Сладкая палочка

редактировать

Saccharum officinarum Выращивание сахарного тростника в Бангладешском научно-исследовательском институте сахарного тростника Выращивание сахарного тростника, Пенджаб Цветок сахарного тростника, Доминика Сладкая палочка

Сахарный тростник или сахарный тростник относится к нескольким видам и гибридам высоких многолетних трав из рода Saccharum, трибы Andropogoneae, которые используются для производства сахара. Растения 2–6 м (6–20 футов) в высоту с крепкими, сочлененными, волокнистыми стеблями, богатыми сахарозой, которая накапливается в междоузлиях стебля. Сахарный тростник принадлежит к семейству трав Poaceae, экономически важному семейству цветковых растений, которое включает кукурузу, пшеницу, рис и сорго, а также многие кормовые культуры. Он произрастает в теплых и умеренных тропических регионах Индии, Юго-Восточной Азии и Новой Гвинеи. Завод также выращивают для производства биотоплива, особенно в Бразилии, поскольку тростник можно использовать непосредственно для производства этилового спирта ( этанола ).

Сахарный тростник, выращиваемый в тропических и субтропических регионах, является крупнейшей культурой в мире по объему производства: в 2017 году было произведено 1,8 миллиарда тонн, при этом на Бразилию приходится 40% мирового производства. В 2012 году Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций оценила, что он возделывался примерно на 26 × 10 6  га (64 × 10 6 акров) в более чем 90 странах. На сахарный тростник приходится 79% мирового производства сахара (большая часть остального производится из сахарной свеклы ). Около 70% производимого сахара поступает из Saccharum officinarum и его гибридов. Все виды сахарного тростника могут скрещиваться, а основные коммерческие сорта являются сложными гибридами. ^^

Сахароза (столовый сахар) добывается из сахарного тростника на специализированных фабриках. Его употребляют непосредственно в кондитерских изделиях, используют для подслащивания напитков, в качестве консерванта в джемах и консервах, в качестве декоративной отделки для тортов и кондитерских изделий, в качестве сырья в пищевой промышленности или ферментируют для производства этанола. Продукты, полученные в результате ферментации сахара, включают фалернум, ром и кашасу. В некоторых регионах люди используют тростник сахарного тростника для изготовления ручек, циновок, ширм и соломы. Молодой, нераскрытый цветок голову из Saccharum Edule ( duruka) едят в сыром виде, на пару, или поджаренные и получены различными путями в Юго - Восточной Азии, в том числе Фиджи и некоторых островных общин Индонезии.

Сахарный тростник был древней культурой австронезийцев и папуасов. Он был завезен в Полинезию, Меланезию и Мадагаскар в доисторические времена через австронезийских моряков. Он также был завезен в южный Китай и Индию австронезийскими торговцами примерно с 1200 по 1000 год до нашей эры. Персы и греки встретили знаменитый «тростник, из которого производят мед без пчел» в Индии между шестым и четвертым веками до нашей эры. Они переняли, а затем распространили земледелие из сахарного тростника. Торговцы начали торговать сахаром, который считался роскошной и дорогой специей, из Индии. В 18 веке плантации сахарного тростника появились в странах Карибского бассейна, Южной Америки, Индийского океана и островных государств Тихого океана. Потребность в рабочих, выращивающих сахар, стала основной движущей силой крупных миграций, когда некоторые люди добровольно соглашались на подневольное состояние, а другие насильно ввозились в качестве рабов.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Этимология
  • 2 Описание
  • 3 История
  • 4 Выращивание
    • 4.1 Вредители
    • 4.2 Патогены
    • 4.3 Фиксация азота
    • 4.4 Условия для рабочих, выращивающих сахарный тростник
  • 5 Обработка
    • 5.1 Фрезерование
    • 5.2 Очистка
    • 5.3 Сироп из тростника
    • 5.4 Загрязнение от переработки сахарного тростника
  • 6 Производство
  • 7 этанол
  • 8 приложений багассы
    • 8.1 Производство электроэнергии
    • 8.2 Производство биогаза
  • 9 Сахарный тростник в пищу
  • 10 Сахарный тростник в качестве корма
  • 11 Галерея
  • 12 См. Также
  • 13 Ссылки
  • 14 Внешние ссылки

Этимология

Термин «сахарный тростник» объединяет санскритское слово शर्करा ( śárkarā, позже سُكَّر sukkar из арабского и sucre из среднефранцузского и среднеанглийского ) с «тростником», культурой, выращиваемой на плантациях в Карибском бассейне - гана, хинди для тростника. Этот термин впервые был использован испанскими поселенцами в Вест-Индии в начале 16 века.

