Технология изготовления сахара из сахарной свеклы
Технология производства сахара из сахарной свеклы
Сахарный тростник был основным сырьем для получения чистой сахарозы до 1747 года пока немецкий химик Андреас Сигизмунд Маргграф (Marggraf) не получил из сахарной свеклы кристаллическую сахарозу. В 1799 году Франц Карл Ахард подтвердил, что производство этого продукта оправдано с экономической точки зрения и в результате этого уже в 1802 году возникли первые свеклосахарные заводы. Открытие о том, что сахар можно получать из сахарной свеклы, привело к тому, что сейчас сахар из дорогой и экзотической вкусовой добавки превратился в продукт массового потребления. В нашей стране получают два основных вида сахара: сахар-песок и сахар-рафинад. Кроме того, для отраслей пищевой промышленности вырабатывают жидкий сахар.
Получение сахара-песка
Начинается со сборов корнеплодов сахарной свеклы первого года развития, содержащих 20-25 % сухих веществ, в том числе сахарозы от 14 до 18%. Остальное количество сухих веществ составляют несахара (в среднем3%), к которым относятся редуцирующие сахара и рафиноза, азотосодержащие и безазотные органические вещества, минеральные вещества. При этом корнеплоды кондиционной сахарной свеклы должны соответствовать следующим требованиям:
- — физическое состояние не потерявшие тургор
- — цветушные корнеплоды,% не более 1
- — подвяленные корнеплоды,% не более 5
- — корнеплоды с сильными механическими
- — повреждениями,% не более 12
- — зеленая масса,% не более 3
- — содержание мумифицированных, подмороженных, загнивших корнеплодов не допускается.
Подготовку сахарной свеклы и извлечение из нее сока проводят в свеклоперерабатывающем отделении. Принятую на переработку свеклу из бурачной транспортируют с помощью гидравлического транспортера в цех. Одновременно свекла промывается водой и освобождается от посторонних примесей (соломы, ботвы, камней, песка). Затем в специальных моечных машинах КМ-3-57М свекла окончательно очищается от грязи и примесей.
Чистую свеклу нарезают на центробежных, дисковых или барабанных свеклорезках тонкой стружкой желобчатой, ромбовидной, пластинчатой и другой формы в зависимости от качества свеклы и типа диффузионных аппаратов.
Технологическая схема получения сахара-песка включает в себя следующие операции
Извлечение сахара из свекольной стружки осуществляется с помощью горячей воды (70-75°С) методом противоточной диффузии в диффузионных аппаратах. Сахар и другие растворимые вещества диффундируют через стенки клеток в воду и образуют диффузионный сок. Обессахаренная стружка называется жомом, она используется на корм скоту и для получения пектина. Продолжительность активной диффузии в зависимости от вида аппарата составляет от 60 до 80 мин.
Диффузионный сок содержит 15-16% сухих веществ, в том числе 14-15% сахарозы и около 2% несахаров. Он сильно пенится, имеет кислую реакцию, характерный запах и темный, почти черный, цвет, обусловленный наличием продуктов окисления тирозина и пирокатехина свеклы.
Все несахара (растворимые белки, аминокислоты, пектиновые вещества, редуцирующие(восстанавливающие) сахара и др.) задерживают кристаллизацию сахарозы и увеличивают потери сахара с мелассой, поэтому физико-химическую очистку проводят в несколько стадий:
- 1. Дефекация — обработка сока известковым молоком для нейтрализации кислот, коагуляции коллоидных и красящих веществ, осаждения солей кальция, магния и других примесей. В процессе дефекации из несахаров, перешедших в раствор, образуются трудноотфильтровываемые соли кальция и красящие вещества, ухудшающие качество очищенного сока. Поэтому после дефекации проводится сатурация.
- 2. Сатурация — обработка сока сатурационным газом, содержащим 30-34% диоксида углерода. При этой операции избыточная известь удаляется в виде мелкокристаллического карбоната кальция СаСО3, на поверхности которого адсорбируются неудалившиеся при диффузии окрашенные несахара.
После сатурации сок фильтруют для удаления осадка и подвергают сульфитации.
- 3. Сульфитация — обработка диоксидом серы для обеспечения и снижения щелочности.
В результате очистки содержание несахаров в соке уменьшается на 30-35%. Очищенный сок содержит 12-14% сухих веществ. Из них 10-12% сахарозы, 0,5-0,7% азотистых веществ, 0,4-0,5% безазотистых органических соединений, 0,5% золы. Чистота сока составляет 85-92%.
