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Beterraba sacarina

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Beterraba sacarina
Dois beterraba - o da esquerda foi produzido seletivamente para ser mais suave do que o tradicional de beterraba, de modo que as armadilhas menos solo.
Classificação científica
Reino: Plantae
Divisão: Magnoliophyta
Classe: Magnoliopsida
Ordem: Caryophyllales
Família: Amaranthaceae
Subfamília: Chenopodiaceae
Género: Beta
Espécie: B. vulgaris
Nome binomial
Beta vulgaris
L.

A beterraba sacarina (Beta vulgaris L.), um membro da Família Chenopodiaceae, é uma planta cuja raiz contém uma concentração elevada de sacarose . É cultivada comercialmente para o açúcar .

A beterraba sacarina está diretamente relacionada com a beterraba , acelga e beterraba forrageira, todos descendentes pelo cultivo do beterraba mar.

A União Europeia , o Estados Unidos e Rússia são os três maiores produtores de beterraba sacarina do mundo, embora apenas a União Europeia ea Ucrânia são exportadores significativos de açúcar a partir de beterraba. Açúcar de beterraba é responsável por 30% da produção de açúcar do mundo.

Nos Estados Unidos, beterraba geneticamente modificada resistente ao glifosato, (comercializado pela Monsanto como Roundup) um herbicida, estão programados para serem plantadas pela primeira vez na primavera de 2008. O açúcar a partir da beterraba sacarina reforçada por meio da biotecnologia foi aprovado para consumo humano e consumo animal na União Europeia. Esta acção do organismo executivo da UE autoriza a importação sem restrições de alimentação humana e animal produtos feitos a partir de (H7-1) tolerante ao glifosato (Roundup Ready) beterrabas.


Cultura

A beterraba sacarina é um hardy bianual planta que pode ser cultivada em uma ampla variedade de climas temperados. Durante a sua primeira estação de crescimento, produz uma grande (1-2 kg) de armazenamento cuja raiz seca de massa é de 15-20% de sacarose por peso. Se não colhidas, durante sua segunda estação de crescimento, os nutrientes neste raiz são consumidos para produzir a planta flores e sementes . Na produção de beterraba comercial, a raiz é colhida após a primeira estação de crescimento, quando a raiz está no seu tamanho máximo.

Produção de beterraba sacarina em 2005

Na maioria climas temperados, beterraba são plantadas na primavera e colhida no outono. No extremo norte de sua escala, estações de crescimento tão curto quanto 100 dias pode produzir culturas de beterraba comercialmente viáveis. Em climas mais quentes, tais como na Califórnia 's Imperial Valley, beterrabas são uma cultura de inverno, sendo plantado no Outono e colhido na primavera. Nos últimos anos, a Syngenta AG desenvolveu o assim chamado beterraba sacarina tropical. Ele permite que a planta cresça em regiões tropicais e subtropicais. Beets são plantadas a partir de uma pequena semente; 1 kg de sementes de beterraba compreende 100 mil sementes eo plantarei sobre um hectare de terreno (£ 1 vai plantar cerca de uma acre).

Até a segunda metade do século 20, a produção de beterraba sacarina foi altamente trabalho intensivo, como controle de plantas daninhas foi gerido pela densamente plantio da safra, que então tinha que ser diluído manualmente com um enxada duas ou até três vezes durante a época de crescimento. Colheita também exigiu muitos trabalhadores. Embora as raízes pode ser levantada por um dispositivo do tipo guilhotina que pode ser puxado por uma equipa de cavalo, o restante da preparação foi manualmente. Um operário pegou a beterraba por suas folhas, bateu-los juntos para agitar o solo frouxo livre, e então colocou-os em uma fila, de raiz para um lado, os verdes para o outro. Um segundo trabalhador equipado com um gancho de beterraba (a ferramenta de algo curto manipulados entre um e um podão foice), seguido por trás, e gostaria de levantar a beterraba e rapidamente pique a coroa e folhas da raiz com uma única ação. Trabalhando desta forma ele iria deixar uma fileira de beterraba que poderia, então, ser bifurcada na traseira de um carro.

Top Dez produtores de açúcar de beterraba - 2005
(Milhões de toneladas métricas)
França 29
Alemanha 25
Estados Unidos 25
Rússia 22
Ucrânia 16
Peru 14
Itália 12
Polônia 11
Reino Unido 8
Espanha 7
Mundial total 242
Fonte:
Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO)

Hoje em dia, a sementeira mecânica, aplicação de herbicidas para controle de plantas daninhas e colheita mecânica removeu esta dependência de trabalhadores.