Описание

Срезанный сахарный тростник

Сахарный тростник - это тропическая многолетняя трава, образующая у основания боковые побеги, образующие несколько стеблей, обычно от 3 до 4 м (от 10 до 13 футов) в высоту и около 5 см (2 дюйма) в диаметре. Стебли превращаются в стебель тростника, который при созревании составляет около 75% всего растения. Зрелый стебель обычно состоит из 11–16% клетчатки, 12–16% растворимых сахаров, 2–3% несахарных углеводов и 63–73% воды. Урожай сахарного тростника чувствителен к климату, типу почвы, поливу, удобрениям, насекомым, борьбе с болезнями, сортам и периоду сбора урожая. Средняя урожайность стеблей тростника составляет 60–70 тонн с гектара (24–28 длинных тонн / акр; 27–31 коротких тонн / акр) в год, но этот показатель может варьироваться от 30 до 180 тонн с гектара в зависимости от знаний и урожая. подход к управлению, используемый при выращивании сахарного тростника. Сахарный тростник - товарная культура, но его также используют в качестве корма для скота.

История

Смотрите также: Одомашненные растения и животные Австронезии и истории сахара

Два центра доместикации для сахарного тростника являются один за сахарный тростник по папуасов в Новой Гвинее и другой для Saccharum sinense по Austronesians в Тайване и на юге Китая. Папуасы и австронезийцы изначально использовали сахарный тростник в пищу для домашних свиней. Распространение S. officinarum и S. sinense тесно связано с миграциями австронезийских народов. Saccharum barberi начали выращивать в Индии только после интродукции S. officinarum.

Карта, показывающая центры происхождения Saccharum officinarum в Новой Гвинее, S. sinensis в южном Китае и на Тайване и S. barberi в Индии; пунктирные стрелки обозначают австронезийские интродукции

S. officinarum впервые был одомашнен папуасами в Новой Гвинее и на островах к востоку от линии Уоллеса, где он является современным центром разнообразия. Начиная примерно с 6000 лет назад, несколько штаммов были выборочно выведены из местного Saccharum robustum. Из Новой Гвинеи он распространился на запад в приморскую Юго-Восточную Азию после контакта с австронезийцами, где он гибридизировался с Saccharum spontaneum.

Второй центр приручения - континентальный южный Китай и Тайвань, где S. sinense был основным культигеном австронезийских народов. Слова, обозначающие сахарный тростник, существуют в протоавстронезийских языках Тайваня, реконструированные как * təbuS или ** CebuS, которые стали * tebuh в прото-малайско-полинезийском языке. Это была одна из основных сельскохозяйственных культур австронезийских народов, по крайней мере, с 5500 лет до нашей эры. Появление более сладкого S. officinarum могло постепенно вытеснить его по всему ареалу выращивания в приморской Юго-Восточной Азии.

Карта, показывающая сахарный тростник в Индии как источник распространения на запад, за ней следуют небольшие районы в Африке, а затем меньшие районы на атлантических островах к западу от Африки. Распространение сахарного тростника на запад в доисламские времена (показано красным), в средневековом мусульманском мире (зеленым) и в 15 веке португальцами на архипелаге Мадейра и испанцами на архипелаге Канарских островов (острова к западу) Африки, обведены фиолетовыми линиями)

С острова Юго-Восточная Азия S. officinarum распространился на восток в Полинезию и Микронезию австронезийскими путешественниками в качестве каноэ примерно к 3500 г. до н.э. Он также распространился на запад и север примерно на 3000 лет назад в Китай и Индию австронезийскими торговцами, где в дальнейшем скрещивался с S. sinense и S. barberi. Оттуда он распространился дальше в Западную Евразию и Средиземноморье.

Самое раннее известное производство кристаллического сахара началось в северной Индии. Самые ранние свидетельства производства сахара исходят из древних санскритских и палийских текстов. Примерно в восьмом веке мусульманские и арабские торговцы завезли сахар из средневековой Индии в другие части Аббасидского халифата в Средиземном море, Месопотамии, Египте, Северной Африке и Андалусии. К 10 веку источники утверждают, что каждая деревня в Месопотамии выращивала сахарный тростник. Это был один из первых урожаев, привезенных в Америку испанцами, в основном андалузцами, со своих полей на Канарских островах и португальцами со своих полей на островах Мадейра. Статья о выращивании сахарного тростника в Испании включена в « Книгу по сельскому хозяйству» Ибн аль-Аввама XII века.

Христофор Колумб впервые привез сахарный тростник в Карибское море во время своего второго путешествия в Америку, сначала на остров Эспаньола (современные Гаити и Доминиканская Республика ). В колониальные времена сахар составлял одну сторону треугольника торговли сырьем Нового Света, наряду с европейскими промышленными товарами и африканскими рабами. Сахар, часто в виде патоки, доставлялся из Карибского бассейна в Европу или Новую Англию, где его использовали для изготовления рома. Прибыль от продажи сахара затем использовалась для покупки промышленных товаров, которые затем отправлялись в Западную Африку, где их обменивали на рабов. Затем рабы были возвращены в Карибское море для продажи сахарным плантациям. Прибыль от продажи рабов затем использовалась для покупки большего количества сахара, который отправлялся в Европу.