Для получения сахара в кристаллическом виде сок сгущают выпариванием воды в два этапа. Вначале на четырехкорпусных выпарных установках и концентраторе из сока получают сироп с содержанием сухих веществ 65%. Сироп смешивают с клеровкой желтого сахара и сульфитируют до рН 7,8-8,2 при температуре 80-85°С, затем подогревают до 90-95°С и фильтруют с добавлением активного угля или других адсорбентов. Очищенный сироп уваривают в вакуум-аппаратах на утфель, который содержит 92,5% сухих веществ и состоит из кристаллов сахарозы (около 55%) и межкристального раствора, содержащего несахара и насыщенный раствор сахарозы.
Для ускорения образования кристаллов в сироп вводят немного тонкоизмельченной сахарной пудры — затравки, затравки, частички которой служат центрами кристаллизации. После заводки кристаллы наращивают. Для этого в вакуум-аппарат вводят новые порции сиропа при одновременном интенсивном испарении влаги.
Утфель первой кристаллизации спускают в утфелемешалку, откуда через утфелераспределитель он поступает в центрифуги. При центрифугировании отделяют кристаллы сахарозы и два оттека. На поверхности кристаллов остается тонкая пленка межкристальной жидкости. Для более полного ее удаления кристаллы в центрифуге пробеливают водой температурой 70-95°С в количестве 3-3,5% к массе утфеля. Первый оттек — это межкристальный раствор утфеля, второй — раствор, получаемый при пробеливании сахара. Для максимального извлечения сахара, содержащегося в свекле, кристаллизацию сахарозы проводят многократно.
После пробелки сахар-песок выгружают из центрифуги с содержанием воды 0,8-1% на вибротранспортер и элеватором подают в сушильно-охладительные установки.
Полная типовая технологическая схема получения сахара-песка
Источник: http://m.studwood.ru/2099926/marketing/tehnologiya_proizvodstva_sahara_saharnoy_svekly
Процесс получения сахара
На сахар всегда есть большой спрос среди населения и в пищевой промышленности, поэтому его производство является весьма прибыльным бизнесом. Сырьё для сахарного производства может быть из сахарного тростника, пальмового сока, крахмалистого риса, проса или свеклы. А как делают сахар из свеклы?
Изготовление сахара-песка является технологическим процессом, состоящим из нескольких ступеней:
- сбор и транспортировка свеклы на производство;
- очищение сырья от грязи и металлических предметов;
- изготовление стружки из свеклы;
- получение и очистка диффузионного сока;
- выпаривание сока до состояния сиропа;
- переработка сиропа в кристаллическую массу – утфель І;
- получение кристаллического сахара и патоки из утфеля І;
- выпаривание патоки в утфель ІІ, его разделение на мелассу и жёлтый сахар;
- очистка жёлтого сахара;
- фасовка сахарного песка.
Оборудование для сахарного производства
Производство сахара из сахарной свеклы включает в себя различные операции, напоминающие технологический процесс на обогатительной фабрике.
Оборудование для сахарной промышленности на подготовительном этапе включает в себя:
- свеклоподъёмники;
- гидротранспортёр;
- ловушки для ботвы, песка и камней;
- водоотделители;
- моечные машины для корнеплодов.
Оборудование для производства сахара основных технологических операций многочисленно:
- магнитные сепараторы для улавливания случайно попавших металлических предметов;
- конвейера с весами;
- бункера с системами желобов;
- свеклорезки центробежные, дисковые или барабанные;
- шнековый диффузионный аппарат;
- пресс;
- сушилки для жома;
- дефекатор с мешалкой;
- механический фильтр с подогревом;
- сатуратор;
- сульфитатор;
- вакуум-фильтр;
- центрифуга;
- выпаривающий аппарат с концентратором.
Для финишных операций сахарного производства нужны такие аппараты:
- вибрационный конвейер;
- сито с вибратором;
- сушилка с охладителем.
Подготовительный этап производства
Собранная свекла направляется на кагатные поля – промежуточные площадки для хранения свеклы, откуда она гидротранспортом направляется на перерабатывающий завод. Оборудование стоит под уклоном до самого завода, с установленными на нём ловушками для крупного мусора, в том числе ботвы, песка и камней. А также устанавливаются магнитные отделители, чтобы металлические предметы не попали в технологический процесс.
