Производство сахара из сахарной свеклы технология видео: Производство сахара из сахарной свёклы. Особенности производства и потребления готовой продукции

Содержание

Все новости

ООО «Ромодановосахар» — по производству сахара самое большое предприятие в Приволжском федеральном округе и в десятке крупнейших заводов России. Это единственное предприятие в Республике Мордовия, которое производит свекловичный сахар. Производство продукции началось ещё в прошлом веке, в 1961 году. Этой осенью завод отмечает 60-летний юбилей. Возглавляет его вот уже 16 лет Александр Иванович Атласов.

Новые технологии облегчают дело

Предприятие по производству сахара начинается со свёклоприёмного пункта. Сюда привозят сахарную свёклу все хозяйства республики, на чьих полях её выращивают.

— Надо сказать, на приёмном пункте весь процесс автоматизирован. Во время эпидемии коронавируса это очень важно, — говорит В.В. Захаркин, заместитель директора ООО «Ромодановосахар». Каждой машине, которая возит свёклу, выдают электронную пластиковую карточку — накладную, где вся информация о машине: номер, перевозчик (организация или ИП), имеется ли прицеп (самосвал разгружает назад или на бок, или с бортом).

Это нужно для того, чтобы автоматика сама контролировала за машиной и посылала на разгрузку в нужное место. Когда машина загружается в поле свёклой, и там есть терминал, где каждому водителю на карточку отмечают всё необходимое: с какого поля взята продукция, номер автомашины, где находится, в каком хозяйстве. И когда он приезжает на завод, взвешивает вес гружёной машины и отправляется на нужный буртоукладчик, который выгружает сахарную свёклу. У механизатора буртоукладчика так же есть терминал, который отмечает — машина разгружена. Затем пустая машина едет вновь на весы, отмечается вес пустой машины, потом автоматически водителю выдают товарно-транспортную накладную. Кроме этого, как отметил В.В. Захаркин, если нужно машину направляют в лабораторию. Здесь лаборанты смотрят или каждую третью машину, или каждую десятую. Как рассказала работница сырьевой лаборатории — Betalauser системный оператор Надежда Евгеньевна Маньченкова, на территории лаборатории есть пробоотборник, который из кузова машины берёт свёклу и отдаёт в лабораторию, где определяют загрязнённость и сахаристость.

— Лаборанты моют свёклу, очищают и она поступает ко мне, — говорит Н.Е. Маньченкова. Я уже определяю сахаристость. Если этот показатель максимально высокий, т.е. очень хорошие технологические показатели свёклы, то и выход сахара будет больше.

Когда мы были на свёклоприёмном пункте, обратили внимание как много здесь продукции. Виктор Владимирович объяснил так:

— Из привезённой на приёмный пункт свёклы делаются производственные кагаты, проще говоря, бурты из корнеплодов. Здесь свёкла будет лежать несколько дней. Мы не знаем, какая будет погода. Могут пойти дожди, а работу завода не остановишь. Поэтому мы храним свёклу в буртах на территории предприятия. Если говорить откровенно, 60-70% сладких корнеплодов с поля напрямую поступает на производство. Это для нас очень хорошо. Ведь чем меньше потери сахаристости и веса, тем лучше. Потому что, сахарная свёкла, которая хранится на полях хозяйств, на много лучше сохраняет сахар, чем та, которая долго хранится на территории завода.

Выращивание сахарной свёклы

Производство завода начинается ещё с поля. Вырастить сахарную свёклу дело нелёгкое. Те, кто этим занимается, хорошо понимают, в настоящее время для этого нужны современная техника, технологии и люди, которые знают весь производственный процесс. В ООО «Ромодановосахар» это хорошо понимают, и поддерживают тесную связь с сельскохозяйственными предприятиями республики.

— Чтобы сахарная свёкла давала хороший урожай, поля для посева надо начинать готовить за два года, — рассказывает В.В. Захаркин. Свёклу хорошо сеять после озимой пшеницы или по парам. Тогда на полях будет меньше сорняков. По потребности нужно использовать гербициды и вносить удобрения. Кроме этого, землю нужно хорошо пахать, культивировать, чтобы поле было ровным как стол. Это нужно для того, чтобы после посева свёкла взошла одновременно и выросла одинаковая. Если поле не ровное, свёкла вырастет в одном месте большая, в другом маленькая и вовремя уборки урожая корнеплоды порежутся.

Урожайность будет ниже.

Чтобы вырастить хороший урожай сахарной свёклы надо подготовить для посева и хорошие семена. Как отметил В.В. Захаркин, завод вместе с одним из хозяйств в 2007 году создал сортоиспытательный участок, где высеваются и выращиваются 60, иногда 70 — 80 гибридов этой культуры как российской, так и зарубежной селекции. Мы выбираем те сорта-гибриды, которые подходят для нашего климата. На рынке около 300 гибридов, нам надо же выбрать десяток. Выбрать такие, которые дают большой урожай и высокую сахаристость.

Как пояснил Виктор Владимирович в этом году сахарной свёклы посеяно 22 300 гектар, урожайность ожидается 280-300 центнеров с гектара и убрать её надо до 25-26 октября.

— Если убрать урожай вовремя это очень хорошо, — говорит Виктор Владимирович, в это время сахарная свёкла уже созрела, набрала нужную сахаристость, и готова к переработке.

Производство сахара — дело не лёгкое

Сладкую свёклу привозят на приёмный пункт, где сырьевая лаборатория проверяет её на качество. Так начинается не лёгкий технологический процесс производства сахарного песка. На завод свёкла поступает по гидравлическому транспортёру, где она промывается от грязи. Чистую свёклу автоматически поднимают на весы. Затем взвешенная свёкла поступает на резку. Резанная свёкла поступает в диффузионные аппараты, где идет процесс извлечения сахара. Из диффузных аппаратов выходит сравнительно тёмный сок, его пропускают через известковое молоко.

Как отметила главный технолог предприятия Валентина Вячеславовна Бычкова, после осветления свекловичный сок в виде сиропа поступает в вакуумный аппарат, где проходит кристаллизацию, и идёт в утфель, эта смесь которая состоит из 50% сахарных кристаллов и 50% сахарного раствора.

Кристаллический сахар потом сушат, и получают сахарный песок, а раствор же вновь варят в вакуумных аппаратах, чтобы выделить оставшийся сахар. После этого получается жёлтый сахар, который вновь проходит переработку и меласса.

За всем этим процессом и оборудованием контролировала смена Владимира Михайловича Смолькина. В их кабинете перед каждым стоит компьютер, по которому виден весь технологический процесс.

Готовый сахар поступает в упаковочный цех, а затем на склад готовой продукции.

60 лет — на благо республики и её жителей

В этом году завод отмечает 60-летний юбилей. Он пущен в эксплуатацию в 1961 году, в это же время осенью. Тогда за сутки выпускали 1,5 тысяч тонн сахара, сейчас эти показатели увеличились до 7,5 тысяч тонн. Производительность выросла в 5 раз. Это достигнуто в результате обновления производства. Сегодня в ООО «Ромодновосахар» трудятся около 700 человек. Каждый из них делает большое дело не только для своей республики, но и для всей страны.

http://agro.e-mordovia.ru/

Новый урожай сахарной свеклы обещает быть богатым: сахарные заводы уже приступили к её переработке

Автор ГТРК «ТАМБОВ» На чтение 2 мин. Просмотров 157 Опубликовано

04. 10.2021

В области приступили к переработке сахарной свеклы. Новый урожай обещает быть богатым. Львиную долю сладкого корнеплода, выращенного на тамбовской земле, предстоит переработать предприятиям компании «Русагро», в состав которой входят сразу три крупных сахарных завода: Жердевский, Никифоровский и Знаменский. В планах из почти 2 150 тысяч тонн сырья выработать 335 тысяч тонн сахара.

С начала сентября вереницы большегрузов, груженные сахарной свеклой, потянулись к заводам. Прежде чем отправиться на разгрузку, машины подъезжают к пробоотборнику, где с помощью специального щупа часть урожая берут на анализ.
Первая задача — это определение загрязненности, сахаристости, определяем качество сырья для производства сахара,
— Наталья Шорина, инженер-химик Знаменского сахарного завода Сахарного бизнес-направления ГК «Русагро». Загрязненность должна быть не больше 11-ти процентов. Сахаристость не меньше 16-ти. Пока, несмотря на дожди, производители в нормативы укладываются. Специалисты отмечают высокое качество урожая и неплохие объемы. Только на Знаменском сахзаводе, крупнейшем в области, планируют принять 792 тысячи тонн сахарной свеклы и получить из нее 120 тысяч тонн сахара.
Это ориентировочно на 15% больше, чем в прошлом году. В прошлом году мы приняли 690 тысяч, но с дигестией выше на 1,5%. В этом году дигестия несколько ниже. В среднем она составляет 19 — 19,5 %,
— Виктор Торопов, директор Знаменского сахарного завода Сахарного бизнес-направления ГК «Русагро». Перед тем как запустить в производство, свёклу очищают от чернозема. Затем ее взвешивают и измельчают. Из свекловичной стружки вырабатывают экстракт сахара. Полученный сок очищают и сгущают до сиропа. Сладкую массу уваривают и отправляют на центрифугу уже для получения сахара. Производственный процесс непрерывный и автоматизированный на всех этапах.
До этого использовали ручной труд, то есть порядка 24 человек дополнительно были задействованы, вручную укладывали пачки рафинада, ящики заклеивали, грузчики укладывали на поддоны, сейчас этот процесс полностью автоматизирован, все функции выполняют роботы,
— Александр Вайнберг, менеджер упаковки Знаменского сахарного завода Сахарного бизнес-направления ГК «Русагро». Сотрудничество с крупнейшими мировыми брендами говорит о качестве выпускаемой продукции. Сахар класса экстра широко востребован. Также на сахарных заводах «Русагро» производят гранулированный жом, мелассу и бетаин.

Измерение влажности при производстве кормов для животных

Один из самых популярных типов кормов для крупного рогатого скота, свиней, овец и лошадей — это гранулы из сахарной свеклы. Они производятся из жома сахарной свеклы, после извлечения из нее сахара. В процессе производства этих гранул, особенно во время сушки, очень важно измерять влажность. Чтобы продукт легко гранулировался, он должен иметь надлежащий уровень влажности на выходе сушилки. Чрезмерная влажность может привести к заклиниванию механизмов и повреждению продукта плесенью во время хранения. Если гранулы слишком сухие, они становятся хрупкими и распадаются, что делает их непригодными для использования.

Процесс сушки является чрезвычайно энергоемким и поэтому дорогостоящим. Установка датчика влажности на выходе сушилки — это простой и выгодный способ экономии средств за счет регулирования влажности сахарной свеклы во время обработки. Автоматизированная система с микроволновыми датчиками измеряет влажность продуктов на выходе сушилки с точностью +/– 0,5 %. При этом информация в систему управления передается в реальном времени. В результате можно регулировать температуру /время сушки / скорость перемещения через сушилку и гарантировать на выходе такой уровень влажности продукта, который необходим для гранулирования или хранения.

Преимущества

  • За счет сокращения расходов на энергию повышается эффективность использования сушилок
  • Гарантированное качество продукта на выходе
  • Снижение отходов
  • Устранение влияния пыли и цвета

Микроволновые датчики влажности Hydronix легко устанавливаются и могут интегрироваться в новые или уже работающие системы. Предусмотрено два основных метода монтажа. Первый применяется для систем с единообразным расходом, когда шнековый конвейер всегда заполнен. Второй предназначен для установок с переменным расходом, когда шнековый конвейер может быть заполнен только частично. Для этого типа монтажа может потребоваться обходная система, обеспечивающая единообразное уплотнение и постоянный поток продукта по поверхности датчика.

Компания Hydronix рекомендует устанавливать в системах со шнековым конвейером для перемещения продукта датчик влажности Hydro-Mix XT. Датчик Hydro-Mix XT предназначен для монтажа заподлицо и поэтому может легко устанавливаться как на конвейере, так и в обходной системе, и не препятствовать потоку продукта. Метод цифровых измерений Hydronix обеспечивает высочайшую стабильность датчика и линейность результатов измерений. Это означает, что датчик требуется прокалибровать один раз во время монтажа, а затем проверять только в рамках программы обеспечения качества, прописанной производителем.

По отзывам заказчиков, срок окупаемости датчиков в большинстве случаев составляет всего несколько недель. Датчики имеют чрезвычайно прочную и надежную конструкцию из нержавеющей стали с керамической лицевой пластиной, отличающейся высокой износостойкостью. Срок службы датчиков на кормодробилках достигает 10 лет.

Датчик Hydro-Mix, установленный на конвейере после сушилки

 

Типовой монтаж датчика через байпас, для систем с переменной скоростью потока

Журнал САХАР

НОВОСТИ

САХАРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО
УДК 628.5
doi.org/10.24412/2413-5518-2021-10-14-18
Интенсификация процесса уваривания утфелей препаратом «Пенакон-М»
В.А. СОТНИКОВ, д-р техн. наук, директор (e-mail: [email protected])
Т.Р. МУСТАФИН, канд. биолог. наук, зав. лабораторией
Предприятие «ПромАсептика»
И.Ю. ДЕЕВ, гл. технолог
ЗАО «Кристалл» (Выселковский сахарный завод)
Список литературы
1. Сапронов, А.Р. Технология сахарного производства / А.Р. Сапронов. – М. : Колос, 1999. – 494 с.
2. Сапронова, Л.А. Вязкость продуктов сахарорафинадного производства и способы снижения её влияния на технологические процессы : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.18.05 / Людмила Алексеевна Сапронова. – М., 1984. – С. 23.
3. Беляева, Л.И. Состояние пищевой системы
утфеля I кристаллизации при совокупном действии ПАВ, деколоранта сахара, антинакипина / Л.И. Беляева, А.В. Остапенко, В.Н. Лабузова, Т.И. Сысоева // Вестник ВГУИТ. – Т. 80. – 2018. – № 4. – 2018. – С. 151–155.
4. Хомичак, Л. Соли кальция и их влияние на эффективность производства и качество сахара / Л. Хомичак, С. Василенко, В. Кухар // Вiсник цукровикiв Украïни. – 2014. – № 5 (96). – С. 13–16.
5. Мойсеяк, М.Б. Интенсификация процессов получения и центрифугирования утфеля последней кристаллизации с применением поверхностно-активных веществ : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05. 18.05 / Марина Борисовна Мойсеяк. – М., 2006. – 22 с.
6. Суходол, В.Ф. Влияние ацетилированных моноглицеридов на вязкость и поверхностное натяжение мелассы и её растворов / В.Ф. Суходол, А.М. Куц, И.С. Шукатка // Пищевая промышленность : Рес­публ. межведомственный научно-технич. сб. – 1989. – Вып. 35. – С. 70–72.
7. Подгорнова, Н.М. Развитие научных основ и совершенствование очистки соков и кристаллизации из сахарсодержащих растворов : автореферат дис. … д-ра техн. наук : 05.18.05 / Надежда Михайловна Подгорнова. – М., 2000. – С. 48.
8. Беленький, Д.И. Определение ζ-потенциала. Краткий обзор основных методов / Д.И. Беленький, М.В. Балаханов, Е.В. Лесников // Аналитика. – 2017. – № 3 (34). – С. 82–89.
9. Сотников, В.А. Утфель и меласса: вязкость и пенение неньютоновских жидкостей / В.А. Сотников, Т.Р. Мустафин // Сахар. – 2021. – № 8. – С. 24–28
Аннотация. В статье представлены результаты промышленных испытаний технологического вспомогательного средства – препарата «Пенакон-М», являющегося бинарной смесью ПАВ с нейтрализатором ζ+-потенциала. Его применение в технологии концентрирования и кристаллизации сахарных растворов позволило снизить их вязкость, что привело к сокращению длительности варки утфелей, повысило эффективность их истощения, улучшило качество сахара и предотвратило процессы пенообразования сиропов, утфелей и мелассы.
Ключевые слова: меласса, утфель, кристаллизация, вязкость, ПАВ, ζ -потенциал, препарат «Пенакон-М», пенообразование.
Summary. The article presents the results of industrial tests of a technological aid – the medication «Penacon-M», which is a binary mixture of surfactants with a neutralizer of the ζ+-potential. Its use in the technology of concentration and crystallization of sugar solutions made it possible to reduce their viscosity, which led to a reduction in the duration of cooking massecuite, increased the efficiency of their depletion, improved the quality of sugar, and prevented the processes of foaming of syrups, massecuite and molasses.
Keywords: molasses, massecuite, crystallization, viscosity, surfactant, ζ-potential, the medication «Penacon-M», foaming.