Литография сахарной плантации в британской колонии Антигуа, 1823 г.

Франция сочла свои острова сахарного тростника настолько ценными, что по сути продала свою часть Канады, известную как « несколько акров снега », Британии за возвращение ими Гваделупы, Мартиники и Сент-Люсии в конце Семилетней войны. Голландцы также сохранили Суринам, сахарную колонию в Южной Америке, вместо того, чтобы добиваться возвращения Новых Нидерландов (Нью-Йорка).

В варочных цехах 17-19 веков сок сахарного тростника перерабатывался в сахар-сырец. Эти дома были пристроены к сахарным плантациям в западных колониях. Рабы часто запускали процесс кипячения в очень плохих условиях. Прямоугольные ящики из кирпича или камня служили печами с отверстием внизу для разжигания огня и удаления золы. Наверху каждой печи находилось до семи медных котлов или котлов, каждый меньше и горячее предыдущего. Тростниковый сок начался в самом большом котле. Затем сок нагревали и добавляли известь для удаления примесей. Сок снимали, а затем переливали в котлы все меньшего размера. В последнем котле, «учителе», тростниковый сок превратился в сироп. Следующим шагом был охлаждающий поддон, в котором кристаллы сахара затвердевали вокруг липкой сердцевины из патоки. Затем этот сахар-сырец перелопачивался из охлаждающего лотка в бочки (деревянные бочки), а оттуда в камеру для консервирования.

Черно-белая фотография сахарного тростника, стоящего в поле Сахарная плантация на острове Ямайка в конце 19 века.

Принятие Закона об отмене рабства 1833 года привело к отмене рабства на большей части территории Британской империи, и многие освобожденные рабы больше не работали на плантациях сахарного тростника, когда у них был выбор. Поэтому плантаторам из Западной Индии были нужны новые рабочие, и они нашли дешевую рабочую силу в Китае и Индии. Люди были заключены по договору, давнему договору, который обязывал их к несвободной работе на определенный срок. Условия, в которых работали наемные слуги, часто были ужасными из-за отсутствия заботы среди плантаторов. Первые корабли с наемными рабочими из Индии ушли в 1836 году. Миграции для обслуживания плантаций сахарного тростника привели к тому, что значительное количество этнических индейцев, выходцев из Юго-Восточной Азии и китайцев поселились в различных частях мира. На некоторых островах и в странах мигранты из Южной Азии в настоящее время составляют от 10 до 50% населения. Плантации сахарного тростника и азиатские этнические группы продолжают процветать в таких странах, как Фиджи, Южная Африка, Бирма, Шри-Ланка, Малайзия, Индонезия, Филиппины, Британская Гвиана, Ямайка, Тринидад, Мартиника, Французская Гвиана, Гваделупа, Гренада, Сент-Люсия, Сент- Люсия. Винсент, Сент-Китс, Санта-Крус, Суринам, Невис и Маврикий.

Старомодный индийский пресс для сахарного тростника, около 1905 г.

Между 1863 и 1900 годами торговцы и владельцы плантаций в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе (ныне часть Австралийского Содружества) привезли от 55 000 до 62 500 человек с островов южной части Тихого океана для работы на плантациях сахарного тростника. По оценкам, треть этих рабочих были принуждены или похищены в рабство (известное как « чернобородие» ). Многим другим платили очень низкую заработную плату. Между 1904 и 1908 годами большая часть из 10 000 оставшихся рабочих была депортирована в попытке сохранить расовую однородность Австралии и защитить белых рабочих от дешевой иностранной рабочей силы.

Кубинский сахар, полученный из сахарного тростника, экспортировался в СССР, где он получил поддержку цен и гарантированный рынок сбыта. Распад государства Советского 1991 привел к закрытию большинства сахарной промышленности Кубы.

Сахарный тростник остается важной частью экономики Гайаны, Белиза, Барбадоса и Гаити, а также Доминиканской Республики, Гваделупы, Ямайки и других островов.

Около 70% производимого в мире сахара производится из S. officinarum и гибридов, использующих этот вид.

Литография XIX века Теодора Брея с изображением плантации сахарного тростника: справа - «белый офицер», европейский надзиратель. Рабыни трудятся во время сбора урожая. Слева - плоскодонный сосуд для перевозки тростника.

Выращивание

Плантация сахарного тростника, Маврикий Плантации сахарного тростника в Бангладеш Посадка сахарного тростника в Пуэрто-Рико Поля сахарного тростника

Для выращивания сахарного тростника требуется тропический или субтропический климат с минимальной годовой влажностью 60 см (24 дюйма). Это один из самых эффективных фотосинтезаторов в растительном мире. Это C 4 завод, способный перерабатывать до 1% падающей солнечной энергии в биомассу. В основных регионах выращивания в тропиках и субтропиках урожай сахарного тростника может производить более 15 кг / м 2 тростника. Когда-то культивирование сахарного тростника в юго-восточном регионе США сократилось в конце 20-го века, и в 21-м веке оно ограничивается небольшими плантациями во Флориде, Луизиане и юго-востоке Техаса. Выращивание сахарного тростника на Гавайях прекратилось после закрытия последней действующей сахарной плантации в штате в 2016 году.