На заводе происходит финишная мойка сырья с последующей обработкой раствором хлорной извести – 150 гр. на 1 т свеклы. Вода используется холодная (до 18°С), чтобы не допустить потери сахарозы из плодов. Корнеплоды ленточным конвейером, на которых они обдуваются воздухом для удаления влаги, взвешивают и направляют в сборные бункера.
Переработка свеклы
Из бункеров свекла системой желобов направляется на свеклорезки для получения стружки длиной 5–6 мм и толщиной около 1 мм. Тоньше 0,5 мм и короче 5 мм является браком, которого в стружке должно быть не более 3%.
Стружку из свеклы после взвешивания направляют в шнековую диффузионную установку для обессахаривания горячей водой. В результате получается жом и диффузионный сок, содержащий около 15% сахара, 2% «несахаров» и до 3 гр./л мезги. Сок фильтруют от мезги и с помощью извести очищают от осадка (солей кислот, белков и пектина). Этот процесс проходит в два этапа – преддефекация (длится до 5 мин.) и дефекация (10 мин.).
Чтобы дефекованный сок очистить от извести, он направляется на первую сатурацию. В сатураторе его обрабатывают углекислым газом. Известь переходит в углекислый кальций и осаждается вместе с несахарами. Сатурированный сок освобождают от осадка с помощью механических фильтров. Так как цвет диффузионного сока всё ещё тёмный, то его направляют на сульфитацию – обработку сернистым газом.
Осветлённый диффузионный сок выпаривается до состояния сиропа с влажностью 35%. Свекловичный сироп снова подвергают сульфитации до уровня рН 8,2 и содержанием сухого более 90%, фильтруют и направляют на вакуум-фильтры.
Из свекловичного сиропа получают утфель первой кристаллизации. Утфель І после мешалки подвергается центрифугированию с разделением на кристаллический сахар и так называемую зелёную патоку. Сахар промывают и подвергают обработке паром, получая сахарный песок с чистотой 99,75%.
Патоку возвращают на фильтрацию при высокой температуре с получением из утфеля второй кристаллизации жёлтого сахара и мелассы. Жёлтый сахар можно использовать в пищевой промышленности или обработать паром для получения белого сахарного песка.
При пропаривании образуется белая патока или второй оттек, который возвращают в технологическую цепочку в момент уваривания утфеля первой кристаллизации. Сахарный песок обдают разогретым воздухом для просушки до влажности 0,14%, фасуют и отправляют на склад. Мелассу используют как кормовую патоку.
Безотходное производство
Технология производства сахара из сахарной свеклы позволяет использовать продукты операций с низким содержанием сахаридов. Меласса является хорошей кормовой добавкой, из неё может быть сделано множество продуктов:
Чтобы улучшить возможность транспортировки и повысить кормовую ценность, жом подсушивают до 80% влажности. Если планируют его долго хранить, то сушат с помощью топочных газов до содержания воды 10%.
Изготовление рафинада
Для изготовления сахара-рафинада используют сахарный песок с содержанием сухих веществ от 99,85%, примесями несахаров не более 0,25% и цветностью 1,8. Из сахарного песка в автоклаве изготавливают сироп с содержанием сахара 73%. Сироп проходит фильтрацию и очистку от красителей с повторением этапов.
Для адсорбции применяют активированный уголь АГС-4 или порошковый уголь. Потом сладкий раствор направляют на сгущение в вакуумных установках, кристаллизуют в центрифугах.
Полученные кристаллы обрабатывают клерсом и ультрамарином и отправляют на карусельные прессы. В результате получаются брикеты, которые подвергаются сушке и разрезают на части.
