vestiagИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия аграрных наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus. Agrarian Series1817-72041817-7239The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"10.29235/1817-7204-2024-62-2-168-176vestiag-753Research ArticleПЕРАПРАЦОЎКА І ЗАХАВАННЕ СЕЛЬСКАГАСПАДАРЧАЙ ПРАДУКЦЫІPROCESSING AND STORAGE OF AGRICULTURAL PRODUCTIONИспользование электродиализа для повышения эффективности работы са­ харных предприятийUsing electrodialysis to increase the efficiency of sugar enterprisesНикулинаО. К.NikulinaO. K.

Никулина Оксана Константиновна – кандидат технических наук, доцент, заведующий научно-исследовательской лабораторией сахарного производства

ул. Козлова, 29, 220037, Минск

Oksana K. Nikulina – Рh. D. (Engineering), Associate Professor, Head of the Research Laboratory of Sugar Production

29, Kozlov Str., 220037, Minsk

Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствиюScientific and Practical Centre of the National Academy of Sciences of Belarus for Foodstuff202427042024622168176Copyright © Никулина О.К., 20242024Никулина О.К.Nikulina O.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestiagr.belnauka.by/jour/article/view/753

Показана эффективность применения электромембранной обработки полупродуктов сахарного производства с целью увеличения выхода сахара за счет снижения его потерь в мелассе. На основании анализа изменения исследуемых показателей полупродуктов сахарного производства в процессе электродиализа получены научные данные о влиянии электромембранной обработки на химический состав и технологическое качество очищаемых полупродуктов сахарного производства, снижение содержания солей кальция в них. Целью исследований является создание высокоэффективного способа производства белого сахара, позволяющего повысить выход сахара из сырья и снизить количество вспомогательных веществ за счет использования электродиализа, с последующей его практической реализацией на предприятиях отрасли. В производственных условиях было установлено, что электро­мембранная обработка одной партии (7 т) очищенного сока позволяет дополнительно получить до 35 кг сахара, партии сиропа – до 130 кг, а оттека утфеля II кристаллизации – до 255 кг. Электромембранная обработка мелассы позволяет: снизить в ней массовую долю солей кальция к сухим веществам на 39 % к их начальному содержанию; повысить чистоту мелассы на 8,5 %; снизить мелассообразующий коэффициент на 21 % за счет снижения содержания калия и натрия. При этом расчетное количество дополнительно полученного из нее сахара составит 5,1 % к массе, или 392,7 кг сахара с одной партии обрабатываемой мелассы. Исследования позволят разработать научно­техноло­гические аспекты очистки полупродуктов сахарного производства с использованием электромембранной обработки. 

The paper shows the efficiency of electromembrane treatment of semi-products of sugar production in order to increase the yield of sugar by reducing its losses in molasses. Based on the analysis of changes in the studied parameters of semi­products of sugar production during the electrodialysis process, scientific data were obtained on the effect of electromembrane treatment on the chemical composition and technological quality of purified semi­products of sugar production, as well as on decrease in calcium salts content in them. The purpose of the research is to create a highly efficient method for production of white sugar, allowing to increase the yield of sugar from raw materials and reduce the amount of excipients by means of electrodialysis with its subsequent practical implementation at industry enterprises. Under production conditions, it was found that electromembrane treatment of one batch (7 t) of purified juice allows to additionally obtain up to 35 kg of sugar, a batch of syrup – up to 130 kg, and soft sugar effluent of II crystallization – up to 255 kg. Electromembrane treatment of molasses makes it possible to: reduce the mass fraction of calcium salts to dry matters by 39 % of their initial content; increase molasses purity by 8.5 %; reduce the molasses-forming coefficient by 21 % by reducing the content of potassium and sodium. In this case, the estimated amount of additional sugar obtained from it will make 5.1 % by weight or 392.7 kg of sugar from one batch of processed molasses. The research will allow to develop scientific and technological aspects of purification of semi-products of sugar production using electromembrane treatment.

 

