества системной (уютной) биологии. Nat. Rev. Micorbiol. 10, 366–372. DOI: 10.1038 / nrmicro2763
CrossRef Полный текст | Google Scholar
Введение в производство аммиака | AIChE
Аммиак имеет решающее значение при производстве удобрений и является одним из крупнейших синтетических химикатов, производимых в мире.В этой статье исследуется эволюция производства аммиака и описываются современные производственные технологии.
У большинства людей резкий запах аммиака (NH 3 ) ассоциируется с чистящими средствами или нюхательными солями. Однако использование аммиака в этих двух продуктах составляет лишь небольшую долю от общего мирового производства аммиака, которое в 2014 году составляло около 176 миллионов метрических тонн (1) . Чтобы оценить, где сегодня находятся промышленность и технологии, давайте сначала посмотрим, как мы к этому пришли.
Аммиак известен более 200 лет. Джозеф Пристли, английский химик, впервые выделил газообразный аммиак в 1774 году. Его состав был установлен французским химиком Клодом Луи Бертолле в 1785 году. В 1898 году Адольф Франк и Никодем Каро обнаружили, что N 2 может фиксироваться карбидом кальция с образованием кальция. цианамид, который затем может быть гидролизован водой с образованием аммиака (2) :
CaO + 3C ↔ CaC 2 + CO
CaC 2 + N 2 ↔ CaCN 2 + C
CaCN 2 + 3H 2 O ↔ CaCO 3 + 2NH 3
Производство значительных количеств аммиака с использованием цианамидного процесса не происходило до начала 20 века.Поскольку этот процесс требовал большого количества энергии, ученые сосредоточили свои усилия на снижении потребности в энергии.
Немецкий химик Фриц Габер выполнил некоторые из важнейших работ в развитии современной аммиачной промышленности. Работа со студентом в Univ. Карлсруэ, он синтезировал аммиак в лаборатории по номерам N 2 и H 2 .
Между тем, Вальтер Нернст, профессор физической химии Univ. of Berlin, разработала процесс получения аммиака путем пропускания смеси N 2 и H 2 через железный катализатор при 1000 ° C и давлении 75 бар изб.Он смог произвести большее количество аммиака при этом давлении, чем более ранние эксперименты Габера и других при атмосферном давлении. Однако Нернст пришел к выводу, что этот процесс неосуществим, потому что было трудно или почти невозможно (в то время) производить большое оборудование, способное работать при таком давлении.
Тем не менее, и Хабер, и Нернст использовали путь высокого давления для производства аммиака над катализатором. Наконец, Габер разработал способ производства аммиака в промышленных количествах, и в 1906 году ему удалось достичь 6% концентрации аммиака в реакторе, загруженном осмиевым катализатором. Это общепризнано как поворотный момент в разработке практического процесса производства аммиака в промышленных количествах.
Хабер понял, что количество аммиака, образующегося за один проход через конвертер, слишком мало, чтобы представлять коммерческий интерес. Чтобы производить больше аммиака из подпиточного газа, он предложил систему рециркуляции и получил патент на эту концепцию. Идея рециркуляции Хабера изменила восприятие технологического процесса как статичного в пользу более динамичного подхода.Помимо равновесия химической реакции, Габер признал, что определяющим фактором была скорость реакции. Вместо простого выхода в прямоточном процессе он сосредоточился на пространственно-временном выходе в системе с рециклом.
BASF приобрела патенты Хабера и начала разработку коммерческого процесса. После тестирования более 2500 различных катализаторов Карл Бош, Элвин Митташ и другие химики BASF в 1910 году разработали катализатор на основе активированного железа для производства аммиака. Разработка оборудования, способного выдерживать необходимые высокие температуры и давление, была еще более сложной задачей.Первый реактор из мягкой стали проработал всего 80 часов до отказа из-за декарбонизации. Футеровка реакторов из мягкой стали мягким чугуном (которое не подвержено обезуглероживанию) и добавление канавок между двумя вкладышами для выпуска водорода, который диффундировал через вкладыш из мягкого железа, решило эту проблему. Другие основные проблемы включали разработку теплообменника для доведения входящего газа до температуры реакции и охлаждения выходящего газа, а также разработку метода доведения катализатора до температуры реакции.
Первая промышленная установка по производству аммиака, основанная на процессе Хабера-Боша, была построена BASF в Оппау, Германия. Завод был введен в эксплуатацию 9 сентября 1913 года, его производственная мощность составляла 30 тонн в сутки.
▲ Рис. 1. Это упрощенная технологическая схема первого промышленного аммиачного завода BASF.
На рис. 1 представлена технологическая схема первого завода по производству аммиака. Реактор содержал внутренний теплообменник в дополнение к теплообменникам, показанным на схеме.
Мировые темпы производства
▲ Рисунок 2. Мировое производство аммиака неуклонно росло с 1946 по 2014 год.
Производство аммиака стало одной из самых важных отраслей в мире. Без урожая, который стал бы возможным благодаря аммиачным удобрениям и химикатам, население мира было бы по крайней мере на два-три миллиарда меньше, чем сегодня. (3) . Производство аммиака неуклонно росло с 1946 года (рис. 2), и, по оценкам, годовое производство аммиака составляет более 100 миллиардов долларов, при этом на некоторых заводах производится более 3000 м3.т. / сут. NH 3 .
