State and Prospects for Improving the Use of Technological Aids in the White Beet Sugar Production

Introduction. In the potential state of the food system for the production of white beet sugar under conditions of contamination by microorganisms, foaming, gas emission, formation and accumulation of hard-to-remove components, dynamic instability occurs with subsequent negative consequences - a decrease in the quality of finished products, an increase in resource costs. Traditionally, the causes of inefficient processes, low-quality semi-finished products are identified and preventive measures are taken by using appropriate technological aids (TAs). The study of the role of individual TAs is carried out mainly by the method of comparative experiments or simple observations, taking into account theoretical knowledge about the mechanism of the functional action of funds. Such an approach in the context of the multivariability of TAs in the future will not allow to objectively identify systemic changes in the state of the food system under the complex influence of TAs, will not contribute to the resource-saving obtaining of guaranteed safe and high-quality finished products.

Purpose. Summarizing the results of previous studies and substantiating the development of methodological and technological principles for the rational and safe use of functional TAs in the white beet sugar production.

Materials and Methods. As an object of study, a set of applied TAs as elements of the food system is considered. The results of a meta-analysis of previous studies are supplemented by data from laboratory experiments, which are processed in accordance with the algorithms of regression and analysis of variance. The statistical significance of the regression coefficients was determined by comparing their numerical values with the confidence interval. The characteristic of the degree of adequacy of the obtained additive dependencies was obtained using the Fisher F-criterion and the coefficient of determination (R²).

Results. Previous works are discussed from the point of view of the evolutionary application of TAs and the need to develop specific directions for future research is indicated. For the first time, data were obtained on the identification of additive synergy in the analysis of sugar beet processing processes using TAs. The adequate application of the generalized desirability coefficient (D) given in the publications for all indicator markers according to the variants of the laboratory experiment was confirmed.

Conclusions. Methodological and technological principles for the rational and safe use of functional TAs, oriented towards saving people's health and resource costs in production, are proposed. Prospective research should be carried out on the basis of the provisions of experiment planning, obtaining the appropriate additive dependencies and searching for optimal solutions suitable for setting up a neural network in intelligent process control systems. Particular attention should be paid to the development of hygienic standards and highly sensitive methods for the determination of residual amounts of TAs in white sugar, molasses and beet pulp.

1. Алешков, А. В., Земляк, К. Г. & Жебо, А. В. (2018). Синергетические мультиэффекты лактулозы в обогащенных продуктах питания. Вестник КамчатГТУ, (43), 44-54.

2. Беляева, Л. И., Остапенко, А. В., Лабузова, В. Н. & Сысоева, Т. И. (2018). Деколоранты сахара – новая функциональная группа технологических вспомогательных средств. Известия вузов. Пищевая технология, (4), 33-36.

3. Беляева, Л. И., Пружин, М. К. & Остапенко, А. В. (2021а). Улучшение технологических индикаторов полуфабрикатов производства сахара из бактериально инфицированной сахарной свеклы. Техника и технология пищевых производств, (3), 458-469. https://doi: 10.21603/2074-9414-2021-3-458-469

4. Беляева, Л. И., Пружин, М. К., Остапенко, А. В., Гурова, В. Н. & Сысоева, Т. И. (2021б). Технологические приемы ингибирования бактериальной инфицированности процесса экстрагирования сахарозы при производстве сахара. Достижения науки и техники АПК, 35(2), 25-32. https://doi: 10.24411/0235-2451-2021-10211

5. Беляева, Л. И., Пружин, М. К., Остапенко, А. В. & Сысоева, Т. И. (2022). Выявление аддитивного влияния технологических вспомогательных средств в производстве свекловичного белого сахара. Достижения науки и техники АПК, 36(10), 84-88. https://doi: 10.53859/02352451_2022_36_10_84

6. Богданов, Р. В., Василькевич, В. М. & Бондаренко, Л. М. (2019). Оценка комбинированного действия вредных веществ на примере формальдегида и стирола. В Сахаровские чтения 2019 года: экологические проблемы XXI века: Материалы 19-й международной научной конференции в 3 ч. (ч. 1. , с. 192-195). Минск: ИВЦ Минфина.

7. Бочарова-Лескина, А. Л. & Иванова, Е. Е. (2017). Математическое моделирование в технологии и оценке качества пищевых продуктов. Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета, (125), 164-179. https://doi: 10.21515/1990-4665-125-010. Получено из: http://ej.kubagro.ru/2017/01/pdf/10.pdf

8. Брандштеттер, О., Гаценко, С. В., Третьяков, Д. Ю., Коваль, А. В. & Шейко, Т. В. (2020). Негативное влияние бактерий и микробных биопленок в сахарной промышленности. Сахар, (4), 22-26.

9. Бугаенко, И. Ф. (2008). Вспомогательные химические препараты в технологии сахара. Москва.

10. Головняк, Ю. Д. & Белостоцкий, Л. Г. (1993). Новые химические вещества для оптимизации процессов. Сахарная промышленность, (1), 15-16.