Источник: http://promzn.ru/pishhevaya-promyshlennost/proizvodstvo-sahara-iz-saharnoj-svekly.html
Технология производства сахара из сахарной свеклы 1.ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 1.1.ПРИЕМКА САХАРНОЙ СВЕКЛЫ Производство сахара-песка на свеклосахарных заводах осуществляется по типовым технологическим схемам или по схемам, к ним приближающимся.Типовые технологические схемы разрабатываются на основе современных достижений науки и техники при условии получения вырабатываемого продукта высокого качества.Для выполнения отдельных операций в технологической схеме применяется типовое технологическое оборудование. При уборке и транспортировке свеклы кроме зелени, прилипшей к свекле, к ней примешиваются мелкие и тяжелые примеси. Приемку сахарной свеклы, отбор образцов, определение загрязненности и сахаристости проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 17421-82 «Свекла сахарная для промышленной переработки.Требования при заготовках «,договора, контракции и инструкции по приемке, хранению и учету сахарной свеклы. Корнеплоды кондиционной сахарной свеклы должны соответствовать следующим требованиям: физическое состояние не потерявшие тургор цветушные корнеплоды,% не более 1 подвяленные корнеплоды,% не более 5 корнеплоды с сильными механическими повреждениями,% не более 12 зеленая масса,% не более 3 содержание мумифицированных, подмороженных, загнивших корнеплодов не допускается. Партии свеклы осматриваются, делятся по категориям, взвешиваются вместе с транспортом. Проводится определение общей загрязненности, а затем на полуавтоматической линии УЛС-1-сахаристости. После проведения технологической оценки сахарной свеклы,она поступает на хранение. Корнеплоды укладывают в кагаты на предварительно подготовленном кагатном поле. Корнеплоды сахарной свеклы — живые организмы, в которых протекают процессы дыхания, а при неправильном хранении может происходить прорастание и загнивание корнеплодов сахарной свеклы. Прорастание характеризуется отношением массы ростков к массе всей свеклы в образце. Прорастание начинается через 5-7 суток после уборки при повышенной температуре и влажности. Корнеплоды, находящиеся в кагате, прорастают неравномерно: в верхней части в 2 раза больше, чем в нижней. Прорастание — отрицательное явление, так как ведет к потерям сахарозы, в связи с усилением дыхания и увеличения выделения теплоты. Для борьбы с прорастанием удаляют верхушки головки корнеплода при уборке и обрабатывают корнеплоды перед укладкой в кагаты 1%-ым раствором натриевой соли гидразида малеиновой кислоты (3-4л на 1т свеклы). Если головка свеклы низко срезана, или она слегка подвялена, то при укладке в кагаты используют 0,3%-ый раствор пирокатехина (3-4л на 1т свеклы). Микроорганизмы в первую очередь развиваются на отмерших клетках, механически поврежденных, подмороженных и увядших участках корнеплодов, затем поражаются живые, но ослабленные клетки. Поэтому важным условием предохранения сырья от порчи является его целостность. Необходимо создать благоприятные условия для защитных реакций в ответ на механические и другие повреждения. Для подавления жизнедеятельности микрофлоры на корнеплодах применяют 0,3%-ый раствор пирокатехина, 18-20%-ый раствор углеаммиаката (2-2,5% на 1т свеклы), препарат ФХ-1(1-1,5% к массе обрабатываемой свеклы). Большое значение имеет температура и влажность как для прорастания, так и для развития микроорганизмов. Поддержание температуры 1-2 С, газового состава воздуха в межкорневом пространстве, влажности с помощью принудительного вентилирования кагатов, ликвидация очагов гниения способствуют сохранению корнеплодов сахарной свеклы от гниения, прорастария. Минимальные потери сырья обеспечивают хранение его на комплексных гидромеханизированных складах. Гидромеханизированные склады с твердым покрытием, оборудованной системой гидроподачи и вентилирования позволяют резко сократить потери свекломассы и сахара, но и значительно повысить эффективность использования всего комплекса технических средств и операций при разгрузке, складировании, хранении и подачи свеклы в переработку. Механизированные способы возделывания и уборки сахарной свеклы привели к тому, что значительно увеличилась ее загрязненность. В поступающей свекле содержится земля, травянистые примеси, ботва и свекловичный бой, которые, попадая в кагат, уплотняют его пространство,ухудшают аэрацию. Кроме того, попавшие в кагат мелочь и бой легко поражаются микроорганизмами, тем самым способствуя массовому гниению сырья. Одно из радикальных средств снижения загрязненности — гидравлический способ очистки корнеплодов и последующее их хранение в мытом виде. Хорошие результаты обеспечивает установка на буртоукладочной машине устройства для выдувания сорняков, ботвы и соломы. На некоторых сахарных заводах в настоящее время используют способ очистки свеклы с помощью грохотов-очистителей с дальнейшим извлечением свекломассы из отходов очистки. 