МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ Воронежский государственный университет инженерных технологий

МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ ДЛИТЕЛЬНОГО ХРАНЕНИЯ
САХАРНОЙ СВЕКЛЫ
Гребенникова А.Н. , Лисицкая К.О., Марченко К.В.
Воронежский государственный университет инженерных технологий
Воронеж, Россия
MEASURES TO ENSURE THE LONG-TERM STORAGE OF SUGAR BEET
Grebennikovа А.N., Lisitskaya K.O., Marchenko K.V.
FSBEE HE "Voronezh State University of Engineering Technologies", Voronezh, Russia
(394036 Voronezh, revolution Avenue, 19
Сахарная свёкла — важнейшая техническая культура, сырьё для сахарной
промышленности.
Производство сахара из свеклы является сложным физико-химическим
процессом.
Для
соответствовать
получения
сахара
требованиям
высокого
ГОСТ
Р
качества,
52647-2006
свекла
«Свекла
должна
сахарная.
Технические условия». Корнеплоды сахарной свёклы должны быть с типичным
для ботанического вида формой и окраской, с удаленными листьями и
черешками,
неувядшими,
наличие
мумифицированных
и
загнивших
корнеплодов не допускается.
Физико-химические показатели свёклы
Наименование показателя
Норма
Сахаристость, % не менее
14,0
Загрязнённость, % не более
15,0
Содержание зеленой массы, % не более
3,0
Содержание увядших корнеплодов, % не более
5,0
Содержание корнеплодов с сильными механическими
повреждениями, % не более
12,0
Содержание цветушных корнеплодов, % не более
1,0
Для регионов Южного Федерального округа норма сахаристости
корнеплодов сахарной свёклы считается не менее 12 %, норма загрязненности -
не более 10 %.
Выход кристаллического сахара - главный критерий для оценки
экономической эффективности сахарного производства. На выход сахара в
значительной степени влияет способ хранения корнеплодов.
Цель хранения - максимальное сохранение технологических качеств
свеклы, чтобы обеспечить рентабельность переработки ее на сахар. Существует
всего два метода хранения сахарной свеклы - это хранение в буртах и кагатах.
В буртах, на краях полей, хранят свеклу для того, чтобы полностью обеспечить
сезонную эксплуатацию уборочной техники и сахарных заводов. Хранение это
промежуточное, но оно необходимо. В кагаты свеклу загружают на длительное
зимнее хранение.
При
распределении
свеклы
на
категории
по
срокам
хранения
придерживаются следующих положений:
к I категории относят свеклу, убранную после 20 сентября, технически
спелую, кондиционную, свежую, при полном отсутствии подвяленных,
подмороженных и загнивших корнеплодов; содержащую не более 1 %
цветушных корнеплодов, имеющую незначительное количество механических
повреждений, зеленой массы (не более 3 %), с загрязнённостью до 10 %. Ее
направляют в кагаты длительного хранения (более 2 месяцев);
ко II категории относят свеклу, убранную в более ранние сроки, не
подмороженную, содержащую не более 5 % подвяленных и не более 12 %
сильно поврежденных корнеплодов, а также до 3 % зеленой массы. Свеклу II
категории направляют в кагаты средних сроков хранения (не более 2 месяцев);
к III категории относят свеклу пониженного качества, некондиционную.
Она направляется непосредственно на переработку или в кагаты краткосрочного
хранения (до 1 месяца).
Кагаты в поперечном разрезе имеют форму усеченной трапеции.
Размеры кагатов зависят от времени уборки свеклы и ее технологического
качества:
- для здоровой свеклы, убранной в октябре, рекомендуется ширина
кагата (h) 18-25 м, высота (H) 5-6 м (кагаты длительного хранения);
- для частично поврежденной или выкопанной в последние две декады
сентября - h 12-16 м, H 3-4 м (кагаты средних сроков хранения);
- для свеклы пониженного качества и некондиционной - h 8-12 м, H 2,53 м (кагаты краткосрочного хранения).