Uma colheitadeira de beterraba

A colheita é agora inteiramente mecânica. O debulhadora beterraba corta a folha e da coroa (que é rica em impurezas não-açúcar) a partir da raiz, levanta a raiz, e remove o excesso de solo a partir da raiz de uma única passagem sobre o campo. Uma ceifeira moderna é tipicamente capaz de cobrir seis linhas ao mesmo tempo. A beterraba é deixada em pilhas no lado do campo e, em seguida, transportado para um reboque para entrega à fábrica. O transportador remove mais solo -a agricultor seriam penalizados na fábrica para excesso de terra em sua carga.

Se beterraba é para ser deixada para entrega posterior, que é formado em grampos. Os fardos de palha são utilizadas para proteger a beterraba do tempo. Desde que o braçadeira está bem construído com a quantidade certa de ventilação, a beterraba não se deteriore significativamente. Beterraba que é congelado e, em seguida, descongela, produzir hidratos de carbono complexos que causam graves problemas de produção na fábrica. No Reino Unido, as cargas podem ser examinadas mão no portão da fábrica antes de ser aceito.

Em os EUA, a colheita de outono começa com a primeira geada forte, que prende a fotossíntese eo crescimento adicional da raiz. Dependendo do clima local, pode ser levada a cabo em algumas semanas, ou ser prolongada ao longo dos meses de inverno. A colheita e processamento da beterraba é referida como "a campanha", reflectindo a organização necessária para entregar cultura a uma taxa constante para as fábricas de processamento que funcionam 24 horas por dia durante todo o período da colheita e processamento (para o Reino Unido o campanha dura cerca de 5 meses). Nos Países Baixos, este período é conhecido como "de bietencampagne", uma vez que ter cuidado ao dirigir estradas locais na área das beterrabas são cultivadas. A razão para isso é o naturalmente elevado de argila conteúdo do solo, causando estradas escorregadias quando o solo cai dos reboques durante o transporte.

Sebewaing, Michigan é conhecida como a capital de beterraba do mundo. Sebewaing reside na região Thumb de Michigan, tanto da região e do estado são os principais produtores de beterraba sacarina. Sebewaing é o lar de uma das três outras fábricas de Michigan Sugar Company, e é a casa do "Michigan Sugar Festival".

Processamento

Recepção

A fábrica de açúcar localizado em Shropshire, Inglaterra .

Após a colheita, as beterrabas são transportados para a fábrica. Entrega no Reino Unido é de caminhão ou, para os agricultores locais, por tractor e reboque. Ferrovias e barcos foram usados uma vez no Reino Unido, mas não mais. Alguns beterraba foi realizada por via ferroviária na República da Irlanda , até o encerramento da produção de beterraba açucareira no país 2006 devido ao fim dos subsídios.

Cada entrada de carga é pesada e se provar antes que derruba para a área da recepção, tipicamente um "pad flat" de concreto, onde ele é movido em grandes montões. A amostra de beterraba está marcada para

  • tara do solo - a quantidade de beterraba entregue não
  • coroa tare - a quantidade de baixo beterraba entregue
  • teor de açúcar ( "Pol") - quantidade de sacarose na safra
  • teor de azoto - para recomendar futuro uso de fertilizantes ao agricultor.

De estes, o teor de açúcar real da carga é calculado e pagamento do cultivador determinado.

A beterraba é movido a partir dos montes em um canal central ou gulley onde é lavado para a planta de processamento.

Difusão

Após a recepção na unidade de transformação das beterrabas são lavados, cortados mecanicamente em tiras finas chamados cossettes, e passado para uma máquina chamada um difusor para extrair seu teor de açúcar em uma solução de água.

Difusores são muitos (metros) vasos longos em que as fatias de beterraba ir em uma direção, enquanto a água quente vai na direção oposta. O movimento pode ser quer por um parafuso rotativo ou toda a unidade gira e a água e cossettes mover através das câmaras internas. Existem três modelos comuns de difusor, o horizontal 'RT' rotativa (de Raffinerie Tirlemontoise, o fabricante), parafuso inclinado "DDS" (De Danske Sukkerfabrikker), ou parafuso vertical "Tower". Um design comum utiliza menos uma correia móvel de cossettes e a água é bombeada para o topo da cinta e derrama através. Em todos os casos, as taxas de fluxo de cossettes e água estão na proporção 01:59. Tipicamente cossettes demorar cerca de 90 minutos para passar através do difusor, a água de apenas 45 minutos. Estes são todos Métodos de troca de contracorrente que extraem mais açúcar dos cossettes usando menos água do que se eles simplesmente sentou-se em um tanque de água quente. O líquido que sai do difusor é chamado de sumo em bruto. A cor do sumo em bruto varia do preto para, dependendo da quantidade de oxidação, que é em si dependendo do desenho de um difusor vermelho escuro.