Компания ВМА предлагает новую линейку насосов для утфеля

УДК 664
doi.org/10.24412/2413-5518-2021-10-22-27
Выбор рациональной схемы водообеспечения сахарного завода
Ю.И. ЗЕЛЕПУКИН, канд. техн. наук, доцент кафедры технологии бродильных и сахаристых производств
(e-mail: [email protected])
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»
С.Ю. ЗЕЛЕПУКИН, инженер-технолог
ООО «Вестерос»
Список литературы
1. Кодекс Российской Федерации об административных правонарушениях от 30 декабря 2001 г. № 195-ФЗ : ред. от 1 июля 2021, с изм. и доп., вступ. в силу с 1 октября 2021 г. : [принят Государственной Думой 20 декабря 2001 г., одобрен Советом Федерации 26 декабря 2001 г.]. – URL : http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_389325/ (дата обращения: 10.10.2021)
2. Уголовный кодекс Российской Федерации от 13 июня 1996 г. № 63-ФЗ : ред. от 1 июля 2021 г. , с изм. и доп., вступ. в силу с 22 августа 2021 г. [принят Государственной Думой 24 мая 1996 г. : одобрен Советом Федерации 5 июня 1996 г.]. – URL: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_389325/ (дата обращения: 02.09.2021).
3. Голыбин, В.А. Водное хозяйство сахарных заводов / В.А. Голыбин [и др.]. – 2-е изд., испр. и доп. – Воронеж : Воронежск. гос. технол. акад., 2009. – 124 с.
4. Спичак, В.В. Водное хозяйство сахарных заводов / В.В. Спичак, В.Н. Базлов, П.А. Ананьева, Т.В. Поливанова; под ред. д-ра техн. наук, проф. В.В. Спичака. – Курск : ГНУ РНИИСП Россельхозакадемии, 2005. – 167 с.
5. Указания к водному хозяйству сахарных заводов. – Киев :
ВНИИСП, 1978. – 125 с.
6. Укрупнённые нормы водопотребления и водоотведения для различных отраслей промышленности. – М. : Стройиздат, 1982.
7. Ведомственные нормы технологического проектирования свеклосахарных заводов. – М. : Гипросахпром, 1985. – 208 с.
8. Бугаенко, И. Ф. Анализ производственных сточных вод сахарного производства / И.Ф. Бугаенко. – М., 2000. – 64 с.
Аннотация. В настоящее время в России особое внимание уделяется экологическим проблемам, а поскольку сахарные заводы являются потребителями большого количества воды, назрел вопрос о рационализации схемы водоснабжения свеклосахарных предприятий. Приступая к рациональной организации схемы водообеспечения, необходимо предварительно провести оценку существующей схемы с участием специалистов, имеющих опыт аналогичной работы. Это позволит существенно снизить финансовые, материальные и трудозатраты, а также исключить проведение операций, которые не окажут значительного влияния на повышение эффективности водообеспечения завода. Авторы статьи приводят требования, подлежащие обязательному соблюдению при организации или совершенствовании оборотных систем сахаропроизводящих предприятий.
Ключевые слова: рационализация, водооборотные системы, сахарные заводы, схема водообеспечения.
Summary. Currently, in Russia, special attention is paid to sustainability, and since sugar factories are large water consumers, the issue of rationalizing the sugar beet factory water supply scheme has become most relevant. When starting the rational organization of the water supply scheme, it is necessary to assess the existing scheme by means of specialists well experienced in similar work. This will substantially reduce financial, material and labor costs, as well as exclude operations that will not have a significant impact on improving the efficiency of water supply at the factory. The authors of the article quote the requirements that must be observed when organizing or improving the circulating systems of sugar-producing enterprises.
Keywords: rationalization, water circulation systems, sugar factories, water supply scheme.

ТЕХНОЛОГИЯ ВЫСОКИХ УРОЖАЕВ

Вырастить сложно, а сохранить ещё сложнее…
Н.Л. Филимонов, менеджер по продуктовому портфелю и технической поддержке ООО «МарибоХиллесхог»

УДК 6:63:631. 5/635: 631.583
doi.org/10.24412/2413-5518-2021-10-32-38
Формирование запрограммированного урожая сахарной свёклы путём воздействия основных элементов регулирования
Ш.О. БАСТАУБАЕВА, канд. с/х. наук
М.Б. БЕКБАТЫРОВ, канд. с/х. наук
Л.К. ТАБЫНБАЕВА, д-р философ. наук (e-mail: [email protected])
А.М. БУРАХОДЖА, магистрант
ТОО «Казахский научно-исследовательский институт земледелия и растениеводства»
Список литературы
1. Ишханов, А.В. Оценка мировых земельных ресурсов через призму глобальной продовольственной проблемы / А.В. Ишханов, Е.Ф. Линкевич, Д.А. Кононов // Стратегия развития экономики. – 2011. – № 47 (140).
2. Global food demand and the sustainable intensification of agriculture / D. Tilman, C. Balzer, J. Hill, B.L. Befort // PNAS December 13, 2011 108 (50) 20260-20264; https://doi.org/10.1073/pnas.1116437108 (Дата обращения: 17.06.2021)
3. Смирнова, А.С. Проблема продовольственной безопасности в странах третьего мира как одна из важнейших проблем экономической безопасности / Смирнова А. С., Боздунова А.А., Ляшкова Е.С. // Передовые инновационные разработки. Перспективы и опыт использования, проблемы внедрения в производство : сб. научн. статей по итогам XI Международной научной конференции. – 2019. С. 233–234.
4. Жученко, А.А. Вызовы XXI столетия мировой и отечественной продовольственной безопасности / А.А. Жученко // Агропродовольственная политика России. – 2012. – № 1.– С. 6–9.
5. Программа по развитию агропромышленного комплекса в Республике Казахстан на 2013–2020 годы (Агробизнес–2020). – Астана, 2012.
6. Ганусевич, Ф.Ф. От программирования урожаев к точному земледелию / Ф.Ф. Ганусевич // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. – 2009. – № 16. – С. 35–38
7. Pedersen, S.M. Precision Agriculture: Technology and Economic Perspectives / S.M. Pedersen, K. Martin (eds). – Springer International Publishing AG, 2017. – 282 p.
8. Филин, В.И. Программирование урожая: от идеи к теории и технологиям возделывания сельскохозяйственных культур / В. И. Филин // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса : Наука и высшее профессиональное образование. – 2014. – № 3 (35). – С. 26–36.
9. Лысенко, В.Ф. Оперативное зондирование посевов как инструмент для программирования урожая / В.Ф. Лысенко, А.А. Опрышко, Д.С. Комарчук, Н.А. Пасичник // Инновации в сельском хозяйстве. – 2016. – № 3 (18). – С. 89–96.
10. Лысенко, В.Ф. Оперативное дистанционное зондирование посевов как инструмент для программирования урожая / В.Ф. Лысенко, А.А. Опрышко, Д.С. Комарчук, Н.А. Пасичник // Вестник Брестского государственного технического университета. Водохозяйственное строительство, теплоэнергетика и геоэкология. – 2016. – № 2 (98). – С. 144–147.
11. Иванов, Е. Сахарная свёкла в России: быть или не быть? / Е. Иванов // Сахарная свёкла. – 2013. – № 7. – С. 8–11.
12. Phipps, R.H. Effect of the incremental replacement of cereal grain with sugar beet feed on lactational performance of high yielding cows offered maize-silage based diets / R. H. Phipps, A.K. Jones, D.E. Beever, M.W. Witt // Proceedings British Society of Animal Science Annual Meeting. –York, 2003. – Р. 128.
13. Biancardi, Е. Genetics and breeding of sugar beet / E. Biancardi, L.G. Campbell, M. de Biagi, G.N. Skarakis. – Enfield, new Hampshire, USA : Science Publishers, 2005. – P. 367.
14. Fischer, G. Global Agro-ecological Assessment for Agriculture in the 21st Century: Methodology and results / G. Fischer, H. van Velthuizen, M. Shah, F. Nachtergaele. – RR-02-002, IIASA, Laxenburg and FAO, Rome, 2002.
15. Řezbová, H. Sugar beet production in the European Union and their future trends / H. Řezbová, A. Belová, O. Škubna // Agris on-line Papers in Economics and Informatics. – 2013. – № 4. – Р. 165–174.
16. Hile: yield of sugar beet 2013–2019. – Published by Bruna Alves. – 2020. – Apr. 7.
17. Тооминг, Х.Г. Методика измерения фотосинтетически активной радиации / Х.Г. Тооминг, Б.И. Гуляев. – М. : Наука, 1967. – 143 с.
18. Ничипорович, А.А. Методические указания по учёту и контролю важнейших показателей процесса фотосинтетической деятельности растений в посевах / А.А. Ничипорович. – М. : Колос, 1969. – 57 с.
19. Шашко, Д.И. Агроклиматические ресурсы / Д.И. Шашко. – Л. : Гидро­метеоиздат, 1985. – 268 с.
20. http://agro-archive.ru/proizvodstvo-produkcii-rastenievodstva/3333-
posev saharnoy-svekly.html (Дата обращения: 20.06.2021)
Аннотация. В статье отражены гибкие технологии возделывания сахарной свёклы, позволяющие при неблагоприятных производственных и экстремальных метеорологических условиях снизить нарушения хода жизненных процессов и получить запланированный уровень урожая сахарной свёклы путём воздействия основными элементами регулирования (полив, удобрения, сроки посева, густота насаждения). Методика проведения исследований заключалась в изучении фотосинтетической деятельности продуктивности посевов: определение накопления сырой и сухой биомассы – весовым методом; измерение площади ассимиляционного аппарата – методом высечек; приход фотосинтетически активной радиации. Фенологические наблюдения за прохождением основных фаз и периодов роста и развития растений и учёт густоты растений проведены по общепринятой методике. Результаты исследований могут служить основой для внедрения гибких технологий при программировании урожаев сахарной свёклы на орошаемых светло-каштановых почвах.
Ключевые слова: сахарная свёкла, продукционный процесс, густота стояния, удобрения, фотосинтез, урожайность, продуктивность пашни, автоматизированные агротехнологии.
Summary. The article reflects flexible technologies for the cultivation of sugar beets, which allow, under unfavorable production processes and extreme meteorological conditions, to reduce the performance of life processes and to obtain the planned level of sugar beet yield by performing control elements (watering, fertilization, sowing time, planting density). Research methodology: study of photosynthetic activity of crop productivity: accumulation of wet and dry biomass – by weight method; determination of the area of the assimilation apparatus – by the method of cutting; the arrival of photosynthetically active radiation.
Keywords: sugar beet, production process, planting density, fertilizers, photosynthesis, productivity, arable land productivity, automated agricultural technologies.

УДК 633.63:631.531
doi.org/10.24412/2413-5518-2021-10-40-44
Влияние компонентов для инкрустации и дражировочной массы на всхожесть сахарной свёклы
Ш.О. БАСТАУБАЕВА, канд. с/х. наук
К.Т. КОНЫСБЕКОВ, канд. с/х. наук
Л.К. ТАБЫНБАЕВА, д-р философ. наук (e-mail: [email protected])
Р. ЕЛНАЗАРКЫЗЫ, д-р философ. наук
Н.Т. МУСАГОДЖАЕВ, д-р философ. наук
ТОО «Казахский научно-исследовательский институт земледелия и растениеводства»
Список литературы
1. Шпаар, Д. Сахарная свёкла: выращивание, уборка, хранение / Д. Шпаар // Сахарная свёкла. – 2012. – № 3 (16). – С. 16–21.
2. Кухарев, О.Н. Эффективность дражирования семян сахарной свёк­лы барабанным дражиратором / О.Н. Кухарев, Г.Е. Гришин // Нива Поволжья. – 2012. – № 1(22). – С. 73–77.
3. Beestman, G.W. Emerging Technology: The Bases For New Generations of Pesticide Formulation / G.W. Beestman // Pesticide Formulation and Adjuvant Technology ; ed. by C.L. Foy, D.W. Pritchard. – London : CRC Press, 1996. – Рp. 43–68.
4. Юнусов, Р.А. Послойная инкрустация семян / Р.А. Юнусов // Сахарная свёкла. – № 12. – 1999. – С. 15–16.
5. Будков, В.А. Дражирование семян сельскохозяйственных культур / В.А. Будков, Н.В. Пухальская // Плодородие. – 2009. – № 2.
6. Бартенев, И.И. Совершенствование приёмов дражирования семян сахарной свёклы / И.И. Бартенев // Научный альманах. – № 5–3(43). – 2018. – С. 12–15.
7. Путилин, П.И. Влияние технологии дражирования семян на урожай и качество сахарной свёк­лы : автореф. дис. … канд. с/х. наук : 06.01.09. – Павел Иванович Путилин. – Воронеж, 2015.
8. Драже от зависимости. – URL: https://betaren.ru/articles /drazhe-ot-zavisimosti (Дата обращения:
13. 08.2021)
9. Калиниченко, С.Г. Дражирование семян свёклы – гарантия высокого урожая / С.Г. Калиниченко, П.Г. Демчев, А.А. Шамин // Защита и карантин растений. – 2015. – № 12. – С. 40–43.
10. Кузнецов, С.Г. Модульная установка для уничтожения насекомых-вредителей в семенах / С.Г. Кузнецов, Д.А. Казимирчук // Селекция и семеноводство. – 1994. – № 2. – С. 62–63.
11. Наумова, Н.А. Анализ семян на грибную и бактериальную инфекцию / Н.А. Наумова. – 3-е изд., перераб. и доп. – Л. : Колос, 1970. – 208 с.
Аннотация. Дражирование семян – это комплекс работ в целях создания на поверхности семени искусственной оболочки, которая увеличивает его размеры и массу, позволяет использовать такие семена для точного высева, тем самым давая возможность избежать в последующем ручного прореживания, что значительно сокращает затраты ручного труда. Добавление в дражировочную массу средств защиты растений – инсектицидов, фунгицидов и гербицидов соответственно от вредителей, грибных заболеваний, сорных растений и введение стимуляторов роста – микроудобрений, водоабсорбентов – создаёт благоприятные условия для быстрых и дружных всходов растений.
Актуальность проблемы заключается в переходе к промышленному дражированию семян сахарной свёклы. Решение ряда вопросов, связанных с дражированием и предварительной подготовкой семян, требует провести исследования и дать чёткое, точное обоснование различных сочетаний и отдельных характеристик компонентов, которые включаются в состав драже, правильного соотношения макро- и микроэлементов, фунгицидов и инсектицидов. Необходимо выявить причины и отработать приёмы, способствующие повышению полевой всхожести сахарной свёклы при посеве дражированными семенами, проследить за динамикой роста и развития растений, полученных из дражированных и протравленных семян сахарной свёклы, изучить влияние шлифования на всхожесть семян и дать сравнительную характеристику отечественных и зарубежных смесей компонентов, применяемых в дражировании. Решение данной проблемы позволит снизить затраты по возделыванию сахарной свёклы и значительно повысить урожаи. Представлены результаты лабораторных опытов по изучению влияния состава инкрустируемой и дражировочной массы на посевные качества семян, грибную и бактериальную микрофлору отечественных гибридов сахарной свёклы. Описана технологическая схема обработки семян. Путём сравнительного анализа изучены и определены оптимальные варианты концентрации композиционных добавок. Обоснована необходимость дражирования и инкрустирования семян сахарной свёклы.
Ключевые слова: сахарная свёкла, гибриды сахарной свёклы, лабораторная всхожесть семян, энергия прорастания семян, дражирование семян, инкрустированные семена, обработка семян сахарной свёклы.
Summаry. Seed grazing is a complex of works with the creation of an artificial shell on the surface of the seeds, which increases its size and weight, and it, in turn, allows the use of such seeds for accurate seeding and thereby makes it possible to avoid manual thinning in the future, which significantly reduces the cost of manual labor. The addition of plant protection products (insecticides, fungicides and herbicides) to the draining mass, respectively, from pests, fungal diseases, weeds and the introduction of growth stimulants, micro-fertilizers, water-sorbents creates favorable conditions for fast friendly plant shoots.
The urgency of the problem lies in the fact that in order to switch to industrial draining of sugar beet seeds in specialized firms or centers, it is necessary to solve a number of issues related to draining and preliminary preparation of seeds. It, in turn, requires conducting research and giving a clear, accurate justification of various combinations and individual characteristics of the components that are included in the composition of dragees, the correct ratio of macro and microelements, fungicides and insecticides. It is necessary to identify the causes and work out techniques that contribute to increasing the field germination of sugar beet when sowing with drained seeds. To follow the dynamics of growth and development of plants obtained from drained and etched sugar beet seeds. To study the effect of grinding on seed germination and to give a comparative characteristic of domestic and foreign mixtures of components used in draining. The solution of this problem will reduce the costs of sugar beet cultivation and significantly increase its yields. The results of laboratory experiments on the study of the influence of the composition of the inlaid and draining mass on the sowing qualities of seeds, on the fungal and bacterial microflora of domestic sugar beet hybrids are presented.The technological scheme of seed treatment is described. By comparative analysis, the optimal variants of the concentration of composite additives were studied and determined. The necessity of draining and encrusting sugar beet seeds is justified.
Keywords: sugar beet, sugar beet hybrids, laboratory seed germination, seed germination energy, seed pelleting, inlaid seeds, sugar beet seed treatment.

