vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2020-4-30-37vguit-2607Research ArticleПроцессы и аппараты пищевых производствProcesses and equipment for food industryМногокритериальная оптимизация процесса получения свекловичного сока прессово – диффузионным способомMulti-criteria optimization of beet juice obtaining process by press-diffusion methodhttps://orcid.org/0000-0001-9388-6303ОвсянниковВ. Ю.OvsyannikovV. Y.

д.т.н., доцент, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Cand. Sci. (Engin.), associate professor, head of the department of machines and apparatus for food production, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

ows2003@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6448-5586ТоропцевВ. В.ToroptsevV. V.

к.т.н., доцент, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Cand. Sci. (Engin.), associate professor, head of the department of machines and apparatus for food production, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

vsworkmail@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2255-9414БерестовойА. А.BerestovoyA. A.

к.т.н., старший преподаватель, кафедра машин и аппаратов пищевых производств, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Cand. Sci. (Engin.), lecturer, head of the department of machines and apparatus for food production, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

berestovoy_1991@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6561-7285ЛобачеваН. Н.LobachevaN. N.

к.т.н., доцент, кафедра иностранных языков, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Cand. Sci. (Engin.), associate professor, department of foreign languages, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

naloni@mail.ruЛобачеваМ. А.LobachevaM. A.

студент, факультет пищевых машин и автоматов, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

student, faculty of food machines and equipment, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

lobatchyovam@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7380-0477МартехаА. Н.MartekhaA. N.

к.т.н., доцент, кафедра процессов и аппаратов перерабатывающих производств, ул. Тимирязевская, 49, г. Москва, 127550, Россия

Cand. Sci. (Engin.), associate professor, department of processes and apparatus of processing industries, Timiryazevskaya str., 49, Moscow, 127550, Russia

man6630@rambler.ruВоронежский государственный университет инженерных технологийРоссияVoronezh State University of Engineering TechnologiesRussian FederationРоссийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А. ТимирязеваRussian FederationRussian State Agrarian University - Moscow Agricultural Academy after K.A. TimiryazevRussian Federation2020241120208243037Copyright © Овсянников В.Ю., Торопцев В.В., Берестовой А.А., Лобачева Н.Н., Лобачева М.А., Мартеха А.Н., 20212021Овсянников В.Ю., Торопцев В.В., Берестовой А.А., Лобачева Н.Н., Лобачева М.А., Мартеха А.Н.Ovsyannikov V.Y., Toroptsev V.V., Berestovoy A.A., Lobacheva N.N., Lobacheva M.A., Martekha A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2607

В настоящее время на сахарных заводах актуально использование передовых технологий, базирующихся на использовании сочетания физического и энергетического воздействия на исходное сырье и обеспечивающих сокращение потерь сахарозы на этапе получения диффузионного сока. Предлагается способ прессово-диффузионного получения сока из сахарной свеклы, позволяющий обеспечить сокращение производственных затрат, повысить выход сахарозы из свекловичной стружки и снизить потери на этапе получения диффузионного сока. В работе исследован прессово-диффузионный способ добычи сока из сахарной свеклы с применением методов математического планирования и статистической обработки результатов опытов. На экспериментальных установках под воздействием технологических параметров, в качестве которых выступали давление, прикладываемое к свекловичной массе на стадии прессования, температура на стадии диффузии, температура предварительной обработки свекловичной стружки перед прессованием и частота ультразвуковых колебаний излучателя в диффузионной установке, получены уравнения регрессии и субоптимальные параметры, обеспечивающие максимальный выход свекловичного сока при минимальных затратах энергии на его реализацию. Такими режимными параметрами явились следующие: давление прессования 0,27–0,33 МПа, температура предварительной обработки свекловичной стружки 334,2–337,3 К, температура диффузии 342,5–345,0 К и частота ультразвукового излучения 21,25–23,36 кГц. Представленные инженерные номограммы, позволяют быстро и качественно определить величину удельных затрат энергии и величину выхода жидкой фазы от технологических параметров прессово-диффузионного способа получения свекловичного сока.