Os cossettes utilizados, ou polpa, sai do difusor em cerca de 95% de umidade, mas de baixo teor de sacarose. Uso prensas de parafuso, a polpa húmida é então pressionado para baixo até 75% de humidade. Este recupera sacarose adicional no líquido pressionado para fora da pasta de papel, e reduz a energia necessária para secar a polpa. A pasta prensada é seca e vendido como alimentação animal, enquanto que o líquido pressionado para fora da pasta de papel é combinado com o suco bruto ou mais frequentemente introduzida no difusor no ponto apropriado no processo de contracorrente.

Durante difusão existe um grau de desagregação da sacarose em açúcares invertidos e estes podem sofrer discriminação adicional em ácidos. Estes produtos de degradação não são apenas perdas de sacarose, mas também tem efeitos em cadeia, reduzindo a produção final de açúcar processado a partir da fábrica. Para limitar (thermophilic) ação bacteriana a água de alimentação pode ser dosado com formaldeído e controlo da água de alimentação pH também é praticado. Houve tentativas de difusão de operação sob condições alcalinas, mas o processo tem-se revelado problemático - a extração de sacarose melhoria na compensado por problemas de processamento nas próximas etapas difusor.

Carbonatation

O suco cru contém muitas impurezas que devem ser removidos antes da cristalização. Isto é conseguido através carbonatação. Em primeiro lugar, o suco é misturado com água quente leite de cal (uma suspensão de hidróxido de cálcio em água). Este tratamento precipita um número de impurezas, incluindo multivalentes aniões tais como sulfato , fosfato, e citrato oxalato, que precipitam como os seus sais de cálcio e moléculas orgânicas grandes tais como proteínas , e saponinas pectinas, que agregam na presença de multivalentes cátions . Além disso, as condições alcalinas converter os açúcares simples, glucose e frutose, juntamente com o aminoácido glutamina, para quimicamente estáveis de ácidos carboxílicos . Não tratada, esses açúcares e aminas acabaria por frustrar cristalização da sacarose.

Em seguida, o dióxido de carbono é feito borbulhar através da solução açúcar alcalina, precipitação do cal como carbonato de cálcio ( giz). As partículas de giz e reter algumas impurezas absorver outros. Um processo de reciclagem constrói-se o tamanho das partículas de giz e um naturais floculação ocorre onde as partículas pesadas resolver fora em tanques (clarificadores). Uma adição final de mais dióxido de carbono precipita mais de cálcio a partir da solução; este é separado por filtração, deixando uma solução de limpeza de ouro açúcar castanho claro chamado suco fina.

Antes de entrar na próxima fase o suco fina pode receber carbonato de sódio para modificar o pH e sulfitação com um enxofre composto -based para reduzir a formação de cor devido a decomposição de monossacáridos sob calor.

Evaporação

O suco fina é concentrada através -múltiplo efeito de evaporação para fazer um suco de espessura, cerca de 60% de sacarose em peso e aparência semelhante à xarope panqueca. Suco de espessura podem ser armazenados em tanques para processamento posterior, reduzindo a carga sobre a planta cristalização.

Cristalização

O suco espesso é alimentado para os cristalizadores, açúcar reciclado é dissolvido nele e o xarope resultante é chamado "licor mãe". Isto é ainda concentrada por ebulição sob vácuo em grandes vasos e semeado com cristais de açúcar finas. Esses cristais crescem, como açúcar das formas de licor mãe em torno deles. A mistura de cristais de açúcar e de xarope resultante é chamada uma massa cozida (a partir Francês "massa cozida"). A massa cozida é passado para uma centrifugadora, onde o líquido é removido dos cristais de açúcar. Restante xarope é enxaguado com água e os cristais secos num granulador usando ar quente. O xarope remanescente é alimentada a um outro cristalizador a partir do qual um segundo lote de açúcar é produzido. Este açúcar ("bruto") é de menor qualidade com uma grande quantidade de cor e impurezas e é a principal fonte de açúcar, que é re-dissolvido no licor mãe. O xarope a partir da matéria deve também ser enviada para um cristalizador. A partir deste um cristal muito baixo açúcar de qualidade é produzido (conhecido em alguns sistemas como "açúcar AP"), que também é novamente dissolvido. O xarope é separada melaço; ainda que contém açúcar, mas com muita impureza a ser processado economicamente mais longe.

Existem variações sobre o sistema acima, com diferentes caminhos de reciclagem e de cristalização.