В 1983 году по случаю 75-летия основания AIChE группа выдающихся инженеров-химиков с голубой лентой назвала то, что они считали десятью величайшими достижениями химической инженерии в мире (4) . Цитата, охватывающая такие подвиги, как чудо-лекарства, синтетические волокна и атомная энергия, также включала прорыв, который позволил производить большие количества аммиака на компактных, единичных установках.
За последние десятилетия инженерам-химикам удалось создать процессы, позволяющие производить огромное количество аммиака при относительно низких затратах.Еще 80 лет назад общее годовое производство синтезированного аммиака составляло чуть более 300 000 мт. Благодаря достижениям химического машиностроения один современный завод по производству аммиака может производить более 750 000 т / год.
Приблизительно 88% аммиака, производимого ежегодно, расходуется на производство удобрений. Большая часть остатка идет на производство формальдегида. В 2014 году Китай произвел около 32,6% мирового производства, в то время как Россия, Индия и США произвели 8,1%, 7,6% и 6%.4% соответственно (1) . Хотя большая часть мирового производства аммиака основана на паровой конверсии природного газа, значительные его объемы производятся путем газификации угля; большая часть заводов по газификации находится в Китае.
Современные производственные процессы
Огромный рост спроса на аммиак с 1950 по 1980 год потребовал более крупных и энергоэффективных заводов. В те десятилетия также произошли изменения в философии дизайна. До этого аммиачный завод рассматривался как совокупность не связанных между собой единиц, таких как подготовка газа, очистка газа, сжатие газа и синтез аммиака.Новые инновации и единый дизайн связали технологические единицы вместе наиболее эффективным и действенным образом.
▲ Рис. 3. Компания KBR спроектировала один из первых крупнотоннажных аммиачных заводов с одной технологией.
В середине 1960-х годов American Oil Co. установила аммиачную установку с одним конвертером, спроектированную М.В. Келлогом (MWK) в Техас-Сити, штат Техас, производительностью 544 метрических тонн в сутки. Концепция дизайна с одним поездом (рис.3) была настолько революционной, что в 1967 году получила награду Kirkpatrick Chemical Engineering Achievement Award.
На заводе использовался четырехкамерный центробежный компрессор для сжатия синтез-газа до давления 152 бар, а окончательное сжатие до рабочего давления 324 бар происходило в поршневом компрессоре. Были также внедрены центробежные компрессоры для контура синтеза и холодоснабжения, что обеспечило значительную экономию средств.
Ключевые различия между процессом MWK и процессами, использовавшимися на предыдущих заводах по производству аммиака, включали:
- с использованием центробежного компрессора как части сжатия синтез-газа
- максимизацию утилизации отработанного тепла из процесса
- производства пара из отходящее тепло для использования в приводах паровых турбин
- с использованием холодильного компрессора для останова и атмосферного охлаждения.
Интегрированная схема, которая сбалансировала потребление энергии, производство энергии, размер оборудования и объемы катализатора, была внедрена по всему предприятию.
Большинство заводов, построенных между 1963 и 1993 годами, имели крупногабаритную однопоточную конструкцию с производством синтез-газа при 25–35 бар и синтезом аммиака при 150–200 бар. Другой вариант от Braun (ныне KBR) предлагал небольшие модификации базовой конструкции. В технологических установках очистителя Braun используется установка первичного или трубчатого риформинга с низкой выходной температурой и высокой утечкой метана для уменьшения размера и стоимости установки риформинга.Избыточный воздух был добавлен в установку вторичного риформинга, чтобы снизить содержание метана в выходящем потоке установки первичного риформинга до 1-2%. Избыточный азот и другие примеси удаляли после метанатора. Поскольку синтез-газ практически не содержал примесей, для достижения высокой конверсии аммиака использовались два конвертера аммиака с осевым потоком.
Некоторые недавно построенные установки имеют систему производства синтез-газа только с одной установкой риформинга (без вторичной установки риформинга), систему адсорбции с переменным давлением (PSA) для извлечения H 2 и установку разделения воздуха в качестве источника N 2 .Усовершенствования конструкции конвертера, такие как радиальные и горизонтальные слои катализатора, внутренние теплообменники и обработка синтез-газа, помогли увеличить концентрацию аммиака на выходе из конвертера синтеза с примерно 12% до 19–21%. Более высокая конверсия за проход, а также более эффективные турбины и компрессоры еще больше снизили потребление энергии. Более эффективные растворы для удаления CO 2 , такие как карбонат калия и метилдиэтаноламин (MDEA), способствовали повышению энергоэффективности.Большинство современных заводов могут производить аммиак с потреблением энергии 28 ГДж / т.
В дополнение к конструктивным, механическим и металлургическим усовершенствованиям, сделанным за это время, было значительно снижено рабочее давление контура синтеза. Когда в 1960-х годах была построена первая однорядная установка, в ней был контур синтеза высокого давления. В 1962 году компания MWK получила запрос от Imperial Chemical Industries (ICI) с предложением построить завод производительностью 544 метра в день на их территории в Севернсайде.MWK предложила синтезирующую петлю из 152 тактов вместо 324-тактовой петли.