Расстояние
между
кагатами
принимают
из
условия
проезда
буртоукладчиков – 7 м. Угол наклона боковых сторон кагата α=40о (угол
естественного откоса свеклы 38-42о).
На хранение укладывают только спелые, здоровые, неподвяленные,
чистые корнеплоды свеклы с минимальными механическими повреждениями,
что возможно только при поточном способе уборки. Поступающую на хранение
свеклу взвешивают вместе с транспортом, выгружают и укладывают в кагат с
помощью буртосвеклоукладочных машин БУМ.
Подкагатные земляные площади перед укладкой свеклы выравнивают,
поливают водой и для дезинфекции обрабатывают известью - пушенкой (0,2 кг
на квадратный метр) или известковым молоком плотностью 1,03... 1,05 г/м2 (5 л
на квадратный метр)[1].
Оптимальными условиями при хранении свеклы считаются: температура
0...2 °С, относительная влажность воздуха 90...95 %, содержание углекислого
газа 0,18...0,20 % и кислорода 18...20 %. Таким образом, в теплое время года
дороги, межкагатные промежутки и примыкающие к кагатному полю участки
регулярно поливают водой для поддержания этих параметров. Боковые
поверхности кагатов периодически (2...3 раза в день) опрыскивают водой в
количестве не более 0,7 л/(м2ч).
Чтобы восстановить слой известковой побелки, проводят повторную
обработку поверхности кагатов известковым молоком.
На
результатах
эффективности
переработки
свёклы
отрицательно
сказывается снижение технологического качества вследствие длительного срока ее
хранения [1].
Среди физиологических процессов, происходящих в корнеплодах во время
хранения, важная роль принадлежит дыханию, интенсивность которого зависит
преимущественно от температуры и состава газовой среды в кагате, степени
увядания или подмораживания корнеплодов, механических повреждений и других
факторов [3]. После выкапывания из земли корнеплоды сахарной свёклы
представляют собой совсем другой биологический организм, чем в период
вегетации. Они лишены притока пластических веществ через листовую розетку, а
также воды и минеральных веществ из почвы через корневую систему. При
хранении связь корнеплодов с окружающей средой ограничена поглощением
кислорода из воздуха и выделением диоксида углерода и воды. Для поддержания
жизнедеятельности при хранении они расходуют собственные запасы метаболитов,
в том числе сахарозу. На долю этого процесса при длительном хранении свёклы
приходится примерно 70-80 % суммарных потерь. Остальные 20-30 % приходятся
на долю микробиологического разложения [4]. Под действием ферментов сложные
углеводы превращаются в простые, а в результате гидролиза белковых веществ
появляются пептиды и аминокислоты. В результате снижаются технологические
качества свёклы.
Если хранить корнеплоды свеклы в поле без укрытия, особенно в теплое
время года, то происходит быстрая потеря влаги - увядание. Увядание
корнеплодов отрицательно влияет на протекание процесса жизнедеятельности,
физиологическое состояние, химический состав, устойчивость к поражению
микроорганизмами. Потеря 10 % массы при увядании влечет за собой снижение
содержания
сухих веществ на 1,1 %, количество редуцирующих веществ
возрастает на 10- 25 % по сравнению с первоначальным их содержанием. При
увядании, сопровождающемся потерей корнеплодами 10 % массы, содержание
сахара в мелассе увеличивается на 0,06 %. Свекла, увядшая на 13-17 %, при
хранении теряет сахара в 5 раз больше, чем свёкла хорошего качества, а
количество корнеплодов, пораженных кагатной
гнилью, достигает 60 %.
Свекловичные корнеплоды, длительно находившиеся в полевых кагатах,
хранению в заводских кагатах не подлежат, а должны сразу направляться в
переработку [5].
При прорастании в процессе хранения у корнеплодов свёклы усиливается
дыхание и выделение теплоты, поэтому они больше теряют сахарозы. При
повышении температуры хранения в невентилируемых кагатах в недоспелых
корнеплодах, особенно в корнеплодах с оставшейся верхушечной почкой,
прорастание резко интенсифицируется.
