Разработка ресурсосберегающей технологии извлечения сахарозы из свеклы с использованием термохимической обработки стружки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, кандидат наук Журавлев, Михаил Валентинович

• Журавлев, Михаил Валентинович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Журавлев, Михаил Валентинович

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Современное состояние сырьевой базы в России. Анализ существующей техники и технологии диффузионного извлечения сахарозы из свеклы

1.1Анализ сахарной свеклы как сырья для производства сахара-песка

1.1.1 Химический состав сахарной свеклы

1.1.2 Требования к сахарной свекле как к сырью для производства сахара

1.2 Теоретическое представление диффузионного извлечения сахарозы из сахарной свеклы

1.2.1 Факторы, влияющие на диффузионный процесс

1.3 Обзор существующих технологий диффузионного извлечения сахарозы

из свекловичной стружки

1.3.1 Способы подготовки свекловичной стружки к процессу экстрагирования

1.3.2 Способы подготовки экстрагента для диффузионного извлечения сахарозы

1.4 Обзор современного технологического оборудования для экстрагирования сахарозы из свеклы

1.5 Анализ математических моделей диффузионного извлечения сахарозы

1.6 Анализ литературного обзора, формулировка цели и основных задач

исследования

Глава 2. Исследование тепломассообменных и структурно-механических свойств свекловичной ткани

2.1 Изучение влияния термохимической обработки свекловичной ткани на величину коэффициента эффективной диффузии

2.2 Исследование влияние термохимического воздействия на структурно-механические и прочностные характеристики свекловичной ткани

2.3 Исследование влияния термохимической обработки свекловичной

стружки на влагоудерживающую способность свекловичного жома

Глава 3. Изучение кинетики термохимической обработки свекловичной стружки

3.1 Исследование влияния тепловой обработки свекловичной стружки на массообменные и качественные показатели диффузионного процесса

3.2 Выбор реагентов для обработки свекловичной стружки

3.3 Выбор рациональной концентрации раствора сульфата аммония

3.4 Выбор рационального количества раствора сульфата аммония для обработки свекловичной стружки

3.5 Определение остаточного содержания компонентов реагентов в полупродуктах производства

3.6 Исследование влияния электрохимической активации растворов реагентов на массообменные и качественные показатели диффузионного процесса

3.6.1 Экспериментальная установка и методология исследований

3.6.2 Выбор реагента для экспериментальных исследований

3.6.3 Выбор рациональной напряженности электрического поля для ЭХА раствора сульфата аммония

3.6.4 Выбор рациональной продолжительности ЭХА раствора сульфата аммония

3.7 Исследование влияния ЭХА растворов реагентов для термохимической обработки стружки на микроструктуру клеток свекловичной ткани

3.8 Влияние параметров ЭХА на массообменные критерии диффузионного

процесса

Глава 4. Математическое моделирование процесса диффузионного извлечения сахарозы с применением термохимической обработки свекловичной стружки

4.1 Постановка задачи математического моделирования процесса нестационарной одномерной диффузии сахарозы из свекловичной стружки

4.2 Представление начально-краевой задачи в безразмерной форме

4.3 Получение общего решения уравнения нестационарного одномерного диффузионного процесса

4.4 Нахождение констант интегрирования

4.5 Результаты решения задачи нестационарного одномерного процесса диффузионного извлечения сахарозы из свекловичной стружки

4.6 Результаты математического моделирования нестационарного одномерного процесса диффузионного извлечения сахарозы из

свекловичной стружки

Глава 5. Разработка способа получения диффузионного сока

с использованием термохимической обработки свекловичной стружки перед экстрагированием сахарозы и конструкции аппарата для ее реализации

5.1 Эксергетический анализ термодинамической эффективности способа подготовки свекловичной стружки к экстрагированию

5.2 Разработка конструкции ошпаривателя свекловичной стружки

5.3 Разработка технологической линии получения диффузионного сока с использованием термохимической обработки свекловичной стружки перед

экстрагированием сахарозы

Основные выводы и результаты

Литература

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка ресурсосберегающей технологии извлечения сахарозы из свеклы с использованием термохимической обработки стружки»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность тематики исследований. На современном этапе социального и экономического развития человеческого общества, в условиях глобальной интеграции и освоения новых технологий, одной из важнейших задач является сохранение природных ресурсов путем их рационального использования [78, 139].

Сахарная промышленность, перерабатывающая значительные объемы сахарной свеклы, является масштабным кластером пищевой промышленности отечественного АПК. Это обусловлено высоким потребительским спросом на сахар, как у рядовых потребителей, так и у различных отраслей: кондитерская, биохимическая, фармацевтическая и другие, где сахар играет огромную роль и является незаменимым компонентом производства. В России сахарозу производят из сахарной свеклы с учетом требований стандарта ГОСТ 33222-2015 «Сахар белый. Технические условия» [124]. В настоящее время в сахарной отрасли осуществляется комплекс мероприятий, направленных на расширение зоны свеклосеяния и увеличение выработки сахара из свеклы. Отдельными перерабатывающими предприятиями уже реализованы тактические программы модернизации и технического перевооружения производства. Освоенные программы способствовали повышению объемов производства сахара в 2015 году до 88 % от уровня внутреннего потребления.

Произво дство ; млн. т

2

Рисунок 1 - Динамика производства сахара из свеклы за 2008-2015 гг.

По своей энергоемкости, сложности и стоимости теплоэнергетического комплекса, по неразрывности связей между технологическими и теплоэнергетическими процессами, сахарное производство занимает одно из первых мест среди отраслей пищевой индустрии, а по своей значимости приближается к таким отраслям промышленности, как металлургическая, химическая, целлюлозно-бумажная, нефтеперерабатывающая и другие. Для пищевых производств подобного уровня важнейшим критериями оценки эффективности их деятельности являются показатели энергоэффективности и ресурсосбережения, к которым следует отнести расход условного топлива (природного газа) и расход различных реагентов и вспомогательных материалов (известковый камень, сатурационный газ), необходимых для технологической деятельности предприятий.

По данным Союза сахаропроизводителей России, в 2015 году на отечественных свеклосахарных заводах в среднем расход условного топлива составил 4,23 % к массе перерабатываемой свеклы, а расход известняка - 4,01 % к массе перерабатываемой свеклы.

I II I I I

Расход условного толиеэ, %

Расход из&естмякового камня, %

2011 2012 2013 2014 2015 2016

Рисунок 2 - Показатели расхода условного топлива и известнякового камня на отечественных свеклосахарных заводах за 2011 -2016 гг.

В тоже время на предприятиях ЕС данные показатели составили 2,5 % и 2,0 % к массе перерабатываемой свеклы соответственно. Такие высокие значения расхода условного топлива и известкового камня в сравнении с предприятиями Европейских предприятий свидетельствуют о необходимости совершенствования свеклосахарного производства за счет внедрения современных энергоэффективных ресурсосберегающих технологий [45].

Одним из наиболее энергоемких участков свеклосахарного производства является станция диффузионного извлечения сахарозы из свекловичной стружки. На данном участке производства сосредоточено значительное количество тепловой энергии, затрачиваемой на обогрев диффузионных аппаратов с целью поддержания их эффективной работы и обеспечения необходимых условий для экстрагирования сахарозы. Большинство отечественных предприятий оснащено диффузионными аппаратами наклонного типа. Проведение диффузионного процесса в аппаратах такой конструкции сопровождается рядом проблем: неравномерный обогрев сокостружечной смеси по длине аппарата, высокий расход греющего пара для достижения необходимой температуры диффузионного процесса, повышенная продолжительность процесса экстрагирования, высокие потери сахарозы в свекловичном жоме. Также весьма существенным показателем является величина отбора диффузионного сока, которая для данных диффузионных аппаратов составляет 120-125 % к массе перерабатываемой свеклы. Большинство сахаропроизводителей Европы работают с отбором сока в интервале 95-100 % к массе перерабатываемой свеклы [132].

В сложившейся ситуации, свидетельствующей о низкой степени термодинамического совершенства станции извлечения сахарозы из свеклы, осложняемой постоянным удорожанием энергоносителей и вспомогательных материалов, актуальной задачей является совершенствование процесса диффузионного извлечения сахарозы из свеклы путем разработки и внедрения экологически чистой энергоэффективной ресурсосберегающей технологии термохимической обработки свекловичной стружки перед ее поступлением в диффузионный аппарат, и ошпаривателя стружки прогрессивной конструкции.