УДК 633.63:581.14
doi.org/10.24412/2413-5518-2021-10-45-49
Особенности репродуктивных свойств зрелых семян сахарной свёклы
Т.П. ЖУЖЖАЛОВА, гл. научн. сотрудник, д-р биолог. наук, профессор
Е.Н. ВАСИЛЬЧЕНКО, ст. научн. сотрудник
Н.Н. ЧЕРКАСОВА, ст. научн. сотрудник
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт сахарной свёклы и сахара имени А. Л. Мазлумова»
(e-mail: [email protected])
Список литературы
1. Бартенев, И.И. Резервы повышения посевных характеристик семян гибридов сахарной свёклы / И.И. Бартенев, Л.Н. Путилина // Сахарная свёкла. – 2018. – № 2. – С. 18–22.
2. Землянухина, О.А. Зависимость энергии прорастания семян сахарной свёклы от способов возделывания и географических зон произрастания / О.А. Землянухина [и др.]. – IX Съезд физиологов растений России «Физиология растений – основа создания растений будущего» : сб. тезисов Всеросс. научн. конф. с междунар. участием. 19–21 сентября 2019 г. – Казань, 2019. – С. 180.
3. Богачёва, Н.Н. Изучение генетического разно­образия селекционных материалов сахарной свёклы : дис. … канд. биолог. наук : 06.01.05 / Богачёва Наталия Николаевна. – Рамонь, 2012. – 119 с.
4. Патент № 2680833 Российская Федерация, МПК GO1N 33/00(2006.01), GO1N1/34 (2006.01). Способ определения солей фитиновой кислоты в семенах растений : № 2018102663 : заявл. 23.01.2018 : опубл. 28.02.2019 / Вепринцев В.Н., Землянухина О.А., Калаев В.Н., Жужжалова Т.П., Черкасова Н.Н., Васильченко Е.Н., Аль Хачами Фирас Рахи Хандал; заявитель ФГБОУ ВО ВГУ. – 6 с.
5. Драгавцев В.А. Эпигенетические механизмы наследования и развития и их роль в селекции растений / В.А. Драгавцев, С.И. Малецкий // Междунар. научн. конф. «Наука – ХХI век». Россия, Москва, 27–28 февраля 2015 г. – М., 2015. – С. 33–48.
6. Лутова, Л.А. Генетика развития растений / Л.А. Лутова, Т.А. Ежова, И.Е. Додуева, М.А. Осипова. – СПб. : Н.-Л., 2010. – 432 с.
7. Налбандян, А.А. Молекулярный отбор селекционного материала сахарной свёклы с генами
устойчивости к биотическим стрессам / А.А. Налбандян, Т.П. Федулова, А.С. Хуссейн // Российская сельскохозяйственная наука. – 2019. – № 1. – С. 15–18.
8. Терёхин, Э.С. Репродуктивная биология / Э.С. Терёхин // Системы репродукции. – Т. 3. – СПб. : Мир и семья, 2000. – С. 21–24.
9. Braybrook, S. A. LEC5 go crasy in embryo development / S.A. Braybrook, J.J. Harada // Frends in Plant Science. – 2008. – Vol. 13. – P. 624–630.
10. Loewus, F.A. Myo-inositol metabolism in plants / F.A. Loewus, P.N. Murhy // Plant Sci. – 2000. – Vol. 150. – № 1. – P. 1–19.
Аннотация. Рассмотрены процессы репродукции ценных свойств зрелых семян сахарной свёклы, сопряжённые с состоянием морфологического покоя и способностью к активному развитию. Показана тесная взаимосвязь морфогенетических, биохимических и физиологических свойств растительных организмов с разнокачественностью и гетерогенностью семенного материала. Установлено, что при длительном хранении семян белковые вещества, представленные запасными 11S-глобулинами и функциональными изоферментами, пригодны для проведения паспортизации и идентификации селекционного материала. Применение молекулярно-генетических маркеров RAPD и SSR (Unigenes), обладающих высоким уровнем полиморфизма, оказалось эффективным для подбора родительских пар при проведении гибридизации. Отражено участие фосфорсодержащих веществ в регуляции метаболической активности при прорастании семян, темпах развития растений и повышении продуктивной массы корнеплода.
Ключевые слова: сахарная свёкла, репродукция, семена, молекулярные маркеры, белковые вещества, фитин.
Summary. Processes of sugar beet mature seed valuable characteristics’ reproduction connected with morphological dormant state and active development ability are considered. Close relationship between morphogenetic, biochemical and physiological properties of organisms with different characteristics and heterogeneity of seed material has been shown. It has been determined that, when seeds are stored for a long time, albumens presented by 11S-globulines and functional isozymes are suitable for certification and identification of breeding material. Use of RAPD and SSR molecular-genetic markers (Unigenes) with high level of polymorphism appears to be effective to select parent pairs for hybridization. Participation of phosphorus-containing substances in regulation of metabolic activity during seed germination, rate of plant development and increase of beet root productive mass is represented.
Keywords: sugar beet, reproduction, seeds, molecular markers, albumens, phytin.

УДК 633.63:631.82:631.51
doi.org/10.24412/2413-5518-2021-10-50-54
выращивание штеклингов новых гибридов сахарной свёклы в тепличном комплексе
К.Т. КОНЫСБЕКОВ, канд. с/х. наук
Ш.О. БАСТАУБАЕВА, канд. с/х. наук
Р. ЕЛНАЗАРКЫЗЫ, д-р философ. наук
Л.К. ТАБЫНБАЕВА, д-р философ. наук (e-mail: [email protected])
Н.Т. МУСАГОДЖАЕВ, д-р философ. наук
ТОО «Казахский научно-исследовательский институт земледелия и растениеводства»
Список литературы
1. Особенности изменения климатических условий в Центрально-Чернозёмном регионе / М.В. Кравец, И.И. Бартенев, Л.Н. Путилина, И.В. Апасов // Сахарная свёкла. – 2016. – № 3. – С. 43–45.
2. Юданова, С.С. Связь эпигеномной изменчивости с семенной продуктивностью при апозиготическом способе размножения сахарной свёк­лы (Beta vulgaris L.) / С.С. Юданова, Е.И. Малецкая // Досягнення та проблеми генетики, селекції та біотехнології : зб. наук. працъ. – Т. 2. – Киiв : Логос, 2007. – С. 221–225.
3. Бартенев, И.И. Влияние энергии прорастания семян на густоту насаждения растений и урожайность гибридов сахарной свёклы / И.И. Бартенев, Л.Н. Путилина // Сахарная свёкла. – 2020. – № 5. – С. 18–22.
4. Эволюция процессов семеноводства в связи с новыми направлениями в селекции: от огородных форм до современных рентабельных гибридов : монография / И.Я. Балков, С.Д. Каракотов, В.А. Логвинов [и др.]. – Щёлково : АО «Щелково Агрохим». – 2017. – С. 281–346.
5. Экономическая эффективность производства сахарной cвёклы по вариантам основной обработки почвы / А.В. Логвинов, А.Г. Шевченко, Д.Н. Записоцкий [и др.] // Успехи современного естествознания. – 2016. – № 3. – С. 85–89.
6. Балков, И.Я. Эволюция процессов семеноводства в связи с новыми направлениями в селекции / И.Я. Балков, С.Д. Каракотов, А.В. Логвинов // Эволюция сахарной свеклы: от огородных форм до современных рентабельных гибридов: монография. – Щёлково : АО «Щелково Агрохим», 2017. – С. 281–346.
7. К вопросу о методике производственных испытаний гибридов сахарной свёклы / И.В. Апасов,
Л.Н. Путилина, И.И. Бартенев [и др.] // Сахарная свёкла. – 2017. – № 10. – С. 14–19.
Аннотация. В статье рассмотрены основы для выращивания штеклингов
в тепличном комплексе, способы предпосевной подготовки почвы, сроки
и схема для посева семян компонентов гибридов сахарной свёклы. Качество семян и получение высоких урожаев с хорошими технологическими свойствами обусловлены условиями выращивания маточной свёклы. В производстве семян гибридов сахарной свёклы на основе цитоплазматической мужской стерильности (ЦМС) в качестве компонентов скрещивания используются раздельноплодные мужскостерильные (МС) и сростноплодные фертильные растения опылители (Оп). Сахарная свёкла имеет двухлетний цикл развития. В первый год образуются корнеплоды, предназначенные для выращивания семян, во второй год из вегетативных почек корнеплода вырастает розетка листьев, а из генеративных почек – цветоносные стебли. Широкое применение нашёл способ выращивания штеклингов в теплице при ускоренном репродуцировании селекционно-ценных номеров. В последнее время получило распространение выращивание маточных корнеплодов путём летних загущенных посевов, которые позволяют получить здоровый посадочный материал без дополнительного расширения площадей под маточную свёклу и тем самым увеличить коэффициент размножения.
Ключевые слова: сахарная свёкла, селекция и семеноводство сахарной свёклы, яровизация штеклингов, технология выращивания штеклингов сахарной свёклы, оптимальные сроки посева, густота насаждения, способы посева штеклингов.
Summary. The article considers the basics for growing stecklings in a greenhouse complex, methods of pre-sowing soil preparation, timing and scheme for sowing seeds of sugar beet hybrids components. The quality of seeds and obtaining high yields, with good technological properties are due to the conditions of growing mother beet. In the production of seeds of sugar beet hybrids based on cytoplasmic male sterility (CMS), separate male-sterile (MS) and cross-fertile fertile pollinating plants (Op) are used as components of crossing. Sugar beet has a two-year development cycle. In the first year, root crops are formed, intended for growing seeds, in the second year, a rosette of leaves grows from the vegetative buds of the root crop, and flower – bearing stems grow from the generative buds. A method of growing stecklings in a greenhouse with accelerated reproduction of breeding valuable numbers has found wide application. Recently, the cultivation of royal root crops by summer thickened crops has become widespread, which allow you to get a healthy planting material without additional expansion of the areas for royal beets, thereby increasing the reproduction coefficient. Therefore, for small uterine root crops, the research was aimed at studying the methods of a one-year cycle of seed production and identifying among them the most optimal one that provides a high yield of healthy planting material.
Keywords: sugar beet, selection and seed production of sugar beet, technology for growing sugar beet stakes, optimal sowing dates, planting density, methods of sowing sugar beets, vernalization of stakes.

НОВЫЕ РЕШЕНИЯ
Бетаин как высокомаржинальный продукт свеклосахарной отрасли
О.А. РЯБЦЕВА

Кристаллы сахара из свёклы и мелассы. Рассказываем, как выращивают сладкий корнеплод на полях «Русагро» и как получают сахар на заводе в Чернянке

«Работа в поле»: как собирают свёклу

Наш пресс-тур начался с посещения одного из свекловичных полей «Русагро» в Чернянском районе, на котором посеяно 4 тысячи гектаров сахарной свёклы. Механизаторы на современных свеклоуборочных комбайнах собирают свёклу, складывают её в кагаты — специальные кучи для временного хранения корнеплодов, а потом загружают машины и сразу перевозят на сахарные заводы. К слову, свёклу, которую не успевают привести на заводы с более дальних полей, поливают известью, чтобы она хранилась как можно дольше.

Как рассказывает главный агроном региона «Белгород–Курск» Евгений Дубенцев, суммарно на участках посеяли 16,8 тысячи гектаров свёклы. Засуха в этом году сказалась на урожае: он составил 420 центнеров с гектара, хотя по планам должно было быть 500.

— В моём регионе три сахарных завода: Чернянский — в Белгородской области, а ещё Кривецкий и Кшенский сахзаводы — в Курской. В Белгородской области три свекловичных участка и по одному участку в Курской области. Везде разное количество комбайнов. Здесь — два комбайна на отделении, на Малотроицом участке — три, на Кривецком — два, на Кшенском — четыре. Так, на Чернянский сахарный завод планово везём 4 тысячи тонн свёклы. Копаем столько, сколько завод принимает в течение дня. Массовой копки сейчас нет, иначе свёкла начнёт гнить. С понижением температуры начнём копать уже в полном объёме, чтобы выкопать всю свёклу где-то до середины ноября, — поясняет Евгений Дубенцев.