При длительном хранении корнеплодов отмечаются значительные потери
сахара[3] . Так, потери сахара при хранении колеблются от 100 до 300 г в день
на 1 т корнеплодов. Как правило, они составляют в первую неделю хранения
0,01 % в день, потом 0,05 % в день [4] .
Во время хранения сахарной свёклы вследствие микробиологических и
биологических процессов сахароза разлагается на составные части. При этом
увеличивается количество редуцирующих веществ и органических кислот. Кроме
того, белковый азот превращается в азот аминокислот, которые не удаляются в
процессе очистки и переходят в мелассу. Известно, что редуцирующие вещества
снижают технологические качества сырья, негативно влияют на очистку соков и
кристаллизацию сахарозы. В частности, увеличиваются потери сахарозы в
производстве, уменьшается выход сахара и повышается цветность произведенного
сахара, поэтому переработка сырья с большим содержанием редуцирующих
веществ требует корректировки технологического процесса очистки соков [6].
При хранении корнеплодов после извлечения из земли в небольших полевых
кагатах и кучах, особенно в условиях высоких температур и низкой относительной
влажности в ранний осенний период наблюдаются большие потери массы.
Например, при хранении сахарной свёклы в неукрытых полевых кагатах в течение
5 сут при урожайности 35 т/га потери массы составляют 1,4 т/га; 15 сут - 4,2 т/га,
т.е. увеличиваются в 3 раза.
В настоящее время остро встает проблема снижения потерь сахара при
хранении сахарной свёклы.
Так как в первоначальный период хранения свекла интенсивно дышит, в
кагатах применяется принудительное вентилирование (продольная и поперечная
схема), которое проводится с увлажнением воздуха. Для лучшего хранения
используют вентилирование воздушно- аммиачной смесью.
Поверхность сформированных кагатов несколько раз обрабатывают
известковым
молоком
(плотностью
1,03...
1,05
г/см3)
до
образования
устойчивого белого покрова. Это способствует отражению солнечных лучей,
улучшению параметров физической среды в кагате и снижению интенсивности
увядания корнеплодов [1].
Перспективным направлением хранения свёклы является использование
различных биологических стимуляторов, входящих в состав растений и
имеющих естественную форму происхождения. Находясь в растениях в малых
количествах, они регулируют их рост и развитие, ускоряют или замедляют сроки
созревания, интенсифицируют синтез пластических веществ, в том числе и
сахарозы, а также обеспечивают лучшую сохранность растительного сырья при
длительном хранении. Они экологически чисты, безопасны для человека и
окружающей среды.
Перед хранением обычно проводят объемную обработку
корнеплодов в
кагатах консервантами и антисептиками для подавления микробиологических и
биохимических
процессов
с
использованием
специального
оборудования.
Появилась альтернатива объёмному способу - обработка свёклы термическими
смесями, в составе которых есть антисептик и горючие вещества. При их тлении
активное вещество в виде тонкодисперсного аэрозоля
проникает в массу
корнеплодов в кагатах и дезинфицирует их поверхность. Один из таких препаратов
– фумигационный препарат Вист, в котором действующим веществом является
тиабендазол. Применяют его в виде дымового аэрозоля в количестве 10 г на 1 т
свёклы при температуре 6-7 0С на поверхности кагатов. Так как препарат Вист
является аэрозолем, то при его применении кагаты со свёклой на некоторое время
(5- 8 ч) укрывают. При этом аэрозоль действующего вещества проникает в массу
корнеплодов и дезинфицирует их поверхность, снижая таким образом потери
сахарозы.
Прорастание подавляют путем обработки корнеплодов перед укладкой в
кагаты 1%-ным водным раствором натриевой соли гидразида малеиновой кислоты
(ГМК-Nа) из расчета 3-4 дм3/т, или консервантом картоцидом. При низком срезе
головки или же укладке в кагат немного подвяленных корнеплодов вместо ГМК-Nа
следует использовать 0,3%-ный раствор пирокатехина (1,2-дигидроксибензол) сильного восстановителя.