Научная работа осуществлялась в соответствии с тематическим планом госбюджетной НИР кафедры технологии бродильных и сахаристых производств ВГУИТ (№ государственной регистрации 114121670054) «Совершенствование технологических процессов бродильных и сахаристых производств с использованием физико-химических, ресурсосберегающих, биохимических методов воздействия и нетрадиционного сырья».

Степень разработанности темы. Процессу диффузионного извлечения сахарозы из свекловичной стружки уделяется значительное внимание. От того, насколько эффективно протекает процесс на данном технологическом участке производства, зависит работа всех последующих технологических станций, ритмичность функционирования предприятия, а также качество и выход готовой продукции. Кроме того, данный участок производства отличается высокой тепловой и энергетической емкостью, что влияет на конечную стоимость сахара-песка.

Теоретические основы извлечения сахарозы из свеклы различными методами, в том числе методом жидкостного экстрагирования, отражены в работах П.М. Силина, Г.А. Аксельруда, В.М. Лысянского, С.М. Гребенюка, М.Х. Кишиневского, В.В. Спичака и других ученых.

В ряде фундаментальных научных трудов, основывающихся на изучении тепловых и массообменных процессов сахарного производства, отражена идейная концепция, свидетельствующая о том, что одним из наиболее эффективных технологических приемов интенсификации диффузионного извлечения сахарозы из свекловичной стружки является ее скоростная тепловая обработка различными теплоносителями перед подачей в диффузионный аппарат.

Научная новизна. Обоснованы направления совершенствования процесса диффузионного извлечения сахарозы из свеклы с целью повышения ресурсо- и энергосбережения путем предварительной термохимической обработки сырья.

Определены значения тепломассообменных характеристик процесса термохимической обработки и их зависимости от ряда физических и технологических параметров (деформационных характеристик сырья, условий

ЭХА раствора реагента и термохимической обработки стружки).

Обоснован рациональный способ подготовки сырья к экстрагированию сахарозы, включающий термохимическую обработку водными растворами специально подобранных реагентов с заданными характеристиками.

Разработана математическая модель процесса диффузионного извлечения сахарозы с применением термохимической обработки свекловичной стружки, позволяющая обосновать минимизацию потерь сахарозы в жоме при сокращении продолжительности процесса диффузии. Адекватность математической модели подтверждена результатами эмпирических исследований.

Практическая значимость. Получены экспериментальные зависимости влияния температуры термохимической обработки свекловичной стружки, концентрации и расхода реагента, продолжительности электрохимической активации и напряженности электрического поля на величину коэффициента эффективной диффузии сахарозы и качественные показатели полупродуктов.

Разработаны энергоэффективные способы получения диффузионного сока (Пат. РФ № 2553234, 2551551, 2603829) и конструкция устройства для их осуществления (Пат. на полез. мод. РФ № 161421).

Разработано программно-информационное обеспечение (свидетельства о гос. регистрации программ для ЭВМ № 2016615273, 2016615275), позволяющее управлять параметрами процесса термохимической обработки свекловичной стружки.

Показана целесообразность использования термохимической обработки свекловичной стружки водноэлектроактивированным раствором солевого реагента, что позволяет снизить расход греющего пара на станции диффузионного извлечения сахарозы на 3 %, сократить продолжительность процесса экстрагирования сахарозы на 20 % при достижении нормативных потерь сахарозы в обессахаренной свекловичной стружке.

Выполнен эксергетический анализ предлагаемой разработки, подтверждающий энергетическую эффективность способа термохимической обработки свекловичной стружки перед процессом экстрагирования сахарозы из

свеклы.

В условиях ООО «Балашовский сахарный комбинат» проведены производственные испытания способа получения диффузионного сока с термохимической обработкой свекловичной стружки, свидетельствующие об эффективности данной разработки.

Методология и методы исследования. В базисную основу методологии исследования заложены информационные комплексы общенаучных (анализ и синтез, проверка истинности утверждений теории путем обращения к практическим методам) и частонаучных (моделирование, статистический анализ, эмпирический расчет, обобщение результатов) методов познания. Отраженные в данной исследовательской работе методы основываются на общеизвестных методиках изучения кинетических закономерностей тепловых и массообменных процессов и моделировании математическими методами. Проверка адекватности полученных закономерностей осуществлялась методами статистического анализа.

Положения, выносимые на защиту:

- результаты экспериментальных исследований тепломассообменных и кинетических закономерностей процесса термохимической обработки свекловичной стружки греющим паром и электроактивированными растворами реагентов;

- результаты исследования структурно-механических свойств свекловичной ткани в условиях термохимического воздействия;

- математическая модель процесса диффузионного извлечения сахарозы с применением термохимической обработки свекловичной стружки;

- конструкция ошпаривателя для проведения процесса термохимической обработки свекловичной стружки;

- способ получения диффузионного сока с использованием термохимической обработки свекловичной стружки перед экстрагированием сахарозы.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Работа соответствует п. п. 3 и 4 паспорта специальности 05.18.12 «Процессы и аппараты

пищевых производств».

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов проведенных исследований базируется на строгих доказательствах и использовании апробированных математических методов. Полученные расчетные соотношения подвергнуты тщательной экспериментальной проверке. Расчет средней относительной ошибки достигает 9...11%. Ряд выявленных автором теоретических положений непосредственно согласуются с общепризнанными результатами в других областях науки и техники.

Все научные положения, выводы и рекомендации, изложенные в диссертации, обоснованы и подтверждены экспериментальными исследованиями и материалами, которые полностью соответствуют данным протоколов опытов. Основные положения, выводы и рекомендации одобрены при выступлениях диссертанта на научно-технических конференциях различного уровня.

Фундаментальные положения и основной интеллектуальный смысл диссертационной работы демонстрировались и обсуждались на международных, межвузовских и всероссийских научно-практических и научно-технических конференциях: (Воронеж, 2012 - 2016 гг.), (Москва, 2015 г.), международных научно-технических и отчетных научных конференциях ВГУИТ за 2013-2015 гг.

Интеллектуальные разработки, представленные в работе, демонстрировались в межвузовском конкурсе инновационных проектов «Кубок инноваций» (Воронеж, 2014-2015 г.), III региональной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых ФГБОУ ВО ВГУИТ «Современные разработки в области пищевой промышленности, сельского хозяйства и биотехнологии (Умник-2015)» (Воронеж, 2015).

Публикации. Материалы диссертационных исследований представлены в 27 работах, 9 из которых опубликованы в журналах ВАК, получено 3 патента РФ, 1 патент на полезную модель и 2 свидетельства Роспатента о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Глава 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ СЫРЬЕВОЙ БАЗЫ В РОССИИ.

АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИИ ДИФФУЗИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ САХАРОЗЫ ИЗ СВЕКЛЫ

Одной из задач «Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы» является динамичное развитие свеклосахарной отрасли с целью обеспечения к 2020 году производства сахара из сахарной свеклы 5,7 млн. т и доведения удельного веса свекловичного сахара до 93,4 %. Такое количество сахара необходимо для удовлетворения потребностей населения и промышленности России [30, 42].

Сырьевая база сахарной отрасли представлена сахарной свеклой и импортным тростниковым сахаром-сырцом. Производством сахарной свеклы во всех категориях свеклосеющих хозяйств (их около 5,5 тыс.) занимаются в 30 субъектах РФ. Основные посевы сахарной свеклы (около 90 %) сосредоточены в Центральном, Южном и Приволжском Федеральных округах (рисунок 1.1). Наиболее крупными свеклосеющими регионами являются Краснодарский край, Воронежская, Белгородская, Тамбовская, Курская, Липецкая, Пензенская области, республики Татарстан и Башкортостан.

Рисунок 1.1 - Характеристика зон свеклосеяния РФ

Анализ показателей сезона выращивания и переработки сахарной свеклы 2015 года свидетельствует о неуклонном росте и развитии свеклосахарного подкомплекса России. Благодаря поддержке государственной программы развития отечественного свекловодства посевные площади сахарной свёклы в 2015 году выросли на 11,3 % и достигли 1021,5 тыс. га. Урожайность сахарной свеклы выросла по РФ на 2,5 % до 379,7 ц/га. Валовой сбор сахарной свёклы в 2015 г. увеличился на 13,8 и достиг 37,8 млн. тонн. Наибольший рост отмечался в Ставрополье, КЧР, Чечне, Чувашии, Белгородской и Брянской областях.