Больше всего нас поразила, конечно же, современная техника — комбайн Holmer Terra Dos T4-40 объёмом около 40 кубических метров. Его производительность — 25–30 гектаров в сутки и по 1 –1,2 тысяче гектаров в сезон. Такой комбайн совершает полный цикл уборки: от срезания ботвы до копки свёклы и выгрузки её в кагаты. Здесь автоматически настроен ровный маршрут — механизаторам нужно только следить и поворачивать при переходе на другие участки поля. Во время массовой копки машина работает не только днём, но и в тёмное время суток. У комбайна очень яркие фары, поэтому на нём удобно выкапывать свёклу даже ночью.

Мы не упустили шанс прокатиться на Holmer вместе с механизатором. Внутри машины было невероятно интересно: настоящий пульт управления, стандартный руль и руль, напоминающий игровой джойстик, а также монитор, на который передаются записи с камер, чтобы следить за работой машины со всех сторон. Сзади можно увидеть, как выкопанная свёкла попадает в грузовой отсек.

К слову, сейчас в компании не только копают и вывозят сахарную свёклу, но и убирают сою, подсолнечник, высевают озимую пшеницу, поэтому все машины максимально задействованы в полях. В «Русагро» хорошо обслуживают и саму технику, чтобы она работала исправно. Нам показали одну из основных ремонтных мастерских, которая находится в селе Истобном Губкинского горокруга. Чаще всего здесь ремонтируют технику с Коньшинского и Сергиевского участков и из Большой Халани.

— Сейчас в основном все в полях. Если есть перерывы, ремонтируем и обслуживаем технику в мастерской. Она отапливается, освещается. В мастерской есть слесарный, сварочный и токарный цеха. Здесь же есть комната для приёма пищи, душевые, туалеты. Ремонты начинаются с ноября, привлекаем дилеров по обслуживанию техники. Зимой стараемся максимально подготовиться. В этот же период обучаем механизаторов по технологии возделывания и ремонта сельхозтехники. Потом в зависимости от погоды где-то в середине марта выезжаем в поля. Сейчас в компании разрабатывается проект по созданию собственной сервисной службы, чтобы сократить время ремонтов через дилеров и уменьшить затраты, — рассказал старший инженер по техническому обслуживанию и капитальному ремонту региона Белгород – Курск Иван Данилов.

Рабочий день механизатора «Русагро»

За свеклоуборочными комбайнами постоянно закреплены два человека. После ремонтов, в конце июля – начале августа, закреплённый экипаж выезжает в поля и работает по сменам по договорённости: неделю в день, неделю в ночь, потом меняется. Смена механизаторов составляет 12 часов. Так они работают до середины ноября.

Чтобы управлять новыми комбайнами, водителям потребовалось ещё поучиться, но они быстро освоили современную технику. Несмотря на то, что машина автоматизированная, настраивает её именно механизатор. Работа непростая, поэтому без людей в этом производстве никуда. За многолетнюю и плодотворную работу руководство «Русагро» выписывает благодарности механизаторам и их родителям и дарит подарки.

Журналистам часто приходится работать в «поле», иногда даже в буквальном смысле, а вот пообедать на настоящем поле, как это делают механизаторы, нам удалось впервые. Еду нам принесли в очень большом термосе, куда помещаются три большие мисочки с едой, каждая из которых накрыта крышкой. Из таких ёмкостей она точно не прольётся, всё закрыто очень плотно. В этот день на обед механизаторам подавали гороховый суп, плов и котлету, отдельно дали также контейнер с салатом. На десерт всех угостили компотом и булочками с повидлом. Было очень вкусно!

Мониторинг полей при помощи квадрокоптера

Для мониторинга ситуации в полях «Русагро» использует не только современную сельскохозяйственную технику, но и квадрокоптеры. С их помощью смотрят, не полегла ли озимая и яровая пшеница, соя, сахарная свёкла, нет ли болезней и вредителей на растениях, не гибнет ли урожай. В основном дроны применяют до уборки посевов во время химических обработок полей. По словам Евгения Дубенцева, в этом году случаев гибели урожая на полях не было.

Скорость коптера составляет 60 километров в час. Его зарядки хватает на полчаса. Сейчас во время уборок половина площадей убрана, поэтому квадрокоптеры используют не каждый день.

Самая тяжёлая промышленность в пищевой промышленности

Далее мы отправились на экскурсию на Чернянский сахарный завод, который работает уже более полувека. Здесь делают сахар-песок.

— Когда мы учились, нам говорили, что сахарная промышленность — это тяжёлая промышленность в пищевой промышленности. Это действительно сложное производство. Со мной в общежитии жили две девочки. Я училась на производстве сахара, одна девочка — на производстве алкогольной и безалкогольной продукции, а вторая — на производстве хлебобулочных изделий. Когда мы делали курсовые, то у девочки, которая изучала хлебное производство, был чертёж в формате А4. У той, которая изучала напитки, была схема на один лист А1. А у меня был чертёж на четыре листа А1, — вспоминает директор Чернянского сахарного завода Светлана Деордица.

Сахарное производство действительно не самое простое, как кажется на первый взгляд. Но видно, что Светлана Деордица любит своё дело, поэтому она просто и понятно рассказала о производственном процессе. Сначала свёклу привозят на кагатное поле, а потом с помощью воды подают на завод. В моечном отделении свёклу моют три раза, пропускают через ополаскиватель, кулачковую и форсуночно-роликовую мойки. Потом корнеплод нарезают и получают определённого размера стружку. Её подают в диффузионный аппарат, куда поступает вода со специальным значением pH и температуры. Из стружки вымывают и высолаживают сахар. Из неё получаются диффузионный сок и жом — обессахаренную свекловичную стружку. Жом сушат, гранулируют и используют как корм для скота.

— Диффузионный сок содержит сахар, а также различные аминокислоты, редуцирующие вещества, которые мешают сделать кристаллический сахар. Сок очищается при помощи известкового молока и сатурационного газа. Их мы получаем при обжиге известкового камня. После очистки получаем осадок, который отделяем во время фильтрации. На станции выпаривания из чистого сока начинаем вываривать воду. Сок сгущается, получаем сироп. Из сиропа варим сахар при температуре 75–78 градусов. Почему именно такая температура? Потому что при 100 градусах он растворится. Сироп поступает в вакуум-аппарат. Туда добавляется специальная затравка в виде сахарной пудры. Сироп сгущается и нарастает кристаллами, — рассказывает директор завода.

После варки сахара получается так называемый утфель — смесь кристаллического сахара с межкристальным раствором. Эту смесь отправляют на станцию центрифугирования, где сахар отделяют от межкристального оттёка. Потом из него ещё раз варят сахар, чтобы получить сахар второго и третьего продукта, которые имеют жёлтый цвет. Далее его растворяют и возвращают на варку сахара первого продукта.

— За сутки перерабатываем 5,5 тысячи тонн сахарной свёклы и порядка 900 тонн сахара. За свекловичный сезон, который длится около 100 дней, мы перерабатываем 500 тысяч тонн сахарной свёклы и от 70 до 90 тысяч тонн сахара, в зависимости от содержания сахара в свёкле, которое может быть от 13 до 20 процентов, — добавляет Светлана.

Готовый сахар хранят в складе бестарного хранения, в большой башне, которая называется силос. В неё помещается 60 тысяч тонн сахара. По словам директора завода, это лучшее место для хранение сахара, какое можно придумать, потому что кондиционирование воздуха не позволяет сахару скомковаться.

— Вы можете на прилавках в магазине увидеть комок. Это не брак, это тоже хороший сахар. Если низкая влажность, меньше 60 процентов, сахар становится комком, если же она повысится до 70 процентов, то тогда сахар рассыпается, — продолжает нас погружать в тонкости производства Деордица.

Когда мы были на заводе, его только запустили, поэтому сок и сироп не дошли до последней стадии производственного процесса. Но мы смогли увидеть, как моют свёклу и получают стружку. Ещё мы посмотрели на высокие башни, где хранятся по отдельности сахар и меласса. Кстати, завод сам вырабатывает себе электроэнергию и не покупает её. Ещё здесь работает система охлаждения оборотного водоснабжения, которая позволяет снизить потребление воды и объём сбросов на очистные сооружения.

Лицензия Coca Cola и лицензия Pepsi

— Есть категория сахара TС1, ТС2, ТС3 (товарный сорт), а есть высокая категория экстра. В этом году у нас на заводе был проект, и мы получили сахар категории экстра, соответствующий спецификации Coca-Cola. Она намного превышает российский ГОСТ. Сахар должен быть очень белый, не мутный, так как для производства светлых напитков действуют высокие требования к качеству. Наш завод ещё не сертифицирован, а Знаменский сахарный завод «Русагро» в Тамбовской области уже поставляет сахар в Coca Cola и Pepsi. Чернянка тоже поставляет в Pepsi. В этом году мы сертифицируемся для Coca Cola ориентировочно в ноябре. В этом году мы произвели 3 тысячи тонн такого сахара, однако он требует больших затрат, — объясняет директор.

О тростниковом сахаре

— Бытует мнение, что известью мы отбеливаем сахар. Это не так. Известью и сатурационным газом мы разлагаем несахара, которые дают цвет сахару. Если мы не полностью на станции очистки сока сделаем разложение этих веществ, то получим сахар жёлтого или коричневого цвета. Это неконцидионный сахар, который мы не сможем пустить в продажу. А коричневый сахар, который продают в магазинах, это тростниковый сахар. Это другое. Его делают из тростника в Таиланде, на Кубе. Его полностью не доочищают, поэтому он и имеет такой цвет. Когда тростниковый сахар ещё не продавали в магазинах, мы где-то до 2007 года на заводе доочищали тростниковый сахар-сырец известковым молоком и получали белый сахар. Запах был очень приятный, но этот сахар менее сладкий, чем привычный нам. Сейчас Россия не завозит много тростникового сахара для переработки, — достаточно своего сырья свёклы, — рассказывает директор Чернянского завода.

А вы знаете, чем рафинат отличается от рафинада?

Рафинат относится к отходам производства, в нём содержится до десяти процентов неизвлекаемого сахара. Рафинат направляют на корм скоту или же на биогазовые станции. Рафинад — это привычный сахар в кусках. На Чернянском сахарном заводе такого производства нет, а вот в Волоконовке компания «Русагро» производит кусковый сахар.

«Окно в Европу»: станция дешугаризации мелассы

Меласса тоже относится к отходам производства и представляет собой межкристалльный оттёк. Она содержит в себе большое количество сахара, но свеклосахарное производство не позволяет отделить из неё сахар из-за её высокой вязкости. В России есть только три завода по переработке мелассы: Ольховатский сахарный завод в Воронежской области, Знаменский сахарный завод в Тамбовской и наш Чернянский завод.

Самую большую по производительности станции дешугаризации мелассы в Европе открыли 5 декабря 2019 года именно в Чернянке. Неудивительно, что Светлана Деордица называет это производство «окном в Европу». Станция новая, автоматизированная. Сам процесс закрытый, но за ним можно наблюдать с пультов управления. С компьютеров за производством следят несколько человек.

Станция дешугаризации мелассы работает по американской технологии ARI. В сутки на Чернянском сахарном заводе перерабатывают 650 тонн мелассы, а за сезон — от 200 тысяч тонн. Мелассу принимают сюда с других заводов «Русагро» и покупают в Курской и Липецкой областях.

Когда мы зашли на станцию, мы почувствовали довольно неприятный запах. Как объяснила Светлана Деордица, при дозировании кальцинированной соды в мелассе происходит разложение, что и вызывает такой запах. Но на заводе сделали специальную очистку воздуха, чтобы уменьшить силу неприятного запаха. Сами работники, следящие за процессом, сидят в застеклённых кабинетах, поэтому они не чувствуют стоящий здесь специфический запах. Нам же в первый раз было очень непривычно.

— Раньше не знали, куда девать мелассу. Её отправляли на корм скоту, делали из неё дрожжи, спирт. Новая технология позволяет получить дополнительный сахар. Тёмная патока проходит декальцинацию, разбавляется, туда добавляем соду. Когда соли кальция удаляются, она отправляется на хроматографию — это специальный метод разделения веществ, состоящий из двух контуров. Внутри них находится ионно-обменная смола. Меласса проходит через первый контур, и оттуда уходит аминокислота бетаин. Это практически готовый продукт на экспорт. Его используют в косметологии, фармацевтике и животноводстве. Полупродукт, который выходит из первого контура, — обогащённая меласса. Она отправляется на второй контур, где получается два продукта: основной продукт и обеднённая меласса — рафинат, — пояснила менеджер станции дешугаризации Юлия Поправка.

Нашли опечатку? Выделите текст и нажмите Ctrl + Enter.

История и технология возделывания сахарной свёклы

Сахарная свёкла является технической культурой. Основная переработка связана с производством сахара. Во многих регионах под эту культуру отведены значительные площади и разработана технология возделывания сахарной свеклы и её дальнейшей переработки.

Постараемся разобраться в характеристике сахарной свеклы как сельскохозяйственной культуры и особенностях её выращивания, узнаем как развивалось сахарное производство из свёклы в странах Европы.

Содержание:    

История возникновения сахарного производства в Европе из сахарной свёклы

До середины восемнадцатого века сахарной свёклы как вида еще не существовало. Своим появлением этот технический подвид обязан немецкому химику Андреасу Сигизмунду Маргграфу. Ученый заинтересовался увиденными под микроскопом кристаллами сахара на срезе корня свёклы, что и дало толчок получению селекционерами подвида растения с повышенным содержанием сахарозы.

Если в клубнях кормовой свёклы середины XVIII века содержалась не больше 2% сахара, то в современных сортах его содержание доходит уже 20%. Работы Маргграфа продолжал его ученик Франц Карл Ахард. Именно этот человек был основателем производственного процесса получение сахара из сахарной свёклы и стоял у истоков всей сахарной промышленности в Европе.

Его первый завод работал уже в 1801 году. Именно на этом заводе шло обучение специалистов по производству сахара. Таким образом, на мировом рынке появился сахар из свёклы, как конкурент сахару из сахарного тростника, который первоначально ввозили из Индии. В дальнейшем его научились выращивать в Египте, на Сицилии, в Испании. Оттуда Колумб завез культуру в Америку.

Тростник стали выращивать на островах Карибского моря и в Центральной Америке. Вплоть до начала XIX века и развития сахарного производства из свёклы, этот продукт получали только из тростника и он оставался в Европе предметом роскоши, и был доступен в основном только знатным и состоятельным семьям. Постараемся разобраться, почему именно эта свёкла стала сырьем для производства сахара.

Ботаническое описание сахарной свёклы, её сортов и гибридов

Свёкла сахарная является подвидом Свёклы обыкновенной из рода Свёклы семейства Маревых, хотя в последнее время её стали относить к семейству Амарантовых. Жизненная форма — двулетние травянистое растение. В первый год после посева у растения формируется розетка из прикорневых листьев.

К концу вегетации образуется достаточно крупный корнеплод. Именно на этой стадии он выкапывается и отправляется либо в переработку на сахарные заводы, либо на корм сельскохозяйственным животным. Средний вес корнеплодов сахарной свёклы около 0,6 кг — 0,8 кг. Во второй год из мясистого корня появляется высокий прямой стебель с мелкими листьями.