Сахарный тростник выращивают в тропиках и субтропиках в районах с обильным водоснабжением в течение более 6–7 месяцев в году либо за счет естественных дождей, либо за счет орошения. Урожай плохо переносит сильные морозы. Таким образом, большая часть сахарного тростника в мире выращивается между 22 ° и 22 ° южной широты, а некоторые - между 33 ° и 33 ° южной широты. Когда посевы сахарного тростника встречаются за пределами этого ареала, например, в регионе Натал в Южной Африке, это обычно происходит из-за аномальных климатических условий в регионе, таких как теплые океанские течения, протекающие вдоль побережья. Что касается высоты, посевы сахарного тростника встречаются на высоте до 1600 м или 5200 футов недалеко от экватора в таких странах, как Колумбия, Эквадор и Перу.

Sugarcane можно выращивать на многих почвах, начиная от весьма плодородной, хорошо дренированные mollisols, через тяжелые крекинг vertisols, бесплодных кислоты oxisols и ultisols, торфянистых histosols, в каменистых andisols. Обилие солнечного света и воды увеличивают производство тростника. Это сделало пустынные страны с хорошим ирригационным оборудованием, такие как Египет, одними из самых урожайных регионов выращивания сахарного тростника. На сахарный тростник приходится 9% мирового производства калийных удобрений.

Хотя некоторые сахарные тростники дают семена, современное срезание стеблей стало наиболее распространенным методом размножения. Каждый черенок должен содержать хотя бы одну почку, и иногда черенки сажают вручную. В более технологически развитых странах, таких как США и Австралия, посадка заготовок является обычным явлением. Заготовки (стебли или секции стеблей), собранные механическим комбайном, высаживаются машиной, которая открывает и повторно мелирует землю. После посадки стебель можно собирать несколько раз; после каждого сбора урожая тростник поднимает новые стебли, называемые ратунами. Последовательные сборы урожая приводят к снижению урожайности, что в конечном итоге оправдывает пересадку. Обычно собирают от 2 до 10 урожаев в зависимости от вида культуры. В стране с механическим сельским хозяйством, где требуется высокая урожайность на больших полях, как, например, в Северной Америке, сахарный тростник пересаживают после двух или трех урожаев, чтобы избежать снижения урожайности. В странах с более традиционным типом сельского хозяйства с небольшими полями и ручной сборкой, как на французском острове Реюньон, сахарный тростник часто собирают за 10 лет до повторной посадки.

Сахарный тростник собирают вручную и механическим способом. Ручной сбор урожая составляет более половины производства и является доминирующим в развивающемся мире. При ручной уборке поле сначала поджигается. Огонь сжигает сухие листья и прогоняет или убивает ядовитых змей, не повреждая стебли и корни. Затем комбайны срезают тростник чуть выше уровня земли, используя тростниковые ножи или мачете. Опытный комбайн может срезать 500 кг (1100 фунтов) сахарного тростника в час.

Для механической уборки используется комбайн или комбайн для уборки сахарного тростника. Серия Austoft 7000, оригинальная современная конструкция харвестера, теперь копируется другими компаниями, включая Cameco /  John Deere. Машина обрезает тростник у основания стебля, срезает листья, нарезает тростник на кусочки одинаковой длины и помещает его в транспортер, следующий рядом. Затем комбайн выдувает мусор обратно на поле. Такие машины могут собирать 100 длинных тонн (100 т) каждый час, но собранный тростник необходимо быстро обрабатывать. После срезания сахарный тростник начинает терять содержание сахара, и повреждение тростника во время механической уборки ускоряет это снижение. Это снижение компенсируется тем, что современный измельчитель-харвестер может завершить уборку быстрее и эффективнее, чем ручная резка и погрузка. Austoft также разработала серию гидравлических высокоподъемных полевых транспортеров для работы вместе с харвестерами, чтобы обеспечить еще более быструю транспортировку тростника, например, на ближайший железнодорожный подъезд. Эта механическая уборка не требует поджигания поля; остатки, оставленные машиной на поле, состоят из верхушек тростника и мертвых листьев, которые служат мульчей для следующего посева.

Плантации сахарного тростника в Бразилии, крупнейший производитель в мире

Вредители

Тростниковый жук (также известный как тростниковый личинка) может существенно снизить урожайность при употреблении в пищу корней; с ним можно бороться с помощью имидаклоприда (Конфидор) или хлорпирифоса (Лорсбан). Другие важные вредителями являются личинками некоторых бабочки / моли видов, в том числе совка озимого, на сахарном тростник мотылька ( Diatraea saccharalis), на Африканском сахарном тростник мотылька ( Эльдан сахаристый), мексиканский рисовый мотылька ( Eoreuma loftini), в африканской совку ( Spodoptera exempta), муравьи-листорезы, термиты, слюны (особенно Mahanarva fimbriolata и Deois flavopicta) и жук Migdolus fryanus. Дельфацид насекомых Eumetopina flavipes действует как вирусный вектор, который вызывает болезнь сахарной тростника Рама трюк.

