Biologiczne Podstawy Produkcji Roślinnej Budowa i rodzaje tkanek
advertisement
Biologiczne Podstawy Produkcji Roślinnej Burak cukrowy Budowa i znaczenie Opracował drBPPRinż. Wiktor Berski UR Kraków Wykorzystano materiały z następujących źródeł: • Technologia Przetwórstwa Węglowodanów, pod red. M. Pałasińskiego • Cukrownictwo S. Nikiel • Biologia buraka cukrowego, pod red. W. Byszewskiego • Szczegółowa uprawa roślin Ziółek i in. • • • • • • • • • • • • • • • • http://www.ar.lublin.pl/ http://www.nass.usda.gov/ http://www.stat.gov.pl/ http://www.fao.org/waicent/portal/statistics_en.asp http://www.ppr.pl/ http://www.izoglukoza.pl/ http://www.hfcsfacts.com http://www.kostaryka.org/.../ Centrum_pliki/a96.jpg http://www.cukrownia.ropczyce.pl/ http://encyklopedia.pwn.pl/ http://www. coboru.pl/ http://wiem.onet.pl/ http://pl.wikipedia.org http://www.eszkola.pl/czytaj/Przemysl_cukrowniczy/3573 http://www.ids.edu.pl/wwwbio/genetyka BPPR UR Kraków http://www.stc.pl/dhttp.php?co=swietlicki_2008_02_21.pdf BURAK - dwuletnia roślina z rodziny komosowatych, uprawiana w wielu formach i odmianach w strefie klimatu umiarkowanego na całym świecie; istnieją również formy dziko rosnące. W pierwszym roku wegetacji wytwarza rozetę liściową oraz zgrubiały, mięsisty korzeń spichrzowy, będący połączeniem korzenia i hypokotylu (granica w miejscu wyrastania korzeni bocznych), w którym gromadzone są substancje zapasowe (głównie sacharoza). Natomiast w drugim roku z pączków znajdujących się w kątach liści rozetowych wyrastają pędy nasienne, roślina kwitnie i wydaje nasiona. Materiałem siewnym buraka są owoce, tzw. kłębki, które mogą być wielonasienne (2 - 5 nasion) lub jednonasienne. Wśród roślin okopowych korzeniowych burak cukrowy zajmuje czołowe miejsce z uwagi na to, że w naszych warunkach geograficznych jest jedyną rośliną dostarczającą surowca dla przemysłu cukrowniczego. BPPR UR Kraków Rozwój buraka cukrowego Biologia buraka cukrowego BPPR UR Kraków Burak cukrowy, Beta vulgaris roślina przemysłowa dostarczająca 40% światowej produkcji cukru. Został wprowadzony do uprawy na przełomie XVIII i XIX w. W Polsce uprawiane od 1820 r. Burak cukrowy jest uprawiany na glebach żyznych, próchnicznych; przeciętny plon korzeni wynosi około 50 t z ha. Siewu buraków dokonuje się w kwietniu, a zbioru pod koniec września i w październiku. Sprzęt burak powinien się odbywać, gdy osiągną one dojrzałość technologiczną. W tym stanie korzenie dają maksymalny plon cukru z hektara i osiągają optymalne własności technologiczne, tj.: wysoką zawartość cukru, niską zawartość niecukrów szkodliwych. Dojrzałość technologiczną buraka przypada na okres tuż przed żółknięciem liści, gdy ulega zahamowaniu proces asymilacji, a wzmagają się procesy desymilacji. BPPR UR Kraków Odmiany hodowlane • burak liściowy, boćwina (Beta vulgaris ssp. vulgaris convar. vulgaris var. cicla) – uprawiany dla liści jadalnych, odmiana mało znana w Polsce. • burak korzeniowy (Beta vulgaris ssp. vulgaris convar. crassa), w uprawie występują jego następujące odmiany: burak cukrowy (Beta vulgaris ssp. vulgaris convar. crassa var. altissima) – uprawiany ze względu na korzeń, który zawiera około 20% cukru. burak ćwikłowy (Beta vulgaris ssp. vulgaris convar. crassa