На нем располагаются невзрачные цветки, собранные в соцветия колосья. Плод односемянка, вследствие срастания цветков в соцветиях, образуются соплодия, количество семян в которых от 2 до 6. У сахарной свёклы есть сорта с одиночным расположением плодов. При достижении технической зрелости в корнеплодах сахарной свёклы содержатся следующие вещества:

  • воды до 75 %
  • сахарозы до 17,5 %
  • клетчатки до 1,2 %
  • пектина до 2,3 %
  • целлюлозы до 1,1%
  • золы до 0,3%

Возделывание сахарной свеклы на видео:

Однако, надо заметить, что содержание сахарозы зависит напрямую от сорта и условий выращивания. К наиболее «сладким» сортам и гибридам сахарной свёклы можно отнести следующие:

  1. Эврика, гибрид бельгийской селекции, содержание сахара от 16,4 до 19%, вес корнеплодов в среднем 0,62 кг
  2. Завиша, гибрид польской селекции, содержание сахарозы 18,0%, средний вес корнеплодов 0,77 кг
  3. Миссисипи, гибрид селекции США, содержание сахарозы от 16,8 до 21%, вес корнеплодов 0,810 кг
  4. Рамонская односемянная 47, сорт отечественной селекции, содержание сахарозы 18,6%
  5. Кубанский МС 81, гибрид отечественной селекции, односемянный, содержание сахарозы 16,5%, устойчив к болезням

Следует сказать, что зарубежные гибриды имеют хорошие характеристики, но с учетом политического момента и экономической ситуации, стоимость импортных семян возросла. Кроме того, чтобы сортовые характеристики проявились в полном объеме, нужно создать практически идеальные условия для выращивания гибридов сахарной свёклы иностранной селекции. Поэтому целесообразнее делать ставку на отечественные сорта с накапливанием сахарозы к моменту уборки не менее 16,5%.

Основные агротехнические приемы выращивания сахарной свёклы

Для успешного выращивания сахарной свёклы важно соблюдать условия:

  • тепло
  • свет
  • вода

Лучшая почва для этой культуры плодородный чернозем либо хорошо удобренная почва. Вспашку или перекопку почвы проводят только осенью, с одновременным внесением органических и минеральных удобрений. При ручном вскапыванию глубина перекопки около 25 — 30 см. Оптимальными предшественниками для сахарной свёклы являются злаки или бобовые культуры. Кроме того, осенняя подготовка почвы позволяет максимально сохранить влагу.

С наступлением весны, после оттаивания земли, нужно провести боронование на глубину 7 — 8 см и дальнейшую культивацию перед самым посевом свёклы. При ручной обработке грядок эти работы проводят либо при помощи мотокультиватора, либо простыми граблями.

Семена при посеве заделываются на глубину 3 см. Температура почвы на этой глубине должна быть не ниже +6 градусов. Расстояние между растениями в 3-4 см, минимальная ширина между рядами 40 — 45 см. При механическом посеве эти расстояния могут быть больше для обеспечения дальнейшего ухода механическими способами.

При благоприятной влажности и температуре не ниже +10 +12 градусов дружное прорастание семян происходит на 8 — 9 день. Если в течение первых дней после посева на почве образовалась корка, то примерно на 5 — 6 день после того, как были посеяны семена, почву аккуратно рыхлят. Если свекла взошла слишком густо, то после появления первой пары настоящих листьев почву рыхлят еще раз с одновременным прореживанием всходов.

Возможно прореживать свёклу придется несколько раз, пока расстояние между соседними растениями не будет от 18 до 30 см.

В промышленном производстве свёклы такое прореживание получило название букетировка, она происходит когда техника, имеющая специальные навесные орудия, снабженные бритвами, проводит обработку посевов путем срезки лишних всходов. При выращивании небольшого количества свеклы лишние всходы можно попытаться аккуратно извлечь из земли и рассадить на новое место.

Дальнейший уход за сахарной свёклой заключается в удалении сорняков с одновременным рыхлением и поливом. Поливать свеклу в засушливое время нужно один раз в 6 — 7 дней большим количеством воды. К сбору урожая приступают в зависимости от срока созревания сахарной свёклы. Ранние сорта готовы к уборке уже к началу сентября. При соблюдении основных приемов агротехники урожайность свёклы сахарной будет соответствовать заявленной сортовой урожайности.

Производство сахара из сахарной свеклы в домашних условиях

Разные способы технологии изготовления свекловичного сахара дома с нуля: от подготовки сырья до получения сиропа. Рецепты натуральных русских продуктов для здорового образа жизни теперь доступны всем.

Свекольный сахар: из глубин истории к сегодняшнему дню

Так сложилось исторически, что наибольшее распространение получил сахар, приготовленный из тростника. Такой продукт был весьма дорогостоящим, ведь основные территории, где взращивались плантации растения были далеко за пределами цивилизованной Европы и дикой Руси, а, следовательно, значительную часть в стоимости сладкого вещества играли затраты, связанные с транспортировкой. Доступной альтернативой был, пожалуй, лишь мёд. Однако, уже в XVI веке, благодаря научным изысканиям Андреаса Сигизмунда Маркграфа и некого французского ботаника Ахарда, миру стал известен ещё один способ добычи сахара, из сахарной свеклы. По своим свойствам, сахар, полученный таким образом, не только делает возможным широкое его применение населением, но и имеет ряд преимуществ перед своим тростниковым собратом, а именно: обладает меньшей калорийностью и содержит максимальное количество микро- и макроэлементов, так как не требует рафинации.

Промышленное производство

В России большее распространение в силу вышеупомянутых причин получил именно свекольный сахар.

На фабрику поступает сырьё – свекла. Тщательнейшим образом промывается в специальном моечном цехе и нарезается в однородную стружку. На следующем этапе эта масса подаётся в цистерны, где её заливают горячей водой. Под действием воды происходит отделение от стружки содержащегося в ней сахара и некоторых других веществ, которые, окисляясь, придают соку темный коричневый цвет. Для получения максимальной отдачи от сырья, выщелачивание водой проводят несколько раз. Отходы производства – неоднократно вымоченную стружку отправляют на корм скоту.

На следующем этапе полученный сок очищают от примесей, сначала нагревая до 80 °С – это позволяет избавиться от белковых веществ, а затем в герметичных баках обрабатывая известковым молоком, углекислым и сернистым газами. Нежелательные примеси на этой стадии выпадают в осадок, который остаётся в баках после последующего выпаривания сока. Выпаривание позволяет получить сладкий сироп, который затем проходит фильтрацию и сгущение в специальных ёмкостях. На выходе получают сахарный песок с патокой, которую затем отделят от кристалликов сахара в центрифугах.

Свекольный сахар имеет более тёмный цвет, чем тростниковый, поэтому его в конце промывают водой и сушат.

Получение сахара из свеклы дома

Магазинный сахар вы теперь сможете заменить с помощью настоящих русских продуктов: свекольного рафинада и сладкого сиропа.

Свекольный рафинад

Промойте и очистите от кожуры свеклу. Затем нарежьте её тонкими кольцами и поместите в глиняный горшок. Погрузите ёмкость в духовку пропариться, не допуская при этом пригорания нашей заготовки. Время от времени заглядывайте в горшочек – свекла должна стать мягкой. Затем высыпьте свекольные кружочки на противень и вновь поместите в духовку. Теперь свекла должна просушиться. Для более длительного хранения и улучшения общих свойств нашей свеклы, затем подсушенные колечки лучше слегка поджарить на сковородке. Совсем чуть-чуть – это также несколько улучшит запах.

Для употребления вам осталось только перемолоть в муку эти ломтики, так их вполне можно применять для замены магазинного сахара в кулинарии.

Для чая вам понадобиться эти целые ломти немного обвалять в муке и поджарить на сливочном масле. Вкусно и полезно.

Получение сиропа: первый способ

Очистите от корней и головок и промойте свеклу, не счищая кожицу. Промытые корнеплоды плотными рядами уложите в кастрюлю с уже кипящей водой. Следите за огнём. Свекла должна провариться в кипящей воде. Через 1 час выньте корнеплоды из кастрюли, дождитесь их остывания и снимите кожуру.

Нарежьте свеклу на тонкие пластиночки не толще 1 мм. Измельчённую таким образом её положите под пресс, для получения сока, предварительно завернув в чистый холщовый мешочек. Отжатую массу поместите снова в кастрюлю, залейте горячей водой из расчёта половины объема корнеплодов. Эта заготовка для второго отжима. Дайте ей постоять полчаса, а затем жидкость отцедите в ту посудину, куда собирали сок с первого отжима. Выпаренные жмыхи положите снова в холщовый мешочек и повторите отжимку. Собранный сок нагрейте до 70—80°С, а затем отцедите через свёрнутую в несколько раз марлю.

Последний этап – выпаривание. Сок нужно выпаривать до его полного сгущения в невысоком эмалированном тазу, либо другой плоской посудине.

Получение сиропа: второй способ

Подготовьте, как и в первом способе, свеклу к варке, теперь сняв тонкий слой кожицы. Распаривать необходимо в автоклаве около часа поддерживая давление 1,5 атм. Если нет автоклава, можно воспользоваться котлом, у которого должна быть решётка у дна, однако потребуется больше времени.

Получив мягкую свеклу, её измельчают и дважды пропускают через пресс. Отцеженный сок затем выпаривают, как и в первом способе.

Хранить сироп в прохладном месте, защищенном от прямых попаданий солнечных лучей, как любую консервацию

В кулинарии для выпечки пропорция сиропа к муке составляет примерно 0,75-1 : 1. Для приготовления варенья соотношение сиропа к ягодам по массе составляет 2 : 1.


Свекольный сахар | Ингредиенты для выпечки

Происхождение

Сахарная свекла выращивается по всей Северной Америке. Весь сахар из свеклы является ГМО, если не указано иное. 1 В отличие от сахарного тростника, свекловичный сахар перерабатывается на одном перерабатывающем предприятии. Большинство несахарных побочных продуктов переработки используются повторно или перерабатываются. Некоторые из этих побочных продуктов могут использоваться в качестве ингредиентов в коммерческих пищевых продуктах. Свекольный жом, например, обычно используется в качестве корма для животных. 2

Происхождение сахарной свеклы можно проследить до вида свеклы, используемого на корм в Немецкой Силезии.Впервые сахар был извлечен из корня в 1747 году. Наполеоновские войны стимулировали дальнейшие исследования в области генетики и процесса очистки, поскольку поставки тростникового сахара на континент были заблокированы британскими войсками. 3

Первое коммерческое перерабатывающее предприятие в Соединенных Штатах открылось в 1879 году. К 1917 году в 18 штатах насчитывалась 91 фабрика. Сегодня из примерно 4,5 миллионов тонн сахара, ежегодно производимого в Соединенных Штатах, около 54 процентов приходится на свекловичный сахар US 3 ,4

При переработке свеклу сначала моют, измельчают и пропускают через диффузор.Комбинация горячей воды и давления вытесняет сахар из свеклы. Полученная жидкость очищается и выпаривается для получения очень вязкого сахарного сиропа, который подвергается кристаллизации для получения сахарных гранул. Оставшаяся «маточная» жидкость может быть сконцентрирована и снова кристаллизована. Ряд последующих процессов дополнительно очищает соединение перед тем, как один окончательный процесс кристаллизации используется для создания чистого белого сахара. Размеры кристаллов сахара могут изменяться в процессе варки; на самом деле коммерческие производители желают использовать гранулы различных размеров для удовлетворения конкретных требований к выпечке. 5,6

Существует три или четыре сорта сахара. Сахар высшего уровня примерно на 99 процентов состоит из чистой сахарозы. Третий и четвертый сорта содержат некоторые примеси и обычно имеют желтый или темный цвет. Они также известны как частично рафинированный сахар. 6

Функция

Несмотря на анекдоты об обратном, «невозможно сказать, получен ли [сахар] из сахарного тростника или сахарной свеклы», согласно Bakery Products: Science and Technology. 6

Несмотря на то, что сахар наиболее известен как подсластитель, независимо от его растительного происхождения, он является ингредиентом со многими функциональными свойствами. При использовании в хлебе, а также в цельнозерновом хлебе и крупах сахар может способствовать вкусу продукта, а также его объему, текстуре/вкусу, сроку годности, ферментации, цвету и удержанию влаги. Некоторые из этих же функций объясняют, почему сахар используется в качестве ингредиента в хлебобулочных изделиях и других готовых продуктах. 7

Питание

Пищевая ценность сахара, а не только сахара, полученного из свеклы, является предметом многочисленных дискуссий и исследований, связанных с проблемами со здоровьем, связанными с потреблением, и в частности с чрезмерным потреблением. Чиновники общественного здравоохранения говорят, что снижение потребления сахара поможет снизить риск заболеваний, включая ожирение и кариес.

ВОЗ заявляет, что это руководство предназначено для использования с другими руководствами по питанию и диете; однако некоторые из возникающих в результате проблем политики могут привести к тому, что национальные органы здравоохранения будут работать с производителями продуктов питания, чтобы уменьшить количество свободного сахара в обработанных пищевых продуктах. 8

Коммерческое производство

Многие производители используют свекловичный сахар, когда требуется разновидность сахара-песка из-за его широкой доступности.

Заявка

Сахароза — это сахар. Нет никакой разницы между свекольным сахаром и тростниковым сахаром. Оба являются дисахаридами, состоящими из одной молекулы фруктозы и одной молекулы глюкозы, связанных вместе. 6

Коммерческим пекарям доступен широкий выбор сахаров. К ним относятся сахарный песок различных размеров, а также специальный сахар Baker’s, сахарная пудра, помадка и сахарная пудра; и пекарский отвлекающий сахар. Последние имеют одни из лучших доступных гранул. 6  Его содержание в хлебе обычно составляет 3-5% от массы муки. В пирогах и других продуктах его содержание может превышать 50% от веса муки.

Помимо использования в качестве подсластителя, жом сахарной свеклы является основой добавок, обычно используемых для производства коммерческих пищевых продуктов, в том числе сухих завтраков, с высоким содержанием пищевых волокон. 9

Ссылки

  1. Чарльз, Дэн. «Поскольку Big Candy отказывается от ГМО, фермеры, выращивающие сахарную свеклу, сталкиваются с кислым участком». NPR, NPR, 12 мая 2016 г., www.npr.org/sections/thesalt/2016/05/12/477793556/as-big-candy-ditches-gmos-sugar-beet-farmers-hit-sour-patch. Последнее обращение 22 октября 2018 г.
  2. «Переработка и переработка». Сахарная ассоциация, www. sugar.org/sugar/refining-processing/. Последний доступ 15 октября. 2018.
  3. «История сахарной свеклы». Американская ассоциация производителей сахарной свеклы, americansugarbeet.org/who-we-are/sugarbeet-history/. Последнее обращение 15 октября 2018 г.
  4. «Фон». USDA ERS – Исходная информация, www.ers.usda.gov/topics/crops/sugar-sweeteners/background.aspx#production. Последнее обращение 15 октября 2018 г.
  5. «Виды сахара». Сахарная ассоциация, www.sugar.org/sugar/types/. Последнее обращение 15 октября 2018 г.
  6. Hui, YH, редактор. Хлебобулочные изделия: наука и техника. John Wiley & Sons, 2008. Страницы 30–31, 138–140. (через Google Scholar.)
  7. «Роль сахара в пище». Сахарная ассоциация, www.sugar.org/diet/role-in-food/. Последнее обращение 15 октября 2018 г.
  8. «ВОЗ призывает страны сократить потребление сахара взрослыми и детьми.Всемирная организация здравоохранения, Всемирная организация здравоохранения, 17 мая 2016 г., www.who.int/mediacentre/news/releases/2015/sugar-guideline/en/. Последнее обращение 12 октября 2018 г.
  9. Сахарная свекла, hort.purdue.edu/newcrop/afcm/sugarbeet.html. Последнее обращение 15 октября 2018 г.

