foodindustryПищевая промышленность: наука и технологииFood Industry: Science and Technology2073-4794Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию10.47612/2073-4794-2021-14-3(53)-51-61foodindustry-509Research ArticleСтатьиПрименение электродиализа для очистки диффузионного сока в сахарном производствеApplication of electrodialysis for purification of diffusion juice in sugar productionНикулинаО. К.NikulinaO. K.

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

ул. Козлова, 29, 220037, Минск

Oksana Konstantinovna Nikulina, Ph (Engineering) researcher, Head of the research laboratory of sugar production

29, Kozlova st., 220037, Minsk

sugar@belpoduct.comКолосковаО. В.KoloskovaO. V.

Ольга Владимировна Колоскова, кандидат технических наук, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории сахарного производства

ул. Козлова, 29, 220037, Минск

Olga Vladimirovna Koloskova, РhD (Engineering), senior researcher

29, Kozlova st., 220037, Minsk

sugar@belpoduct.comЯковлеваМ. Р.YakovlevaM. R.

Мария Романовна Яковлева, инженер-технолог II категории научно-исследовательской лаборатории сахарного производства

ул. Козлова, 29, 220037, Минск

Mariya Romanovna Yakovleva, engineer-technologist

29, Kozlova st., 220037, Minsk

sugar@belproduct.comДымарО. В.DymarO. V.

Олег Викторович Дымар, доктор технических наук, профессор, технический директор

Минск

Oleg Viktorovich Dymar, Doctor of Engineering sciences, Professor, technical director

Minsk

dymarov@tut.byРУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию»RUE “Scientific and Practical Centre for Foodstuffs of the National Academy of Sciences of Belarus”РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по продовольствию»RU E “Scientific and Practical Centre for Foodstuffs of the National Academy of Sciences of Belarus”Представительство АО «МЕГА» (Чешская Республика) в Республике БеларусьRepresentative of MEGA a. s. (Czech Republic) in Republic of Belarus2021181020211435161Copyright © Никулина О.К., Колоскова О.В., Яковлева М.Р., Дымар О.В., 20212021Никулина О.К., Колоскова О.В., Яковлева М.Р., Дымар О.В.Nikulina O.K., Koloskova O.V., Yakovleva M.R., Dymar O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://foodindustry.belal.by/jour/article/view/509

Проведен анализ основных производственных процессов, используемых в сахарной отрасли, и способов повышения эффективности производства. В сахарной промышленности Республики Беларусь используется в основном экстенсивный путь повышения эффективности производства — совершенствование существующей технологической схемы преимущественно без внедрения новых технологий. Этот путь несет низкие риски, но имеет естественные ограничения. В работе рассмотрен альтернативный вариант повышения эффективности сахарного производства, который основан на использовании новых электромембранных технологий, дополняющих традиционную технологическую схему или частично заменяющих ее стадии. Наиболее перспективным и малоисследованным способом обработки продуктов переработки сахарной свеклы с целью повышения эффективности производства является электродиализ. Целью исследования является изучение влияния электромембранной обработки диффузионного сока различной степени очистки на повышение эффективности переработки сахарной свеклы. Приведены результаты модельных испытаний процесса электродиализа в условиях реального производства при установившемся режиме получения сахара на пилотной мембранной установке с катионно-анионным набором мембран. Представлены результаты расчетов, подтверждающие эффективность применения электромембранной обработки в технологии переработки сахарной свеклы.

An analysis of the main production processes used in the sugar industry and ways to improve production efficiency is presented. In the sugar industry of the Republic of Belarus, an extensive way of increasing production efficiency is mainly used — improving the existing technological scheme mainly without introducing new technologies. This path carries low risks, but has natural limitations. The paper considers an alternative option for increasing the efficiency of sugar production, which is based on the use of new electromembrane technologies that complement the traditional technological scheme or partially replace its stages. The most promising and little-studied method of processing sugar beet processing products in order to increase production efficiency is electrodialysis. The aim of the study is to study the effect of electromembrane treatment of diffusion juice of various degrees of purification on improving the efficiency of sugar beet processing. The results of model tests of the electrodialysis process in real production conditions with a steadystate sugar production mode on a pilot membrane installation with a cation-anionic set of membranes are presented. The results of calculations confirming the effectiveness of the use of electromembrane processing in the technology of sugar beet processing are presented.