Currently, the application of advanced technologies in sugar factories is relevant. These technologies are based on the use of a combination of physical and energy effects on the feedstock and provide a reduction in sucrose losses at the stage of diffusion juice obtaining. A method of press-diffusion production of juice from sugar beet which allows to increase the yield of sucrose from beet chips and to reduce losses at the stage of diffusion juice obtaining and production costs is suggested by us. The press-diffusion method of extracting juice from sugar beet with the methods of mathematical planning and statistical processing of the experimental results was studied in the work. Regression equations and suboptimal parameters providing the maximum yield of beet juice with minimum energy consumption for its implementation were received in experimental plants under the influence of technological parameters, which were the pressure applied to the beet mass at the pressing stage, the temperature at the diffusion stage, and the pretreatment temperature of beet chips before pressing and the frequency of ultrasonic vibrations of the emitter in the diffusion installation. These operating parameters were the following: pressing pressure 0.27–0.33 MPa, pretreatment temperature of beet chips 334.2–337.3 K, diffusion temperature 342.5–345.0 K and frequency of ultrasonic radiation 21.25–23.36 kHz. The engineering nomograms presented make it possible to determine the value of the specific energy consumption and the value of the liquid phase output from the technological parameters of the press-diffusion method for producing beet juice in a quick and qualitative way.