Сельское хозяйство | Бесплатный полнотекстовый | Обнаружение повреждений сахарной свеклы во время сбора урожая с использованием различных моделей сверточных нейронных сетей

1. Введение

Сахарная свекла (Beta vulgaris L.) выращивается и используется для производства сахара во всем мире.Тем не менее, это одна из основных технических культур в Европе и, в частности, в Германии. Сахарную свеклу обычно убирают механическим способом многорядными самоходными комбайнами. При этом в процессе уборки у свеклы удаляют листья вместе с черешками и коронкой, а корень отрывают от почвы [1]. Чтобы удалить почву с корней, они перебрасываются цепью или катками в зоне очистки [1], а затем транспортируются в бак в комбайне. После уборки сахарная свекла хранится в больших валках на поле и укрывается в случае заморозков. На качество сахарной свеклы сильно влияют повреждения корнеплодов, ушибы и надломы при уборке [2]. Это повреждение может привести к потере массы из-за потери кусков, неблагоприятному воздействию на качество продукта и сахара, а также на способность к хранению [3]. При повреждении корней дыхание сахаров усиливается за счет энергии, необходимой для заживления ран; как следствие, выход сахара снижается в большей степени, чем в случае с неповрежденными корнями [3]. Механические повреждения рассматриваются как одна из основных проблем, влияющих на качество переработки и выход сахара, но как часть производственного процесса, которую трудно избежать.Свеклоуборочные комбайны за последние годы значительно улучшились; однако механические повреждения все равно возникают при уборке урожая на комбайнах. Согласно [4], механические повреждения сахарной свеклы могут возникать во всех процессах и компонентах комбайна и могут быть разделены на: (i) повреждение и поломку свеклы в результате уборки и неправильной обрезки в ботвоуборочном узле, (ii ) повреждения на участках очистки и транспортировки, (iii) от падения корней на этапах транспортировки и разгрузки в резервуар или на поле. Повреждения могут быть увеличены механическим воздействием при очистке [5] и транспортировке в бак комбайна. Кроме того, интенсивность и скорость уборки во время уборки могут увеличить повреждение корней сахарной свеклы [5]. Из-за короткого периода сбора урожая и погодных условий во время сбора урожая комбайны часто не оптимизированы для каждого сельскохозяйственного условия. Кроме того, ущерб оценивается операторами машин случайным образом. В этом контексте метод прямого наблюдения человеком может быть очень субъективным, трудоемким и длительным [6], а в некоторых случаях и невозможным.Поскольку механические повреждения сахарной свеклы играют важную роль в общем качестве продукции, возникает вопрос, можно ли разработать автоматическую систему мониторинга для проверки повреждений во время уборки урожая. Поэтому, чтобы автоматизировать проверку повреждений сахарной свеклы, в этом исследовании были разработаны современные алгоритмы машинного зрения и глубокого обучения для мониторинга сахарной свеклы в комбайне. Методы машинного зрения и обработки изображений используются в качестве альтернативы и дешевых решений для прямого наблюдения человека для самых разных приложений в сельском хозяйстве, например.г., для классификации фруктов и овощей, выявления сортов, сортировки и классификации [6]. Однако на работу моделей машинного зрения могут влиять различные условия освещения, высокий уровень шума, различная форма целевых объектов, а также качество получаемых изображений. Поэтому в этом исследовании для решения этих проблем были разработаны различные подходы к машинному обучению (в частности, глубокое обучение), а также визуальная система для обнаружения внешних повреждений сахарной свеклы на цифровых двумерных (2D) изображениях во время уборки урожая.В последние годы было проведено несколько исследований, в которых методы машинного зрения, в частности системы гиперспектральной визуализации, наряду с моделями машинного обучения применялись для обнаружения повреждений сельскохозяйственной продукции. Например, спектральные изображения в ближнем инфракрасном диапазоне и искусственные нейронные сети использовались для обнаружения и классификации механических повреждений грибов [7]. В другом проекте механические повреждения черники были охарактеризованы и классифицированы с использованием гиперспектральных изображений и логистической регрессии, методов многослойного персептронного обратного распространения [8].Другая исследовательская группа использовала технику гиперспектральной визуализации для обнаружения типов микроповреждений плодов личи [9]. В их исследовании частичный дискриминантный анализ методом наименьших квадратов использовался для прогнозирования качественных характеристик плодов личи с различными повреждениями. Ссылка [10] предложили модель для классификации пяти механических повреждений семян сахарной свеклы на основе данных мультиспектральной визуализации. Они показали, что методы машинного зрения позволяют с высокой точностью оценивать качество семян сахарной свеклы.В последнее время в сельском хозяйстве для обнаружения повреждений сельскохозяйственной продукции стали применяться некоторые современные методы машинного обучения с использованием 2D-изображений. Сверточная нейронная сеть (CNN) была разработана с использованием данных изображения мобильного телефона для обнаружения и диагностики повреждений плодов джекфрута [11], и предлагаемый метод может обнаруживать повреждения с высокой точностью около 98%. Для обнаружения механически поврежденного картофеля на двумерных изображениях были разработаны и протестированы различные алгоритмы машинного обучения [12].В их исследовании был применен алгоритм Виолы-Джонса для поиска клубней картофеля на конвейерной ленте, затем была разработана модель метода опорных векторов (SVM) для обнаружения повреждений. Разработанные ими модели позволяли пользователям классифицировать и обнаруживать механические повреждения до 100 клубней за одну секунду. В аналогичном исследовании обнаружение повреждений и дефектов картофеля на основе глубокого обучения было исследовано [13]. В этом исследовании перенос обучения с помощью различных глубоких CNN, то есть однократного многоблочного детектора (SSD) v2, более быстрых регионов со сверточной нейронной сетью (Faster R-CNN) ResNet101 и полностью сверточной сети на основе региона (R-FCN) ResNet101 были разработаны. Их результаты показали, что R-FCN ResNet101 имеет наилучшие общие характеристики по скорости и точности обнаружения [13]. Аналогичным образом были приняты CNN и метод компьютерного зрения для классификации дефектов и повреждений зеленых слив [14]. Разработанная модель CNN была основана на сетевой архитектуре VGG в сочетании со стохастическим оптимизатором усреднения веса и обученными весами в ImageNet. Что касается обнаружения повреждений сельскохозяйственной продукции в режиме реального времени, были разработаны различные подходы с использованием машинного зрения и моделей CNN.Например, для обнаружения сломанной кукурузы на конвейерной ленте кукурузоуборочного комбайна в ходе исследования были разработаны модели You Only Look Once (YOLO) v3, YOLO v3-tiny и SSD [15]. Цифровая камера была установлена ​​на фиксированном кронштейне над конвейерной лентой для захвата изображения кукурузы перед процессом очистки. Среди разработанных сетей YOLO v3 имела самую высокую точность (90,24%) по сравнению с другими моделями для обнаружения сломанной и целой кукурузы. Совсем недавно [16] разработали CNN вместе с моделями обработки изображений для идентификации и классификации треснувших плодов чили. в сортировочной машине.К сортировочной машине была прикреплена цифровая камера со светодиодной подсветкой для захвата изображений верхней части плода чили (место, где чашечка соединяется с плодом). Сообщается, что была получена точность 97 и 95% для статических и рабочих условий сортировочной машины (соответственно). Однако пока не сообщалось об исследованиях по обнаружению механических повреждений сахарной свеклы во время уборки в режиме реального времени. Решение задачи мониторинга повреждений комбайнов в режиме реального времени является ключевым параметром при внедрении передовых моделей в конструкцию автоматизированной и оптимизированной системы управления для улучшения качества сахарной свеклы во время уборки [17].Следовательно, целью данного исследования была разработка различных моделей зрения CNN, т. е. YOLO v4, Faster R-CNN и R-FCN для обнаружения повреждений сахарной свеклы во время уборки с использованием цифровых камер, установленных на свеклоуборочном комбайне.

3. Результаты и обсуждение

Одной из больших проблем для свеклоуборочного комбайна является качество продукта во время уборки, что влияет на выход сахара. Важность автоматического обнаружения повреждений во время уборки сахарной свеклы привела к разработке алгоритмов технического зрения на основе CNN, позволяющих в режиме реального времени контролировать большое количество образцов сахарной свеклы.Однако из-за изменчивости формы сахарной свеклы, сорта, условий выращивания и сбора урожая в этом исследовании рассматривается разработка надежных методов обнаружения с возможностью обнаружения повреждений в режиме реального времени. На этапе тестирования новые данные (случайно выбранные 400 изображений с повреждениями или без них на каждом изображении, не использованные на этапах обучения и проверки) использовались для оценки производительности разработанных моделей.

Производительность, полученная для каждой разработанной модели в наборе тестовых данных, представлена ​​на рисунке 7. Для оценки способности обнаружения предлагаемых моделей были рассчитаны метрики оценки (таблица 1). Высокие значения точности и полноты показывают приемлемую производительность моделей YOLO v4, R-FCN ResNet101, Faster R-CNN Inception V2 для обнаружения видимых механических повреждений в сахарной свекле. Оценка F1, как гармоническое среднее значение точности и полноты модели, показывает, насколько надежна производительность модели [29]. В этом исследовании модель YOLO v4 показывает лучшую производительность по сравнению с другими разработанными сетями.Этот вывод согласуется с предыдущими исследованиями, проведенными для обнаружения цитрусовых в саду [30], яблок в среде сельскохозяйственного комплекса [31], вредителей [32] и стволов деревьев в лесу [33]. Однако в этом исследовании модель Faster R-CNN NAS демонстрирует более низкую производительность. В этом контексте результаты исследования, опубликованного [34], показали, что модель Faster R-CNN NAS имеет более высокую точность, чем Faster R-CNN Inception v2 для обнаружения киви; однако Faster R-CNN Inception v2 показал лучший отзыв по сравнению с моделью Faster R-CNN NAS. Примеры обнаруженных повреждений моделями YOLO v4, R-FCN ResNet101, Faster R-CNN Inception V2 и Faster R-CNN NAS показаны на рисунке 8. Из результата видно, что некоторые из разработанных моделей имеют возможность выявлять механические повреждения сахарной свеклы в наборе тестовых данных комбайна. Согласно Рисунку 7 и Рисунку 8, предложенная методика YOLO v4 для обнаружения повреждений сахарной свеклы на комбайне в условиях товарного земледелия цифровыми камерами обеспечивает высокий уровень эффективности обнаружения (т.г., 92, 94 и 93% отзыва, точности и F1-показателя соответственно). В исследовании обнаружения цитрусовых модель YOLO v4 смогла обнаружить фрукты с точностью 96% с помощью камеры Kinect v2. В другом исследовании обнаружение и подсчет плодов груши с использованием различных моделей YOLO v4 (например, YOLO v4, YOLO v4-CSP, YOLO v4-tiny) привели к достижению средней точности 98% [35]. Кроме того, [31] сообщил, что YOLO v4 смог обнаружить яблоки в сложной среде с отзывом и средней точностью около 93 и 88% соответственно, по сравнению с Faster R-CNN с 90 и 83% соответственно. Использование R-FCN в качестве детектора и ResNet101 в качестве экстрактора признаков также показало высокие значения точности и отзыва более 98% в исследовании [13] для обнаружения дефектов поверхности картофеля. Однако, по сравнению с нашим исследованием, изображения фруктов были сняты в контрольной ситуации. В нашем исследовании были некоторые ошибки в наборе тестовых данных для обнаружения повреждений. Во время визуальной оценки эффективности обнаружения было замечено, что основные ошибки обнаружения и причины повреждений и более низкая эффективность обнаружения были связаны с воздействием высокой влажности или влажной почвы, покрытой сахарной свеклой (рис. 9А), частичным или неполным удалением листьев в топпер во время сбора урожая.Кроме того, низкое разрешение изображения из-за того, что сухая почва покрывает объектив камеры во время сбора урожая, влияет на производительность разработанных моделей, и модели не могут выделить достаточно признаков для точного обнаружения. Несмотря на то, что блоки очистки были покрыты черным брезентом, на изображения влиял солнечный свет во время заката и/или восхода солнца (рис. 9В), о чем уже сообщалось в [17] как о важном параметре, негативно влияющем на качество изображений в сахарной промышленности. свеклоуборочные комбайны.Кроме того, в этом исследовании было рассчитано время тестирования моделей обнаружения, которое показано на рисунке 10. Средняя скорость каждого предложенного метода была рассчитана на основе кадров в секунду. YOLO v4 был самым быстрым (28,6 кадров в секунду) благодаря одноэтапной архитектуре детектора объектов сети YOLO и может достигать производительности в реальном времени [36]. Тем не менее, другие двухэтапные детекторы объектов, R-FCN ResNet101, Faster R-CNN Inception V2 и Faster R-CNN, имели частоту кадров 8,2, 7 и 4,5 соответственно. Судя по производительности YOLO v4, он достиг хорошего баланса. между точностью, отзывом, оценкой F1 и скоростью, что можно считать лучшей моделью для обнаружения повреждений сахарной свеклы во время уборки урожая.Этот вывод согласуется с опубликованными исследованиями о том, что сети YOLO могут достичь более высокой скорости и лучшей общей производительности, например, [31,33,36]. Кроме того, наш вывод согласуется с [37], который сообщил, что модели YOLO достигли более высокой скорости и оценки F1 по сравнению с SVM, Faster R-CNN для обнаружения дефектов поверхности яблок. По сравнению с методологиями, используемыми для обнаружения сломанной кукурузы на конвейерной ленте. кукурузоуборочного комбайна на основе различных моделей YOLO v3 [15], предложенная сеть YOLO v4 в нашем исследовании достигла более высокой скорости (fps) и производительности на этапе обнаружения.Это согласуется с предыдущими выводами о том, что модель YOLO v4 превосходит и быстрее модели YOLO v3 [30]. Кроме того, исх. [14] использовали улучшенную сеть VGG для обнаружения и классификации дефектов зеленой сливы на гниль, трещины, дождевые пятна, рубцы и неповрежденную кожуру. По сравнению с нашим исследованием, их разработанная модель VGG показала более низкую полноту, точность и балл F1 78, 93 и 85% для обнаружения трещин в зеленых сливах в контролируемых условиях визуализации. Тем не менее, в другом исследовании [13] разработанная ими модель R-FCN ResNet101 для обнаружения царапин на картофеле имела более высокую точность (98. 1%), отзыв (99%) и F1-оценка (98,6%) по сравнению с предложенными нами сетями. Это может быть связано с разными условиями, использованными в двух исследованиях, например, с визуальными ситуациями, типом повреждения и образцами, а также с контролируемыми условиями исследования в исследовании [13]. В этом исследовании из-за использования разных Модели CNN для видимых механических повреждений сахарной свеклы при уборке урожая на свеклоуборочном комбайне получили достаточно высокие показатели для практического использования. Модель обнаружения YOLO v4, описанная в этом исследовании, может быть ценным инструментом для обнаружения изменений в количестве поврежденной сахарной свеклы в условиях реального времени во время уборки урожая для улучшения качества и выхода конечного продукта (сахара).Аналогичный результат был сообщен [38], который поддерживает использование YOLO v4 в качестве надежной сети для обнаружения объектов в реальном времени в сельскохозяйственном контексте. Выходные данные разработанной модели могут быть использованы в качестве входных данных системы управления для автоматической настройки параметров (например, скорости движения и уборки) машины для снижения потерь и повреждений при уборке урожая. Тем не менее, этот новый метод необходимо адаптировать и оценить с более широким диапазоном условий уборки (например, различные сельскохозяйственные условия, разные комбайны, сорта сахарной свеклы, условия окружающей среды) в будущем, что может потребовать других систем визуализации и освещения (или естественных условий окружающей среды). свет), большее количество изображений, различные методологии извлечения признаков и модели CNN.