Поскольку разработка кинетических данных для реакции аммиака при давлении 152 бар потребует больше времени, чем MWK потребовалось для ответа на запрос ICI, они связались с Хальдором Топсе, чтобы поддержать свои планы. Топсе располагал данными, охватывающими весь диапазон давлений, интересующий MWK. Кроме того, у них была компьютерная программа для расчета количества катализатора, необходимого при более низком рабочем давлении. Несмотря на то, что ICI выбрала Bechtel для проектирования завода, MWK удалось разработать технологическую схему для 544-метровой установки.т. / день с центробежными компрессорами и контуром синтеза низкого давления, который некоторые люди считают самым важным событием в развитии однопоточной аммиачной установки.
При давлении 152 бар требовалось примерно вдвое больше катализатора, чем при 324 бар, что казалось экономически целесообразным. Хотя конвертеру потребуется вдвое больший объем, более низкое рабочее давление уменьшит требуемую толщину кожуха высокого давления. В результате масса металла, необходимого для конвертера, плюс катализатор, осталась примерно такой же.Контур синтеза низкого давления также позволил использовать центробежные компрессоры вместо поршневых компрессоров. Еще одним усовершенствованием была рекуперация тепла для производства пара высокого давления для приводов паровых турбин.
Проектирование заводов в 21 веке
В течение первых нескольких лет 21 века в технологии производства аммиака было внесено множество усовершенствований, которые позволяют существующим заводам увеличивать производительность и строить новые заводы все большей и большей мощности.Конкуренция между поставщиками технологий довольно жесткая. Три лицензиара технологий — KBR (Kellogg Brown and Root), Haldor Topsøe и ThyssenKrupp Industrial Solutions (TKIS) — в настоящее время доминируют на рынке. Компания Ammonia Casale, которая предлагает аксиально-радиальную конструкцию слоя катализатора, является лидером на рынке модернизации существующих заводов.
▲ Рис. 4. Современные установки по производству аммиака, спроектированные KBR, используют очистители собственной разработки.
В большинстве установок по производству аммиака, недавно спроектированных KBR, используется процесс очистки (рис. 4), который сочетает в себе риформинг с низкой степенью жесткости в установке первичного риформинга и промывной очиститель жидкого N 2 после метанатора для удаления примесей и регулирования H 2 : N 2 , запатентованная конструкция котла-утилизатора, блочный чиллер и горизонтальный конвертер синтеза аммиака.
В зависимости от конфигурации установки потребление энергии может составлять всего 28 ГДж / м.т. Поскольку установка вторичного риформинга использует избыток воздуха, установка первичного риформинга может быть меньше, чем в обычных конструкциях. Криогенный очиститель (показан на рис. 4 светло-зеленым на светло-оранжевом фоне), который состоит из расширителя, конденсатора, теплообменника исходных / исходящих потоков и ректификационной колонны, удаляет загрязнения, такие как CO, CH 4 и аргон синтез-газ при регулировании соотношения H 2 : N 2 подпиточного газа в аммиачном контуре до оптимального уровня.Концентрация аммиака на выходе из горизонтального конвертера с низким перепадом давления составляет 20–21%, что снижает потребность в энергии для рециркуляционного компрессора. KBR также предлагает аммиачный контур низкого давления, в котором используется комбинация магнетитового катализатора и запатентованного рутениевого катализатора.
▲ Рис. 5. Haldor Topsøe предлагает конструкцию аммиачной установки с запатентованной установкой риформинга с боковым сжиганием, в которой лучистые горелки подают тепло для реакции риформинга.
Секция выработки синтез-газа (или передняя часть) установки, спроектированной Haldor Topsøe (рис. 5), довольно традиционна, за исключением ее собственной установки риформинга с боковым сжиганием, в которой для подачи тепла на реакцию риформинга используются лучистые горелки.Haldor Topsøe также предлагает запатентованный катализатор синтеза на основе железа, радиальные преобразователи потока, состоящие из одного, двух или трех слоев, и запатентованный бойлер-утилизатор с байонетными трубами. Более поздние разработки включают конструкции преобразователя С-300 и С-350. Конвертер S-300 представляет собой трехслойную конфигурацию с радиальным потоком и внутренними теплообменниками, а конструкция S-350 сочетает преобразователь S-300 с однослойной конструкцией S-50 с рекуперацией отходящего тепла между конвертерами для максимального использования аммиака. конверсия.
▲ Рис. 6. Конструкция контура синтеза с двойным давлением ThyssenKrupp включает прямоточный реактор между компрессорами синтез-газа.
ThyssenKrupp предлагает обычную установку (рис. 6) с уникальной конструкцией вторичного риформинга, запатентованный котел-утилизатор, радиальные преобразователи потока и контур синтеза аммиака с двойным давлением. Сегодня производительность 3300 т / сутки может быть достигнута с использованием процесса двойного давления TKIS.
▲ Рис. 7. Linde Ammonia Concept (LAC) включает установку адсорбции при переменном давлении для производства водорода высокой чистоты и установку разделения воздуха для производства азота высокой чистоты.
Linde Ammonia Concept (LAC) — это устоявшаяся технологическая схема процесса с более чем 25-летним опытом эксплуатации на заводах с производительностью от 200 мт / день до более 1750 мт / день. В технологической схеме LAC (рис. 7) дорогостоящая и сложная передняя часть обычной установки по производству аммиака заменяется двумя хорошо зарекомендовавшими себя и надежными технологическими установками:
- производство водорода сверхвысокой чистоты из установки парового риформинга метана с очисткой PSA.
- производство азота сверхвысокой чистоты с помощью криогенной установки для производства азота, также известной как установка разделения воздуха (ASU).