очистка диффузионного сокамелассообразователиполупродукты сахарного производствадеминерализацияэлектродиализэлектромембранные технологииpurification of diffusion juicemolasses-forming agentssugar production intermediatesdemineralizationelectrodialysiselectromembrane technologiesReferencesБугаенко, И. Ф. Общая технология отрасли: Научные основы технологии сахара: Учебник для студентов вузов / И.Ф. Бугаенко, В.И. Тужилкин. Ч. 1. — СПб.: ГИОРД, 2007. — 512 с.Bugaenko I. F. Obshchepromyshlennyye tekhnologii: Nauchnyye osnovy sakharnoy tekhnologii: Uchebnik dlya studentov vuzov [General industry technology: Scientific foundations of sugar technology: Textbook for university students]. St. Petersburg, GIORD, 2007, 512 p. (in Russian).Бугаенко, И. Ф. Основы сахарного производства / И. Ф. Бугаенко — М.: Международная Сахарная Компания, 2002. — 357 с.Bugaenko I. F. Osnovy sakharnogo proizvodstva [Fundamentalsof sugar production]. Moscow, International Sugar Company, 2002, 357 p. (in Russian).Бугаенко, И. Ф. Принципы эффективного сахарного производства / И.Ф. Бугаенко — М.: ООО «Инмашпроект», 2003. — 285 с.Bugaenko I. F. Printsipy effektivnogo proizvodstva sakhara [The principles of effective sugar production]. Moscow, Inmashproekt LLC, 2003, 285 p. (in Russian).Очистка диффузионного сока в сахарном производстве / З. В. Ловкис [и др.]; под общ. ред. З. В. Ловкиса. — Минск: Беларус. навука, 2013. — 232 с. — (Настольная книга производственника).Lovkis Z. V. Ochistka diffuzionnogo soka pri proizvodstve sakhara [Purification of diffusion juice in sugar production]. Minsk, Belaruskaya navuka, 2013, 232 p. (in Russian).Сапронов, А. Р. Технология сахара песка и сахара рафинада / А. Р. Сапронов, Л. А. Сапронова. — М.: Колос, 1996. — 367 с.Sapronov A. R. Tekhnologiya sakhara i rafinirovannogo sakhara [Technology of sugar and refined sugar]. Moscow, Kolos, 1996, 367 p. (in Russian).Сапронов, А. Р. Технология сахарного производства / А. Р. Сапронов — М. : Колос, 1999. — 494 с.Sapronov A. R. Tekhnologiya proizvodstva sakhara [Technologyof sugar production]. Moscow, Kolos, 1999, 494 p. (in Russian).Физико-химические процессы сахарного производства / И. С. Гулый и [др.]. — М.: Агропромиздат, 1987. — 264 с.Gulyy I. S. Fiziko-khimicheskiye protsessy sakharnogo proizvodstva [Physico-chemical processes of sugar production]. Moscow, Agropromizdat, 1987, 264 p. (in Russian).Bertuzzi, S. Determinazione a: K, Na, azoto alfa-amminico in zueche-rificio, implecazioni tecnologiche / S. Bertuzzi, N. Zurlecla / / Ind saccorif. iral. — 1988. V. 81, № 4. — P. 135—138.Bertuzzi S., Zurlecla N. Determinazione a: K, Na, azoto alfa-amminico in zueche-rificio, implecazioni tecnologiche [Determination of: K, Na, alpha-amino nitrogen in zueche-rificio, technological implecations]. Ind saccorif. iral., 1988, Vol. 81, no 4, pp. 135-138 (in Italian).Beziehungen zwieschen den Verhältnissen einiger Kationen und Anionen in der Zuckerrabe und deren grudlegenden qualitativen Merkmalen / A. Dandar [et al.] // C. I. T. S. — 1996. — S. 931—934.Dandar A. Beziehungen zwieschen den Verhaltnissen einiger Kationen und Anionen in der Zuckerrabe und deren grudlegenden qualitativen Merkmalen [Relationships between the proportions of some cations and anions in the sugar beet and their fundamental qualitative characteristics]. C.I.T.S., 1996, pp. 931-934 (in German).Поворов, А. А. Мембранная технология в сахарной промышленности / А. А. Поворов, Р. Г. Давыдова, Ю. В. Фомин // Сахар. — 2003. — № 1. — С. 36—43.Povorov A. A., Davydova R. G., Fomin Yu. V. Membrannyye tekhnologii v sakharnoy promyshlennosti [Membrane technology in the sugar industry]. Sakhar = Sugar, 2003, no. 1, pp. 36-43 (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., Gorodetskiy V. O. Effektivnost’ antinakipinov pri vyparivanii sokov sveklosakharnogo proizvodstva [Efficiency of antiscale in the evaporation of beet sugar juices]. Sakhar = Sugar, 2014, no. 10, pp. 47-50 (in Russian).