4. Выводы

В свеклоуборочных комбайнах важно контролировать и оценивать количество повреждений в процессе уборки. Однако это трудоемкая и длительная процедура, и в большинстве случаев оператор не может провести оценку во время уборки. Поэтому в этом исследовании была разработана и протестирована альтернативная методология, основанная на методах машинного обучения и машинного зрения. К очистному агрегату свеклоуборочного комбайна были прикреплены две высокоскоростные камеры для записи видеоданных во время уборки.2D-изображения были извлечены из видеоданных и использованы для тарирования различных моделей CNN, т. е. YOLO v4, R-FCN и Faster R-CNN. Эти модели CNN были обучены с использованием 2470 данных изображения и проверены с помощью 685 2D-изображений. Затем обученная модель была протестирована с использованием 400 новых изображений. Результаты этапа тестирования показали высокий уровень производительности (отзыв, точность и оценка F1 около 92, 94 и 93% соответственно) и хорошую скорость обработки (около 29 кадров в секунду) для YOLO v4 по сравнению с другими моделями CNN. Эта разработанная модель CNN хорошо показала себя при обнаружении видимых механических повреждений сахарной свеклы в узле очистки свеклоуборочного комбайна, что было большой проблемой для визуального осмотра машины человеком в процессе уборки.Предлагаемая модель YOLO v4 обладает надежностью и гибкостью, что может стать важным шагом на пути к разработке автоматизированной компьютерной системы управления свеклоуборочными комбайнами в режиме реального времени.

История и будущее сахара + способы его производства

Последнее обновление 1 год, Тим

История и производство сахара — две самые увлекательные темы в культуре питания. Мы часто думаем о сахаре как об основном продукте питания, который легко и дешево производить. Тем не менее, белый столовый сахар является одним из самых изысканных продуктов питания в этом мире. Для его производства вам нужен специальный завод с высоким содержанием сахарозы, вам нужно очистить его сок, а затем вам нужно кристаллизовать сироп контролируемым образом.


На протяжении большей части истории единственным видом сахара, который был доступен европейцам, был мед. Современная сахарная свекла не существовала до 1750 года. Немецким инженерам-пищевикам удалось вывести свеклу с поразительно высоким содержанием сахарозы.Эта сахарная свекла не имеет приятного вкуса. Их единственной целью является производство сахара-рафинада и биотоплива.

Традиционным растением для производства сахара является сахарный тростник. Проблема с сахарным тростником, очевидно, заключается в том, что он растет только в тропическом и субтропическом климате. Он родом из Юго-Восточной Азии, где люди наслаждались соком сахарного тростника примерно с 4000 лет до нашей эры.

Уличный торговец соком сахарного тростника, популярным напитком в тропических странах.

Но то, что вы можете извлечь сок из растения, богатого сахарозой, не обязательно означает, что у вас есть технология для его переработки в кристаллы чистого сахара. Конечно, жители Юго-Восточной Азии кипятили жидкость сахарного тростника или пальмового сока до тех пор, пока она не превращалась в густой сироп и в конечном итоге не затвердевала при охлаждении до комнатной температуры. До сих пор в этой части мира очень распространено приготовление пищи с пальмовым сахаром.

Однако пальмовый сахар обычно продается в виде пасты золотисто-коричневого цвета. Пальмовый сок выпаривают при высокой температуре до густоты, а затем упаковывают в блоки. Гранулированный пальмовый сахар — это недавняя инновация, которую жители Юго-Восточной Азии не знали, как производить в древние времена.

Как индийцы изобрели сахарный песок

Первыми, кто открыл способ гранулирования сахара, были индийцы около 400-300 лет до нашей эры. Слово сахар происходит даже от санскритского слова शर्करा ( śarkarā ), что означает гравий или песок. Для добычи сахара древние индийцы растирали или измельчали ​​сахарный тростник, чтобы извлечь из него сок. После этого сок сахарного тростника уварили до сиропа и высушили на солнце, чтобы он медленно кристаллизовался.

Индийцы первыми нашли способ производить сахарный песок.

Этап сушки на солнце был большим нововведением в этом процессе. Если бы вы уварили сироп до тех пор, пока не испарится вся вода, сахар растаял бы и разложился. Вы знаете это явление из приготовления карамели.

До сих пор сахар обычно кристаллизуют путем выпаривания под низким давлением или в вакууме. Это прямая противоположность приготовлению под давлением. В то время как скороварка увеличивает давление и, таким образом, позволяет воде нагреваться выше 100 ° C без кипения, вакуумный насос снижает температуру кипения воды. Таким образом, вода может испаряться при гораздо более низкой температуре, что исключает риск расплавления или карамелизации сахара. До использования вакуумных насосов на традиционных сахарных заводах всегда было большое количество расплавленного и карамелизованного сахара, от которого приходилось избавляться.

Как сахар попал в Европу

Индийцы первыми научили китайцев производить кристаллический сахар. Оттуда знания распространились по Ближнему Востоку, пока не достигли Европы, где сахарный тростник был впервые выращен на Кипре к 10 веку. Однако это не было крупносерийным производством. Спрос на сахар в Европе был низким, и это был просто еще один товар для богатых классов.

Карта, показывающая распространение сахарного тростника по всему миру. Источник: Википедия.

Производство сахара очень трудоемко, и для европейцев того времени это не стоило усилий. В 1390-х годах в Европе был разработан более совершенный сахарный пресс, который помог получить вдвое больше сока из тростника. Это сделало выращивание сахарного тростника в неидеальном климате более выгодным. А работать на сахарных плантациях желающих не нашлось.

В то время португальцы приобрели остров Мадейра, который сегодня славится своим виноделием. Тем не менее, он также подходил для выращивания сахарного тростника. Решение проблемы нехватки рабочей силы у португальцев было довольно простым: покупать африканских рабов. В то время это не было новой идеей. Работорговля существовала задолго до этого и не ограничивалась исключительно африканским континентом.

В настоящее время португальский остров Мадейра является популярным местом для путешествий многих туристов.

Однако использовать африканских рабов было очень удобно. Их не нужно было доставлять очень далеко, и их было легко достать, потому что африканская элита хорошо зарабатывала на работорговле. Не только европейцы получили прибыль. Они не ездили в Африку и не ловили людей в дикой природе. Рабы были проданы как товар другими африканцами. К сожалению, многие африканские народы были даже расстроены, когда работорговля была отменена европейскими странами. Это был их самый прибыльный бизнес.

После отмены работорговли в начале 19 века европейцы начали колонизацию Африканского континента под предлогом освобождения рабов в Африке. Конечно, это был лишь жалкий предлог, чтобы получить доступ к огромному количеству природных ресурсов, которые мог предложить африканский континент. Африканские бизнесмены, которые когда-то разбогатели на продаже рабов в Европу, внезапно потеряли всю свою власть с вторжением в Африку. К 1914 году Европа контролировала 90 % африканского континента.Европейские державы добились своей цели по отмене рабства. Однако пока они занимались этим, они также приобрели огромное количество сырья, такого как медь, хлопок, каучук, пальмовое масло, какао, алмазы, олово и чай.

Без рабов, без сахара

Но давайте оглянемся на то время, когда рабы были необходимостью для производства сахара в Европе. Как вы знаете, Мадейра — небольшой остров. К 1490 году этот остров был основным европейским производителем сахара. В 1492 году итальянский исследователь собирался изменить это. Христофор Колумб открыл карибский остров Эспаньола. Сегодня этот остров состоит из двух государств: Гаити и Доминиканской Республики. Только во время своего четвертого путешествия в Новый Свет Колумб достиг современного Гондураса на материковой части Америки.

Христофор Колумб прибывает в Эспаньолу.

Европейские империи быстро обнаружили, что сахарный тростник можно очень хорошо выращивать на Карибских островах. И там уже жили люди. По оценкам, на момент открытия острова Колумбом на Эспаньоле проживало от 400 000 до 1 миллиона человек. Примерно через 50 лет, в 1542 году, их осталось менее 200. Европейцы пытались поработить местное население для производства сахара. Но эти люди не были хорошими рабами. Они не были устойчивы к старосветским болезням и не годились для тяжелой физической работы.

Но, к счастью для европейцев, было легко приобрести африканских рабов и отправить их на Карибские острова. Торговля треугольником началась и сделала многих европейцев очень богатыми. Рабов депортировали не только на Карибские острова, но и в больших количествах в страны Южной Америки, такие как Бразилия, где кофе был одним из самых важных товаров. Это была неудачная ситуация для африканских рабов. Они были устойчивы к болезням и способны к тяжелой физической работе. В глазах европейских колонизаторов они были лучшим «товаром» на рынке.

Карта, иллюстрирующая треугольную торговлю между Европой, Африкой и Америкой.

История расизма

До торговли треугольником не существовало теорий человеческой расы. Европейцы считали африканцев равными людьми большую часть времени в истории. Было соперничество между религиями. Но люди не относились к другой расе на основании физических особенностей. Были только варвары и низшие религиозные течения.

Затем, во времена европейской колонизации мира, европейские исследователи познакомились со многими новыми этносами.Они увидели, что существуют большие физические и культурные различия между различными этническими группами. Расовые теории не всегда предназначались для дискриминации людей. Даже ученые того времени верили в существование разных человеческих рас. Сегодня мы знаем, что существует только одна человеческая раса.

До конца 20-го века в Германии чернокожих называли «негер» или «мор». Само слово «негер» имеет латинское происхождение и переводится как «черный». В некоторых случаях он использовался для дискриминации чернокожих, но также использовался другими членами общества без какой-либо негативной коннотации. Примерно в 1975 году слово начало постепенно исчезать. Его заменили на немецкое слово «Schwarzer», которое также переводится как «черный».

Даже ученые верили в существование разных человеческих рас. Выше показана иллюстрация из ирландской научной книги 1899 года, в которой описывается разница между негритянской и ирландской иберийской расами.

Расовые теории начали становиться расистскими, когда европейские колонизаторы начали использовать их как способ отличить себя от африканских рабов. Не так-то просто мучить других людей. Но если вы смотрите на них как на низшую расу или «продукт», сделать это становится намного проще. Было большим запретом порабощать людей своей национальности. А вот с африканцами в глазах колонизаторов было нормально. В любом случае, они не считались равными людьми.

Европейские колонизаторы были одними из первых, кто использовал расовые теории для оправдания насилия и жестокости. На протяжении истории многие императоры и диктаторы также применяли эту концепцию по всему миру.Гитлер пытался уничтожить евреев, основываясь на грубых расовых теориях. Камбоджийский император Пол Пот был известен как крайний расист. Он стремился удалить все этнические и религиозные меньшинства из Королевства Кампучия. В результате Опиумных войн в Китайской империи родилась идея желтой расы. С 1850-х годов Китай постепенно превращается из разнообразной мультикультурной империи в однородную страну «высших» ханьцев.

История сахара — это история рабства и расизма

Я знаю, что этот пост об истории сахара, но я думаю, что это один из лучших способов понять историю рабства и расизма в Европе.Европейцы открыли Новый Свет. Но очевидно, что европейское население не было заинтересовано переехать туда, чтобы начать жизнь простым рабочим на сахарной плантации. Я имею в виду, кто бы? Единственное, что интересовало европейских поселенцев, так это руководящие должности. Это создало огромный спрос на рабов из Африки, поскольку местное население Америки не подходило для работы на плантациях.

Сахарный завод во французской колонии Сен-Доминго.

Между 1450 и 1850 годами 10 миллионов африканцев были привезены в Америку в качестве рабов. Около двух третей из них погибли во время путешествия через Атлантический океан. Но все равно это был прибыльный бизнес. Один африканский раб мог производить от 3 до 4 метрических тонн сахара в год. Если раб продержался два года, точка безубыточности была достигнута. В среднем раб работал на сахарной плантации 5 лет.

Со временем европейским колонизаторам становилось все труднее и труднее удерживать под контролем растущее число рабов. Восстание рабов и революция на Гаити в конце 1790-х годов стали началом конца европейского производства сахарного тростника в Карибском бассейне. Франция потеряла свою бывшую колонию, крупнейшего в мире производителя сахара, и сахарная промышленность рухнула.

Гаитянская революция положила конец колониальному правлению Франции над Сен-Доминго. Бывшие рабы мстят французским колонизаторам.

Конечно, у других стран теперь был шанс проявить себя. Куба и Луизиана стали крупными производителями сахарного тростника.

Появление нового источника сахара

В 1833 году Британская империя отменила работорговлю. Вскоре последовали Франция и Испания.Теперь в Европе появился новый способ производства сахара: сахарная свекла. Свеклосахарная промышленность была развита Прусской империей. Германия не была огромной колониальной державой, поэтому она искала способ производить сахар на месте.

В 1747 году прусский ученый Андреас Сигизмунд Маргграф обнаружил, что свекла содержит тот же вид сахара, что и сахарный тростник: сахарозу. Тем не менее, содержание сахара в обычной свекле было слишком низким, чтобы приносить прибыль. Благодаря селекционной селекции к 1800 году содержание сахара в свекле было увеличено с 8 до 16 процентов. Сегодня содержание сахара в сахарной свекле обычно составляет от 18 до 20 процентов. Это сравнимо с сахарным тростником, содержание сахара в котором составляет от 10 до 20 процентов.

Сахарная свекла выращивается в Европе до сих пор.

В 1801 году Франц Карл Ахард, ученик Маргграфа, открыл в Силезии первый в мире завод по производству свекловичного сахара. По сравнению с тростниковым сахаром свекловичный сахар не был прибыльным. Тем не менее, он финансировался главным образом французским правительством. Производственный процесс был усовершенствован с течением времени, чтобы сделать производство свекловичного сахара более эффективным. Примерно в 1850 году свекловичный сахар наконец смог конкурировать с импортным тростниковым сахаром. Это привело к резкому падению цен, что сделало сахар доступным для всех в Европе.

До 2017 года в ЕС действовала так называемая «сахарная квота». Он установил высокую минимальную цену на сахар, что сделало сахарную свеклу привлекательной культурой для выращивания с высокой прибылью. Для производителей не было лимита производства. Любые излишки можно было бы экспортировать, чтобы получить еще большую прибыль местным производителям сахара.

Сегодня европейским производителям сахара приходится конкурировать с более дешевым тростниковым сахаром. В то время как ЕС является ведущим мировым производителем свекловичного сахара, только 20 % мирового производства приходится на свекловичный сахар. Я уверен, что в ближайшие десятилетия мы увидим огромный спад в сахарной промышленности Европы. ЕС на протяжении многих лет защищал торговые интересы европейских производителей, но последние годы показали, что золотой век европейских производителей сахара, молочных продуктов и алкоголя медленно подходит к концу.

Как будет выглядеть сахар в будущем

Кукуруза используется для производства кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы, дешевой альтернативы свекольному и тростниковому сахару.