В 2015 году достигнуто рекордное содержанию сахара в свекле - 17,8 %. Это позволило выработать 5,15 млн. тонн белого сахара, что на 12,6 % выше показателей 2014 года (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 - Количество вырабатываемого сахара с 1 Га посевных площадей свеклы

Экспертами отмечена высокая продуктивность свеклосахарного комплекса, которая за последние 17 лет возросла почти в 4 раза, благодаря чему выработка свекловичного сахара с 1 га посевов сахарной свеклы увеличилась до 5 тонн. При таких высоких показателях на ближайшие 3-5 лет запланировано добиться выработки свекловичного сахара не менее 7 тонн с 1 га посевов [43].

1.1 Анализ сахарной свеклы как сырья для производства сахара

Сахарная свекла (ботаническое название Beta vulgaris) - перекрестно опыляющееся двухлетнее растение, принадлежащее к семейству Маревых [40]. Это высокопродуктивная сельскохозяйственная культура, наиболее подходящая для производства сахара в климатических условиях России. У свеклы в сравнении с сахарным тростником имеется ряд преимуществ: более короткий вегетационный период и технически упрощенный севооборот. В районах возделывания сахарной свеклы происходит частая смена культур в сравнении с выращиванием сахарного тростника. Это значительно снижает вероятность появления различных вредителей и болезней произрастаемых культур, замедляет истощение почвы. И наконец, сахарная свекла имеет более длительные сроки хранения, в то время как сахарный тростник нужно переработать за 48 часов с момента уборки, после чего качество получаемого из него сока значительно ухудшается [56].

1.1.1 Химический состав сахарной свеклы

Химический состав сахарной свеклы, выращенной на неполивных почвах с незначительным количеством вносимых удобрений и дополнительной доочисткой ее после выкапывания, приведен на рисунке 1.3.

Свскма -100 кг

I

Клеточный сок - 93 кг

1 Г 1

Вода - 73 кг Сахароза -17,5 кг Растворимые несахара - 2,5 кг

Азотистые органические вещества (1,2 кг): белок - 0,7 бетаин - 0,2 аминокислоты - 0,2 амиды и соли аммония - 0,1

Í

Безазотистые органические вещества (0,8 кг): инвертированный сахар - 0,12 органические кислоты - 0,50

пектиновые вещества - 0,10 сапонин -0,05 жир - 0,03

Минеральные вещества (0,5 кг): К, О - 0,20 СаО - 0,07 Na, О - 0,04 MgO - 0,07 Р О, -0,07 SO, - 0,02 Прочие - 0,03

Мякоть (7 кг): целлюлоза -1,0 гемицеллюлозы -1,3 пектиновые вещества - 2,4 белок - 0,1 сапонин - 0,1 зола - 0,1 связанная вода - 2,0

Рисунок 1.3 - Примерный химический состав сахарной свеклы

Массовая доля сухих веществ в корнеплоде свежеубранной сахарной свеклы составляет 20...22 %, из них сахарозы - 14...18 %, растворимых органических несахаров - 2,2 %, нерастворимых - до 5 % при условии, что свекла имеет высокое технологическое достоинство.

При ухудшении качества свеклы (цветушность, ветвистость) происходит увеличение массы головки от 10 до 20 % с одновременным накоплением редуцирующих веществ, небелкового азота и зольных соединений. Как следствие происходит снижение содержания сахарозы на 4..5 % [149].

По данным ФГБНУ ВНИИСС им. А.Л. Мазлумова, химический состав основных частей свекловичного корнеплода нормативного технологического достоинства приведен в таблице 1.1.

Таблица 1.1 - Химический состав корнеплодов сахарной свеклы

Части корнеплода Содержание компонентов, % к массе свеклы

Сахароза Общие несахара Редуцирующие вещества Азот растворимый Минеральные соединения

Корень без верхушки 17,6 6,8 0,05 0,12 0,73

Верхушка головки с черешками листьев 2,2 19,4 1 0,26 3,92

Хвостик 14,7 11,13 0,31 0,11 1,52

Около 5 % влаги удерживается коллоидными веществами, входящими в состав клеток свекловичной ткани. Также в корнеплоде содержится до 0,1 % ин-вертного сахара, 0,2 % раффинозы (к массе сахарозы), около 0,4 % инозита (мио-низита), до 0,3 % а-галактозида миоинозита, в среднем 2,2-2,3 % к массе свеклы пектинов [128].

Общее количество неорганических кислот составляет 0,25-0,27 % к массе свеклы. Среди них представлены: щавелевая, адипиновая, янтарная, глутаровая и малоновая. Преобладающим представителем гликозидов, входящих в состав сахарной свеклы, являются сапонины - сложные безазотистые органические соединения с поверхностно-активными свойствами. Большая их часть (до 0,14 %) нахо-

дится в наружном слое свекловичной ткани. В диффузионный сок переходит до 38 % сапонинов.

Содержание азотсодержащих веществ в свекле колеблется от 0,15 до 0,2 %. Среди них имеются белки, в преобладающем количестве глобулины и нуклеопро-теиды, которые при высаливании выпадают в осадок. Также в свекле присутствуют: азотистые основания - бетаин (до 0,3 %), холин (в составе лецитина), пурины, пиримидины; соли аммония; нитриты и ароматические вещества (ванилин, ацета-мид); витамины B1, B2, B4, пантотеновая, никотиновая, и биотин.

Основными минеральными веществами (до 0,6 %), входящими в состав свеклы, являются: ^ - 0,25 %, Al2O3 + Fe2O3 - 0,02 %, CaO - 0,09 %, MgO - 0,07 %, Na2O - 0,05 %, P2O5 - 0,09 %, SOз2 - - 0,02 % , SiO2 - 0,02 %, О- - 0,01 %.

Химический состав сахарной свеклы может изменяться в зависимости от климатических условий, агротехники возделывания, вносимых удобрений, состава почв и других факторов [36].

1.1.2 Требования к сахарной свекле как к сырью для производства сахара

Качество сахарной свеклы, поступающей в переработку, регламентируются требованиями ГОСТ Р 52647-2006 «Свекла сахарная. Технические условия» [29] (таблица 1.2).

Таблица 1.2 - ГОСТ Р 52647-2006 «Свекла сахарная. Технические условия»

Наименование регламентируемого показателя Нормативная величина показателя

Сахаристость, % не менее 14,0

Загрязнённость, % не более 15,0

Содержание зеленой массы, % не более 3,0

Содержание увядших корнеплодов, % не более 5,0

Содержание корнеплодов с сильными механическими повреждениями, % не более 12,0

Содержание цветушных корнеплодов, % не более 1,0

В соответствии с требования ГОСТ для производства сахара допускаются только корнеплоды сахарной свёклы, имеющие типичные для ботанического вида

форму и окраску, очищенные от листьев и черешков. Корнеплоды мумифицированные (потеря влаги более 20 %), с сильными механическими повреждениями и сильно подгнившие не допускаются

Наиболее подходящими для переработки являются корнеплоды правильной грушевидной формы с гладкой поверхностью. Средняя масса их должна составлять 0,6-1,0 кг. В корнеплодах весом 1,2-1,5 кг содержание сахарозы понижено. Корнеплоды весом 0,3 кг и менее считаются не полноценно развитыми, и количество сахара в них также понижено.

Главным критерием, определяющим экономическую прибыль, является сахаристость сахарной свеклы. Этот показатель зависит от степени технической спелости корнеплодов: при достижении такой спелости в корнеплоде накапливается наибольшее количество сахарозы и обеспечивается высокая чистота клеточного сока. Техническая спелость сахарной свеклы достигается быстрее в засушливый период, чем в дождливый, и зависит от ряда факторов: сорта свеклы, погодных условий, агротехнических мероприятий и плодородия почвы.

1.2 Теоретическое представление диффузионного извлечения сахарозы

из сахарной свеклы

Экстракция - это процесс извлечения одного или нескольких компонентов из сложного по составу сырья с помощью растворителя (экстрагента) [110,138,150].

Принято считать, что процесс экстрагирования сахара из свеклы протекает при определенных условиях (температура 72-75 °С) и включает две важнейших стадии: перенос (конвективную диффузию) сахара из внутренних слоев стружки к ее поверхности по законам молекулярной диффузии и затем от поверхности стружки к экстрагенту (массообмен). Извлечение сахара из свекловичной стружки происходит за счет процесса диффузии, представляющего собой самопроизвольное выравнивание концентрации веществ на границе раздела двух фаз за счет теплового движения молекул (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 - Схема протекания диффузионного процесса По своей сущности процесс экстрагирования сахарозы является сложным процессом массопередачи, при котором скорость массопередачи связана с механизмом переноса распределяемого вещества в фазах, между которыми происходит массообмен. Наибольшее влияние на массообмен оказывает молекулярная диффузия, которую рассматривают как перенос вещества из одной части системы в другую за счет теплового движения молекул [46, 81,133, 136, 140].