▲ Рис. 8. Аммиак В процессе Casale используется слой катализатора, использующий аксиально-радиальную технологию, которая имеет более низкий перепад давления и более высокую эффективность, чем стандартные слои катализатора.
Аммиачный завод по проекту Казале рассчитан на производительность 2 000 т / сутки. Одной из ключевых особенностей этой конструкции является аксиально-радиальная технология в слое катализатора (Рисунок 8). В аксиально-радиальном слое катализатора большая часть синтез-газа проходит через слой катализатора в радиальном направлении, создавая очень низкий перепад давления.Остальной газ проходит вниз через верхний слой катализатора в осевом направлении, что устраняет необходимость в верхней крышке слоя катализатора. Осевая и радиальная технология слоя катализатора Casale используется как в высокотемпературных, так и в низкотемпературных конвертерах сдвига, а также в конвертере синтеза.
Другие технологии
Некоторые поставщики технологий предложили установки риформинга с подогревом газа (GHR) для производства аммиака на установках малой мощности или для увеличения мощности. В отличие от установок традиционной конструкции, которые используют установку первичного риформинга и установку вторичного риформинга, работающих последовательно, установки с GHR используют горячий технологический газ из установки вторичного риформинга для подачи тепла в установку первичного риформинга.Это уменьшает размер установки первичного риформинга и исключает выбросы CO 2 из дымовой трубы установки первичного риформинга, делая процесс более экологически чистым.
Несмотря на то, что некоторые производители аммиака выступают за распределенное производство аммиака на небольших заводах по производству аммиака, большинство компаний предпочитают строить крупные предприятия рядом с источниками дешевого сырья и транспортировать продукт морским, железнодорожным или трубопроводным транспортом к потребителям.
Аммиак из угля
▲ Рисунок 9. Китай производит большую часть аммиака из угля.
Китай производит больше аммиака, чем любая другая страна, и большую часть аммиака производит из угля (рис. 9).
Основными технологическими установками на угольной аммиачной фабрике являются ASU для отделения O 2 и N 2 от воздуха, газификатор, установка конверсии кислого газа (SGS), установка удаления кислого газа ( AGRU), и установка синтеза аммиака. Кислород из ASU подается в газификатор для преобразования угля в синтез-газ (H 2 , CO, CO 2 ) и CH 4 .Существует множество конструкций газификаторов, но большинство современных газификаторов основаны на псевдоожиженных слоях, которые работают при давлении выше атмосферного и могут использовать различное угольное сырье. В зависимости от конструкции может производиться 30-60% CO по объему.
После газификации любые твердые частицы в синтез-газе удаляются, и пар добавляется в установку SGS. В процессе SGS обычно используется катализатор на основе кобальта и молибдена (CoMo), специально разработанный для работы в среде серы.
После снижения концентрации CO в синтез-газе до менее 1 об.% Синтез-газ подается в AGRU, где охлажденный раствор для очистки метанола (, например, Rectisol) удаляет CO 2 и серу из синтез-газа. . Верхний погон CO 2 либо сбрасывается, либо подается на установку по производству мочевины. Выходящий поток серы подается в установку для извлечения серы (SRU).
Синтез-газ, который проходит через AGRU, обычно очищается одним из двух методов:
- установка для промывки азотом для удаления остаточного CO и CH 4 из синтез-газа перед его подачей в контур синтеза
- PSA-система для Удаление CO и CH 4 .
Заключительные мысли
За последние 60 лет технология обработки аммиака значительно улучшилась. Компоновка завода эволюционировала от конструкций с несколькими поездами, часто с разным количеством поездов в передней части и в контуре синтеза, до проектов с одним составом. Подготовка синтез-газа в передней части установки увеличилась с атмосферного до 30–50 бар изб. Пропускная способность одного поезда увеличилась со 100 до 3300 тонн в сутки.
Энергоэффективность также повысилась — потребление значительно превышает 60 ГДж / м3.т. аммиака на коксохимических заводах до 40–50 ГДж / т. на первых заводах, работающих на природном газе, до 30–40 ГДж / м.т. на первых одноколесных заводах. На современных установках добавлена регенерация тепла путем производства пара при давлении до 125 бар как в секции подготовки синтез-газа, так и в контуре синтеза.
Что касается технологического оборудования, произошел переход от поршневых компрессоров к центробежным компрессорам. В конвертере синтеза был реализован внутренний теплообменник для увеличения конверсии H 2 и N 2 в NH 3 .Разработчики применили регенерацию водорода из продувочного газа (в таких установках, как системы PSA), чтобы увеличить производство или снизить энергопотребление завода. Разработчики также внедрили системы сероочистки горячего сырья. Были значительно усовершенствованы катализаторы, используемые при риформинге, конверсии сдвига, метанировании и синтезе аммиака.
Для улучшения управления технологическим процессом и безопасности, распределенные системы управления (DCS) для расширенного управления технологическим процессом, а также системы безопасности (SIS) теперь являются стандартом на аммиачных заводах.Прежде чем какой-либо процесс будет запущен в оперативный режим, выполняются исследования опасностей и работоспособности (HAZOP) и анализ уровня защиты (LOPA). Достижения в области учебных тренажеров и практики обучения гарантируют, что операторы и инженеры могут выполнять свои обязанности безопасно и эффективно.
Это лишь некоторые из тысяч усовершенствований технологий и безопасности, которые были внедрены, чтобы сделать аммиачную промышленность одной из самых производительных и безопасных отраслей в мире.
