RU
Интенсификация процесса экстрагирования сахарозы ультразвуковой обработкой

Номер: 2-3 (404), 2026
Страницы: 52-58
Раздел: Технология
Автор(ы): Печерица М.А., Степанова Е.Г., Белина Н.Н., Саркисян Р.К.

Аннотация:
Экстрагирование сахарозы является доминирующим процессом в свеклосахарном производстве, однако существующие технологические режимы не в полной мере используют потенциал сырья. Для создания энергоэффективных и ресурсосберегающих технологий актуально исследование влияния ультразвуковой (УЗ) обработки на кинетику извлечения сахарозы и качество диффузионного сока. Представлены результаты экспериментальных исследований по интенсификации процесса экстрагирования сахарозы из свекловичной стружки с применением УЗ-обработки. Свекловичную стружку гибрида Betaseed БТС 980 подвергали УЗ-воздействию частотой 40 кГц в течение 60–300 с при температуре экстрагента 50°С. Экстрагирование проводили при температурах 40–70°С, продолжительности 15–60 мин, гидромодуле 1 : 2. Установлено, что предварительная УЗ-обработка стружки в течение 1–2 мин обеспечивает увеличение эффекта очистки диффузионного сока в среднем на 8–10% по сравнению с контролем. С применением полного факторного эксперимента по плану 2² получены уравнения регрессии, описывающие зависимость чистоты диффузионного сока и эффекта очистки от времени УЗ-воздействия и продолжительности экстрагирования. Адекватность моделей подтверждена критериями Кохрена (Gр = 0,9988 > Gт = 0,6841), Стьюдента и Фишера (Fрасч = = 2,4 < Fтабл = 3,63). Максимальная чистота диффузионного сока (85,4%) достигнута при УЗ-обработке стружки в течение 300 с и последующем экстрагировании в течение 60 мин. Установлено, что УЗ-обработка позволяет интенсифицировать плазмолиз клеток при более низких температурах (50°С) по сравнению с классическим термоплазмолизом (70°С). Полученные данные рекомендуется использовать при расчетах кинетики процесса и создании УЗ-экстракторов для свеклосахарного производства. Разработанные режимы позволяют повысить эффективность извлечения сахарозы и улучшить качественные показатели диффузионного сока без применения дополнительных химических реагентов.

Ключевые слова: свекловичная стружка, ультразвуковая обработка, экстрагирование сахарозы, диффузионный сок, эффект очистки, моделирование

EN
Intensification of the sucrose extraction process by ultrasonic treatment

Number: 2-3 (404), 2026
Pages: 52-58
Section: Technology
Authors(s): Pecheritsa M.A., Stepanova E.G., Belina N.N., Sarkisyan R.K.

Annotation:
Sucrose extraction is a dominant process in beet sugar production, but existing processing methods do not fully utilize the raw material’s potential. To develop energy-efficient and resource-saving technologies, it is crucial to study the effect of ultrasonic (US) treatment on the kinetics of sucrose extraction and the quality of the extracted juice. The article presents the results of experimental studies to intensify the process of sucrose extraction from sugar beet cods using ultrasonic treatment. Betaseed BTS 980 sugar beet cods were subjected to ultrasound at a frequency of 40 kHz for 60–300 sec at an extractant temperature of 50°C. Extraction was carried out at temperatures of 40–70°C, duration of 15–60 min, and water module of 1 : 2. It was found that preliminary ultrasonic treatment of chips for 1–2 min provides an increase in the purification effect of diffusion juice by 8–10% on average compared to the control. Using a full factorial experiment according to plan 2², regression equations were obtained describing the dependence of the purity of diffusion juice and the purification effect on the time of ultrasonic exposure and the duration of extraction. The adequacy of the models was confirmed by the Cochran (Gр = 0,9988 > Gт = 0,6841), Student’s and Fisher’s (Fcalc = 2,4 < Ftabl = 3,63) criteria. The maximum purity of diffusion juice (85,4%) was achieved with ultrasonic treatment of chips for 300 s and subsequent extraction for 60 min. It has been established that ultrasonic treatment intensifies cell plasmolysis at lower temperatures (50°C) compared to conventional thermoplasmolysis (70°C). The obtained data are recommended for use in calculating the process kinetics and developing ultrasonic extractors for beet sugar production. The developed modes allow for increased sucrose extraction efficiency and improved diffusion juice quality without the use of additional chemical reagents.

Keywords: beet chips, ultrasonic treatment, sucrose extraction, kinetics, diffusion juice, modeling

DOI: 10.26297/0579-3009.2026.2-3.7