Основоположником теории диффузионного процесса следует считать А. Фика, описавшего в 1855 году простейшую модель протекания диффузионного процесса и сформулировавшего основные законы, по которым осуществляется молекулярная диффузия. Процесс диффундирования, описываемый согласно первому закону Фика, можно представить в виде уравнения:

М =

ОГ(С - с)т

п

(1.1)

где М - количество вещества, диффундирующего через некоторую площадку К, С-с - разность концентраций; т - время; В - коэффициент диффузии; п - толщина слоя [22].

Аналитическое изучение процесса экстрагирования позволяет получить уравнение, связывающее временные и пространственные изменения концентрации любого диффузионного процесса. Подобное уравнение может быть получено на основании материального баланса процесса экстрагирования, протекающего в элементарном параллелепипеде рассматриваемого тела (свекловичная стружка). Уравнение имеет вид:

--ъ --V Жг--ъ Ж2-= О

Ят Ях Яу Яг

гс12С Я2С с12Сл

+ ■

V

Ях Яу

(12

= ПЧ 2С

(1.2)

где выражение в левой части - так называемая субстанциональная производная;

_2

выражение в правой части - коэффициент молекулярной диффузии D; ЕУ С -оператор Лапласа.

Если концентрация экстрагируемого вещества изменяется лишь в результате движения свекловичной стружки и сока с условием, что в любом данном сечении диффузионного аппарата концентрация вещества с течением времени не изменяется, то процесс экстрагирования в этом случае является установившимся. К такому виду процесса можно отнести извлечение сахарозы из свекловичной стружки в непрерывно действующем диффузионном аппарате. Уравнение (1.2) учитывает изменение концентрации с течением времени во всех трех направлениях и является частным случаем общего закона теплопроводности (1.3) подобно закону Фурье (1.4).

т*=аУ', (13)

е=-я ^р*, (14)

йг

где Q - количество тепла, ккал; ~ температурный градиент; F - поверхность

теплообмена, м2; * - время теплообмена, ч.

Между законом Фика (1.1) и Фурье (1.4) можно провести аналогию, поскольку они подобны, хотя следует помнить, что теплообмен не связан с перемещением массы, что имеет место при массообмене. Закон Фика является частным примером основного закона массообмена для установившегося диффузионного процесса, движущей силой которого является изменение градиента концентраций вещества. Это условие применимо и для описания процесса диффундирования сахарозы из свекловичной стружки [2].

Одним из важнейших критериев оценки эффективности экстракционного процесса является величина коэффициента пропорциональности в выражении закона Фика - коэффициента молекулярной диффузии. Данный коэффициент выражается следующим образом:

в = М — Рйт = йс

м 2

с

(1.5)

По своей сути коэффициент В является физическим параметром материала. Он представляет собой физическую константу, характеризующую способность данного вещества проникать вследствие диффузии в неподвижную среду. Значения данного коэффициента являются функцией свойств распределяемого вещества, среды, через которую оно диффундирует, а также температуры и давления [50, 100]. Он характеризует способность материала проводить вещество и численно равен массе вещества, диффундирующего через единицу площади за единицу времени при градиенте концентрации, равном единице.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Журавлев, Михаил Валентинович, 2016 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Аксельруд, Г. А. Теория диффузионного извлечения веществ из пористых тел [Текст] / Г. А. Аксельруд. - Львов, Издательство Львовского политехнического института, 1959. - 234 с.

2. Баранов, Д. А. Процессы и аппараты химической технологии. Явление переноса, макрокинетика, подобие, моделирование, проектирование [Текст] : учеб. Пособие / Д. А. Баранов, А. В. Вязьмин, А. А. Гухман. - М.: Логос, 2000. -480 с.

3. Бартенев, С. И. Влияние скорости движения экстрагента на скорость диффузионного извлечения сахара из свеклы [Текст] / С. И. Бартенев // Сахарная промышленность. - 1979.- № 5.- С. 29-32.

4. Бахвалов, Н. С. Численные методы [Текст] / Н. С. Бахвалов. - М.: Бином, 2010. - 636 с.

5. Бекман, И. Н. Математика дифффузии [Текст] : учеб. пособие / И. Н. Бекман. - М.: ОнтоПринт, 2016. - 400 с.

6. Белик, В. Г. Справочник по технологическому оборудованию сахарных заводов [Текст] / В. Г. Белик, С. А. Зозуля, Б. Н. Жарик. - Киев.: Техника, 1989. -304 с.

7. Беляева, Л. И. Исследование упругости ткани сахарной свеклы [Текст] / Л. И. Беляева, Д. В. Озеров, А. И. Чугунов // Сахар. - 2007. - № 5. - С. 22-24.

8. Бобровник, Л. Д. Сахар [Текст] / Л. Д. Бобровник, А. Р. Сапронов. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. - 256 с.

9. Бродянский, В. М. Эксергетический анализ и его приложения [Текст] / В. М. Бродянский, В. Фратшер, К. Михалек. - М.: Энергоатомиздат, 1988 - 288 с.

10. Бугаенко, И. Ф. Общая технология отрасли: Научные основы технологии сахара [Текст] / И. Ф. Бугаенко, В. И. Тужилкин - В 2 Ч. Ч. 1 - СПб.: ГИОРД, 2007 - 512 с.

11. Бугаенко, И. Ф. Технологические отклонения в сахарном производстве [Текст] / И. Ф. Бугаенко. - М. : Агропромиздат, 1986. - 261 с.

12. Бугаенко, И.Ф. Физико-химические методы анализа и контроля в сахарном производстве [Текст] : учеб. пособие / И. Ф. Бугаенко, С. В. Штерман. -М.: Издательский комплекс МГУПП, 2006. - 132 с.

13. Бугаенко. И. Ф. Основы сахарного производства [Текст] / И. Ф. Бугаенко. -М. : МСК, 2002. - 350 с.

14. Буромский, В. В. Разработка способа подготовки свекловичной стружки к экстрагированию [Текст] : дис. ... канд. техн. наук. / В. В. Буромский. -МГУПП - М.:, 1996. - 131с.

15. Валовой, Б. Н. Первая отечественная ротационная диффузионная установка успешно введена в эксплуатацию [Текст] / Б. Н. Валовой, С. Л. Филатов, И. В. Шаруда, А. Ю. Ермоленко // Сахар. - 2015. - № 1. - С.34-41.

16. Верхола, А. П. Исследование основных факторов, влияющих на процесс массоотдачи при экстракции сахара из свеклы [Текст]: автореф. дис. ... канд. техн. наук. / А. П. Верхола. - Киев, 1966. - 25 с.

17. Верхола, А. П. Пищевая промышленность [Текст] / А. П. Верхола. -вып. 4.-изд. «Техника», Киев. - 1966. - С. 100-107.

18. Верхола, А. П. Экспериментальное определение коэффициента массоотдачи в непрерывно действующем диффузионном аппарате КДА-58 [Текст] / А. П. Верхола // Пищевая промышленность. - 1986. - №3. - С. 12-15.

19. Верхола, Л. А. Современные системы ошпаривания свекловичной стружки [Текст] / Л. А. Верхола // Сахар. - 2015. - № 10. - С.26-28.

20. Верченко, Л. М. Влияние гидроксида алюминия в наноформе на несахара диффузионного сока [Текст] / Л. М. Верченко, С. В. Ткаченко, Л. М. Хомичак // Сахар. - 2013. - № 10. - С. 44-37.

21. Виноградова, Е. Н. Методы определения ионов и их концентраций в водных растворах [Текст] / Е. Н. Виноградова. - М.: Издательство МГУПП, 2005. - 120 с.

22. Гельперин, Н. И. Основные процессы и аппараты химической технологии [Текст] / Н. И Гельперин. - М.: Химия, 1981. - 811с.

23. Головняк, Ю. Д. Влияние способа подготовки питательной воды для процесса диффузии на качество сока [Текст] / Ю. Д. Головняк // Сахарная промышленность. - 1989. - № 7. - С. 10-19.

24. Голубева, А. Д. Новый способ подготовки воды для процесса диффузии [Текст] / А. Д. Голубева, К. П. Захаров // Сахарная промышленность. -1989. -№ 5.- С. 21-23.