Повышение качества свекловичного сахара до экспортного уровня / С. М. Петров [и др.] // Сахар. — 2017. — № 5. — С. 30-33.Petrov S. M. Povysheniye kachestva sveklovichnogo sakhara do eksportnogo urovnya [Improving the quality of beet sugar to export level]. Sakhar = Sugar, 2017, no. 5, pp. 30-33 (in Russian).Бобровник, Л. Д. Роль гидратации в мелассообразовании / Л. Д. Бобровник // Сахар. — 2015. — № 6. — С. 54-58.Bobrovnik L. D. Rol’ gidratatsii u patoki [The role of hydration in molasses]. Sakhar = Sugar, 2015, no. 6, pp. 54-58 (in Russian).Иониты для глубокой деминерализации и обесцвечивания сока II сатурации / С. Л. Филатов [и др.] // Сахар. — 2011. — № 2. — С. 47-49.Filatov S. L. Ionity dlya glubokoy demineralizatsii i obestsvechivaniya sokov II saturatsii [Ionites for deep demineralization and discoloration of juice IIsaturation]. Sakhar = Sugar, 2011, no. 2, pp. 47-49 (in Russian).Hakimzadeh, V. The potential of microfiltration and ultrafiltration process in purification of raw sugar beet juice / V. Hakimzadeh, M. A. Razavi Seyed, K. Piroozifard, M. Shahidi // Desalination. — 2006. — № 200 (1-3). — P. 520-522.Hakimzadeh V., Razavi Seyed M. A., Piroozifard K., Shahidi M. The potential of microfiltration and ultrafiltration process in purification of raw sugar beet juice. Desalination, 2006, no 200 (1-3), pp. 520-522 (in English).Hinkova, A. Membrane filtration in the sugar industry / A. Hinkova, Z. Bubnik, P. Kadlec, V. Pour, H. Starhova // Pap. 27th Conference of the Slovak Society of Chemical Enginnering, Tatranske Matliare, May 22-26, 2000 Chem. Pap. — 2000. — Vol. 54, № 6 a. — P. 375-382.Hinkova A., Bubnik Z., Kadlec P., Pour V., Starhova H. Membrane filtration in the sugar industry. Pap. 27th Conference of the Slovak Society of Chemical Enginnering, Tatranske Matliare, May 22-26, 2000 Chem. Pap., 2000, Vol. 54, no 6a, pp. 375-382 (in English).Hinkova, A. Potentials of separation membranes in the sugar industry / A. Hinkova, Z. Bubnik, P. Kadlec, J. Pridal // Journal of Separation Purification Technology. — 2002. — № 26. — P. 101-110.Hinkova A., Bubnik Z., Kadlec P., Pridal J. Potentials of separation membranes in the sugar industry. Journal of Separation Purification Technology, 2002, no 26, pp. 101-110 (in English).Кудрявцева, Т. Н. Методы доочистки водопроводной воды г. Волограда / Т. Н. Кудрявцева // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: строительство и архитектура. — 2004. — № 4. — С. 143-148.Kudryavtseva T. N. Metody doochistki vodoprovodnoy vody g. Vrlograda [Methods of post-treatment of tap water in Volograd]. Vestnik Vrlgogradskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel’nogo universiteta. Seriya: stroitel’stvo i arkhitektura = Bulletin of the Volgograd State University of Architecture and Civil Engineering. Series: construction and architecture, 2004, no 4, pp. 143-148 (in Russian).Дорофеева, Л. И. Разделение и очистка веществ мембранными, обменными и электрохимическими методами / Л. И. Дорофеева. — Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2008. — 111 с.Dorofeeva L. I. Razdeleniye i ochistka veshchestv membrannym, obmennym i elektrokhimicheskim metodami [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. Изучение взаимосвязи скорости деминерализации кислой сыворотки от изменения напряжения процесса / О. В. Дымар, М. Р. Яковлева, А. Меркель // Пищевая промышленность: наука и технологии. — 2019. — № 3. — C. 74-79.Dymar O. V. Yakovleva M. R., Merkel A. Izucheniye vzaimosvyazi skorosti demineralizatsii kisloy syvorotki s izmeneniyami tekhnologicheskogo napryazheniya [The study of the relationship of the rate of demineralization of acidic serum from changes in the process voltage]. Picschevaya promyshlennost: nauka i tehnologii = Food industry: science and technology, 2019, pp. 74—79 (in Russian).