Физико-химические показатели свёклы

Для регионов Южнoгo Фeдeрaльнoгo округа норма сахаристости корнеплодов сахарной свёклы считается не менее 12 %, норма загрязненности - не более 10 %.

Кoрнеплоды сахарной свеклы должны быть правильной грушевидной формы и с гладкой поверхностью. Длинный, похожий на морковь, корнеплод считается худшим в сравнении с грушевидной свеклой.

Kорнеплод не должен быть разветвленным или иметь какие-либо отростки.Масса корнеплода в среднем должна равняться 0,6-1,0 кг. Ни очень большие, ни очень маленькие корнеплоды невыгодны для сахарного производства. Как правило, свекла, весящая 1,5 кг водяниста и бедна сахаром. Корнеплоды весом менее 300 г или недоразвиты, или деревянистые и в любом случае дают сравнительно мало сахара. Корнеплодная ткань хорошей свеклы значительно плотнее воды. Относительная плотность ее позволяет определить качество свеклы. Еще лучший тест, чем плотность тканей корнеплода, - относительный вес отжатого сока. Сок хороших корнеплодов обычно имеет плотность 1,06-1,07. Очень богатые сахаром корнеплоды дают сок плотностью от 1,07 до 1,78, что означает 14% выхода белого сахара. Сок малосахаристой свеклы имеет плотность ниже 1,06%.

Трeбования к сахарной свекле как сырью для свеклосахарной промышленности: легкость переработки - правильная, упругая и тонкая стружка, отсутствие волокнистости, нормальная влажность, устойчивые пектиновые вещества, возможно меньшее содержание растворимых форм азота, золы, пектиновых веществ, инертного сахара, солей кальция; максимальный выход сахара определяющийся, главным образом, величиной сахаристости и величиной потерь. В здоровой свекле все неудаляемые несахара–мелассообразователи. Следовательно, нужно выращивать такую свеклу, которая бы давала сок, имеющий после очистки наивысшую чистоту.Количество всех этих веществ, переходящих при переработке свеклы в соки и влияющих на степень их очистки и извлечения сахара.

Oсновной характеристикой сырья является сахаристость свёклы, зависящая от спелости корнеплодов: при достижении технической спелости накапливается наибольшее количество сахарозы при высокой чистоте свекловичного сока. Техническая спелость сахарной свеклы наступает быстрее в засушливый период, чем в дождливый и зависит от сорта, погодных условий, агротехнических мероприятий возделывания посевов, плодородия почвы.

Выхoд кристаллического сахара из одной тонны переработанной свёклы - главный критерий для оценки экономической эффективности сахарного производства. Выход сахара зависит от технологического качества свеклы, которое определяется сахаристостью, спелостью, состоянием тургора, степенью загрязнённости, концентрацией не сахаров в нормальном соке. Актуальной проблемой в свеклосахарной отрасли является повышение технологических качеств сахарной свеклы и ее устойчивости к различным заболеваниям в периоды вегетации и хранения.

Поэтoму оценку качества свекла сырья проводят с помощью экспериментально найденных исходных значений химического состава в следующем порядке. Сначала определяют содержание сахарозы, натрия, калия, аминного азота, растворимой золы и др. в сахарной свекле и полуфабрикатах. Затем на основании этих значений с помощью формул рассчитываются технологические показатели – чистота клеточного сока, сиропа, мелассы, расчетный выход сахара и его содержание в мелассе. Полученные показатели отражают хорошее или плохое качество перерабатываемых корнеплодов. Чем больше содержание калия, тем больше сахара переходит и теряется в мелассе. Калий задерживает 70-80 % сахара, переходящего в мелассу. Чем больше содержание альфа-аминоазота в корнеплодах, тем меньше выход сахара.

B последние годы особое внимание обращается на функционально­ технологические свойства, которые характеризуют адекватность растительного сырья процессам переработки (технологическую адекватность сырья) и предопределяют технологические параметры производственных процессов.Оценку технологической адекватности свекла сырья следует проводить, когда свекловичная ткань и клеточный сок сформированы для переработки. При этом функционально технологические свойства должны быть стабильны и выражены наиболее ярко. Сахарной свекле, в отличие от других растений, непросто достигнуть такого состояния. Технологической операцией, в процессе которой закладываются основы эффективного и экономически оправданного производства сахара, является извлечение сахарозы из свекловичной стружки, качество которой имеет важнейшее значение. Свойства свекловичной ткани должны удовлетворять требованиям технологии: максимальное извлечение сахарозы за короткое время при минимально возможной температуре и расходе экстрагента. Основной процесс этой технологической операции –массопередача, который протекает в диффузионном аппарате под действием тепловых, гидродинамических и механических факторов.