25. Голубева, А. Д. рН сока - один из важнейших показателей свеклосахарного производства [Текст] / А. Д. Голубева, А. К. Карташов // Сахар. -2001 - №5. - С. 26-29.

26. Голыбин, В. А. Водное хозяйство сахарных заводов [Текст] : учеб. пособие / В. А. Голыбин, В. М. Фурсов, Ю. И. Зелепукин, Н. Г. Кульнева, В. А. Федорук ; Воронеж. гос. технол. акад. - 2-е изд., исправл. и доп. - Воронеж, 2009. - 124 с.

27. Голыбин, В. А. Очистка питательной воды для извлечения сахарозы из свекловичной стружки [Текст] / В. А. Голыбин, К. К. Горожанкина, Ю. И. Зелепукин, А. В. Пономарев // Сахарная свекла. - 2010. - №10. - С. 30-21.

28. Голыбин, В. А. Пути повышения энергоэффективности свеклосахарного производства [Текст] / В. А. Голыбин, А. Ю. Лоскутов // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. - № 4. - 2013. - С. 194196.

29. ГОСТ Р 52647-2006. Свекла сахарная. Технические условия [Текст]. -Введ. 01.01.2009.- Москва: Российский научно-исследовательский институт сахарной промышленности Российской академии сельскохозяйственных наук, 2006. - С. 110-121.

30. Государственная программа развития сельского хозяйства и регулирования рынков Сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы (утверждена Постановление Правительства Российской Федерации от 19 декабря 2014 г. №1421).

31. Грачев, Ю. П. Математические методы планирования эксперимента [Текст] : учеб. пособие / Ю. П. Грачев, Ю. М. Плаксин. - М. : ДеЛи Принт, 2005. -296 с.

32. Гребенщиков, А. В. Методы морфологических исследований [Текст] : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / А. В. Гребенщиков, С. М. Сулейманов, В. С. Слободяник, В. В. Авдеев // Воронеж. гос. технол. академ. - Воронеж, 2007. - 190 с.

33. Гребенюк, С. М. Технологическое оборудование сахарных заводов [Текст] : учеб. пособие / С. М. Гребенюк, Ю. М. Плаксин, Н. Н. Малахов, К. И. Виноградов - М.: КолосС, 2007. - 520 с.

34. Гулый, И. С. Физико-химические процессы сахарного производства [Текст] / И. С. Гулый, В. М. Лысянский, Л. П. Рева. - М.: Агропромиздат, 1987. -264 с.

35. Гусятинская, Н. А. Дезинфекция в сахарном производстве: безопасность персонала. Обеспечение качества продукции [Текст] / Н. А. Гусятинская, С. А. Авдиенко, Т. Н. Чёрная // Сахар. - 2015- № 11. - С.44-47.

36. Даутова, З. Ф. Химический состав корнеплода сахарной свеклы [Текст] / З. Ф. Даутова, Р. Р. Алимгафаров // Современные наукоемкие технологии. - 2013. -№ 9. - С. 12-13.

37. Демченко, А. И. Подготовка питательной воды для диффузионных установок с использованием бисульфита кальция [Текст] / А. И. Демченко, Ю. Д. Головняк, Л. П. Пева, А. А. Липец // Сахарная промышленность. - 1997. -№ 3. - С. 18-19.

38. Журавлев, М. В. Энергосберегающая технология извлечения сахарозы из свеклы в сахарном производстве [Текст] / М. В. Журавлев // Фундаментальные исследования. - 2013. - № 11 (часть 8). - С. 1582-1587.

39. Заяц, Ю. А. Моделирование тепловой обработки свекловичной стружки в секционных аппаратах [Текст] / Ю. А. Заяц, Б. А. Куценко // Известия вузов. Пищевая технология. - 1996. - № 4. - С. 36-38.

40. Зелепукин, Ю. И. Повышение эффективности работы свеклоперерабатывающего отделения [Текст] / Ю. И. Зелепукин, С. Ю. Зелепукин // Сахар. - 2015. - № 6. - С.41-43.

41. Зелепукин, Ю. И. Применение химических реагентов для подготовки питательной воды для диффузионных установок [Текст] / Ю. И. Зелепукин,

B. М. Фурсов, С. Ю. Зелепукин // Сахар -2013.- № 5.- С.45-46.

42. Иванова, В. Н. Агропродовольственная политика ЕАЭС: обеспечение продовольственной безопасности [Текст] / В. Н. Иванова, С. Н. Серегин // Сахар. - 2015. - № 2. - С.22-25.

43. Икар: итоги 2014 г. и перспективы на 2015 г. на рынках масличных, сахара и сахарной свеклы и мяса [Электронный ресурс]. - Режим доступа: www.URL: http: //prodmagazin.ru/2014/12/29/ikar-itogi-2014-g-i-perspektivyi-na-2015-g-na-ryinkah-maslyanichnyih-sahara-i-saharnoy-sveklyi-i-myasa.

44. Инструкция по химико-технологическому контролю и учету свеклосахарного производства [Текст] / Пищевая промышленность, Киев. -1994. - 439 с.

45. Итоги свеклосахарного сезона 2015 года: [Электронный ресурс]. - Режим доступа: URL: http://sugarbeet.ru/news/news more/osnovnaya novostnaya lenta/Itogi-sveklosaharnogo-sezona-2015-16/

46. Кавецкий, Г. Д. Процессы и аппараты пищевых производств [Текст] : учеб. пособие / Г. Д. Кавецкий, А. В. Королев. - М.: Агромпромиздат, 1991. - 432 с.

47. Карпович, Н. С. Предварительная тепловая обработка свекловичной стружки [Текст] / Н. С. Карпович, П. П. Гайденко // Сахар.- 2003.- № 3.- С. 44-48.

48. Карпович, Н. С. Тепловая обработка свекловичной стружки [Текст] / Н. С. Карпович, М. А. Тоткайло // Сахарная промышленность. -1985. - № 1. -

C. 25-27.

49. Карташов, А. К. Реакция свекловичной ткани на различные воздействия [Текст] / А. К. Карташов, Е. П. Коваль // Сахарная промышленность. - 1985. -№ 2.- С. 12-15.

50. Касатки, А. Г. Основные процессы и аппараты химической технологии [Текст] : учеб. пособие / А. Г. Касаткин. - М. :ООО ИД Альянс, 2006. - 753 с.

51. Князев, В. А. Влияние подмораживания свеклы на результаты ее хранения и переработки [Текст] / В. А. Князев // Сахарная промышленность. -1981. - № 10. - С. 40-42.

52. Колесников, В. А. Экономия топливно-энергетических ресурсов на сахарных заводах Краснодарского края [Текст] / В. А. Колесников // Сахар. -2009. - № 9. - С.48-53.

53. Кондратова, О. Ю. Совершенствование способов экстракции сахарозы из свеклы [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук / О. Ю. Кондратова. -Москва, 2008.-24 с.

54. Кощиева, Г. В. Переход пектиновых веществ из свекловичной стружки в диффузионный сок [Текст] / Г. В. Кощиева, Н. П. Шелухина, В. П. Усикова // Сахарная промышленность. - 1989. - № 4. - С. 23-27.

55. Красюк, Н. А. Об использовании отходов свеклосахарного производства [Текст] / Н. А. Красюк // Сахар. - 2015. - № 2. - С. 53-54.

56. Красюк, Н. А. Хранение корнеплодов на полях свеклосеющих хозяйств [Текст] / Н. А. Красюк // Сахар. - 2015. - № 10. - С.22-23.

57. Кульковец, В. Д. Особенности эксплуатации наклонных шнековых диффузионных аппаратов БС-12 [Текст] / В. Д. Кульковец // Сахар.- 2010.- № 9.-С. 23-28.

58. Кульнева, Н. Г. Влияние различных реагентов на молекулярный коэффициент диффузии сахарозы из свеклы [Текст] / Н. Г. Кульнева, М. В. Журавлев // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. - № 1. - 2015. - С. 191-194.

59. Кульнева, Н. Г. Влияние термохимической обработки на молекулярный коэффициент диффузии сахарозы из свеклы [Текст] / Н. Г. Кульнева, М. В. Журавлев // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. - № 3. - 2014. - С.146-149.

60. Кульнева, Н. Г. Использование электрохимической активации при обработке свекловичной стружки в сахарном производстве [Текст] / Н. Г. Кульнева, М. В. Журавлев, И. Г. Селезнева // Инновации в индустрии питания и сервисе : материалы I междунар. науч.-практ. конф. / ФГБОУ ВПО «КубГТУ». - Ставрополь, 2014. - С. 340-345.