Цитированная литература
- U. S. Geological Survey, «Азот (фиксированный) — Статистика по аммиаку», Minerals.usgs.gov/minerals/pubs/historical-statistics/ds140-nitro.xlsx (последнее изменение: 28 января 2016 г.).
- Слэк, А. В. и Дж. Р. Джеймс (ред.), «Аммиак», части I, II и III, Марсель Деккер, Нью-Йорк, Нью-Йорк (1974).
- Смил В., «Обогащение Земли — Фриц Габер, Карл Бош и преобразование мирового производства продуктов питания», MIT Press, Кембридж, Массачусетс (декабрь 2000 г.).
- Уильямс, Г.и В. Паттабатула, «Сто лет производства аммиака — итоги значительного вклада в обеспечение мира», 58-й ежегодный симпозиум по безопасности на предприятиях по производству аммиака и связанных с ними объектах, Айше (25–29 августа 2013 г.).
Благодарности
Авторы выражают признательность KBR, ThyssenKrupp Industrial Solutions, Haldor Topsøe, Linde и Casale за помощь в предоставлении технической литературы по соответствующим технологиям производства.
Расширение диапазона нагрузок технологических схем Haber-Bosch для устойчивого накопления энергии Nh4 путем многопараметрической оптимизации
Izzat Iqbal Cheema *, Florian Baakes , Ulrike Krewer
Technische Universität Braunschweig, Германия
Nh4 Fuel Conference, Миннеаполис, 2 ноября 2017 г.
Ежегодное собрание AIChE, Тематическая конференция: Nh4 Energy +
РЕФЕРАТ
В связи с тем, что в мире произошел серьезный сдвиг в сторону возобновляемых источников энергии, потребность в хранении энергии на основе химических веществ резко возросла, поскольку возобновляемые источники энергии являются непостоянными и требуются накопители энергии.Среди нескольких вариантов хранения химической энергии аммиак является многообещающим для возобновляемых источников энергии в коммунальном хозяйстве. Синтез аммиака Haber-Bosch был первой гетерогенной каталитической системой, применяемой в химической промышленности и разработанной на протяжении столетия. Однако традиционный процесс получения аммиака был разработан и оптимизирован для работы в установившемся режиме и высокой производительности. Энергия на аммиак требует более гибкой работы, реакторов небольшого размера и децентрализованного производства.
Влияние регулируемых параметров, таких как общий массовый расход сырья, температура сырья, давление в реакторе и состав сырья (отношение N2: h3, концентрация аммиака и инертного вещества) отдельно и вместе, количественно оценивается на четырех системах автотермических реакторов синтеза аммиака с тремя слоями для гибкой работы.Варианты различаются методами межстадийного охлаждения: прямое охлаждение (холодная дробь) путем впрыска свежего сырья, непрямое охлаждение, т.е. теплообмен между технологическими потоками, или их комбинация (холодная дробь после охлаждения или наоборот). Объем реактора, потоки холодной дроби и поток технологических потоков в теплообменниках оптимизированы таким образом, чтобы реакция протекала для максимальной конверсии, а газообразный продукт покидал реактор при максимальной рабочей температуре. Реакторные системы с непрямым охлаждением и холодной продувкой перед охлаждением дают аммиак с высокой производительностью.Среди шести параметров соотношение N2: h3 и общий массовый расход сырья обеспечивают более высокую эксплуатационную гибкость, большие вариации в потреблении водорода и производстве аммиака. Принимая во внимание, что применение многопараметрической оптимизации для всех шести параметров вместе, работа реактора синтеза аммиака для гибких диапазонов нагрузки улучшается.
На основании этой работы сделан вывод, что указанные две системы являются наиболее подходящими реакторными системами из четырех вариантов, поскольку они позволяют работать с большой гибкостью при подаче водорода, т.е.е. на 15% больше и на 80% меньше массовый расход водорода по сравнению с номинальным. Кроме того, благодаря многопараметрической оптимизации они позволяют работать в широком диапазоне нагрузок от 10 до 100%.
Прочтите тезисы на сайте Айше.
СКАЧАТЬ
Данная презентация недоступна для загрузки.
ССЫЛКИ
Узнайте больше о Nh4 Fuel Conference 2017
Связанные
Субстрат для выращивания влияет на рост и состав макроэлементов Hermetia illucens (L.) (Diptera: Stratiomyidae) производятся в промышленном масштабе
Отлес, С., Деспуди, С., Букатариу, К. и Картал, К. Управление пищевыми отходами, повышение ценности и устойчивость в пищевой промышленности. In Food Waste Recovery (изд. Галанакис, К. М.) 3–23 (Academic Press, Лондон, 2015).
Google ученый
Шибер, А., Стинцинг, Ф. К. и Карл, Р. Побочные продукты пищевой переработки растений как источник функциональных соединений — последние разработки. Trends Food Sci. Technol. 12 , 401–413 (2001).
CAS Статья Google ученый
Chia, S. Y. et al. Влияние комбинаций потоков отходов пивоваренной промышленности на производительность мухи черного солдата, Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae). PeerJ. 6 , e5885 (2018).
Артикул CAS Google ученый
Ньюман П. и Дженнингс И. Города как устойчивые экосистемы: принципы и практика (Island Press, Вашингтон, округ Колумбия, 2008 г.).