1.3.П О Д А Ч А С В Е К Л Ы В З А В О Д. Поступающая на завод свекла накапливается в железобетонной емкости, называемой бурачной и располагающейся рядом с главным корпусом завода. Главный гидротранспортер разделен на два участка: нижний и верхний. В начале нижнего участка, заглубленного в землю, устанавливают песколовушку большой вместимости. После нее свекловодяная смесь проходит через соломоботволовушку и камнеловушку, где освобождается от легких и тяжелых примесей и центробежным насосом подается в желоб верхнего участка гидротранспортера. В верхнем гидротранспортере свекловодяная смесь повторно очищается с помощью ботвосоломоловушки и камнеловушки от примесей. На нижнем гидротранспортере устанавливают четырехвалковую соломоловушку для более эффективного улавливания легких примесей, а на верхнем гидротранспортере — двухвалковую для контрольного улавливания легких примесей. Для улавливания тяжелых примесей в нашей схеме мы предусматриваем две камнеловушки модернизированные АТП-М. Ее достоинства заключаются в том, что она не требует дополнительного расхода воды для отделения тяжелых примесей от свеклы, потребная мощность для привода незначительна. Для нормальной работы соломоловушек, камнеловушек, свеклонасосов и свекломоек необходимо регулировать количество поступающей свеклы по гидротранспортеру в завод.Наиболее надежными и простыми механизмами, регулирующими подачу свеклы являются шиберные затворы. Правильное размещение регулирующих механизмов на тракте подачи играет существенную роль в качественной работе свекломойки. Свеклу из нижнего гидротранспортера в верхний поднимают с помощью электронасосного агрегата ДН-ПНЦ-3х20.Подьем свеклы осуществляется на высоту 20м. Перед поступлением свеклы на мойку важно как можно полнее отделить транспортерную воду и примеси от нее.Это осуществляется на дисковых и ротационных водоотделителях. На ротационных водоотделителях, установленных до свекломоек,от массы свеклы вместе с транспортерной водой отделяются камни, песок, обломки и хвостики корней, а также частично ботва и солома. Для того, чтобы повторно использовать воду для транспортировки свеклы, ее необходимо очистить и осветлить. Чтобы обломки и хвостики свеклы направить в производство или использовать на корм скоту, их необходимо уловить.Это производится на установке, состоящей из хвостикоулавливателя и классификатора КХЛ-6. Хвостики, бой свеклы и легкие примеси из хвостикоулавливателя сортируют в специальном устройстве.Хвостики и кусочки свеклы скатываются из устройства в специ_ альную мойку для боя и хвостиков, а ботва, черешки листьев и мелкие кусочки свеклы поступают на транспортер и далее в жомохранилище или на реализацию. Отсортированные хвостики и бой свеклы из свекломойки насосом подают в открытый лоток и шнеком-водоотделителем направляют на элеватор, которым вместе со свеклой транспортируют к свеклорезкам. Такой тракт подачи наиболее эффективен, так как здесь наибольший эффект отделения примесей от свеклы, наименьшие потери свеклы при очистке и транспортировке и не происходит потерь хвостиков и боя, которые в противном случае составили бы примерно 3%. Количество прилипших к свекле загрязнений составляет при ручной уборке (1-3)% от массы свеклы и при поточной механизированной уборке комбайном (10-12)%. Микроорганизмы заносятся с почвой, оставшейся на корнях свеклы. Следовательно, свеклу необходимо отмыть от прилипшей к ней почвы, во-первых, для предохранения ножей в резке от их притупления и, во-вторых, для предупреждения загрязнения диффузионного сока. Свекла частично отмывается от приставших к ней примесей в гидравлическом транспортере и свеклоподъемных устройствах. Для окончательной очистки свеклы от загрязнений и дополнительного отделения тяжелых и легких примесей применяются свекломойки. Земля и глина лучше всего отмываются при трении корней друг о друга. После барабана свекла поднимается в ополаскиватель. Из него свекла поднимается двумя шнеками. Внизу ополаскивателя имеется камнеловушка. Всплывшие в ополаскивателе легкие примеси удаляются ситчатым транспортером. После ополаскивателя свекла дополнительно очищается в гидрокамнепескоулавливателе. После барабанной свекломойки и ополаскивателя свекла поступает в корытную свекломойку типа Ш1-ПМД-2. В первой части отделения мойки с низким уровнем воды происходит интенсивное механическое удаление поверхностных загрязнений свеклы при недостатке воды, во второй части этого отделения свекла частично отмывается при наличии незначительного объема воды. Во втором отделении при наличии избытка воды завершается отмывание свеклы и отделение примесей. Чистая свекла выводится шнековыми конвейерами, в верхней части которых установлены форсунки для подачи чистой хлорированной воды для ополаскивания свеклы. Потери сахара в транспортерно-моечной воде зависят от качества свеклы и времени года. До наступления морозов размер потерь определяется