Препарат Фитоспорин-М - микробиологический препарат, предназначенный
для защиты огородных, садовых, комнатных и оранжерейных растений от
совокупности грибных и бактериальных болезней. Действующим веществом
препарата являются живые клетки и споры природной бактериальной культуры
Bacillus Subtilis. В качестве переносчика бактериальной культуры выступает состав
на основе мела
различных наполнителей. Препарат нужен
для обработки
корнеплодов сахарной свёклы против возбудителей кагатной гнили в период
послеуборочного хранения [7].
Были разработаны современные продукты нового поколения, такие как
«Кагатник» - отечественный препарат, выпускаемый ЗАО «Щелково Агрохим».
Его эффективность исследовали в лабораторных условиях путем проведения
микробиологических опытов. «Кагатник» обладает комплексом свойств - высокой
дезинфицирующей
способностью,
ингибированием
ростовых
процессов,
способностью замедлять интенсивность дыхания корнеплодов и снижать уровень
ферментативной активности инвертазы. Действующее вещество препарата бензойная кислота - сильное антисептическое средство [8].
Антимикробное
ферменты,
действие кислоты связано со способностью подавлять
осуществляющие
окислительно-восстановительные
реакции,
и
направлено против дрожжей, бактерий и плесневых грибов [8].
Скорость воздействия высокая, препарат функционирует сразу после
обработки. В сравнении с биопрепаратами других компаний, используемых для
этих же целей, эффективность препарата «Кагатник» более устойчива и
проявляется как при средних, так и при длительных сроках хранения.
Заключение
Основные потери сахарозы складываются из учтенных потерь с
фильтрационным осадком и неучтенных потерь, обусловленных разложением
сахарозы в сильнощелочной среде, уносом с отработавшим сатурационным газом.
Учтенные потери - это масса сахарозы, содержащейся в фильтрационном
осадке, которую можно определить лабораторными анализами (выражается в
процентах к массе свеклы.)
Неучтенные потери-разность между общими и учтенными потерями.
Величина учтенных потерь сахарозы с фильтрационным осадком зависит от
схемы очистки сока, качества сырья.
Неучтенные (термохимические) потери сахарозы в сокоочистительном
отделении обусловлены в основном величиной оптимального значения рН сока.
Приблизительно можно считать, что в интервале рН 7-9 термохимические потери
сахарозы близки к минимальным.
Так же рассматривая реакции разложения сахарозы и моносахаридов в
целом, можно заметить, что нейтральная и слабокислая среды являются наиболее
благоприятными для сохранения сахарозы, но глюкоза, фруктоза и инвертный
сахар в этих средах разлагаются быстрее.
Список используемой литературы:
1.
Сапронов, А.Р. Технология сахарного производства [Текст]. – 2-е изд.,
исправл. и доп. – М.: Колос, 1999. – 495 с.
2.
Кульнева, Н.Г. Основы технологии отрасли. Лабораторный практикум
[Электронный ресурс]: учебное пособие / ВГУИТ, Кафедра технологии сахаристых
веществ. - Воронеж, 2012. - 80 с.
3.
Кучеренко, Е.П. Потери сухих веществ в корнеплодах при хранении
[Текст] / Сахарная свёкла.-2013.№6. С.34-35.
4.
Бугаенко, И.Ф. Научные основы технологии сахара [Текст].- Ч.1.- СПб.:
ГИОРД, 2007 – 512 с.
5.
Чернявская, Л.И. Технологические качества свеклы и эффективность
сахарного производства [Текст] / Сахар. - 2004. - № 1. – С.18-21.
6.
Ионицой, Ю.С. Изменение выхода сахара при хранении сахарной
свёклы различной селекции [Текст] / Сахар. - 2007. - № 1. – С.31-33.
7.
Князев, В.А.
Консервант совмещенного действия для корнеплодов
сахарной свёклы [Текст] / Сахарная промышленность - 2008.- С.36-37.
8.
Инновационный продукт нового поколения [Текст] / Сахарная свёкла.-
2013.- № 7.- С.8-11.