Google ученый
Болвиг, С., Марк, М. С., Хаппель, М. К. и Брекке, А. Помимо кормов для животных?: Повышение ценности использованного пивоварами зерна. In От отходов к ценности: пути повышения ценности потоков органических отходов в круговой биоэкономике (ред. Тейлор и Фрэнсис) 107–126 (2019).
Малахова Д.В., Егорова, М.А., Прокудина, Л.И., Нетрусов, А.И., Цавкелова, Е.А. Биотрансформация пивоваренного зерна в биогаз анаэробными микробными сообществами. World J. Microbiol. Biotechnol. 31 , 2015–2023 (2015).
CAS Статья Google ученый
Чичкова, Х., Ньютон, Г. Л., Лейси, Р. К. и Козанек, М. Использование личинок мух для обработки органических отходов. Waste Manag. 35 , 68–80 (2015).
Артикул CAS Google ученый
Ван Хьюис, А. Потенциал насекомых в качестве пищи и корма для обеспечения продовольственной безопасности. Ann. Преподобный Энтомол. 58 , 563–583 (2013).
Артикул CAS Google ученый
Oonincx, D. G. A. B., Van Broekhoven, S., Van Huis, A. & van Loon, J. J. A. Преобразование корма, выживаемость и развитие, а также состав четырех видов насекомых в рационах, состоящих из побочных продуктов питания. PLoS ONE 10 , e0144601 (2015).
Артикул Google ученый
Ван Ю. С. и Шеломи М. Обзор мухи черного солдата ( Hermetia illucens ) в качестве корма для животных и пищи для людей. Продукты питания. 6 , 91 (2017).
Артикул CAS Google ученый
Коста-Нето, Э. М. Насекомые как пища для человека: Обзор. Amazon. Преподобный Антрополь. 5 , 562–582 (2013).
Google ученый
Динер С. и др. . Личинки черной солдатской мухи для обработки органических отходов — перспективы и ограничения. В труде , WasteSafe 2011—2-е межд. Конф. по управлению твердыми отходами в развивающихся странах (ред. Аламгир, М. и др. ) 52–59 (2011).
Чжоу, Ф., Томберлин, Дж.К., Чжэн, Л., Ю, З. и Чжан, Дж. Пластичность в отношении развития и сокращения отходов трех штаммов черной мухи-солдатики (Diptera: Stratiomyidae), выращенных на различных навозах. J. Med. Энтомол. 50 , 1224–1230 (2013).
Артикул Google ученый
Нгуен, Т., Томберлин, Дж. К. и Ванлаерховен, С. Способность личинок черной солдатской мухи (Diptera: Stratiomyidae) перерабатывать пищевые отходы. Environ.Энтомол. 44 , 406–410 (2015).
CAS Статья Google ученый
Webster, C. D. et al. Bio-ag повторное использование сушеных зерен дистилляторов с растворимыми веществами (DDGS) в качестве субстрата для личинок черной солдатской мухи, Hermetia illucens , наряду с субпродуктами из домашней птицы и соевым шротом, в качестве полной замены рыбной муки в рационах при нильской тилапии , Oreochromis niloticus .. Aquacult. Nutr. 22 , 976–988 (2016).
CAS Статья Google ученый
Бэнкс, И. Дж., Гибсон, У. Т. и Кэмерон, М. М. Темпы роста личинок черной солдатской мухи, питающихся свежими человеческими фекалиями, и их значение для улучшения санитарных условий. Trop. Med. Int. Здоровье. 19 , 14–22 (2014).
Артикул Google ученый
Barroso, F. G. et al. Потенциал использования различных видов насекомых в качестве корма для рыб. Аквакультура 422 , 193–201 (2014).
Артикул Google ученый
Генри, М., Гаско, Л., Пикколо, Г. и Фунтулаки, Э.Обзор использования насекомых в рационе выращиваемой рыбы: прошлое и будущее. Anim. Feed Sci. Technol. 203 , 1–22 (2015).
CAS Статья Google ученый
Сурендра, К. К., Оливье, Р., Томберлин, Дж. К., Раджеш Джа, Р. и Ханалет, С. К. Биоконверсия органических отходов в биодизельное топливо и корм для животных с помощью разведения насекомых. Обновить. Энергия. 98 , 197–202 (2016).
CAS Статья Google ученый
Леонг, С. Ю., Кутти, С. Р. М., Малакахмад, А. и Тан, К. К. Технико-экономическое обоснование производства биодизельного топлива с использованием липидов личинки Hermetia illucens , питаемой органическими отходами. Waste Manag. 47 , 84–90 (2016).
CAS Статья Google ученый
Li, W. et al. Возможное производство биодизеля и биогаза из кукурузных початков путем анаэробной ферментации и черной солдатской мухи. Bioresour Technol. 194 , 276–282 (2015).
CAS Статья Google ученый
Каммак, Дж. А. и Томберлин, Дж. К. Влияние белков и углеводов в рационе на некоторые особенности жизненного цикла черной мухи-солдата Hermetia illucens (L. ) (Diptera: Stratiomyidae). Насекомые. 8 , 56 (2017).
Артикул Google ученый
Li, W. et al. Одновременное использование глюкозы и ксилозы для накопления липидов у черной мухи. Biotechnol. Биотопливо. 8 , 1–6 (2015).
Артикул CAS Google ученый
Soma, D. D. et al. Производит ли массовое выращивание комаров плохих комаров ?. Малар. Дж. 16 , 357 (2017).