var. conditiva) – roślina warzywna - uprawiana ze względu na korzeń. burak pastewny (Beta vulgaris ssp. vulgaris convar. crassa var. rapacea) - uprawiany na paszę. BPPR UR Kraków Burak pastewny wykształca korzeń spichrzowy o białym lub żółtym miąższu, wyrastający nad powierzchnię ziemi, z rozetą szerokich, długoogonkowych liści; liczne odmiany różnią się m.in. kształtem korzeni (walcowaty, wydłużony, kulisty lub owalny), zawartością suchej masy (12–16,5%), barwą skórki; korzenie (zawierają 10–12% cukru, ok. 1–1,5% białka, składniki miner.). Liście są cenną, mlekopędną paszą o dużej wartości odżywczej, zarówno w stanie świeżym, jak i po zakiszeniu; plony korzeni wynoszą ponad 70 t z ha, liści — 25–30 t z ha. Burak stołowy, dawniej zwany. burakiem ćwikłowym (ćwikłą), ma intensywnie czerwony, kulisty, niekiedy spłaszczony korzeń jadalny oraz czerwonawe liście (barwnik z grupy antocyjanów); w Polsce uprawiany od dawna jako warzywo na barszcz i jarzynę; ma dużą wartość dietetyczną i energetyczną dzięki zawartości sacharozy (do 9,5%), białka (1,8%) oraz soli miner., zwłaszcza. wapnia i magnezu; jadalne są też młode liście, błędnie zwane boćwiną. BPPR UR Kraków Wymagania klimatyczne i glebowe buraka cukrowego Burak daje obfity plon korzeni i liści z 1 ha, dlatego zużywa dużo wody. Na wyprodukowanie 1 kg suchej masy potrzebuje około 300 kg wody. Narastanie głównej masy plonu przypada w lipcu i sierpniu, gdy zapasy wody w glebie są mniejsze, a wysokie na ogół temperatury pogłębiają deficyt wody. Toteż duże znaczenie mają rozkład i suma opadów w okresie wegetacji. wysokie plony korzeni uzyskuje się w latach, w których suma opadów w okresie wegetacji wynosi około 600 mm, z nasileniem opadów w lipcu i początku sierpnia. Niebezpieczne są też susze wiosenne, które utrudniają wschody buraków i wpływają na niską obsadę roślin. Susze letnie z kolei obniżają plon korzeni i ich jakość. Nawadnianie plantacji buraczanych jest ważnym czynnikiem stabilizacji plonowania. W Polsce burak reaguje na nawodnienie dużymi zwyżkami plonu, wynoszącym od 4 do 15 t z 1 ha. BPPR UR Kraków Klimatogramy wybranych miast w Polsce http://pl.wikipedia.org/wiki/Geografia_Polski Współczynnik transpiracji – ilość wytranspirowanej wody potrzebnej do wyprodukowania 1 kg suchej masy rośliny. Nie jest on wartością stała Typowe wartości uprawnych: współczynnika transpiracji dla roślin żyto – 724 l/kg, owies– 614 l/kg, Współczynnik transpiracji l/kg pszenica – 507 l/kg, Zboża 500-650 lucerna – 859 l/kg, Motylkowate 700-800 jęczmień – 511 l/kg, Ziemniaki i buraki 400 - 650 kukurydza – 358 l/kg, proso – 273 l/kg. P. J. Kowalik, R. Scalenghe: III Ogólnopolski Kongres Inżynierii Środowiska tom 3 Potrzeby wodne roślin energetycznych jako problem oddziaływania na rzecz trwałego i zrównoważonego rozwoju Dębski K., 1970 Hydrologia. Arkady, Warszawa , pp. 368 Burak wymaga dużej intensywności oświetlenia w ciągu całego okresu wegetacji. Znacznemu nasileniu opadów w okresie wegetacji towarzyszy mniejsza intensywność światła i gorsze jego wykorzystanie przez rośliny. Sprzyja to wysokim plonom korzeni i liści, lecz zawartość cukru w korzeniach jest wtedy niższa. Wysoki plon korzeni o dobrej wartości technologicznej uzyskuje się w latach