сахарная свеклапрессованиедиффузияоптимизациясвекловичный сокsugar beetpressingdiffusionoptimizationbeet juiceВоронежский государственный университет инженерных технологий, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия;ReferencesСапронов А.Р. Сапронова Л.А., Ермолаев С.В. Технология сахара. СПб.: Профессия, 2015. 296 с.Sapronov, A.R. Sapronova L.A., Ermolaev S.V. Sugar technology. SPb., Professiya, 2015. 296 p. (in Russian).Иванова В.Н., Серегин С.Н. Агропродовольственная политика ЕАЭС: обеспечение продовольственной безопасности // Сахар. 2015. № 2. С. 22–25.Ivanova V.N., Seregin S.N. Agri-food policy of the EAEU: ensuring food security. Sugar. 2015. no. 2. pp. 22–25. (in Russian).Rodrigues R, Sperandio L.C.C., Andrade С.M.G. Investigation of color and turbidity in the clarification of sugarcane juice by ozone // J Food Process Eng. 2017. V. 12. P. 661.Rodrigues R., Sperandio L.C.C., Andrade C.M.G. Investigation of color and turbidity in the clarification of sugarcane juice by ozone. J Food Process Eng. 2017. vol. 12. pp. 661.Sartori J.A.S., Ribeiro K., Teixeira A.C.S.C., Magri N.T.C. et al. Sugarcane juice clarification by hydrogen peroxide: predictions with artificial neural networks // Int. J. of Food Eng. 2017. V. 13. P. 199.Sartori J.A.S., Ribeiro K., Teixeira A.C.S.C., Magri N.T.C. et al. Sugarcane juice clarification by hydrogen peroxide: predictions with artificial neural networks. Int. J. of Food Eng. 2017. vol. 13. pp. 199.Городецкий В.О., Семенихин С.О., Даишева Н.М., Котляревская Н.И. Диффузионно-прессовое извлечение сахарозы как начальная стадия очистки диффузионного сока // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК-продукты здорового питания. 2017. № 1. С. 62–66.Gorodetsky V.O., Semenikhin S.O., Daisheva N.M., Kotlyarevskaya N.I. Diffusion-press extraction of sucrose as an initial stage of purification of diffusion juice. Technologies of food and processing industry Agro Industrial Complex - healthy food products. 2017. no. 1. pp. 62–66. (in Russian).Слива Ю.В., Попова И.В., Мазур Л.М. Влияние электрогидравлической обработки стружки сахарной свеклы в экстрагенте и температуры экстрагирования на качество диффузионного сока // Сахар. 2015. № 1. С. 42–43.Plum Yu.V., Popova I.V., Mazur L.M. Influence of electrohydraulic processing of sugar beet chips in the extractant and the extraction temperature on the quality of diffusion juice. Sugar. 2015. no .1. pp. 42–43. (in Russian).Mhemdi H., Bals O., Vorobiev E. Combined pressing­diffusion technology for sugar beets pretreated by pulsed electric field // Journal of Food Engineering. 2016. V. 168. P. 166–172.Mhemdi H., Bals O., Vorobiev E. Combined pressing­diffusion technology for sugar beets pretreated by pulsed electric field. Journal of Food Engineering. 2016. vol. 168. pp. 166–172.Mhemdi H., Almohammed F., Bals O., Grimi N. et al. Impact of pulsed electric field and preheating on the lime purification of raw sugar beet expressed juices // Food and Bioproducts Processing. 2015. V. 95. P. 323–331.Mhemdi H., Almohammed F., Bals O., Grimi N. et al. Impact of pulsed electric field and preheating on the lime purification of raw sugar beet expressed juices. Food and Bioproducts Processing. 2015. vol. 95. pp. 323–331.Rabhi Z., El-Belghiti K. Kinetic model of sugar diffusion from sugar beet tissue treated by pulsed electric field // Journal of the Science of Food and Agriculture. 2015. V. 8. P. 1213–1218.Rabhi, Z., El-Belghiti K. Kinetic model of sugar diffusion from sugar beet tissue treated by pulsed electric field. Journal of the Science of Food and Agriculture. 2015. vol. 8. pp. 1213–1218.Eggleston G. Positive aspects of cane sugar and sugar cane derived products in food and nutrition //. J Agric Food Chem. 2018. V. 66. P. 4007-4012.Eggleston G. Positive aspects of cane sugar and sugar cane derived products in food and nutrition. J Agric Food Chem. 2018. vol. 66. pp. 4007-4012.Moreno C., Su?rez C.E., David W., Torres Q. et al. Cane honey: process, quality and harmlessness // Int J Eng Res. 2016. V. 5. P. 589-593.Moreno C., Su?rez C.E., David W., Torres Q. et al. Cane honey: process, quality and harmlessness. Int J Eng Res. 2016. vol. 5. pp. 589-593.Sawicki T. et al. Profile and content of betalains in plasma and urine of volunteers after long-term exposure to fermented red beet juice // Journal of agricultural and food chemistry. 2018. V. 66. № 16. P. 4155-4163.Sawicki T. et al. Profile and content of betalains in plasma and urine of volunteers after long-term exposure to fermented red beet juice. Journal of agricultural and food chemistry. 2018. vol. 66. no. 16. pp. 4155-4163.Porto M.R.A. et al. Physicochemical stability, antioxidant activity, and acceptance of beet and orange mixed juice during refrigerated storage // Beverages. 2017. V. 3. № 3. P. 36.Porto M.R.A. et al. Physicochemical stability, antioxidant activity, and acceptance of beet and orange mixed juice during refrigerated storage. Beverages. 2017. vol. 3. no. 3. pp. 36.Sokolowska B., Wo?niak ?., Skapska S., Por?bska I. et al. Evaluation of Quality Changes of Beetroot Juice after High Hydrostatic Pressure Processing // High Pressure Research. 2017. V. 37. P. 1-9.Sokolowska B., Wo?niak ?., Skapska S., Por?bska I. et al. Evaluation of Quality Changes of Beetroot Juice after High Hydrostatic Pressure Processing. High Pressure Research. 2017. vol. 37. pp. 1-9.Costa D.A., Stahl Hermes V., de Oliveira Rios A., Hickmann Flores S. Minimally Processed Beetroot Waste as an Alternative Source to Obtain Functional Ingredients // Journal of Food Science and Technology. 2017. V. 54. P. 2050-2058.Costa D.A., Stahl Hermes V., de Oliveira Rios A., Hickmann Flores S. Minimally Processed Beetroot Waste as an Alternative Source to Obtain Functional Ingredients. Journal of Food Science and Technology. 2017. vol. 54. pp. 2050-2058.

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