11. Голыбин, В. А., Кульнева, Н. Г. & Федорук, В. А. (2012а). Подготовка экстрагента для процесса диффузии сахарозы методом электрохимической активации. Вестник ВГУИТ, (2), 144-148.

12. Голыбин, В. А., Федорук, В. А. & Горожанкина, К. К. (2012б). Оптимизация способа подготовки жомопрессовой воды в импульсном магнитном поле. Вестник ВГУИТ, (4), 115-119.

13. Гусятинская, Н. А. & Липец, А. А. (2005). Использование коагулянтов для повышения качества диффузионного сока. Сахар, (5), 37-40.

14. Егорова, М. И. (2010). Свеклосахарная меласса – сырье для производства кормопродуктов. Сахар, (2), 18-22.

15. Егорова, М. И., Широких, Е. В. & Кретова, Я. А. (2016). Результаты мониторинга содержания диоксида серы в сахаре. Сахар, (7), 39-41.

16. Жолдакова, З. И., Харчевникова, Н. В., Мамонов, Р. А. & Синицына, О. О. (2012). Методы оценки комбинированного действия веществ. Гигиена и санитария, (2), 86-89.

17. Журавлев, М. В. (2013). Энергосберегающая технология извлечения сахарозы из свеклы в сахарном производстве. Фундаментальные исследования, (11-8), 1582-1587.

18. Заворохина, Н. В., Чугунова О. В. & Минниханова Е. Ю. (2019). Исследование синергизма тройных смесей подсластителей, применяемых для низкокалорийных сладких блюд. Пищевая промышленность, (9), 66-69.

19. Зуев, М. Д. (1924). Энциклопедия свекло-сахарного производства. Киев: Сахаротрест.

20. Канаматова, Д. А. (2021). Обеспечение продовольственной безопасности Российской Федерации. Вестник Евразийской науки, 13(6). Получено из https://esj.today/PDF/70ECVN621.pdf.

21. Ковель, А. А. (2019). Этапы информационного обеспечения разработок бортовой аппаратуры космических аппаратов. Космические аппараты и технологии, 3(28), 87-93.

22. Колчинский, Е. В. & Станиславский, Л. П. (2002). Пеногаситель ПГ-3 и затравочная суспензия ССС-Р для интенсификации процессов сахарного производства. Сахар, (4), 50-51.

23. Кондратьев, Н. Б., Казанцев, Е. В., Осипов, М. В., Руденко, О. С. & Крылова, Э. Н. (2018). Определение источников поступления диоксида серы в кондитерские изделия. Вестник ВГУИТ, 80(4), 203-208. https://doi.org/10.20914/2310-1202-2018-4-203-208

24. Костенко, Т. И., Кузнецова, М. В., Тарасов, В. Н., Лебедев, В. С., Короткова, Н. П. & Рудич, Т. В. (2014). Отечественные пеногасители для сахарного производства. Сахар, (5), 39-41.

25. Кравец, Я. О. & Бобровник, Л. Д. (2007). Удаление солей жесткости из соков и сиропов сахарного производства фильтровальными порошками. Сахар, (9), 37-41.

26. Кривошеев, О. О. (2018). Новые возможности полимерных ТВС в производстве белого сахара. Сахар, (4), 60-63.

27. Кухаренко, И. А. (1928). Спутник варщика. Киев.

28. Кюрегян, Г. П., Комаров, Н. В. & Кюрегян, О. Д. (2019). Пеногасители для применения в свеклосахарном производстве. Вестник ВНИИЖ, (1-2), 47-49. https://doi: 10.25812/VNIIG.2019.92.76.007

29. Лосева, В. А., Наумченко, И. С. & Ефремов, А. А. (2003). Известь: производство и применение в сахарной промышленности. Воронеж: ВГТУ.

30. Митрошина, Д. П., Славянский, А. А., Грибкова, В. А., Лебедева, Н. Н., Николаева, Н. В. & Мойсеяк, М. Б. (2021). Целесообразность применения пищевых ПАВ в процессах производства белого сахара. Сахар, (7), 39-43. https://doi.org/10.24412/2413-5518-2021-7-39-43

31. Нечаев, А. П., Цыганова, Т. Б., Николаева, Ю. В., Тарасова, В. В., Смирнов, Д. А., Речкин, И. В. & Шихалев, С. В. (2020). Разработки нового поколения макаронных изделий быстрого приготовления на основе применения обобщенной функции желательности Харрингтона. Пищевая промышленность, (4), 12-16. https://doi: 10.24411/0235-2486-2020-10038

32. Олишевский, В. В., Хомичак, Л. М., Бабко, Е. Н. & Лементар, С. Ю. (2020). Оптимальные параметры процесса экстрагирования сахарозы с применением наноразмерного гидроксида алюминия. Сахар, (8), 8-11. https://doi: 10.24411/2413-5518-2020-10801

33. Олянская, С. П., Цырульникова, В. В. & Ровинский, А. Д. (2010). Использование флокулянтов как метод повышения эффективности очистки диффузионного сока. Сахар, (8), 43-48.