o optymalnych opadach w czerwcu, lipcu i sierpniu, jeśli po deszczach występują okresy pogody ciepłej i słonecznej. Ciepła i słoneczna jesień sprzyja uzyskaniu korzeni o dobrej jakości technologicznej. Burak cukrowy nie jest zbyt wrażliwy na niskie temperatury. Dopiero przymrozki około -8 st. C uszkadzają młode rośliny, a jesienią wykopane korzenie są uszkadzane przez przymrozki dochodzące do -6 lub -8 st. C. Długość okresu wegetacji buraka, zapewniająca wysoki plon i dobrą jakość korzeni, powinna wynosić 180-190 dni. BPPR UR Kraków Trzcina cukrowa, Saccharum officinarum, wieloletnia, silnie krzewiąca się roślina uprawna z rodziny traw, podrodzina wiechlinowate, pochodząca prawdopodobnie z Nowej Gwinei; łodygi grube, wys. 3–6 m (niekiedy do 12 m), wypełnione miękiszem zawierającym 13–20% sacharozy; liście duże, szerokie. Uprawa trzciny cukrowej była znana kilka tysięcy lat p.n.e. w Indiach i Chinach. Z łodyg otrzymywano syrop (około 3000 lat p.n.e.) używany początkowo do celów leczniczych. Europejczycy poznali trzcinę cukrowa dzięki podbojom Aleksandra Macedońskiego. We wczesnym średniowieczu (około VII wieku) Arabowie rozpowszechnili uprawę trzciny cukrowej w zachodniej Azji i krajach śródziemnomorskich, a po wyprawach Kolumba zaczęto ją uprawiać również w Ameryce. BPPR UR Kraków From Wikipedia, the free encyclopedia Obecnie uprawiana w licznych odmianach między 30°N a 30°S, zwłaszcza w Brazylii, na Kubie, w Indiach, Pakistanie, Chinach, Indonezji, jako podstawowy surowiec do otrzymywania cukru (dostarcza około 60-75% globalnej produkcji cukru w świecie). Produkt uboczny — syrop cukrowy, służy do wyrobu rumu, spirytusu; etanol z trzciny cukrowej bywa używany w stanie czystym jako biopaliwo lub jest dodawany do benzyny; służy także do produkcji eteru, również stosowanego jako paliwo. Liście i pocięte łodygi są używane jako pasza, a także do produkcji płyt drewnopodobnych oraz jako opał w cukrowniach trzcinowych. Plony wynoszą na obszarach subtropikalnych 45–90 t z ha, najwyższe na obszarach tropik. (np. Hawaje) dochodzą do 250 t z ha. Najwięksi producenci: Brazylia, Indie, Chiny, Tajlandia i Meksyk. BPPR UR Kraków Zgodnie z normą buraki dostarczane do cukrowni powinny być należycie ogłowione, świeże, nie zwiędnięte, nie przemrożone i odtajałe, zdrowe i o masie nie mniejszej niż 0,10 kg i o zawartości cukru nie mniejszej niż 15%. W trakcie składowania buraków zachodzą w nich procesy życiowe: oddychanie, transpiracja oraz szkodliwe procesy rozkładu sacharozy (inwersja) i innych substancji (hemiceluloz, pektyn). Intensywność tych procesów zależy od warunków od przechowywania, głównie od temperatury i wilgotności. Zachodzące w trakcie przechowywania zmiany w burakach wynikłe wskutek przebiegającej w nich procesów przemiany materii zawsze prowadzą do spadku zawartości cukru w ilości 0.7 - 1.0 % w skali miesiąca.BPPR UR Kraków Dobowe ubytki sacharozy w buraku o masie 500 g Temp. C Ubytek sacharozy mg/g buraka Strata sacharozy g/24h 0 0,080 0,040 5 0,177 0,088 10 0,301 0,150 15 0,425 2,212 Uwzględniono powierzchnię właściwą 0,8 cm2/g Reguła van 't Hoffa – empiryczna reguła, opisana przez Jacobusa H. van 't Hoffa (1852–1911), wyrażająca zmianę szybkości reakcji w zależności od