полупродукты сахарного производствамелассаочистка диффузионного сокаэлектромембранная обработкаэлектродиализмелассообразующие веществаИсследования проводились в рамках гранта Президента Республики Беларусь в сфере науки на 2024 годThe research was carried out within the framework of a grant from the President of the Republic of Belarus in the field of science for 2024ReferencesБугаенко, И. Ф. Общая технология отрасли. Научные основы технологии сахара / И. Ф. Бугаенко, В. И. Тужилкин. – СПб.: ГИОРД, 2007. – Ч. 1. – 508 с.Bugaenko I. F. General technology of the industry. Scientific bases of sugar technology. Part 1. St. Petersburg, GIORD Publ., 2007. 508 p. (in Russian).Бугаенко, И. Ф. Принципы эффективного сахарного производства / И. Ф. Бугаенко. – М.: Междунар. сахар. компания, Инмашпроект, 2003. – 285 с.Bugaenko I. F. Principles of efficient sugar production. Moscow, International Sugar Company, Inmashproekt Publ., 2003. 285 p. (in Russian).Эффективные технологии производства свекловичного сахара / О. К. Никулина [и др.]. – Минск: ИВЦ Минфина, 2023. – 302 с.Nikulina O. K., Koloskova O. V., Yakovleva M. R., Mel’nichek S. V., Dymar O. V. Efficient technologies for beet sugar production. Minsk, IVTs Minfina Publ., 2023. 302 p. (in Russian).Сапронов, А. Р. Технология сахарного производства / А. Р. Сапронов. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: Колос, 1999. – 495 с.Sapronov A. R. Technology of sugar production. 2nd ed. Moscow, Kolos Publ., 1999. 495 p. (in Russian).Физико-химические процессы сахарного производства / И. С. Гулый [и др.]. – М.: Агропромиздат, 1987. – 264 с.Gulyi I. S., Lysyanskii V. M., Reva L. P., Fedotkin I. M., Tobilevich N. Yu., Bobrovnik L. D. [et al.]. Physico-chemical processes of sugar production. Moscow, Agropromizdat Publ., 1987. 264 p. (in Russian).Круглик, С. В. Об оптимизации технологии на отдельных стадиях производства сахара / С. В. Круглик // Сахар. – 2020. – № 4. – С. 27–35. https://doi.org/10.24411/2413-5518-2020-10403Kruglik S. V. On the optimization of technology at the certain stages of sugar production. Sakhar [Sugar], 2020, no. 4, pp. 27–35 (in Russian). https://doi.org/10.24411/2413-5518-2020-10403Способ мембранно-ферментативной очистки диффузионного сока с использованием cross flow ультрафильтрации и упрощённой дефекосатурации / С. Л. Филатов [и др.] // Сахар. – 2020. – № 3. – С. 9–15. http://doi.org/10.24411/2413-5518-2020-10307Filatov S. L., Petrov S. M., Podgornova N. M., Mikhailichenko M. S., Dumchenkov V. M. Method of membraneenzymatic purification of diffusion juice with the use of cross flow ultrafiltration and simplified liming carbonation. Sakhar [Sugar], 2020, no. 3, pp. 9–15 (in Russian). http://doi.org/10.24411/2413-5518-2020-10307Боннанфан, Ф. Принципы очистки соков сахарной свёклы / Ф. Боннанфан // Сахар. – 2019. – № 5. – С. 16–27.Bonnenfant F. Principles of sugar beet juices filtration. Sakhar [Sugar], 2019, no. 5, pp. 16–27 (in Russian).Интенсификация известково-углекислотной очистки диффузионного сока / Ю. И. Зелепукин [и др.] // Сахар. – 2016. – № 1. – С. 40–43.Zelepukin Y. I., Golybin V. A., Fedoruk V. A., Zelepukin S. Yu. Intensification of calcareous and carbon-dioxide purification of diffusion juice. Sakhar [Sugar], 2016, no. 1, pp. 40–43 (in Russian).Штангеев, В. О. Очистка густых полупродуктов сахарного производства / В. О. Штангеев, Е. Н. Молодницкая, Л. С. Клименко // Сахар. – 2013. – № 11. – С. 44–49.Shtangeev V. O., Molodnitskaya E. N., Klimenko L. S. Purification of dense intermediate products used in sugar production. Sakhar [Sugar], 2013, no. 11, pp. 44–49 (in Russian).Савостин, А. В. Эффективность антинакипинов при выпаривании соков свеклосахарного производства / А. В. Савостин, В. О. Городецкий // Сахар. – 2014. – № 10. – С. 47–50.Savostin A.V., Gorodetsky V. O. Efficiency antiscale by evaporation juice sugar industry. Sakhar [Sugar], 2014, no. 10, pp. 47–50 (in Russian).Петров, С. М. О возможности удаления солей кальция из сиропов, полученных с использованием антинакипинов / С. М. Петров, С. Л. Филатов, В. М. Думченков // Сахар. – 2018. – № 2. – С. 30–33.Petrov S. M., Filatov S. L., Dumchenkov V. M. On the possibility of removing salts of calcium using syrups containing antiscales. Sakhar [Sugar], 2018, no. 2, pp. 30–33 (in Russian).