61. Кульнева, Н. Г. Питательная вода для диффузионного извлечения сахарозы из свеклы: обоснование технологии ее подготовки [Текст] / Н. Г. Кульнева, М. В. Журавлев, И. С. Наумченко // Сахар. - 2015. - № 11. - С. 33-35.

62. Кульнева, Н. Г. Разработка эффективного способа экстрагирования сахарозы из свеклы [Текст] / Н. Г. Кульнева, М. В. Журавлев // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий -Воронеж. - № 1. - 2014. - С.162-164.

63. Кульнева, Н. Г. Электротехнологии в производстве сахара [Текст] : монография / Н. Г. Кульнева, В. А. Голыбин, В. А Федорук / ВГТА, Воронеж. -2007. - 237 с.

64. Кульнева, Н. Г. Эффективность тепловой обработки свекловичной стружки перед экстрагированием сахарозы на Балашовском сахарном комбинате [Текст] / Н. Г. Кульнева, М. В. Журавлев, А. А. Швецов // Сахар. - 2016. - № 3. -С 44-46.

65. Купчик, М. П. Изменение ультраструктуры клеток свекловичной ткани в процессе диффузии при воздействии температуры и электрического поля [Текст] / М. П. Купчик, А. Б. Матвиенко // Сахарная промышленность. - 1997. -№ 7. - С. 12-13.

66. Кухар, Н. С. Предварительная тепловая обработка свекловичной стружки [Текст] / Н. С. Кухар, А. А. Липец, В. М. Лысянский // Сахарная промышленность: Обзор. - М.: ЦНИИТЭИПищепром, 1974. - 28 с.

67. Кучменко, Т. А. Современные методы анализа [Текст]: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / Т. А. Кучменко; Воронеж. гос. технол. акад. -Воронеж, 2005. - 168 с.

68. Липец, А. А. Новый способ извлечения сахара из свеклы [Текст] / А. А. Липец, Н. А. Гусятинская, Н. И. Паламарчук // Сахар. - 2004. - № 6. - С.34-35.

69. Лосева, В. А. Лабораторный практикум по дисциплине «Технология свеклосахарного производства» [Текст] : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В. А. Лосева, И. В. Квитко // Воронеж. гос. технол. акад. - Воронеж, 2006. - 180 с.

70. Лосева, В. А. Методы исследования свойств сырья и готовой продукции [Текст]: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений / В. А. Лосева, А. А. Ефремов, И. В. Квитко; Воронеж. гос. технол. акад. - Воронеж, 2008. - 248 с.

71. Лыков, А. В. Теория теплопроводности [Текст] / А. В. Лыков. - М.: Высшая школа, 1987. - 599 с.

72. Лысянский, В. М. Зависимость коэффициента диффузии сахарозы в свекле от различных факторов [Текст] / М. В. Лысянский // Сахарная промышленность. - 1984. - № 5. - С. 8-15.

73. Лысянский, В. М. Смешанный и комбинированный процесс экстракции растворимых веществ из ткани растительного сырья [Текст] / В. М. Лысянский // Пищевая промышленность. - 1980. - № 9. - С. 62-72.

74. Лысянский, В. М. Теоретические основы тепловой обработки свекловичной стружки в процессе экстракции и методы оценки проницаемости ткани [Текст] / В. М. Лысянский, А. А. Липец // Сахарная промышленность. -1981. - № 6.- С. 21-24.

75. Лысянский, В. М. Экстрагирование в пищевой промышленности [Текст] : учеб. пособие / В. М. Лысянский, С. М. Гребенюк. - М.: Агропромиздат.-1987. -188 с.

76. Лысянский. В. М. Многоступенчатое моделирование процесса нестационарного массообмена в системе твердая-жидкая фазы. Повышение эффективности. Совершенствование процессов и аппаратов химических производств [Текст] / В. М. Лысянский, О. Н. Миссин // М.: Агропроиздат, Днепропетровск. - 1989. - 180 с.

77. Мищук, Р. Ц. Кинетика разложения сахарозы в сахарных растворах [Текст] / Р. Ц Мищук // Сахар. - 2016. - № 1. - С. 44-51.

78. Мойсеяк, М. Б. Сахар - традиционный, натуральный источник энергии для человека [Текст] / М. Б. Мойсеяк // Сахар. - 2014. - № 7. - С. 18-20.

79. Молотилин, Ю. И. Диффузионно-прессовое извлечение сахарозы -совершенствование получения и очистки диффузионного сока [Текст] / Ю. И. Молотилин, В. О. Городецкий, Н. М. Даишева // Сахар. - 2014. - № 4. - С. 42-44.

80. Олейник, И. А. Работа диффузионного аппарата А1 -ПДС-20 с предварительным нагреванием стружки [Текст] / И. А. Олейник, В. В. Манк, А. В. Садыч // Сахарная промышленность. - 1987. - № 1. - С. 30-32.

81. Остриков, А. Н. Процессы и аппараты пищевых производств [Текст] : учеб. пособие : в 2 кн. Кн. 2 / под ред. А. Н. Острикова. - СПб.: ГИОРД, 2007. -608 с.

82. Островский, Э. В. Оценка механических свойств свекловичной стружки [Текст] / Э. В. Островский, Д. В. Озеров // Сахарная промышленность. - 1989. -№ 2.- С. 17-20.

83. Пат. № 2183676 Российская Федерация, МПК7 С^ 3/18 С02F 1/46. Устройство для электрохимической очистки жидкости [Текст] / Кульнева Н. Г.; заявитель и патентообладатель ГОУВПО «ВГТА». - № 2000127951 ; заявл. 08.11.2000 ; опубл. 20.06.2002, Бюл. № 17.

84. Пат. № 1018685 Российская Федерация, МПК7 С 13 В 3/12. Способ диффузионно-прессового извлечения сахарозы из свекловичной стружки [Текст] / Молотилин Ю. И., Городецкий В. О., Даишева Н. М.; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный технологический университет. -№ 2504587 ; заявл. 24.08.11 ; опубл. 20.01.12, Бюл. № 2.

85. Пат. № 1270698 Российская Федерация, МПК7 А1 4 О 01 N 33/00. Способ определения коэффициента диффузии сахарозы в сахарной свекле [Текст] / Кармаев В. Н., Корниенко Т. С.; заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. технол. акад. - № 2000132175/13 ; заявл. 24.05.1984 ; опубл. 15.11.1986, Бюл. № 42.

86. Пат. № 20080687 Российская Федерация, МПК7 С13 В 3/02, С16 В 3/18. Способ подготовки свекловичной стружки к экстрагированию [Текст] / Молотилин Ю. И., Орлова Н. В., Городецкий В. О., Бессарабова 3. В.; заявитель и патентообладатель Северо-Кавказский научно-исследовательский институт сахарной свеклы. - № 2000131018/13 ; заявл. 13.12.2000 ; опубл. 20.09.1997, Бюл. № 8.

87. Пат. № 2008357 Российская Федерация, МПК7 С13 Б1/08. Экстрагирование сахара из свеклы водой непрерывными способами / Фурсов В. М., Зелепукин Ю. И., Съянов А. Т., Голыбин В. А., Наволокин В. В; заявитель и патентообладатель Сахарный завод «Эртильский». - № 2215040/13 ; заявл. 06.05.2002 ; опубл. 27.10.2003, Бюл. № 28.

88. Пат. № 2008357 Российская Федерация, МПК7 С13 D1/08. Способ подготовки питательной воды на диффузию / Федосов Л. В., Наволокин В. В., Смолянинов В. В. - № 92009694 / 13 ; заявл. 07.12.1992 ; опубл. 28.02.1994, Бюл. № 19.

89. Пат. № 2010861 Российская Федерация, МПК С1 С13 D 3/02. Способ подготовки стружки к экстрагированию [Текст] / Кошевой Е. П., Степанова Е. Г.; заявитель и патентообладатель Краснодарский политехнический институт; Северо-Кавказский НИИ сахарной свеклы и сахара Научно-производственного объединения «Краснодарсахар». - № 2001108162/13 ; заявл. 16.07.1992 ; опубл. 15.04.1994, Бюл. № 9.