Мы, европейцы, можем быть счастливы, что по-прежнему можем есть настоящий сахар. До сегодняшнего дня 90 % подсластителей, используемых в производстве продуктов питания во всем мире, представляет собой сахарозу из сахарной свеклы или сахарного тростника. Весьма шокирует тот факт, что одна из самых богатых стран мира, США, является большим исключением из правил. В США кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы заменил сахарозу в половине пищевых продуктов, потому что он дешевле, и, ну, в США есть избыток кукурузы.

Использование кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы в США неуклонно росло на протяжении последних столетий и в настоящее время находится на одном уровне с тростниковым и свекольным сахаром. Источник: Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы: производство, использование и проблемы общественного здравоохранения.

После падения квоты на сахар в ЕС глюкозно-фруктозный сироп, европейская версия кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (сделанного из кукурузы и пшеницы), может производиться в неограниченном количестве. Запасы еще недостаточно велики, чтобы местные производители не использовали его в качестве основного подсластителя.Но мы увидим его рост во всем мире в ближайшие десятилетия. Сахароза незаметно заменяется более дешевым кукурузным сиропом с высоким содержанием фруктозы во многих промышленных продуктах по всему миру.

Кукуруза не содержит большого количества сахарозы, как сахарный тростник и сахарная свекла. Но он содержит много крахмала, который может расщепляться ферментами с образованием глюкозы. Итак, сахароза представляет собой смесь глюкозы и фруктозы в соотношении 50/50. Для производства кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы 42 % глюкозы преобразуется во фруктозу под действием фермента глюкозоизомеразы. Таким образом, полученный сироп очень похож по составу на традиционные сахарозные сиропы, приготовленные из сахарного тростника или сахарной свеклы. Промышленность может еще больше повысить содержание фруктозы, чтобы усилить сладость сиропа путем фильтрации жидкости. Полученный сироп с содержанием 90 % фруктозы можно затем «разбавить» глюкозным сиропом для получения сиропа с желаемым уровнем сладости.

Относительная сладость фруктозы намного выше, чем у глюкозы, поэтому чистый глюкозный сироп не может заменить обычный столовый сахар. Оба вида сахара необходимо смешивать для достижения оптимальной сладости.

Вы можете спросить себя, откуда берутся 42 %. Это примерно верхний предел, которого вы можете достичь для ферментативной реакции с глюкозоизомеразой. Химические реакции часто обратимы и протекают в обоих направлениях. Как только достигается энергетическое равновесие, скорость превращения глюкозы во фруктозу становится такой же, как и скорость превращения фруктозы обратно в глюкозу. Химические и биологические процессы всегда стремятся к достижению энергетического равновесия.Вы можете подтолкнуть это равновесие в том или ином направлении, изменив условия процесса, такие как, например, температура или давление. Однако это состояние равновесия всегда остается фактором, ограничивающим степень концентрации фруктозы с помощью ферментативных реакций.

Процесс производства кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. Источник изображения: McClatchy-Tribune.

В приведенном ниже видеоролике хорошо показан процесс производства кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. Я пытался найти видео с реальным заводом-изготовителем, но почему-то не смог его найти.

Как производится обычный сахар

Процесс производства тростникового и свекловичного сахара довольно прост. Вам не нужно изменять химическую структуру сахара. Это уже смесь глюкозы и фруктозы 50/50. Традиционное производство сахара заключается в извлечении кристаллов сахара из сока свеклы или тростника.

Свеклу или тростник собирают, моют и измельчают на мелкие кусочки. Затем сок извлекается через мельницу.Его отбеливают парами сернистого газа, а затем обрабатывают известковым молоком. Известковое молоко нейтрализует природные кислоты сока. Это приводит к образованию нерастворимых солей извести, которые можно отделить от сока. Кроме того, сок также нагревается до кипения, так что белки, жиры, воски и камеди коагулируют и осаждаются.

Сырой сок сахарного тростника мутный и содержит много примесей, которые необходимо удалить. Источник изображения: Flickr.

Осветленный сок фильтруется для удаления примесей, называемых грязью. В испарителе чистый сок концентрируется с начальным содержанием сахара от 15-20 % до примерно 60 %. Возможно, вы поняли, что при уменьшении объема соуса или бульона наверху поднимаются дополнительные примеси. Их можно просто снять после испарения.

Теперь пришло время кристаллизовать сахар. В сироп добавляют небольшое количество кристаллов сахара, чтобы вызвать кристаллизацию. В вакуумном испарителе вода испаряется при умеренном нагревании, чтобы предотвратить карамелизацию сахара. Раствор становится перенасыщенным сахаром, так что сахар выпадает из раствора и образуется кристаллическая паста, называемая мусковадо. Затем в центрифуге кристаллы сахара отделяют от мелассы. В этот момент сахар все еще влажный и комковатый, так что кристаллы высыхают на последнем этапе производства. Сахар

Muscovado состоит из кристаллов сахара, не отделенных от мелассы. Источник изображения: Flickr.

Наука о кристаллизации сахара

До изобретения вакуумного выпаривания производительность сахарных заводов была намного ниже. Как вы знаете, растворенный сахар повышает температуру кипения воды. При чрезвычайно высоких концентрациях сахара сироп может стать достаточно горячим, чтобы сахар растаял и карамелизировался. Для более низких концентраций сахара до 60 % сироп нельзя нагревать выше примерно 100 °C при атмосферных условиях, поэтому безопасно использовать обычный испаритель. Однако при концентрации от 80 до 85 % раствор сахара уже можно нагреть до 110–115 °C. Как только вы достигнете 160 ° C при концентрации сахара около 99 %, сахар карамелизуется.

Вакуумный испаритель снижает температуру кипения воды за счет удаления воздуха из атмосферы. Это предотвращает карамелизацию, поскольку вода может быть удалена при более низкой температуре, чем при атмосферном давлении. Воздух «толкается» в воду в атмосферных условиях. Следовательно, для его испарения требуется больше энергии. При удалении этих молекул воздуха (создание вакуума) внезапно появляется пространство для миграции молекул воды. Следовательно, для испарения воды требуется меньше энергии.

Маленькие и ровные кристаллы сахара используются для запуска процесса зарождения кристаллов.

Непосредственный процесс кристаллизации начинается с кристаллов сахара, которые добавляют в сироп перед вакуумным выпариванием. Кристаллизация происходит самопроизвольно в пересыщенных растворах, однако может занять много времени. Затравочные кристаллы запускают процесс зародышеобразования при желаемом уровне пересыщения и действуют как шаблон для желаемого размера частиц. В перенасыщенном растворе молекулы сахара перемещаются беспорядочно и могут спонтанно кристаллизоваться при объединении. Это может занять много времени, и кристаллическая структура будет случайной. Затравочные кристаллы исключают необходимость самопроизвольного зародышеобразования. Они сразу начинают кристаллизацию.

Очень важно начать процесс засева при правильном уровне перенасыщения, так как от этого зависит, получите ли вы много мелких частиц или один большой комок сахара. Зародышеобразование, образование новых кристаллов, благоприятствует при высоких уровнях пересыщения, в то время как при низких уровнях пересыщения, близких к кривой растворимости, благоприятствует рост кристаллов. Каменный сахар получают путем медленного превращения слегка перенасыщенного раствора сахара в крупные кристаллы. Сахарный песок – полная противоположность. Сахар быстро кристаллизуется при высоком уровне перенасыщения с получением множества мелких кристаллов.

Как выглядит сахарный завод

Производство сахара — очень увлекательная технология. Но я не хочу углубляться во все аспекты этого. Чтобы этот пост был удобоваримым, я не говорил о научных аспектах извлечения тростникового или свекольного сока и этапах очистки.Я намерен сделать это в другой раз в посте о фруктовом соке, который также является увлекательной темой. Даже если мы не всегда видим это как потребители, апельсиновый, яблочный и все другие фруктовые соки представляют собой очень сложные системы. Промышленные процессы производства продуктов питания совсем не тривиальны.

Итак, давайте завершим процесс производства сахарного песка двумя видеороликами. Discovery UK опубликовал отличное обучающее видео о процессе производства тростникового сахара:

Если вы хотите увидеть процесс производства сахарной свеклы, вот отличное видео:

Бонус: пальмовый сахар

В качестве небольшого бонуса хочу кратко рассказать о производстве пальмового сахара.Это популярный подсластитель в Юго-Восточной Азии, но его также можно найти в других регионах, таких как Индия, Африка, Южная Америка и Карибские острова. Пальмовый сахар получают из сока пальм, так же как кленовый сахар получают из сока кленовых деревьев или опиум получают из сока растений мака. Существует пять различных видов пальм, которые можно использовать для получения пальмового сахара:

  • Пальмира пальма
  • Финиковая пальма
  • Нипа пальма
  • Сахарная пальма
  • Кокосовая пальма
Пальмовый сахар обычно продается в виде кирпичей или пирожные. Источник изображения: Википедия.

Сок этих пальм содержит до 15 % сахарозы . Сырой сок процеживают и уваривают до густого сиропа. Как только раствор становится сильно пересыщенным, начинается процесс кристаллизации. Это не строго контролируемая кристаллизация, которую вы знаете из сахарного песка. Конечно, крупные промышленные производители используют затравочные кристаллы и работают с точными температурами и строго определенными уровнями пересыщения. Однако кустарное производство пальмового сахара не так сложно.

Процесс выпаривания прекращается, когда концентрация сахара достигает примерно 80–85 %, а температура кипения воды достигает примерно 120 °C. Затем пальмовый сахар аэрируют для быстрого охлаждения и разливают по формам.

Вода при высокой температуре может растворить больше сахара, чем при низкой температуре. Так что пока пальмовый сахар будет остывать, уровень перенасыщения еще больше возрастет. Кристаллы сахара в растворе продолжают расти, пока паста остывает. Производителям необходимо энергично перемешивать пасту из пальмового сахара, чтобы предотвратить рост крупных кристаллов. Интенсивное перемешивание гарантирует однородную кремообразную текстуру с множеством крошечных кристаллов сахара. При перемешивании смеси кристаллы, уже присутствующие в горячем пальмовом сахаре, действуют как затравочные кристаллы, когда они вступают в контакт с другими молекулами сахара. Чем больше кристаллов меньшего размера образуется (зародышеобразование), тем меньше свободных молекул сахара остается в растворе, чтобы «подпитывать» уже существующие кристаллы.

Производство пальмового сахара требует тяжелого физического труда, если вы делаете это вручную. Просто взгляните на видео ниже:

Я мог бы продолжать говорить о сахаре годами. Но давайте остановимся здесь на сегодня. Искусственные подсластители и производство конфет — темы для другого поста в блоге, наверное, . Тем не менее, вы добрались до конца этого поста. Так что я предполагаю, что это было по крайней мере интересное чтение.

Ресурсы:

Ресурсы:

Zuckerrorrr und Sklaverei

Geschichte DES Zuckers

Система квоты сахара в ЕС заканчивается

Как сахар производится

История: Строительство расы и расизма

Как сделан сахар — История

Начало кристаллизации

Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы: производство, использование и проблемы общественного здравоохранения

Поделитесь этой публикацией, если она вам понравилась!

Похожие

Технология производства сахарной свеклы: что изменилось?

Усовершенствования в производстве сахарной свеклы включают улучшенную генетику, более точное применение удобрений, сокращение обработки почвы и борьбу с болезнями.

Имея возможность работать в Мичиганском государственном университете в сфере сельскохозяйственного производства более 34 лет, было интересно наблюдать за происходящими технологическими изменениями. За последние 15 лет в производстве сахарной свеклы произошли очень существенные изменения. Новые технологические достижения добавили дополнительные улучшения в эффективности, урожайности и качестве. Производители сахара в Мичигане быстро внедрили новые технологии. В результате за последние семь лет промышленность Мичигана произвела более 18 процентов сахара, а за последние 15 лет в среднем 0.Ежегодный прирост урожая на 5 тонн с акра.

Произведены улучшения семян сахарной свеклы , которые включают генетику, обработку семян, обработку и затравку. Безусловно, самым запоминающимся изменением стало введение семян Round-Up Ready, которые произвели революцию в борьбе с сорняками сахарной свеклы. Генетические улучшения урожайности, содержания сахара и устойчивости к болезням и вредителям, включая устойчивость к нематодам, также были значительными.

Способность семеноводческих компаний идентифицировать и обрабатывать высококачественные семена также улучшилась.Все семена теперь гранулированы и загрунтованы, что обеспечивает лучшее расстояние между семенами, быстрое появление всходов и более стабильные насаждения. Было введено несколько новых обработок семян, которые включают системные инсектициды и фунгициды, которые обеспечивают лучший контроль над болезнями рассады.

Удобрение Применение было точно настроено, что позволяет производителям вносить удобрения и известь с переменной нормой. В настоящее время доступны многие продукты азотных удобрений, которые предлагают медленное высвобождение или другие средства для предотвращения потерь.Была показана важность внесения удобрений, и большинство производителей используют стартовое удобрение два на два. Несколько лет назад в основном использовались сухие гранулированные удобрения, а сейчас стали преобладать жидкие.

Методы обработки почвы и севообороты также сильно изменились со временем. Осенняя вспашка отвала была обычной практикой, и сахарную свеклу высаживали после культур с низким содержанием остатков, таких как сухие бобы. Это было заменено некоторой формой вспашки или рыхления осенним долотом, когда примерно половина урожая следует за кукурузой.

Усовершенствования посевного оборудования позволили нам успешно сажать сахарную свеклу в стебли кукурузы с большим количеством пожнивных остатков или в покровные культуры. Это не только хорошая практика сохранения почвы, но и значительно снижает вероятность выброса сахарной свеклы. Посев несвежих семян, сокращение вторичной обработки почвы и отказ от культивации стали теперь обычной практикой.

Борьба с болезнями и вредителями сахарной свеклы также резко изменилась. Теперь производители могут использовать компьютерное моделирование BEETcast для более точного опрыскивания для борьбы с пятнистостью листьев Cercospora.Теперь с Rhizoctonia можно бороться с помощью подбора сортов и внесения Quadris в борозды или листвы.

Свекольные цистообразующие нематоды раньше боролись только с помощью длительных ротаций. Сегодня сорта, устойчивые к нематодам, наряду с посадкой масличной редьки в качестве ловушки вернули рентабельность бедным продуктивным полям.

RTK, смартфоны и лесозаготовительное оборудование — все это относительно недавние технологические изменения. Технология RTK позволила производителям точно определять урожайность полей, вносить удобрения, а также обеспечивать работу оборудования с помощью автоматического управления.Интернет и его доступность для смартфонов и планшетов сделали информацию доступной у вас под рукой в ​​любое время дня и ночи. Эта технология произвела революцию в сельском хозяйстве и будет продолжаться в обозримом будущем.

Значительно улучшено все оборудование для уборки сахарной свеклы за счет уменьшения тары и повышения эффективности сбора урожая. Самоходные свеклоуборочные комбайны в настоящее время стали обычным явлением, и сахарную свеклу обычно помещают в бурты в конце поля.

Ожидается, что в будущем технологические усовершенствования в производстве и оборудовании будут происходить устойчивыми темпами. Часто эти улучшения могут принести пользу производству сахарной свеклы только небольшими шагами. Однако реализация ряда небольших изменений в сочетании приведет к значительным результатам, которые повысят производительность, рентабельность и эффективность.

Была ли эта статья полезной для вас?