Ильина, С. И. Электромембранные процессы: учебное пособие / С. И. Ильина — М.: РХТУ им. Менделеева, 2013. — 57 с.Ilyina S. I. Elektromembrannyye protsessy: uchebnoye posobiye [Electro-membrane processes: a training manual]. Moscow, RCTU them. Mendeleev, 2013, 57 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. Povysheniye effektivnosti pererabotki molochnykh resursov: nauchnyye i tekhnologicheskiye aspekty [Improving the efficiency of processing dairy resources: scientific and technological aspects]. Minsk, Kolorgrad, 2018, 236 p. (in Russian).Славянский, А. А. Расчет материальных потоков сахарного производства как элемента САПР гибкой производственно-технологической системы : Учебное пособие / А. А. Славянский, С. П. Гольденберг, В. И. Тужилкин // Мос. гос. ун-т пищевых производств. — М.: Издательский комплекс МГУПП, 2004. — 112 с.Slavyanskiy A. A., Gol’denberg S. P., Tuzhilkin V. I. Raschet material’nykh potokov sakharnogo proizvodstva kak elementa SAPR gibkoy proizvodstvenno-tekhnologicheskoy sistemy : Uchebnoye posobiye [Calculation of material flows of sugar production as a CAD element of a flexible production and technological system: Textbook]. Moscow, MGUPP, 2004, 112 p. (in Russian).Методы оценки технологических качеств сахарной свеклы с использованием показателей содержания калия, натрия и а-аминного азота, определенных в свекле и продуктах ее переработки / В. Н. Кухар [и др.] // Сахар. - 2019. - № 1. - С. 18-36.Kuhar V. N. Metody otsenki tekhnologicheskikh kachestv sakharnoy svekly s ispol’zovaniyem pokazateley soderzhaniya kaliya, natriya i a-aminnogo azota, opredelyayemykh v svekle i produktakh yeye pererabotki [Methods for assessing the technological qualities of sugar beets using indicators of the content of potassium, sodium and a-amine nitrogen determined in beets and products of its processing]. Sakhar = Sugar, 2019, no. 1, pp. 18—36 (in Russian).Чернявская, Л. И. Методы оценки качества сахарной свеклы как сырья для получения сахара / Л. И. Чернявская // Сахар. — 2006. — № 3. — С. 40-45.Chernyavskaya L. I. Metody otsenki kachestva sakharnoy svekly kak syr’ya dlya proizvodstva sakhara [Methods for assessing the quality of sugar beets as raw materials for sugar production]. Sakhar = Sugar, 2006, no. 3, pp. 40—45 (in Russian).Чернявская, Л. И. Методы оценки качества свеклы, основанные на ее лабораторной переработке/ Л. И. Чернявская // Сахар. — 2006. — № 4. — С. 19-24.Chernyavskaya L. I. Metody otsenki kachestva svekly na osnove yeye laboratornoy obrabotki [Beet quality assessment methods based on its laboratory processing]. Sakhar = Sugar, 2006, no. 4, pp. 19—24 (in Russian).Коррекция минерального состава полупродуктов сахарного производства с использованием электродиализа / О. К. Никулина [и др.] // Пищевая промышленность: наука и технологии. — Том 13. — № 2 (48), 2020. — С. 27-35.Nikulina O. K. Koloskova O. V., Yakovleva M. R., Dymar O. V. Korrektsiya mineral’nogo sostava poluproduktov sakharnogo proizvodstva s ispol’zovaniyem elektrodializa [Correction of the mineral composition of intermediate products of sugar production using electrodialysis]. Pishchevaya promyshlennost’: nauka i tekhnologii = Food industry: science and technology, Vbl. 13, no 2 (48), 2020, pp. 27—35 (in Russian).

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