Патогены

Основная статья: Список болезней сахарного тростника

Многочисленные патогены заражают сахарный тростник, такие, как сахарный тростник травянистой болезнь побегов, вызванную фитоплазменным, Хлыстохвост болезни или сахарный тростник головне, pokkah Boeng вызванной Fusarium moniliforme, ХапОг axonopodis бактерий вызывает смолообразование заболевание, и красная гниль болезнь, вызванная Colletotrichum falcatum. Вирусные заболевания, поражающие сахарный тростник включают сахарный тростник вирус мозаики, вирус разводов кукурузы и сахарный тростник вирус желтого листа.

Фиксация азота

Некоторые разновидности сахарного тростника способны связывать атмосферный азот вместе с бактерией Gluconacetobacter diazotrophicus. В отличие от бобовых и других азотфиксирующих растений, которые вместе с бактериями образуют корневые клубеньки в почве, G. diazotrophicus обитает в межклеточных пространствах стебля сахарного тростника. Покрытие семян бактериями - это недавно разработанная технология, которая позволяет каждому виду сельскохозяйственных культур фиксировать азот для собственного использования.

Условия для работников сахарного тростника

По оценкам, за последние два десятилетия в Центральной Америке от хронической болезни почек умерло не менее 20 000 человек, большинство из них - рабочие, выращивающие сахарный тростник на тихоокеанском побережье. Это может быть связано с долгой работой на жаре без достаточного потребления жидкости.

Обработка

Файл: MyanmarJaggery.webm Воспроизвести медиа Производство нецентробежного тростникового сахара (джаггери) возле озера Инле ( Мьянма ), этап дробления и варки

Традиционно переработка сахарного тростника требует двух этапов. Мельницы извлекают сахар-сырец из свежесобранного тростника, а «белый мельничный» сахар иногда производят сразу после первого этапа на сахароэкстракционных заводах, предназначенных для местного потребления. Кристаллы сахара кажутся естественно белыми в процессе кристаллизации. Диоксид серы добавляется для подавления образования молекул, вызывающих окраску, и для стабилизации сахарного сока во время испарения. Нефтеперерабатывающие заводы, часто расположенные ближе к потребителям в Северной Америке, Европе и Японии, затем производят белый рафинированный сахар, который на 99% состоит из сахарозы. Эти две стадии медленно сливаются. Рост благосостояния в тропиках, где выращивают сахарный тростник, увеличивает спрос на продукты из рафинированного сахара, стимулируя тенденцию к комбинированному измельчению и рафинированию.

Фрезерование

Основная статья: Завод сахарного тростника Фотография человека, держащего штангу, проникающую в большой резервуар. Ручное извлечение сока из сахарного тростника Фото тягача с прицепом Грузовик везет тростник на сахарный завод во Флориде.

Обработка сахарного тростника производит тростниковый сахар (сахарозу) из сахарного тростника. Другие продукты переработки включают жом, патоку и фильтровальный кек.

Багасса, остаточное сухое волокно тростника после извлечения тростникового сока, используется для нескольких целей:

  • топливо для котлов и печей
  • производство бумаги, картона и восстановленного картона
  • сельскохозяйственная мульча
  • как сырье для производства химикатов
Фотография более короткого здания с дымом, выходящим из дымовой трубы, рядом с пятиэтажным офисным зданием. Завод по переработке сахарного тростника Санта-Элиза в Сертанзиньо, один из крупнейших и старейших в Бразилии

В первую очередь жмых и остатки жмыха используются в качестве источника топлива для котлов при производстве технологического пара на сахарных заводах. Высушенный фильтр-кек используется в качестве добавки к корму для животных, удобрения и источника воска сахарного тростника.

Патока производится в двух формах: черная полоска с характерным сильным ароматом и более чистая патока. Меласса Blackstrap продается как пищевая и диетическая добавка. Он также является обычным ингредиентом кормов для животных и используется для производства этанола, рома и лимонной кислоты. Более чистые паточные сиропы продаются как патока, а также могут быть смешаны с кленовым сиропом, инвертным сахаром или кукурузным сиропом. Обе формы патоки используются в выпечке.

Рафинирование

Кристаллы коричневого и белого сахара

Рафинирование сахара дополнительно очищает сахар-сырец. Сначала его смешивают с тяжелым сиропом, а затем центрифугируют в процессе, называемом «аффинация». Его цель - смыть внешнее покрытие кристаллов сахара, которое менее чистое, чем внутренняя часть кристалла. Затем оставшийся сахар растворяют, чтобы получить сироп с содержанием твердого вещества около 60% по весу.