90. Пат. № 2060717 Российская Федерация, МПК7 С13 В 3/02, С13 В 3/18. Способ подготовки жомопрессовой воды к возврату на диффузию [Текст] / В. А. Голыбин, Ю. И. Зелепукин, Л. А. Данченкова; заявитель и патентообладатель Воронеж. гос. технол. акад. - № 2135587 ; заявл. 10. 06.1998 ; опубл. 27.08.1999, Бюл. № 24.

91. Пат. № 2090617 Российская Федерация, МПК7 С1 С13 D 3/02, С1 С13 D 3/18. Способ подготовки жомопрессовой воды к возврату на диффузию [Текст] / Давыдова Р. Г.; Данилушкин В. И.; Погодин О. П.; Давыдова Н. Л.; Лукьянова Т. Е.; Кравченко П. Н.; Андриянов С. А.; Башманова Л. П; заявитель и патентообладатель

Семейное частное предприятие «Экология», АО «Добринский сахарный завод» -№ 2000131018/13 ; заявл. 13.12.2000 ; опубл. 20.09.1997, Бюл. № 14.

92. Пат. № 2169772 Российская Федерация, МПК7 С13 Б3/00, В0Ю21/02. Способ подготовки свекловичной стружки к экстрагированию [Текст] / Даишев М. И., Решетова Р. С.; заявитель и патентообладатель Даишев Мидхат Исхакович; Решетова Раиса Степановна. - № 97115731/13 ; заявл. 26.09.1997 ; опубл. 20.08.1998, Бюл. № 21.

93. Пат. № 2226551 Российская Федерация. МПК7 С 13 D 1/10. Способ получения диффузионного сока. [Текст] / Решетова Р. С., Рыжков Д. В.; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный технологический университет. -№ 200213010/10 ; заявл. 16.06.2001 ; опубл. 22.2002, Бюл. № 5.

94. Петрушевский, В. В. Производство сахаристых веществ [Текст] / В. В. Петрушевский, Е. Г. Бондарь, Е. В. Винокурова. - К.: Урожай, 1989. -168 с.

95. Прессование стружки после щелочной обработки [Текст] / Брауншвейгский политехнический институт. Германия // Сахарная промышленность. - 1993. - № 2. С. 13-14.

96. Пушанко, М. М. Розподш питомого навантаження стружки в колонном дифузшного апарата [Текст] / М. М. Пушанко, А. М. Парахоня // Цукор Украши. -2012. - № 9. - С. 20-24.

97. Пушанко, Н. Н. Гидродинамические условия экстрагирования и эффективность работы диффузионных установок [Текст] / Н. Н. Пушанко, В. Н. Кухар, А. Н. Парохоня // Сахар. - 2013. - № 11. - С. 2-6.

98. Пушанко, Н. Н. Диффузионные установки: этапы развития и проблемы выбора [Текст] / Н. Н. Пушанко, Л. А. Верхола // Пищевая промышленность. -2008. - №. 6 -С. 105-109.

99. Пушанко, Н. Н. Критерии эффективности диффузионного процесса [Текст] / Н. Н. Пушанко, Л. А. Верхола // Сахар. - 2008. - № 5. - С. 25-28.

100. Пушанко, Н. Н. О некоторых особенностях кинетики диффузионного процесса [Текст] / Н. Н. Пушанко, Н. А. Бузыкин, В. М. Лысянский // Сахарная промышленность. - 1987. - №8. - С. 20-25.

101. Пушанко, Н. Н. О Температурном режиме в диффузионных аппаратах наклонного типа [Текст] / Н. Н. Пушанко, Б. Д. Коваленко // Сахар. - 2006. - № 2. -С. 30-34.

102. Пушанко, Н. Н. Совершенствование процесса экстрагирования и его аппаратурного оформления в свеклосахарном производстве [Текст] : дис. ... д-ра техн. наук. / Н. Н. Пушанко. - Киев, 1983.- 427 с.

103. Пушанко, Н. Н. Скоростная тепловая обработка свекловичной стружки [Текст] / Н. Н. Пушанко, Б. Д. Коваленко // Сахарная промышленность. - 1992. -№ 1. - С. 7-10.

104. Радчиков, В. Ф. Жом в кормлении крупного рогатого скота [Текст] /

B. Ф. Радчиков, В. К. Гурин // Сахар. - 2016. - №1. - С.52-54.

105. Решетова, Р. С. Флотационный способ очистки жомопрессовой воды [Текст] / Р. С. Решетова, А. А. Игнатьев // Сахар. - 2009.- № 6. - С. 57-59.

106. Сажин, Б. С. Эксергетический метод в химической технологии [Текст] / Б. С. Сажин, А. П. Булеков. - М.: Химия, 1992. - 208 с.

107. Самарский, А. А. Вычислительная теплопередача [Текст] / А. А. Самарский, П. Н. Вабищевич. - М.: Едиториал УРСС, 2003. - 784 с.

108. Сапронов, А. Р. Общая технология сахара и сахаристых веществ [Текст] : учеб. пособие / А. Р. Сапронов, А. И. Жушман, В. А. Лосева. - М.: Агропромиздат, 1990. - 397 с.

109. Сапронов, А. Р. Технология сахара [Текст] : учебник / А. Р. Сапронов, Л. А. Сапронова, С. В. Ермолаев. - СПб.: ИД «Профессия», 2013. - 296 с.

110. Сапронов, А. Р. Технология сахарного производства [Текст] : учеб. пособие / А.Р. Сапронов. - 2-е изд., исправл. и доп. - М.: Колос, 1999. - 495 с.

111. Семенихин, С. О. Влияние обработки свекловичной стружки кальцийсодержащими реагентами на ее физико-механические свойства [Текст] /

C. О. Семенихин, В. О. Городецкий, Н. М. Даишева // Инновационные исследования и разработки для научного обеспечения производства и хранения экологически безопасной сельскохозяйственной и пищевой продукции : материалы междунар. науч.-практ. конф. / ФГБНУ ВНИИТТИ. - Краснодар, 2015. - С. 341-343.

112. Слива, Ю. В. Влияние электрогидравлической обработки стружки сахарной свеклы в экстрагенте и температуры экстрагирования на качество диффузионного сока [Текст] / Ю. В. Слива, И. В. Попова, Л. М. Мазур // Сахар. -2015. - № 1. - С.42-43.

113. Слива, Ю. В. Электрогидравлическая обработка: структурные изменения клеток ткани сахарной свеклы [Текст] / Ю. В. Слива // Сахар. - 2009. -№ 11. - С. 39-41.

114. Совершенствование и моделирование процесс экстрагирования сахарозы при предварительной обработке свекловичной стружки структурообразующим веществом [Текст] :дис. ... канд. техн. наук / Д. В. Рыжков. - Краснодар, 2003. - 127 с.

115. Сотников, В. А. Комплексная борьба с бактериальной микрофлорой на свеклосахарных заводах [Текст] / В. А. Сотников // Сахар. - 2015 - № 2. - С.58-60.

116. Спичак, В. В. Биопаг для обработки диффузионного сока [Текст] / В. В. Спичак, А. С. Бердников // Сахар. - 2012. - № 3. - С. 38-41.

117. Спичак, В. В. Устройство для подогрева свекловичной стружки [Текст] / В. В. Спичак, А. М. Вратский // Сахар. - 2012. - № 3. - С. 38-40.

118. Стабников В. Н. Процессы и аппараты пищевых производств [Текст] / В. Н. Стабников, В. М. Лысянский. - М.: Агропромиздат, 1985. - 503 с.

119. Степанова, Е. Г. Применение электротехнологий в свеклосахарном производстве [Текст] / Е. Г. Степанова // Известия вузов. Пищевая технология. -2007. - № 1. - С.61-62.

120. Стратиенко, О. В. Исследование массообмена при интенсификации процесса экстракции сахара из свекловичной стружки [Текст] : автореф. дис. ... канд. техн. наук / О. В. Стратиенко. - Киев, 1971. - 25 с.

121. Терентьев, Ю. А. О рациональной форме свекловичной стружки [Текст] / Ю. А. Терентьев, Н. Н. Пушанко // Сахарная промышленность.- 1994.- № 5. - С. 22.

122. Требин, Л. И. Влияние качества свекловичной стружки на интенсивность экстрагирования сахара [Текст] / Л. И. Требин, Н. У. Фищук,

B. В. Спичак, В. В. Буромский // Промышленная теплотехника. - 2005. - № 6. -

C. 53-57.

123. Треногин, В. А. Уравнения в частных производных [Текст] : учеб. пособие / В. А. Треногин, И. С. Недосекина. - М. : Физматлит, 2013. - 227 с.