Рудюк, Л. С. Ионообменные технологии в сахарной промышленности. Обессахаривание мелассы и декальцинация сока / Л. С. Рудюк, Д. Пайе, Ф. Бонненфан // Сахар. – 2018. – № 4. – С. 26–27.Rudiuk L. S., Paillat D., Bonnenfant P. Ion-exchange technologies in sugar industry. Molasses desugarization and juice decalcifyng. Sakhar [Sugar], 2018, no. 4, pp. 26–27 (in Russian).Bertuzzi, S. Determinazione a: K, Na, azoto alfa-amminico in zuecherificio, implecazioni tecnologiche / S. Bertuzzi, M. Zavanella // L’Ind. Sacc. Ital. – 1988. – Vol. 81, № 4. – P. 135–138.Bertuzzi S., Zurlecla N. Determinazione a: K, Na, azoto alfa-amminico in zuecherificio, implecazioni tecnologiche [Determination of: K, Na, alpha-amino nitrogen in the sugar factory, technological implementations]. L’Industria Saccarifera Italiana [Italian Sugar Industry], 1988, vol. 81, no. 4, pp. 135–138 (in Italian).Beziehungen zwischen den Verhaltnissen einiger Kationen und Anionen in der Zuckerrube und deren grundlegenden qualitativen Merkmalen / A. Dandar [et al.] // Processing expert systems, technological value of sugar beet, progress in sugar technology: proc. of the 20th Gen. Assembly of CITS, Munich, Germany, 26–30 June 1995 / Commiss. Intern. Techn. de Sucrerie. – Berlin, 1996. – S. 116–122.Dandar A., Bajci P., Matula S., Sopkovcik M. Beziehungen zwischen den Verhaltnissen einiger Kationen und Anionen in der Zuckerrube und deren grundlegenden qualitativen Merkmalen [Relationship between the contents of some cations and anions in sugarbeet and its fundamental quality indices]. Processing expert systems, technological value of sugar beet, progress in sugar technology: proceedings of the 20th General Assembly of CITS, Munich, Germany, 26–30 June 1995. Berlin, 1996, pp. 116–122 (in German).Бобровник, Л. Д. Роль гидратации в мелассообразовании / Л. Д. Бобровник // Сахар. – 2015. – № 6. – С. 54–58.Bobrovnik L. D. Role of hydration in the formation of molasses. Sakhar [Sugar], 2015, no. 6, pp. 54–58 (in Russian).Инновационные технологии как основа устойчивого экономического развития свеклосахарного производства / С. Л. Филатов [и др.] // Сахар. – 2020. – № 8. – С. 12–19. https://doi.org/10.24411/2413-5518-2020-10802Filatov S. L., Petrov S. M., Podgornova N. M., Mikhailichenko M. C., Dumchenkov V. M. Innovative technologies as a basis for sustainable economic development of beet production. Sakhar [Sugar], 2020, no. 8, pp. 12–19 (in Russian). https://doi.org/10.24411/2413-5518-2020-10802Применение электродиализа для очистки диффузионного сока в сахарном производстве / О. К. Никулина [и др.] // Пищевая пром-сть: наука и технологии. – 2021. – Т. 14, № 3 (53). – С. 51–61. https://doi.org/10.47612/2073-4794-2021-14-3(53)-51-61Nikulina O. K., Koloskova O. V., Yakovleva M. R., Dymar O. V. Application of electrodialysis for purification of diffusion juice in sugar production. Pishchevaya promyshlennost’: nauka i tekhnologii = Food Industry: Science and Technology, 2020, vol. 14, no. 3 (53), pp. 51–61 (in Russian). https://doi.org/10.47612/2073-4794-2021-14-3(53)-51-61Дымар, О. В. Изучение взаимосвязи скорости деминерализации кислой сыворотки от изменения напряжения процесса / О. В. Дымар, М. Р. Яковлева, А. Меркель // Пищевая пром-сть: наука и технологии. – 2019. – Т. 12, № 1 (43). – С. 74–79.Dymar O. V., Yakovleva M. R., Merkel A. Studying of interrelation of the rate of demineralization of acid milk serum from changes in the voltage of the process. Pishchevaya promyshlennost’: nauka i tekhnologii = Food Industry: Science and Technology, 2019, vol. 12, no. 1 (43), pp. 74–79 (in Russian).Ильина, С. И. Электромембранные процессы / С. И. Ильина. – М.: РХТУ, 2013. – 57 с.Il’ina S. I. Electro-membrane processes. Moscow, Russian University of Chemical Technology, 2013. 57 p. (in Russian).Дорофеева, Л. И. Разделение и очистка веществ мембранными, обменными и электрохимическими методами / Л. И. Дорофеева. – Томск: Изд-во Том. политехн. ун-та, 2008. – 111 с.Dorofeeva L. I. Separation and purification of substances by membrane, exchange and electrochemical methods. Tomsk, Publishing House of Tomsk Polytechnic University, 2008. 111 p. (in Russian).Дымар, О. В. Повышение эффективности переработки молочных ресурсов: научно-технологические аспекты / О. В. Дымар. – Минск: Колорград, 2018. – 236 с.Dymar O. V. Improving the efficiency of processing dairy resources: scientific and technological aspects. Minsk, Kolorgrad Publ., 2018. 236 p. (in Russian).

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