Раствор сахара осветляется добавлением фосфорной кислоты и гидроксида кальция, которые объединяются, чтобы осадить фосфат кальция. Частицы фосфата кальция захватывают одни примеси и поглощают другие, а затем всплывают в верхнюю часть резервуара, где их можно снять. Альтернативой этому методу «фосфатирования» является « карбонатация », которая аналогична, но использует диоксид углерода и гидроксид кальция для получения осадка карбоната кальция.

После фильтрации оставшихся твердых частиц осветленный сироп обесцвечивают фильтрованием через активированный уголь. В этой роли традиционно используется костяной уголь или активированный уголь на основе угля. Некоторые оставшиеся окрашивающие примеси адсорбируются углем. Очищенный сироп затем концентрируют до перенасыщения и многократно кристаллизуют в вакууме с получением белого рафинированного сахара. Как и на сахарном заводе, кристаллы сахара отделяются от патоки центрифугированием. Дополнительный сахар извлекается путем смешивания оставшегося сиропа с промывками от аффинации и повторной кристаллизации с получением коричневого сахара. Когда экономически невозможно извлечь больше сахара, конечная патока по-прежнему содержит 20–30% сахарозы и 15–25% глюкозы и фруктозы.

Для производства сахарного песка, в котором отдельные зерна не слипаются, сахар необходимо сушить, сначала нагревая в ротационной сушилке, а затем продувая через него прохладный воздух в течение нескольких дней.

Сироп из тростника

Ленточный тростник - субтропический сорт, который когда-то широко выращивался на юге Соединенных Штатов, вплоть до побережья Северной Каролины. Сок добывали с помощью дробилок с приводом от лошади или мула; сок варили, как кленовый сироп, на плоской сковороде, а затем использовали в виде сиропа в качестве пищевого подсластителя. В настоящее время это не коммерческая культура, но некоторые производители находят готовые продажи для своей продукции.

Загрязнение от переработки сахарного тростника

Твердые частицы, продукты сгорания и летучие органические соединения являются основными загрязнителями, выделяемыми при переработке сахарного тростника. Продукты сгорания включают оксиды азота (NO X), монооксид углерода (CO), CO 2 и оксиды серы (SO X). Потенциальные источники выбросов включают грануляторы сахара, оборудование для транспортировки и упаковки сахара, операции по разгрузке, котлы, печи для регенерации гранулированного угля и угля, системы транспортировки регенерированного адсорбента, печи и погрузочно-разгрузочное оборудование (на некоторых объектах), резервуары для карбонизации, многофункциональные выпарные станции., и вакуумные варочные панели. Современные технологии предотвращения загрязнения способны устранить все эти потенциальные загрязнители.

Производство

Производство сахарного тростника в 2018 году
Страны Производство (млн тонн )
  Бразилия 746,8
  Индия 376,9
  Китай 108,1
  Таиланд 104,4
  Пакистан 67,2
  Мексика 56,8
  Колумбия 36,2
  Гватемала 35,5
  Австралия 33,5
  Соединенные Штаты 31,3
Мир 1 907
Источник: FAOSTAT, Организация Объединенных Наций.
Карта производства сахарного тростника

Мировое производство сахарного тростника в 2018 году составило 1,91 миллиарда тонн, при этом Бразилия производила 39% мирового производства, Индия - 20%, а Китай и Таиланд производили около 6% каждый (таблица).

В 2018 году во всем мире под выращивание сахарного тростника было отведено 26 миллионов гектаров. Средняя мировая урожайность сахарного тростника в 2018 году составила 73 тонны с гектара, во главе с Перу - 121 тонна с гектара. Теоретически возможная урожайность сахарного тростника составляет около 280 тонн с гектара в год, а небольшие экспериментальные участки в Бразилии продемонстрировали урожайность 236–280 тонн тростника с гектара.

Производство сахарного тростника (2018)

Только 3,2% от общего объема производства сахарного тростника в 2016 году соответствовало добровольным стандартам устойчивости, таким как Bonsucro или Fairtrade, но устойчивое производство растет гораздо быстрее, чем обычное производство. С 2008 по 2016 год производство сахарного тростника, соответствующего стандартам, росло в среднем на 52% в год, тогда как производство обычного сахарного тростника увеличилось менее чем на 1%.

Спирт этиловый

Дополнительная информация: этанол топливо См. Также: Биотопливо Топливный насос в Бразилии, предлагающий тростниковый этанол (A) и бензин (G).

Этанол обычно доступен как побочный продукт при производстве сахара. Его можно использовать в качестве биотоплива, альтернативного бензину, и он широко используется в автомобилях в Бразилии. Это альтернатива бензину и может стать основным продуктом переработки сахарного тростника, а не сахаром.

В Бразилии бензин должен содержать не менее 22% биоэтанола. Этот биоэтанол получают из крупного урожая сахарного тростника в Бразилии.