Артикул CAS Google ученый
Соренсен Дж., Аддисон М. и Тербланш Дж. Массовое разведение насекомых для борьбы с вредителями: проблемы, синергизм и достижения эволюционной физиологии. Crop Prot. 38 , 87–94 (2012).
Артикул Google ученый
Куривада, Т., Кумано, Н., Широмото, К. и Харагути, Д. Влияние массового выращивания на жизненные черты и инбридинговую депрессию у сладкого картофельного долгоносика (Coleoptera: Brentidae). J. econ. энтомол. 103 , 1144–1148 (2010).
CAS Статья Google ученый
Zheng, ML, Zhang, DJ, Damiens, DD, Yamada, H. & Gilles, JR Стандартные рабочие процедуры для стандартизированного массового выращивания переносчиков денге и чикунгунья Aedes aegypti и Aedes albopictus (Dip : Culicidae) —I — определение количества яиц. Паразит. Векторы. 8 , 42 (2015).
Артикул Google ученый
Chia, S. Y. et al. Пороговые температуры и тепловые требования для полета «черный солдат» Hermetia illucens : Значение для массового производства. PLoS ONE 13 , 1–26 (2018).
Артикул CAS Google ученый
МакГилл Б. Дж. Вопросы масштаба. Наука 328 , 575–576 (2010).
ADS CAS Статья Google ученый
Джакер, К., Эрба, Д., Леонарди, М. Г., Лупи, Д., Саволделли, С. Оценка овощных и фруктовых субстратов как потенциальных сред для выращивания личинок Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae). Environ. Энтомол. 46 , 1415–1423 (2017).
CAS Статья Google ученый
Джакер, К., Леонарди, М. Г., Ригамонти, И., Лупи, Д. и Саволделли, С. Потоки отходов пивоварни в качестве ценного субстрата для Black Soldier Fly Hermetia illucens (Diptera: Stratiomyidae). J. Entomol. Акарол. Res. 51 , 8876 (2020).
Артикул Google ученый
Barbi, S. et al. Валоризация сезонных сельскохозяйственных остатков с помощью насекомых. Sci. Total Environ. 709 , 136209 (2020).
ADS CAS Статья Google ученый
Bava, L. et al. Выращивание Hermetia illucens на различных органических побочных продуктах: влияние на рост, сокращение отходов и воздействие на окружающую среду. Животные 29 , 289 (2019).
Артикул Google ученый
Слон, Д.И Грюнер, С. В. Терморегуляция в личиночных скоплениях питающихся падалью мух (Diptera: Calliphoridae). J. Med. Энтомол. 44 , 516–523 (2007).
CAS Статья Google ученый
Гир, Г. Исследования законов, регулирующих рост гусениц каракатицы Hyphantria cunea . Acta Biol. Подвешенный. 7 , 43–72 (1956).
Google ученый
Parra Paz, AS, Carrejo, NS & Gómez Rodríguez, CH Влияние плотности личинок и скорости кормления на биоконверсию растительных отходов с использованием личинок черной солдатской мухи Hermetia illucens (L.), (Diptera: Stratiomyidae ). Доблесть отходов биомассы. 6 , 1059–1065 (2015).
Артикул Google ученый
Bonelli, M. et al. Структурно-функциональная характеристика Hermetia illucens средней кишки личинки. Фронт. Physiol. 10 , 204 (2019).
Артикул Google ученый
Tschirner, M. & Simon, A.Влияние различных субстратов для выращивания и обработки на питательный состав личинок черной солдатской мухи, предназначенных для кормления животных. J. Корм для насекомых. 1 , 249–259 (2015).
Артикул Google ученый
Gobbi, P., Martinez Sanchez, A. & Rojo, S. Влияние личиночной диеты на черты взрослой жизни мухи-солдата, Hermetia illucens [Diptera: Stratiomyidae]. Eur. J. Entomol. 110 , 461–468. https://doi.org/10.14411/eje.2013.061 (2013).
Артикул Google ученый
Spranghers, T. et al. Питательный состав предкуколок черной солдатской мухи ( Hermetia illucens ), выращенных на различных субстратах из органических отходов. J. Sci. Food Agric. 97 , 2594–2600 (2017).
CAS Статья Google ученый
Инагаки С. и Ямашита О. Метаболический сдвиг от липогенеза к гликогенезу в жировом теле личинки шелкопряда последней стадии, Bombyx mori . Insect Biochem. 16 , 327–331 (1986).
CAS Статья Google ученый
Томберлин, Дж. К., Шеппард, Д. К. и Джойс, Дж. А. Избранные жизненные черты мух-солдатиков (Diptera: Stratiomyidae), выращенных на трех искусственных диетах. Ann. Энтомол. Soc. Являюсь. 95 , 379–386 (2002).
Артикул Google ученый
Bosch, G. et al. Стандартизация количественных исследований конверсии ресурсов с личинками черной солдатской мухи. J. Корм для насекомых. 6 , 95–109 (2020).
Артикул Google ученый
Ståhls, G. et al. Загадочная митохондриальная филогеография черной мухи-солдата ( Hermetia illucens ), наиболее важного в коммерческом отношении белкового вида насекомых. BMC Evol.Биол. 20 , 60 (2020).