34. Осадчий, Л. М. (2013). Использование гипса в диффузном процессе свеклосахарного производства. Вісник цукровиків України, (6(85)), 13-17.

35. Осипова, Т. С., Журихина, Л. Н. & Цыганков, В. Г. (2014). Биотестирование на биологически активных добавок к пище на основе растительного сырья с разным соотношением компонентов. Вопросы питания, (3), 84-85.

36. Панфилов, В. А. (2020). Синергетический подход к созданию технологий АПК будущего. Техника и технология пищевых производств, 50(4), 642-649. Получено из https://doi.org/10.21603/2074-9414-2020-4-642-649.

37. Петров, С. М., Подгорнова, Н. М., Тужилкин, В. И. & Филатов, С. Л. (2017). Повышение качества свекловичного сахара до экспортного уровня. Сахар, (5), 30-33.

38. Реми Обри & Лоранс Гасно. (2016). Метаболический путь формальдегида в сахарном производстве и в полупродуктах. Сахар и свекла, (2), 21-27.

39. Рябцева, О. А. (2018). Обзор рынка антинакипинов для сахарного производства России. Сахар, (9), 24-25.

40. Савостин, А. В. & Городецкий, В.О. (2014). Сравнительная оценка эффективности действия антинакипинов при выпаривании соков свеклосахарного производства. Известия высших учебных заведений. Пищевая технология, (5-6), 102-106.

41. Сапронова, Л. А. & Лукьянов, А. Б. (1985). Гидролиз декстрана декстраназой. Сахарная промышленность, (1), 31-32.

42. Сапронов, А. Р. (1998). Технология сахарного производства. Москва: Колос.

43. Сидо, О. Н., Зубик, М. В., Мойсеяк, М. Б. & Шумовецкий, Г. А. (2009). Анализ технологии получения утфеля I кристаллизации. Сахар, (7), 58-61.

44. Силин, П. М. (1958). Технология свеклосахарного и рафинадного производства. Москва: Пищепромиздат.

45. Славянский, А. А. & Мойсеяк, М. Б. (2007). Поверхностно-активные вещества: применение в сахарном производстве ПАВ. Сахар, (3), 32-35.

46. Сотников, В. А., Гадиев, Р. Р. & Рудич, Т. В. (2014). Бетасепт – антисептирующий препарат для жомопрессовой воды. Сахар, (8), 37-39.

47. Сотников, В. А., Мустафин, Т. Р., Сотников, А. В., Рудич, Т. В., Wild, V. & Moisch U. (2018). Обоснование применения ферменто-антисептирующих препаратов при переработке дефектной свеклы. Сахар, (4), 18-24.

48. Старовойтова, К. В. & Терещук, Л. В. (2016). Перспективы отечественного производства микроингредиентов. Техника и технология пищевых производств, 41(2), 77-83.

49. Тимошенко, Ю. А. (2012). Синергетические свойства природных фосфолипидов как эффективных эмульгаторов и биологически активных ингредиентов для нового поколения диетических продуктов. Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки, (2), 35-37.

50. Хайн, В., Резнер, Г. & Эмеррстофер, Ф. (2009). Меры по предотвращению производственных нарушений, вызванных декстраном. Сахар и свекла, (1), 4-12.

51. Харитонов, Д. В., Харитонова, И. В. & Просеков, А. Ю. (2013). Разработка концепции создания синбиотиков и синбиотических молочных продуктов. Техника и технология пищевых производств, 31(4), 91-94.

52. Химченко, А. В. & Шилин, И. В. (2022). К вопросу о возможности замены моделей на основе уравнений линейной регрессии искусственной нейронной сетью для многофакторного эксперимента. В сборнике: Прикладные вопросы физики (к 120-летию со дня рождения академиков И.В. Курчатова и А.П. Александрова). Материалы национальной научно-практической конференции. Воронеж. 112-120.

53. Хорошева, Е. В. Михайлова, И. Ю. Ремнева, Г. А. Урусова, Л. М. Филонова, Г. Л. & Головина, Т. А. (2016). Выявление причин образования осадков в безалкогольных напитках. Пиво и напитки, (4), 50-53.

54. Шафрай, А. В., Сафонова, Е. А., Бородулин, Д. М., Головачева, Я. С., Ратников, С. А. & Керлос, В. Б. В. (2021). Моделирование процесса интенсификации экстракции изогумулона в роторно-пульсационном аппарате при помощи нейронных сетей. Техника и технология пищевых производств, 51(3), 593-603. https://doi: 10.21603/2074-9414-2021-3-593-603

55. Hans-Rfrl Soest. (2010). Ионообменные смолы для обесцвечивания сахара – белоснежные кристаллы и чистый сироп. Сахар, (5), 53-55.

56. Stangierski, J., Weiss, D. & Kaczmarek, A. (2019). Multiple regression models and Artifcial Neural Network (ANN) as prediction tools of changes in overall quality during the storage of spreadable processed Gouda cheese. European Food Research and Technology, 245:2539-2547. https://doi: 10.1007/s00217-019-03369-y