Bыявлено, что для каждого гибрида/сорта характерна своя зависимость, предположительно связанная с ин­дивидуально протекающими физико­-химическими изменениями в ткани, приводящими к снижению ее прочности.

Bo многих свеклосеющих странах прослеживается тенденция снижения качества свекловичного сырья. На свеклоприемные пункты сахарных заводов поступает значительное количество корнеплодов, поврежденных рабочими органами уборочных машин, а также с повышенным содержанием ботвы, земли и растительных остатков, сорняков, вследствие чего снижается способность свеклы к длительному хранению, ухудшаются показатели при переработке, увеличиваются потери сахарозы.

Увeличиваются механические повреждения корнеплодов свеклы в связи с переходом на механизированные способы выращивания, уборки, погрузки, транспортировке, разгрузки, очистки от примесей и укладки свеклы на хранение. Получение максимальных урожаев высококачественной продукции возможно лишь при наличии оптимальных условий для роста и развития растений, то есть определенного комплекса внешних факторов, позволяющих проявиться потенциальным возможностям возделываемой культуры, одним из которых является минеральное питание. В процессе производства свекловичного сырья важно не только повышать его качество, но и сокращать потери, допускаемые при уборке, транспортировке, хранении и переработке, которые по оценкам специалистов достигают до 30 % от выращенного урожая. В то же время установлено, что затраты на устранение таких потерь в 2–3 раза ниже, чем на производство дополнительного объема продукции. Однако выход сахара может значительно варьировать в зависимости от содержания несахаров в корнеплодах при одной и той же сахаристости и одинаковых условиях их переработки. В настоящее время из-за отсутствия у большинства хозяйств средств на материально-технические ресурсы, большую актуальность приобрел вопрос получения высококачественного урожая с использованием новых форм удобрений.

Извеcтно, что в формировании урожая и качества корнеплодов сахарной свеклы очень велика роль удобрений. Их избыток усиливает лишь рост листьев и не дает прибавки урожая, к тому же ухудшает качество сырья. Избыток азотных удобрений может привести к загрязнению почв и вод нитратами и нитритами, особенно при промывном режиме. Были разработаны научно обоснованные рекомендации по выращиванию и хранению сортов и гибридов сахарной свеклы, при возделывании которых использовались новые формы минеральных удобрений и фунгицидов.

Hо эффективность удобрений зависит от почвенно-климатических условий, агротехнических приемов возделывания, доз и сроков их внесения.Было исследовано влияние типов севооборотов, приемов основной обработки почвы и фона удобренности на урожайность и качество корнеплодов сахарной свеклы. Сахарную свеклу выращивали в зернотравяном (плодосменном) и зернопропашном севооборотах. В первом из них 40 % занимали многолетние травы, во втором столько же – пропашные культуры. Схема опыта включала следующие варианты удобрений: 1) контроль (без удобрений); 2) минеральные удобрения в дозе по 90 кг/га NPK; 3) 40 т/га навоза и минеральных удобрений по 90 кг/га NPK. Навоз вносили один раз за ротацию севооборота под сахарную свеклу (осенью под основную обработку почвы). Испытания проводили на фоне двух способов основной обработки почвы, которые включали вспашку плугом на глубину 30–32 см и мелкую обработку дисковым лущильником на глубину 10–15 см в два следа.

Пpи пpоизводстве сахара все больше внимания уделяется технологическому качеству свекловичного сырья. При этом в первую очередь выделяют сахаристость корнеплодов. Так же одной из важнейших составляющих частей технологии является изучение влияния макро и микроэлементов, а также удобрительно-стимулирующих составов на урожайность и качество корнеплодов. Особая роль в обеспечении растений полноценным питанием принадлежит микроэлементам – бору, молибдену, меди, цинку, железу, марганцу. Они входят в состав важнейших ферментов, витаминов, гормонов и других физиологически активных соединений, обеспечивающих жизнедеятельность растительного организма. Недостаток микроэлементов нередко связан с тем, что они находятся в почве в недоступной для растения, биологически неактивной форме. Решить эту проблему позволит применение микроэлементов в виде хелатов, являющихся как раз биологически активной формой. Для определения мер, направленных на повышение урожайности сахарной свеклы и качества урожая, была изучена эффективность жидкого удобрительно-стимулирующего состава, содержащего хелаты меди и молибдена (ЖУСС).

Ocобенности формирования продуктивности корнеплодов сахарной свеклы в зависимости от густоты насаждения растений детально изучены отечественными и зарубежными учеными. Цель исследований состояла в установлении оптимального уровня данного показателя, обеспечивающего получение корнеплодов сахарной свеклы с высокими технологическими качествами.

Beличина содержания очищенного сахара также зависела от густоты насаждения растений. Наименьшее количество очищенного сахара было в варианте с наименьшей густотой насаждения растений – 15,29 %, наибольшее при размещении 95000 растений на 1 га – 16,18 %. Дальнейшее увеличение густоты насаждения растений способствовало снижению содержания очищенного сахара в корнеплодах.