Артикул Google ученый
Zhan, S. et al. Геномный ландшафт и генетические манипуляции с черной мухой-солдатом Hermetia illucens , переработчик природных отходов. Cell. Res. 30 , 50–60 (2019).
Артикул Google ученый
Барраган-Фонсека, К. Б., Дике, М.и ван Лун, Дж. Дж. А. Пищевая ценность черной мухи-солдатика ( Hermetia illucens L.) и ее пригодность в качестве корма для животных — обзор. J. Корм для насекомых 1 , 1–16 (2017).
Google ученый
Бут, Д. К. и Шеппард, К. Яйцекладка черной мухи-солдата, Hermetia Illucens (Diptera: Stratiomyidae): яйца, массы, время и характеристики местонахождения. Environ.Энтомол. 13 , 421–423 (1984).
Артикул Google ученый
Hogsette, J. A. Новые диеты для выращивания домашних и стойловых мух (Diptera: Muscidae) в лаборатории. J. Econ. Энтомол. 85 , 2291–2294 (1992).
CAS Статья Google ученый
Ловеридж, Дж. П. Возраст и изменения содержания воды и жира у взрослых лабораторных животных Locusta migratoria migratorioides . Род. J. Agric. Res. 11 , 131–143 (1973).
Google ученый
Сокал Р. Р. и Рольф Ф. Дж. Биометрия: принципы и практика статистики в биологических исследованиях 887 (W.H. Freeman & Company, Нью-Йорк, 1995).
Google ученый
Экспериментальные исследования кормления сверчков и саранчи с использованием кормовых смесей, состоящих из пригодных для хранения кормовых материалов, обычно используемых в животноводстве.
Основные моменты
- •
-
Сверчков и саранчи можно выращивать на высушенных и общедоступных субстратах.
- •
-
Сверчки очень эффективно преобразовывают рацион с низким содержанием белка / высоким содержанием крахмала в массу тела.
- •
-
Саранча очень эффективно превращает рацион с высоким содержанием белка в массу тела.
- •
-
Сверчки и саранча очень эффективно утилизируют белок в высушенных субстратах.
- •
-
Витамины в рационе могут значительно улучшить производство насекомых.
Abstract
Насекомые, такие как средиземноморский полевой сверчок, Gryllus bimaculatus и пустынная саранча, Schistocerca gregaria, , становятся потенциальными источниками пищи для людей и кормов для скота.Высокая питательная ценность и эффективное преобразование корма делают их привлекательными для коммерческого производства в качестве нового домашнего скота, но эти свойства сильно различаются в зависимости от рациона насекомых. Текущие протоколы массового выращивания основаны на свежих, не подлежащих хранению кормовых материалах. Это требует постоянного снабжения и делает системы чувствительными к колебаниям качества и безопасности пищевых продуктов. Следовательно, существует потребность в легко доступных для хранения данных. Таким образом, экспериментальные рационы состояли из пяти различных кормовых материалов: кукурузной муки; экстракты сои; сушеный вигновый лист; кукурузная солома; сушеная морковь; и витаминная добавка.Диеты были составлены таким образом, чтобы различаться по содержанию макроэлементов и витаминов. Было оценено влияние этих рационов на потребление, прирост биомассы, конверсию корма и пищевой состав насекомых. Сверчков кормили комбинацией кукурузной муки и листьев вигны («Крахмал») и комбинацией соевого экстракта и кукурузной соломы («Белок / клетчатка»). Саранчу кормили «крахмалом» и «белком / клетчаткой» и их разновидностями с добавлением витаминов и моркови («белок / клетчатка / морковь» и «крахмал / морковь»).Кроме того, комбинация листьев вигны и экстракта сои, дополненная витаминами и морковью («Белок / морковь»), была испытана на саранче. Сверчки относительно хорошо росли и набирали биомассу, когда их скармливали крахмалом, но при диете с высоким содержанием клетчатки «белок / клетчатка» им было сложно переваривать пищу. Саранча, получавшая корм «Крахмал» и «Белок / клетчатка», не набирала биомассу или плохо себя чувствовала. При добавлении в эти рационы витаминов и моркови саранча на «крахмале / моркови» не могла расти, в то время как саранча, получавшая корм «белок / клетчатка / морковь», могла набирать биомассу и показывала отличную конверсию корма.Соответственно, витаминные добавки этой диеты оказали положительное влияние. Саранча, получавшая корм «Протеин / морковь», показала наилучшие результаты по эффективности кормления и продуктивности. Все испытанные кормовые материалы были приняты насекомыми. Следовательно, эти кормовые материалы могут заменить свежие кормовые материалы и, таким образом, могут повысить эффективность и безопасность систем производства насекомых. Действительно, определенные диетические рецепты выявили ограничения в питании. Они могут служить образцом рациона для определения потребностей насекомых в питании. E.грамм. на белок, аминокислоты или витамины.
Сокращения
ADFкислое детергентное волокно, выраженное с учетом остаточной золы
ECDэффективность преобразования явно переваренного корма в материю тела
ECIэффективность преобразования съеденного корма в материю тела
ECPэффективность преобразования кормового белка в тело белок
NDFнейтральное детергентное волокно, определенное без термостабильной амилазы и выраженное с учетом остаточной золы
NFCневолокнистые углеводы
SEMстандартная ошибка среднего
Ключевые слова
Кормовые насекомые
Производство насекомых
Питание насекомых
Белок
Анализ питания
Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)
Просмотр аннотации© 2019 Авторы.