124. Тужилкин, В. И. О роли сахара в современном мире [Текст] / В. И. Тужилкин, С. В. Штерман, А. Б. Бодин // Сахарная промышленность. -2012. - № 7. - С. 55-57.

125. Харитонов, Ю.Я. Аналитическая химия. Аналитика. [Текст] / Ю.А. Харитонов. Издательство: Высшая школа, 2001. - 615 с.

126. Хоменко, М. Д. Вплив пульпи на яюсть дифузшного соку // Цукор Украни. - 2011. - № 5. - С. 9-10.

127. Цыганков, С. П. Температурный режим в диффузионном аппарате А1-ПДС-20 [Текст] / С. П. Цыганков, В. М. Лысянский. - М.: ЦНИИТЭИ Пищепром. - 1977. - № 11. - С. 9-15.

128. Чернявская, Л. И. Сахарная свекла. Проблемы повышения технологических качеств и эффективности переработки [Текст] / Л. И. Чернявская, Ю. С. Ионицой, В. О. Штангеев. - Киев: Фитосоциоцентр, 2003.- 308 с.

129. Чугунов, С. А. Модернизация схемы использования жомопрессовой воды [Текст] / С. А. Чугунов, В. Н. Базлов // Сахар. - 2013. - № 11. - С. 50-51.

130. Чупров, И. Ф. Уравнения параболического типа и некоторые методы их решения [Текст] : учеб. пособие / И. Ф. Чупров, Е. А. Канева : УГТУ. - Ухта, 2012. - 103 с.

131. Чуркин, Е. М. Реконструкция отделений сушки свекловичного жома: современные направления реализации инвестиционных проектов [Текст] / Е. М. Чуркин, Ю. П. Юшков, В. Н. Кухар // Сахар. - 2010. - № 6. - С. 28-33.

132. Штерман, С. В. Современные направления промышленного применения сахарозы [Текст] / С. В. Штерман, В. И. Тужилкин, А. Б. Бодин // Сахар. - 2015. - № 8. - С. 38-42.

133. Bagherzadeh, A. Effects of alkaline extraction of electroporated sugar beet to sugar manufacturing [Text] / A. Bagherzadeh, St. Frenzel, R. Schick, T. Michelberger // The international journal for the sugar. - 2016. - № 3. - P. 633-648.

134. Bessadok, J. Modeling the kinetic of solute diffusion from sugarbeet particles based on electric conductivity measurements [Text] / J. Bessadok, L. Khezami, A. Emad //Journal of Agricultural Biotechnology and Sustainable Development. - 2011. - № 12. - P. 1664-1679.

135. Bessadok-Jemai A. Modeling the kinetic of solute diffusion from sugarbeet particles based on electric conductivity measurements [Text] / A. Bessadok-Jemai, L. Khezami, A. Emad // International Journal of the Physical Sciences. - № 9. - 2011. -P. 1464-1472.

136. Bruniche-Olsen, H. Judging Coll - Divided Continuous Diffusers [Text] / H. Bruniche-Olsen // Sugar. - 2010. - № 3. - P.346-359.

137. Chauwin, J. M. The use of monochloramine to replace formaldehyde in the sugar beet process extraction sucrose [Text] /J. M. Chauwin, B. Launay, E. V. Haute // Sugar Industry. - 2015. - № 11. - P. 750-768.

138. Chawhuaymak, J. Efficient extraction method to collect sugar from sugar beet [Text] / J. Chawhuaymak, M. R Riley, W. Zimmt, K. Ogden // Journal of Biological Engineering. - 2013. - № 2. - P. 1748-1765.

139. Flegenheimer, M. How Well Do You Know Sugar? [Text] / M. Flegenheimer, J. McCreedy, D. Goodlett // The Sugar Association, USA: Washington. - 970 p.

140. Goddertz, L. Developments in tower extraction: a new dimension [Text] / L. Goddertz // Zucker Industrie. - 2013. - № 10. - P. 812-826

141. Goddertz, L. Ocena eksploatacji ekstraktora korytowego wspolpracujacego z zaparzalnikiem w Cukrowni Miejska Gorka [Text] / L. Goddertz // Journal Cukrownicza. -2010. - № 4. - P. 1103-1112.

142. Kamal, E. Effect of centrifugal force on the aqueous extraction of solute from sugar beet tissue pretreated by a pulsed electric field [Text] / E. Kamal, Z. Rabhi // Journal of Food Process Engineering. - 2015. - № 11. - P. 1346-1358.

143. Kulneva, N. G. Improving the efficiency of the extraction of sucrose from beet chips [Text] / N. G. Kulneva, M. V. Zhyravlev // Materialy IX mezinarodni vëdecko - prakticka konference «Vëdecky prûmysl evropského kontinentu zemëdëlstvi» // Dil Publishing House «Education and Science» Zvërolékafstvi.: Praha. - 2013. -S. 31-34.

144. Lehnberger, A. New ways to improve the process of extraction of sugar from sugar beet [Text] / A. Lehnberger, J. Pfauntsch, T. Frankenfeld // Sugar Industry. -2015. - № 10. - P. 748-757.

145. Lopez, N. Enhancement of the solid-liquid extraction of sucrose from sugar beet by pulsed electric fields [Text] / N. Lopez, E. Puertolas, J. Raso // Journal LWT -Food Science and Technology. - 2014. - № 10. - P. 1674-1680.

146. Mostoufi, N. Dynamic modelling of the sugar extraction process from sugar beet [Text] / N. Mostoufi, A. Faridkhou, R. S. Gharebagh and H. R. Norouzi // International food information council services. - 2012. - № 6. - P. 1149-1162.

147. Oplatka, G. Theorie des diffusions prozesses in der zycker fabrication [Text] / G. Oplatka, M. Tegze. - Acta Chimica Academiae Scientarum Hungaricae, IV. -1986. - P. 290-295.

148. Palzer, K. Process for continuous pressure extractIon of dried sugar beet cossettes [Text] / K. Palzer, W. Emte, N. Meskat // Journal of Food Engineering. -2010. - № 4. - P. 1382-1390.

149. Panella, L. Sugar Beet as an Energy Crop [Text] / L. Panella // Sugar Tech. -2012. - № 12. - № 2. - P. 288-293.

150. Rabhi, Z. Kinetic model of sugar diffusion from sugar beet tissue treated by pulsed electric field [Text] / Z. Rabhi, K. El-Belghiti // Journal of the Science of Food and Agriculture. - 2015. - № 8. - P. 1213-1218.

151. Stofftransportvorgange in der Anlaufphase der wabrigen Zuckerextraction aus Rubenschnitzelen [Text] / D. Schliephake, A. Wolf // Zucker. - 2010. - № 18. -P. 489-497.

152. Schneider, F. Uber die Plasmolyse in Rubenzellen [Text] / F. Schneider, H. P. Hoffmann-Walbeck // Zucker-Beihefte. - 2012. - № 8. - P.476-484.

153. Schneider, F. Uber die Plasmolyse und die Zuckerzusammensetzung in verschiedenen Bestandteilen des Rubenzellgewebes [Text] / F. Schneider, H. P. Hoffmann-Walbeck // Zucker - Beihefte. - 2013. - № 2. - P.447-458.

154. Taylor, M. Development of the new beet extraction technology by Fives Cail - the TowerMax end EcoMixer [Text] / M. Taylor, J.L. Magalhaes, F. Payen // Zucker industrie. - 2010. - № 2. - P. 288-296.

155. Van der Poel, P. W. Sugar technology. Beet and cane sugar manufacture [Text] / P. W. Van der Poel, H. Schiweck, T. Schwartz. - Berlin: Verlag Dr. Albert Bartens KG, 2013. - 1120 p.

156. Vieten, R. The development of Buckay-Wolf diffusers since 1982 [Text] / R. Vieten // Zuckerindustrie. - 2007. - № 4. - S. 294-299.

157. Walerianczyk, E. Kompendium praktychnego prowadzenia procesu w aparacie korytowym [Text] / E. Walerianczyk // Journal Cukrownicza. - 2011. - № 7. -P. 1291-1299.

158. Wong, D.S. Sucrose Extraction From Beet By Methanolic Calcium Chloride [Text] / D. S. Wong, J. M. Randall, R. H. Edwards // Journal USDA-Agricultural Research Service. - 2009. - № 8. - P. 1358-1366.

159. Zuckerextraction aus Rubenschnitzelen [Text] / D. Schliephake, A. Wolf // Zucker. - 2010. - № 18. - P. 489-497.