Производство этанола из сахарного тростника более энергоэффективно, чем из кукурузы или сахарной свеклы или пальмового / растительного масла, особенно если тростниковый жмых используется для производства тепла и энергии для этого процесса. Более того, если биотопливо используется для растениеводства и транспорта, потребление ископаемой энергии, необходимое для каждой единицы энергии этанола, может быть очень низким. По оценкам EIA, при внедрении технологии переработки сахарного тростника в этанол выбросы CO 2 от скважины к колесам могут быть на 90% ниже, чем при использовании обычного бензина. Учебник по возобновляемой энергии описывает преобразование энергии:

В настоящее время в Бразилии ежегодно производится 75 тонн сахарного тростника-сырца с гектара. Тростник, доставленный на перерабатывающий завод, называется обожженным и обрезанным (b и c), и составляет 77% от массы сырого тростника. Причина этого сокращения в том, что стебли отделяются от листьев (которые сжигаются и чей пепел остается на поле в качестве удобрения) и от корней, которые остаются в земле для прорастания следующего урожая. Таким образом, среднее производство тростника составляет 58 тонн b amp; c с гектара в год.

Каждая тонна b amp; c дает 740 кг сока (135 кг сахарозы и 605 кг воды) и 260 кг влажного жома (130 кг сухого жома). Так как нижнее значение нагрева сахарозы составляет 16,5 М J / кг, и что из жома составляет 19,2 МДж / кг, общая стоимость нагрева тонны б amp; С 4,7 ГДж из которых 2,2 ГДж приходят из сахарозы и 2,5 из жома.

Производимая биомасса на гектар в год составляет 0,27 ТДж. Это эквивалентно 0,86 Вт на квадратный метр. Предполагая, что средняя инсоляция составляет 225 Вт на квадратный метр, эффективность фотосинтеза сахарного тростника составляет 0,38%.

135 кг сахарозы, содержащейся в 1 тонне b amp; c, превращаются в 70 литров этанола с энергией сгорания 1,7 ГДж. Таким образом, практическая эффективность преобразования сахарозы в этанол составляет 76% (по сравнению с теоретическими 97%).

Один гектар сахарного тростника дает 4000 литров этанола в год (без каких-либо дополнительных затрат энергии, поскольку произведенный жмых превышает количество, необходимое для дистилляции конечного продукта). Однако сюда не входит энергия, используемая при обработке почвы, транспортировке и т. Д. Таким образом, эффективность преобразования солнечной энергии в этанол составляет 0,13%.

Приложения из багассы

Жмых сахарного тростника

Сахарный тростник - основная культура во многих странах. Это одно из растений с самой высокой эффективностью биоконверсии. Урожай сахарного тростника может эффективно использовать солнечную энергию, давая около 55 тонн сухого вещества с гектара земли в год. После сбора урожая урожай производит сахарный сок и жмых, волокнистое сухое вещество. Это сухое вещество представляет собой биомассу, которая может использоваться в качестве топлива для производства энергии. Жмых также можно использовать в качестве альтернативного источника целлюлозы для производства бумаги.

Жмых сахарного тростника - потенциально богатый источник энергии для крупных производителей сахарного тростника, таких как Бразилия, Индия и Китай. Согласно одному отчету, с использованием новейших технологий жмых, ежегодно производимый в Бразилии, может удовлетворить 20% энергопотребления Бразилии к 2020 году.

Производство электроэнергии

Ряд стран, в частности стран, испытывающих недостаток в ископаемом топливе, приняли меры по энергосбережению и повышению эффективности, чтобы свести к минимуму энергию, используемую при переработке тростника, и экспортировать любую избыточную электроэнергию в сеть. Багасса обычно сжигается для производства пара, который, в свою очередь, создает электричество. Современные технологии, например, используемые на Маврикии, производят более 100 кВтч электроэнергии на тонну жома. При общемировом урожае сахарного тростника более одного миллиарда тонн в год глобальный энергетический потенциал из жома составляет более 100 000 ГВт-ч. Используя Маврикий в качестве ориентира, можно было бы ежегодно производить 10 000 ГВт / ч дополнительной электроэнергии по всей Африке. Производство электроэнергии из жмыха может стать весьма важным, особенно для сельского населения стран, производящих сахарный тростник.

Современные когенерационные установки проектируются для производства от 200 до более 300 кВтч электроэнергии на тонну жмыха. Поскольку сахарный тростник является сезонной культурой, вскоре после сбора урожая предложение жома достигнет пика, что потребует от электростанций стратегического управления хранением жома.

Производство биогаза

Более экологичной альтернативой сжиганию жома для производства электроэнергии является превращение жома в биогаз. Разрабатываются технологии использования ферментов для преобразования жмыха в современное биотопливо и биогаз.