Ключевым показателем, характеризующим технологические качества корнеплодов сахарной свеклы, является валовый сбор очищенного сахара. Густота насаждения 95000 растений на 1 га являлась оптимальной и обеспечивала наибольшую величину валового сбора сахара (5,82 т/га) в сравнении с другими вариантами. Главным практическим значением для свекловодства считается изучение вопроса о способах борьбы с вредоносными объектами. Сахарная свекла очень чувствительна к засоренности, так как все сорные растения отличаются существенно большей устойчивостью к небла­гоприятным почвенно-климатическим условиям и жизнеспособностью. Их корневая система развивается интенсивнее, чем у культурных растений. Сорняки употребляют из почвы большое количество питательных веществ и влаги, обесценивая этим самым эффективность таких агротехнических приемов, как внесение удобрений и проведение поливов.

Длитeльнaя засуха весной и в первой половине лета, которая способствует заселению корневой системы факультативными паразитами в начальном периоде вегетации, в ЦЧР является основным стрессовым фактором, ослабляющим растения. В дальнейшем резкая смена засушливых и влажных периодов способствует развитию патогенных организмов и, следовательно, корневых гнилей. В последнее время на юге Черноземья появилась болезнь, приводящая к загниванию корнеплодов сахарной свеклы и полной гибели растений в поле, которая носит очаговый характер. Болезнь идентифицирована как сосудистый бактериоз. В растительных тканях бактерии получают все необходимое для жизнедеятельности. Они могут перехватывать определенные элементы минерального питания растений, перемещающиеся по сосудам ксилемы, а своими продуктами метаболизма, содержащими такие биологически активные вещества как ферменты и токсины, нарушать клеточный метаболизм корнеплодов.

B тeчение последних десятилетий выяснилось, что этот древний культурный вид сахарного тростника стал вырождаться, потерял устойчивость против болезней. Тогда он был подвергнут новым, уже искусственным, межвидовым скрещиваниям. Основные ныне возделываемые сорта сахарного тростника и являются потомством этих гибридов. Современный сахарный тростник представляет собой полигибридную группу, которую и в целом, и в ее частях уже нельзя причислить ни к одному из пяти известных ботанических видов. Благородный сахарный тростник, сахарный тростник Барбера, сахарный тростник дикий, сахарный тростник китайский, сахарный тростник исполинский. Перечисленные выше пять видов сахарного тростника были вовлечены в широкие взаимные скрещивания на Яве и в Индии (на селекционной станции в Коимбаторе), чему содействовала массовая гибель плантаций Sofficinarum от болезней (сэре, гуммоз, мозаичность), а также желание повысить содержание сахара. Результатом этой обширной гибридизации явилось выведение устойчивых и высокосахаристых сортов: «РОУ», «СО», «ЮБА» и др. Если вегетационный период старых сортов длился около года и даже двух лет, то некоторые выведенные сорта достигали технической зрелости через 8-9 месяцев. Сахарный тростник для успешного произрастания требует равномерно высокой температуры, обильной солнечной радиации и большого количества влаги. Однако он не выносит заболачивания и высокого стояния грунтовых вод. Прохладная облачная погода, особенно в конце сезона, препятствует накоплению сахара. Сахарный тростник может выращиваться на одном месте 4-5 лет, иногда плантации его не обновляются 10-20 лет. Тростник осенью убирается, а весной снова отрастает из оставшихся в земле корневищ. Наблюдения показали, что сахарный тростник погибает при понижении температуры до-3,5-4,5. Он прекрасно развивается во влажном теплом климате, но избытка грунтовой влаги не выносит. На богатой гумусом почве тростник развивается хорошо, но сахара в нем накопляется меньше. Hаоборот, на песчаных почвах растение развивается хуже, но зато содержание сахара в нем выше. Плотные и болотистые почвы не подходят для сахарного тростника. Пригодной почвой для этой культуры следует считать хорошо дренированную глинистую почву или глиносодержащую гумусовую, то есть почву наносного происхождения. По химическому составу почва должна содержать не меньше 1 % извести. На почвах, бедных известью, образуется много кислот, а наилучшей реакцией почвы при возделывании сахарного тростника является нейтральная или несколько щелочная. С засоленностью почвы сахарный тростник мирится, но это вызывает ухудшение качества его сока. На образование одного грамма сухого вещества сахарного тростника требуется 900 г воды, так как испаряемость у этого растения очень высокая. Поэтому при отсутствии дождей нужны частые и обильные поливы. Сахарный тростник - многолетнее растение, но в условиях Средней Азии он культивируется как однолетнее, вследствие того, что не выдерживает низких зимних температур.