temperatury. Według tej reguły wzrost temperatury o 10 K powoduje 2-4krotny wzrost szybkości reakcji. Reguła van 't Hoffa jest spełniona dla reakcji homogenicznych, w temperaturze do 500 °C. Biologia buraka cukrowego Wikipedia BPPR UR Kraków http://www.springerimages.com/Images/LifeSciences/1-10.1007_978-1-4419-1304-3_4-0 Successful Immunocytochemistry in Biomedical Research Zamrażanie komórek (tkanka nasączona krioprotektorem 20% sacharozą). Tempo zamrażania określa wielkość kryształków lodu i stopień uszkodzenia komórki. Obecności mniejszych kryształów lodu towarzyszą mniejsze uszkodzenia komórek i tkanek. 1. Najszybszy zamrażanie w -214°C powoduje niewielkie zmiany, woda zostaje zeszklona; nie powstają kryształki lodu. 2. Szybkie zamrażanie w izopentanu w -160°C generuje małe kryształki lodu, uszkodzenia nie są widoczne w mikroskopie świetlnym. 3. Suchy lód zamarza w temperaturze -56°C i wytwarza kryształy lodu na tyle dużych, aby powstały uszkodzenia w komórkach oraz otwory. 4. Powolne zamrażanie generuje duże kryształki lodu na zewnątrz komórek, dochodzi do BPPR UR Kraków poważnego uszkodzenia komórek Działanie temperatury poniżej 0C wnosi nowy element, jakościowo odmienny od efektów chłodu: krystalizację wody w tkankach. Skutki tego zjawiska zależą od tego. czy lód powstaje wewnątrz, czy na zewnątrz komórki, a to z kolei zależy od przebiegu zamarzania. Kryształy lodu powstają przede wszystkim w tych częściach rośliny, w których temperatura spada najszybciej i w których woda zamarza najłatwiej (ze względu na wysoki potencjał wody). Najczęściej są to peryferycznie położone wiązki naczyniowe i przestwory międzykomórkowe w częściach nadziemnych. Lód rozprzestrzenia się szybko w roślinie przez naczynia i inne tkanki o jednorodnej budowie. Obecność przestworów wypełnionych powietrzem, a także obecność tkanek, których ściany uległy silnej lignifikacji lub kutynizacji, BPPR UR Kraków powodują spowolnienie rozprzestrzeniania się lodu. Fizjologia roślin. Kopcewicz i Lewak (red.) Uszkodzenia spowodowane pozakomórkowym zamarzaniem wody Nie ulega obecnie wątpliwości, że główną przyczyną uszkodzeń spowodowanych poza-komórkową krystalizacją wody jest stres wtórny: silne odwodnienie, a nawet desykacja komórek. Prowadzi to do takich skutków, jak skurcz komórek i związana z tym zmiana oddziaływań między plazmolemą a ścianą komórkową, utrata części plazmolemy w wyniku egzo- lub endocytozy, zmiany struktury plazmolemy i innych błon w komórce, powstanie w błonie obszarów lipidowych pozbawionych cząsteczek białka (IMP - ang. intramembrane particles). Uszkodzeniom ulega przede wszystkim plazmolemą. BPPR UR Kraków Fizjologia roślin. Kopcewicz i Lewak (red.) Morfologia korzenia W korzeniu spichrzowym buraków wyróżnia się głowę, szyję, korzeń właściwy i ogonek. Korzeń buraka cukrowego może wnikać w głąb gleby aż do głębokości 1,5m. Korzenie buraków cukrowych i pastewnych różnią się między sobą kształtem i barwą oraz głębokością osadzenia w ziemi, czyli wzajemnym stosunkiem poszczególnych części korzenia. 1.głowa, 2.szyja, 3.korzeń właściwy, 4.ogonek BPPR UR Kraków Korzenie boczne u buraków cukrowych wyrastają z dwóch bruzd biegnących wzdłuż korzenia właściwego, u pastewnych – z różnych miejsc korzenia. Głowa – jest górną częścią korzenia, z której wyrastają liście. Zostaje wytworzona przez nadliścieniową część łodygi (epikotyl). Na samym jej wierzchołku znajduje się stożek wzrostu. Ta część korzenia rozwija się całkowicie nad ziemią, najsilniej drewnieje i jest najuboższa w składniki zapasowe. Przy ogławianiu usuwa się głowę poziomym cięciem wzdłuż dolnej linii żywych oczek pędowych lub obcina stożkowo. Szyja – jest gładką częścią korzenia, różnej wielkości, zależnie od gatunku i odmiany. Nie wyrastają na niej liście i korzenie boczne. Jest najmniej zdrewniała i odznacza się dużą zawartością substancji zapasowych. Powstaje z hypokotylu Korzeń właściwy – jest to część zagłębiona w ziemi, z której wyrastają korzonki boczne. Wielkość korzenia właściwego jest różną, zależy od gatunku, odmiany i warunków odmiany. Stanowi on wartościowy odcinek korzenia spichrzowego. Ogonek – jest końcową częścią korzenia na którym rozwija się bardzo duża ilość korzeni bocznych, odgrywających ważną rolę w żywieniu rośliny. Ogon o grubości poniżej 1 cm odrzuca się, gdyż zawiera niewielkie ilości cukru. BPPR UR Kraków Kształt buraków cukrowych jest wrzecionowaty lub klinowaty o różnej długości, natomiast u buraków pastewnych spotykamy duże zróżnicowanie kształtów. Barwa korzeni buraków cukrowych jest białokremowa, a u pastewnych występuje duże zróżnicowanie: od biało-kremowej poprzez żółtą, pomarańczową, czerwoną do karminowej. Najgłębiej są zanurzone w ziemi buraki cukrowe, u których główna część korzenia stanowi korzeń właściwy, natomiast szyja i głowa stanowi tylko 20%. Natomiast buraki pastewne są płycej osadzone w ziemi, korzeń właściwy stanowi tylko 25 – 35% długości korzenia. Przeważająca część to szyja i głowa. BPPR UR Kraków W zależności od wielkości korzenia i % zawartości cukru w korzeniu wyróżnia się typy buraków cukrowych: 1.Wysokocukrowe (C) - niezbyt duży, wysmukły korzeń kształtu klinowatego, o słabo rozwiniętej główce i szyi. Wysoka zawartość cukru 22%, silne zdrewnienie tkanek, krótki okres wegetacji. 2.Plenne (P) – duża masa korzenia, mniejsze zdrewnienie, dłuższy okres wegetacji niż C, plony korzeni najwyższe, ale % zawartość cukru najniższa około 17%. 3.Normalne (N) – cechy korzeni pośrednie między C i P, łączą więc wysoki plon korzeni z dobrym poziomem zawartości cukru w granicach 17 – 19%. Lista odmian buraków wpisanych do krajowego rejestru roślin uprawnych znajduje się na stronie: www.coboru.pl BPPR UR Kraków Po pojawieniu się pierwszych liści następują zmiany w budowie korzenia, prowadzące do powstania tzw. budowy wtórnej i przyrastania korzenia na grubość. Jest to wynik działalności miazgi twórczej (kambium). Wytwarza ona grubą partię przyrostu składającą się głównie z dużej ilości miękiszu spichrzowego i pierścienia zredukowanych wiązek przewodzących. Gdy pierwsze kambium przestaje funkcjonować, pojawia się na zewnątrz od niego nowe kambium. Na przekroju poprzecznym buraka można zaobserwować kilka okółków wiązek sitowo–naczyniowych oraz miękiszu spichrzowego odpowiadających rocznym słojom przyrostu u drzew. Buraki cukrowe tworzą przeważnie 11 okółków, przy czym miąższ ich jest zbity. Buraki pastewne tworzą 7 okółków, z pierścieniami miękiszu 2 – 3 szerszymi niż u buraków cukrowych i wodnistym miąższem. W korzeniu buraka przeważa tkanka miękiszowa, w której gromadzą się substancje zapasowe (głównie sacharoza). BPPR UR Kraków Przekrój poprzeczny korzenia buraka: A – budowa pierwotna, B – budowa wtórna, C – przyrost anormalny 1. Kora pierwotna, 2. Perycykl, 3. Floem, 4. Ksylem, 5. Kambium, 6. Drewno wtórne, 7. Łyko wtórne, 8. Pierwsze dodatkowe kambium z pierścieniem wiązek łykodrzewnych, 9. Miękisz spichrzowy, 10 i 11. Kolejne pierścienie kambium z wiązkami, 12. Perycykl i feloderma, 13. Korek Peryckl (okolnica)- tkanka zbudowana z miękiszu, występująca na obwodzie walca osiowego korzenia lub pędu. W korzeniu wytwarza merystem dający początek korzeniom bocznym oraz BPPR UR Kraków felogenowi i partiom kambium, a w łodydze korzeniom przybyszowym. Botanika, podręcznik do samokształcenia dla studiów zaocznych akademii rolniczych Skład chemiczny buraka cukrowego (niecukry) niecukier szkodliwy BPPR UR Kraków Burak cukrowy zawiera średnio około 75% wody i 25% suchej masy. Wszystkie składniki suchej masy można podzielić w zależności od ich rozpuszczalności w wodzie – na składniki miąższu (nierozpuszczalne), które pozostają w wysłodkach oraz na składniki soku (rozpuszczalne), które podczas dyfuzji przechodzą do soku dyfuzyjnego. Burak cukrowy zawiera przeciętnie około 5% miąższu suchego, w skład którego wchodzą: •celuloza, •hemicelulozy (mieszanina różnych substancji), •substancje pektynowe - tworzą lepiszcze międzykomórkowe, a poza tym wraz z celulozą stanowią substancje budulcowe. Najważniejszą dla cukrownictwa właściwością pektyn jest zdolność pęcznienia i przechodzenia w roztwory koloidalne. Zdolność ta uwarunkowana jest wielkością cząsteczki. Praktycznie przy przerobie buraków dojrzałych, nieuszkodzonych i zdrowych, substancje pektynowe tylko w minimalnym stopniu przechodzą do soku dyfuzyjnego (pozostając w wysłodkach). Natomiast przy przerobie buraków niedojrzałych, po dłuższym okresie przechowywania, a zwłaszcza nadmarzniętych a następnie odtajałych występuję znaczny wzrost zawartości niskocząsteczkowych substancji pektynowych przechodzących do soku i powodujących poważne trudności w trakcie produkcji cukru (filtracja soku). BPPR UR Kraków •substancje białkowe – występują w miąższu w małych ilościach, około 0,1%. •substancje mineralne – głównie sole Ca i Mg kwasów organicznych – nierozpuszczalne w ilościach 0,1 – 0,2% Występuje również w miąższu m in. substancja typu glikozydów – kwaśna saponina buraczana w ilości około 1%. Składniki soku Około 88% stanowi sacharoza, 12% stanowią inne substancje zwane „niecukrami” w ich skład wchodzą: •substancje organiczne bezazotowe tj. cukry: glukoza, fruktoza, rafinoza, kwasy organiczne, tłuszcze, barwniki. •substancje organiczne azotowe: aminokwasy, amidy, zasady azotowe, białka. BPPR UR Kraków Sacharoza (-1, 2 glukozydofruktozyd) nie jest rozmieszczona równomiernie w korzeniu (patrz rysunek obok). Największa jej zawartość znajduje się w środkowej części korzenia, zmniejszając się ku głowie i ogonowi. Biorąc pod uwagę przekrój poprzeczny korzenia zawartość sacharozy w środkowej części (wokół tzw. gwiazdki) jest niewielka i wzrasta w miarę posuwania się na zewnątrz, przy czym w warstwach peryferyjnych znów maleje. BPPR UR Kraków Cukier - potoczna nazwa sacharozy. Nieredukujący disacharyd zbudowany z glukozy i fruktozy, o słodkim smaku, łatwo ulegający hydrolizie (powstaje tzw. cukier inwertowany), łatwo krystalizuje; bardzo rozpowszechniony w świecie roślinnym. Początkowo używany jako środek leczniczy (m.in. w Grecji, Rzymie). Stosunkowo wysoka cena cukru skłoniła do poszukiwań roślin cukrodajnych, które mogłyby być uprawiane w klimacie Europy. W 1590 odkryto słodki smak buraka, a po raz pierwszy cukier krystaliczny z buraka otrzymano w 1747. Szybki rozwój europejskiego cukrownictwa nastąpił w wyniku blokady kontynentu zarządzonej przez Napoleona I, wstrzymującej dowóz towarów kolonialnych do Europy. Jednak dopiero jednak w 2 poł. XIX w., dzięki udoskonaleniu metod produkcji, cukier buraczany stał się powszechnie spożywanym produktem spożywczym. BPPR UR Kraków Technologia produkcji cukru z buraków cukrowych składa się z kolejnych zabiegów wykonywanych w cukrowni: mycie buraków i rozdrabnianie na tzw. krajankę; ekstrahowanie z krajanki gorącą wodą cukru w postaci soku dyfuzyjnego w ekstraktorach cukrowniczych; oczyszczanie soku dyfuzyjnego przez nawapnianie soku (defekację), karbonatację; (saturację) i filtrację (pozostaje osad saturacyjny); zagęszczanie soku przez odparowanie wody w wyparce; krystalizacja cukru w warnikach i krystalizatorach z mieszadłami; mycie i odwirowanie kryształów cukru; suszenie, chłodzenie, przesiewanie i magazynowanie gotowego cukru. Sposób produkcji cukru z trzciny cukrowej jest zbliżony. Wartościowymi produktami ubocznymi są melasa i wysłodki; osad saturacyjny (niekiedy jest używany jako nawóz); szkodliwy produkt odpadowy — woda dyfuzyjna — jest poddawana oczyszczaniu biologicznemu (w stawach fermentacyjnych). 150 kg buraków 100 kg buraków ogłowionych + 50 kg liści (pasza) 8 kg węgla, 4 kg kamienia wapiennego 15 kg cukru, 50 kg wysłodków, 4 kg melasu, 8 kg osadu BPPR UR Kraków Znaczenie dostarczaniu gospodarcze dużej buraka ilości polega produktów ponadto ubocznych na (liści, wysłodków, melasy, błota filtracyjnego) przeznaczonych na paszę dla zwierząt lub wykorzystywanych jako surowiec dla wielu gałęzi przemysłu (produkcja spirytusu technicznego, gliceryny, butanolu, kwasu cytrynowego, glutaminowego czy drożdży). Melas to lepka i gęsta ciecz, o ciemnobrunatnym zabarwieniu i swoistym karmelowym zapachu oraz słodko-gorzkawym smaku. Skład chemiczny zależny od jakości buraków. Zawiera około 80% sm, w tym około 50% cukru i 30% niecukrów. BPPR UR Kraków Wysłodki stanowią pozostałość po wyekstrahowaniu cukru z krajanki buraczanej. Składają się przede wszystkim z składników miąższu buraczanego. Ze względu na wysoką zawartość wody podaje się je mechanicznemu usuwaniu wody (wyżymaniu). Wysłodki świeże zawierają 93-95% wody, 0,6-0,8% cukru, 2,4-2,6% celulozy i hemicelulozy, 2,4-2,7% pektyn i do 0,9% białka. Błoto filtracyjne (defekosaturacyjne) jest odpadem po oczyszczaniu soku surowego przez nawapnianie i węglanowanie. Ma konsystencję mazistą i porowatą. Zawiera około 50% sm, w tym 7% cukru, zwykle wysładza się je wodą aż do około 0,5% cukru. Stosowane jako nawóz do wapnowania gleb. BPPR UR Kraków Produkcja cukru z hektara nie jest w Polsce wysoka, i przeciętnie wynosi 4-5 ton. Plon biologiczny (ilość cukru wwożona do cukrowni w surowcu z jednego ha) wynosiła 6,29 t, natomiast plon technologiczny - 5,23 t (ilość cukru, którą cukrownia potrafi wyciągnąć z buraków z jednego ha). W ostatnich wielkość plonu technologicznego zawarła się w przedziale 5,23 (2001) – 8, 38 (2007). W Unii Europejskiej plon biologiczny jest znacznie większy i wynosi 10-12 ton, przy czym najwyższą wydajność cukru z ha osiąga się we Francji i w Holandii. Plon technologiczny w UE kształtuje się w granicach 8 - 9 ton. BPPR UR Kraków Ilość buraków przerabianych w ciągu doby w polskich cukrowniach zależy od wielkości zakładu. W małych jest to 1100 – 1700, w średnich 2000 – 2800, a w dużych 3400 - 6000. Dobowy przerób buraków w typowej polskiej cukrowni wynosi około 2800 ton, podczas gdy w Holandii - 12500 ton, w Austrii 10 150 ton, w Danii - 9140 ton, a ogółem w 15. krajach Unii Europejskiej - 7685 ton. Przeciętna polska cukrownia wyprodukowała podczas kampanii około 27 tys. ton cukru, podczas gdy w Unii Europejskiej - około 100 tys. ton, a w Holandii - 180 tys. ton. BPPR UR Kraków Uprawa buraków cukrowych w Polsce wg GUS 2006-2010a 220,7 2011 203,5 2012b 212,0 2011=100% 104,2 Plon (dt/ha) 487 574 547 95,3 Zbiory (mln t) 10,7 11,7 11,6 99,4 Powierzchnia upraw (tyś. ha) a Przeciętne roczne, b – szacunek wynikowy Produkcja cukru w Polsce przedstawia się następująco (w tys. ton): 2000 2005 2008 2009 2010 2010 1533 1185 1310 1391 BPPR UR Kraków Plon oraz produkcja buraków cukrowych na świecie w roku 2009 Francja Portugalia Szwajcaria Hiszpania Belgia Chile Holandia Austria Wielka Brytania Niemcy Szwecja Kanada Czechy USA Japonia Słowacja Włochy Polska Świat Plon [t/ha] 93,8 85,6 85,2 83,6 82,7 81,0 78,9 70,3 70,0 67,6 60,4 60,3 57,9 57,6 56,6 56,3 54,6 54,3 53,1 BPPR UR Kraków Produkcja [t] 35.066.600 137.000 1.719.710 4.153.900 5.186.180 1.042.420 5.735.000 3.083.140 8.330.000 25.919.000 2.405.800 657.700 3.038.220 26.779.200 3.649.000 898.807 3.307.700 10.849.200 227.158.114 Plon oraz produkcja trzciny cukrowej na świecie w roku 2009 Peru Egipt Kolumbia Burkina Faso Gwatemala Argentyna Australia Brazylia USA Tajlandia Meksyk Chiny Indie Świat Plon [t/ha] 131,8 121,4 101,4 100,0 86,2 84,4 80,4 78,9 77,6 71,7 69,7 68,1 64,5 69,9 BPPR UR Kraków Produkcja [t] 10.100.100 17.000.000 38.500.000 455.000 18.391.700 29.950.000 31.456.900 671.395.000 27.456.000 66.816.400 49.492.700 116.251.272 285.029.000 1.661.251.480 Kampanię cukrowniczą 2011/12 rozpoczęły Cukrownie Gostyń, Miejska Górka i Środa 8 września 2011 roku a zakończyły 5 lutego 2012 roku. Cukrownie Cerekiew, Strzelin i Świdnica. Czas trwania krojenia buraków w cukrowniach wynosił od 80 dób w Strzyżowie do 148 dób w Strzelinie. Gdyby wszystkie cukrownie w kraju jednakowo długo pracowały przy osiągniętych średnich przerobach dobowych to krojenie buraków trwałoby średnio 107,4 dób. Wszystkie cukrownie przerobiły łącznie 11 605,6 tys. ton buraków, to jest o 1 946 tys. ton więcej jak w 2010 r. W Krajowej Spółce Cukrowej S.A. kampania cukrownicza 2012/2013 ma trwać około 91 dni. Według prognoz spółka skupi w niej blisko 4,1 mln t buraków cukrowych, z których wyprodukuje około 623 tys. t cukru. BPPR UR Kraków