Сахарный тростник в пищу

Основная статья: Сахар
Тростниковый сок
Sugarcanejuice.jpg Свежевыжатый сок сахарного тростника
Пищевая ценность на 100 грамм
Энергия 242 кДж (58 ккал)
Углеводы 13,11 г
Сахара 12,85 г
Пищевые волокна 0,56 г
Толстый 0,40
Протеин 0,16 г
Витамины Количество % DV
Витамин B 6 31% 0,40 мг
Фолиевая кислота (B 9) 11% 44,53 мкг
Витамин С 8% 6,73 мг
Минералы Количество % DV
Кальций 2% 18 мг
Железо 9% 1,12 мг
Магний 4% 13,03 мг
Фосфор 3% 22,08 мг
Калий 3% 150 мг
Натрий 0% 1,16 мг
Цинк 1% 0,14 мг

Информация о питательных веществах из индийской базы данных о составе пищевых продуктов
Проценты приблизительно рассчитаны с использованием рекомендаций США для взрослых. Источник: USDA FoodData Central.

В большинстве стран, где выращивают сахарный тростник, некоторые продукты и популярные блюда получают непосредственно из него, например:

  • Сахарный тростник-сырец: жевать для извлечения сока.
  • Sayur nganten: индонезийский суп из стеблей трубука ( Saccharum edule), разновидности сахарного тростника.
  • Сок сахарного тростника : сочетание свежего сока, извлеченный вручную или небольшие мельницами, с оттенком лимона и льда, чтобы сделать популярный напиток, известный по- разному как воздух туба, usacha Раса, guarab, guarapa, Guarapo, papelón, aseer Асаба, Ганна шарбат, Mosto, Caldo де кана или nước Mia
  • Сироп : традиционный подсластитель в безалкогольных напитках, который в настоящее время в значительной степени вытеснен в США кукурузным сиропом с высоким содержанием фруктозы, который дешевле из-за субсидий на кукурузу и тарифов на сахар.
  • Меласса : используется в качестве подсластителя и сиропа вместе с другими продуктами питания, такими как сыр или печенье.
  • Jaggery : затвердевшая патока, известная как гур, гуд или гуль в Южной Азии, традиционно производится путем испарения сока для образования густого осадка, а затем охлаждения и формования его в ведрах. Современное производство частично сушит сок с помощью замораживания, чтобы уменьшить карамелизацию и осветлить его цвет. Он используется в качестве подсластителя при приготовлении традиционных блюд, сладостей и десертов.
  • Falernum : сладкий и слабоалкогольный напиток из сока сахарного тростника.
  • Кашаса : самый популярный дистиллированный алкогольный напиток в Бразилии; это ликер, полученный путем перегонки сока сахарного тростника.
  • Ром - это ликер, приготовленный из продуктов из сахарного тростника, обычно из патоки, но иногда также из тростникового сока. Чаще всего его производят в Карибском бассейне и его окрестностях.
  • Баси - это ферментированный алкогольный напиток из сока сахарного тростника, производимый на Филиппинах и в Гайане.
  • Панели, твердые частицы сахарозы и фруктозы, полученные в результате кипячения и выпаривания сока сахарного тростника, являются основным продуктом питания в Колумбии и других странах Южной и Центральной Америки.
  • Рападура - сладкая мука, которая является одним из самых простых способов рафинирования сока сахарного тростника, распространенного в странах Латинской Америки, таких как Бразилия, Аргентина, Венесуэла (где она известна как папелон) и в странах Карибского бассейна.
  • Рок-леденец : кристаллизованный тростниковый сок
  • Gâteau de Sirop

Сахарный тростник в качестве корма

Многие части сахарного тростника обычно используются в качестве корма для животных при выращивании растений. Листья служат хорошим кормом для жвачных животных.

Галерея

  • Поля сахарного тростника в Бангладешском научно-исследовательском институте сахарного тростника (BSRI)

  • Поля сахарного тростника в BSRI

  • Поля сахарного тростника в BSRI

  • Поля сахарного тростника в BSRI

  • Продавец сахарного тростника в Дакке

  • Стебли сахарного тростника

  • Цветение сахарного тростника

  • Плантации сахарного тростника

  • Листья сахарного тростника

  • Плантации сахарного тростника

  • Сахарный тростник Китая

  • Сладкая палочка

  • Цветы сахарного тростника

  • Женщины собирают сахарный тростник, провинция Хоабинь, Вьетнам

  • Наружная фотография серии прямоугольных металлических лотков, разделенных короткими внутренними металлическими листами.

    Испаритель с перегородкой и ковшом для пены для приготовления сиропа из тростниковой ленты

  • Файл: видео экстракции сока сахарного тростника.ogv Воспроизвести медиа

    Видео отжима сока сахарного тростника

  • Сахарный тростник и миска рафинированного сахара

  • Кайпиринья, коктейль сделан из сахарного тростника, полученных cachaça

  • Обработка сахарного тростника

Смотрите также

использованная литература

внешние ссылки

  • СМИ, связанные с сахарным тростником на Викискладе?
  • Словарное определение сахарного тростника в Викисловаре
Последняя правка сделана 2023-03-21 08:55:34
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте