Increasing the diffusion juice purification degree by the electrochemical demineralization process

   The improvement of the diffusion juice purification technology is an important stage of the optimization of sugar beet production. To increase the efficiency of the technology of diffusion juice purification, it is necessary to intensify separate stages of purification of diffusion juice in the classical scheme with the achievement of the maximum possible local and the general effects of purification. The most perspective and insufficiently explored method of sugar beet by-products treatment is electrodialysis, which makes it possible to purify sugar solutions from electrolytes. Electrodialysis allows to regulate mineral composition of sugar beet by-products and reduce the negative effect of ash content on the technological process of sugar production.
   The purpose of this study was to investigate the mineral and organic composition of intermediate products of sugar production and study its changes in the process of electromembrane treatment.

   Model tests of the electrodialysis process were carried out in industrial conditions at JSC “Gorodeya Sugar Refinery” to obtain data on the actual range of changes in the cations and anions content in the intermediate products of sugar production and its technological quality. The tests were carried out on a pilot membrane plant with a cationic-anionic set of membranes in a steady state mode. The demineralization process was explore on diffusion juices, juices of I saturation and sulphitated juices. It has been established that in the process of electrodialysis potassium cations are removed from sugar beet by-products by 94.4–98.5 %. Calcium cations are removed from the juice of I saturation by 93.6 %, from sulphitated juice — by 66.7%. At the same time, the purity of sulphitated juice increases by 4.1 %, juice of the first saturation — by 5.2 %, there is a decrease in calcium salts and α-amine nitrogen in the juice of the first saturation — by 93.5 and 95.8 %, respectively, in sulphitated juice — by 76.5 and 43.8 %. In diffusion juice, the decrease in the content of α-amine nitrogen is only 11.9 %, there is no decrease in calcium salts, a decrease in the total amount of non-sugars is 29.3 %, which gives reason to consider its processing ineffective compared to other intermediates.

1. 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).

2. Рева, Л. П. Совершенствование современной типовой технологической схемы очистки диффузионного сока / Л. П. Рева, В. Ю. Вислобоков // Сахар. — 2013. — № 4. –С. 54–61.

3. Решетова, Р. С. Виды возвратов на предварительную дефекацию, их влияние на формирование осадка несахаров и эффективность очистки диффузионного сока / Р. С. Решетова, О. Ю. Бганцева, М. А. Гаманченко // Сахар. — 2020. — № 9. — С. 18–23.

4. Круглик, С. В. Об оптимизации технологии на отдельных стадиях производства сахара / С. В. Круглик // Сахар. — 2020. — № 4. — С. 27–35.

5. Совершенствование способа известково-углекислотной очистки диффузионного сока свеклосахарного производства / В. О. Городецкий [и др.] // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. — 2017. — № 5-6 (359-360). — С. 67–70.

6. Савостин, А. В. Совершенствование очистки диффузионных соков на основе свойств дисперсных систем / А. В. Савостин, И. М. Кузьмин // Сахар. — 2011. — № 3. — С. 52–54.

7. The potential of microfiltration and ultrafiltration process in purification of raw sugar beet juice / V. Hakimzadeh [and etc.] // Desalination. — 2006. — № 200 (1-3). — P. 520–522.

8. 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.

9. Инновационные технологии как основа устойчивого экономического развития свекло-сахарного производства / С. Л. Филатов [и др.] // Сахар. — 2020. — № 8. — С. 12–19.

10. Способ мембранно-ферментативной очистки диффузионного сока с использованием cross flow ультрафильтрации и упрощенной дефекосатурации / С. Л. Филатов [и др.] // Сахар. — 2020. — № 3. – С. 9–15.

11. Иониты для глубокой деминерализации и обесцвечивания сока II сатурации / С. Л. Филатов [и др.] // Сахар. — 2011. — № 2. — С. 47–49.

12. 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.

13. Применение электродиализа для очистки диффузионного сока в сахарном производстве / О. К. Никулина [и др.] // Пищевая промышленность: наука и технологии. — 2021. — Т. 14, № 3 (53). — С. 51–61.

14. Содержание сахара в мелассе. Оптимизация режима кристаллизации сахарозы на последнем продукте / З. В. Ловкис [и др.]; под общ. ред. З. В. Ловкиса. — Минск: Беларуская навука, 2014. — 97 с. (Настольная книга производственника).

15. Никулина, О. К. Инновационные решения для совершенствования технологии сахарного производства / О. К. Никулина, О. В. Дымар // Проблемы и перспективы научно-инновационного обеспечения агропромышленного комплекса регионов: сборник докладов Международной научно-практической конференции (Курск, 28–30 июня 2021 г.). ФГБНУ «Курский федеральный аграрный научный центр». — Курск, 2021. — С. 110–113.