Outros usos

Bebidas

Num certo número de países, mais notavelmente a República Checa , açúcar a partir de beterraba de açúcar é usado para fazer um tipo de " rum ", que agora é conhecido como tuzemak. Nas ilhas Åland , uma bebida semelhante é feita sob a marca Kobba Libre. Em alguns países europeus, nomeadamente na República Checa e Alemanha , beterraba também é usado para fazer espírito retificado e vodka.

Xarope de açúcar de beterraba

Um xarope açucarado não refinado pode ser produzido diretamente a partir da beterraba. Este, xarope escuro espesso é produzido por cozimento beterraba sacarina triturados durante várias horas, em seguida, premir o puré de beterraba de açúcar resultante e concentrar o sumo produzido até que tenha a consistência semelhante à do mel . Sem outros ingredientes são utilizados. Na Alemanha , particularmente o ?rea Renolândia, este xarope de açúcar de beterraba (chamado Zuckerrüben-Xarope em alemão) é usado como uma propagação para sanduíches, bem como para a edulcoração molhos, bolos e sobremesas.

Comercialmente, se o xarope tem uma equivalência de dextrose acima DE 30, o produto tem de ser hidrolisado e convertido para um xarope rico em frutose, muito parecido xarope de milho de alta frutose, ou xarope de glucose iso-na UE.

Betaína

A betaína pode ser isolado a partir de subprodutos do processamento de beterraba sacarina. A produção é principalmente por técnicas de separação usando chromatagraphic como o "leito móvel simulado".

Uridina

A uridina pode ser isolado a partir de beterraba de açúcar. A uridina em combinação com ácidos gordos ómega 3 foi mostrado para aliviar depressão.

Combustível alternativo

Há planos de BP e Associated British Foods de usar excedentes agrícolas da beterraba para produzir biobutanol em East Anglia, no Reino Unido .

História

Um geneticista avalia plantas de beterraba para a resistência à podridão radicular de Rhizoctonia doença fúngica.

Apesar de beterrabas foram cultivadas como legumes e das forragens desde a antiguidade (a grande raiz vegetal que aparecem nas obras de arte templo egípcio antigo 4000-ano pode ser uma beterraba), a sua utilização como uma colheita de açúcar é relativamente recente. Já em 1590, o botânico francês Olivier de Serres extraído um xarope doce de beterraba, mas a prática não se tornou comum. O Químico prussiano Andreas Sigismund Marggraf usado para extrair álcool de açúcar a partir de beterraba e cenoura (em 1747), mas seus métodos não se prestam a produção em escala industrial econômico. Sua ex-aluno e sucessor Franz Karl Achard começaram a criar seletivamente beterraba sacarina a partir da beterraba forrageira Branco Silesian em 1784. Até o início do século 19, a sua beterraba foi de aproximadamente 5-6 por cento de sacarose, em peso, em comparação com cerca de 20 por cento nas variedades modernas. Sob o patrocínio de Frederick William III da Prússia, ele abriu pela primeira vez açúcar de beterraba do mundo fábrica em 1801, em Cunern em Silésia.

O desenvolvimento da indústria europeia de açúcar de beterraba foi incentivado pelas guerras napoleônicas . Em 1807, os britânicos começaram a bloqueio da França , impedindo a importação de cana a partir da Caribe. Em parte como resposta, em 1812, o francês Benjamin Delessert surgiu com um processo de extração de açúcar adequado para aplicação industrial, e em 1813, Napoleão instituiu uma retaliação embargo. Até o fim das guerras, mais de 300 usinas de açúcar de beterraba operado na França e na Europa Central .

A primeira fábrica de açúcar de beterraba US inaugurado em 1838, mas a primeira fábrica de sucesso comercial foi estabelecido pela EH Dyer em 1879.

Agricultura

A beterraba sacarina é uma parte importante de um rotativa ciclo da cultura.

Plantas de beterraba são suscetíveis a rizomania ("loucura root") que transforma a raiz da torneira bulboso em muitas pequenas raízes que fazem a cultura economicamente improcessável. Controles rígidos são aplicadas em países europeus para impedir a propagação, mas já é endêmica em algumas áreas. Pesquisa contínua procura por variedades com resistência, bem como aumentou o rendimento de açúcar. Beterraba sacarina pesquisa de reprodução nos Estados Unidos é o mais proeminente realizado em vários USDA Agricultural Estações de Investigação, incluindo uma em Fort Collins, Colorado, liderada por Linda Hanson e Leonard Panella, um em Fargo, Dakota do Norte, chefiado por John Wieland, e um em Michigan State University em East Lansing, Michigan, dirigido por J. Mitchell McGrath.

Outros membros economicamente importantes do Chenopodioideae subfamília:

  • Raiz de beterraba
  • Acelga
  • Mangelwurzel ou de beterraba forrageira
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