в зависимости от качества свеклы, доставляемой железнодорожным транспортом, и находится в пределах (0.17-0.35)% от массы свеклы. Чтобы потери сахара были в допустимых пределах, необходимо, чтобы температура воды при мойке здоровой свеклы была не более (15-18)оС, а при мойке мороженой свеклы была такой, чтобы свекла не смерзлась в аппарате. Поступающая в свекломойку вода должна содержать минимальное количество микроорганизмов. После отмывания свеклы, вода от свекловодяной смеси отделяется на дисковых водоотделителях. Отмытую свеклу из свекломойки элеватором, после которого установлен контрольный ленточный транспортер с подвесным электромагнитным сепаратором, направляют в бункер перед свеклорезками. Для удаления из массы свеклы ферромагнитных примесей, неуловимых на предыдущих стадиях очистки, применяются электромагнитные сепараторы типа ЭП2М. Наличие двух свекломоек в моечном отделении необходимо для более высокого эффекта отмывания свеклы от загрязнения, и для повышения чистоты диффузионного сока. Для извлечения сахара из свеклы диффузионным способом свекле необходимо придать вид стружки. Процесс получения стружки из свекловичного корня осуществляется на свеклорезках при помощи диффузионных ножей, установленных в специальных рамках. Производительность диффузионной установки и содержание сахара в обессахаренной стружке в очень большой степени зависит от качества стружки. Свекловичная стружка, получаемая на свеклорезках в настоящее время, может быть желобчатой или пластинчатой в зависимости от типа диффузионного аппарата. Толщина нормальной стружки составляет (0.5-1) мм. Поверхность ее должна быть гладкой без трещин. Слишком тонкая стружка нежелательна, так как она деформируется, сбивается в комки и ухудшает циркуляцию сока в диффузионных установках. Качество свекловичной стружки принято определять длиной ее в метрах в навеске массой 100 г. Хорошим показателем качества стружки может являться температура и давление на слой. Для получения качественной свекловичной стружки на центробежных свеклорезках необходимо, чтобы свекла в процессе изрезывания с достаточным усилием прижималась к поверхности ножей и внутренней поверхности барабана. На центробежных свеклорезках при нормальных условиях эксплуатации получают стружку наилучшего качества, при этом расходуется наименьшее количество ножей на изрезывание 100 т свеклы по сравнению с другими конструкциями свеклорезок. Производительность свеклорезок можно регулировать изменением частоты вращения ротора или количеством работающих ножей. При переработке волокнистой свеклы диффузионные ножи часто забиваются волокнами и получить стружку хорошего качества невозможно. Для очистки ножей применяется продувка их паром или сжатым воздухом с избыточным давлением 0,7 МПа. После того, как свекла была изрезана в стружку, стружка по ленточному транспортеру направляется к диффузионному аппарату, предварительно производят взвешивание стружки ленточными весами. Диффузией называется извлечение из сложного по своему составу вещества, с помощью растворителя. В механизированных диффузионных аппаратах непрерывного действия свекловичная стружка и диффузионный сок находятся в непрерывном противоточном движении. Важнейшее требование, предъявляемое к диффузионным аппаратам — это строгое соблюдение принципа противотока сока и стружки при равномерном заполнении всего аппарата. Хорошая работа диффузионного аппарата возможна только на стружке высокого качества. Стружка не должна перемешиваться в ходе процесса, а лишь перемещаться, если в аппарате имеются транспортирующие устройства. Для получения диффузионного сока высокого качества в аппарате следует поддерживать определенную температуру, а длительность диффундирования должна быть оптимальной. |
технология на производстве и на основе какого вида получают, как делать в домашних условиях, как добывать жидкий, сколько выход из 1 тонны?Дача эксперт
Сахар является одним из наиболее популярных продуктов питания на планете. Добывают его несколькими способами и из различных видов сырья.
В статье подробно разобрано какие сорта овоща используются для производства сахара, какова технология производства сахара из сахарной свеклы, а также сколько продукта можно получить из тонны сладкого овоща. Также в статье приведена инструкция по производству сахара в домашних условиях.
Показать содержание
- Из какого сорта овоща делают?
- Какое оборудование используется для получения на производстве?
- Технология: как производят?
- Сколько продукта добывают из 1 тонны овощей?
- Пошаговая инструкция: как получить в домашних условиях?
Инвентарь Процесс приготовления: как делать? Твердый Как изготавливают жидкий сироп?
- Полезное видео
Из какого сорта овоща делают?
Для получения сахара используют сорта сахарной свеклы. Наибольшее распространение они приобрели в европейских странах из-за подходящего умеренного климата.
Кроме того, крупными поставщиками сахарной свеклы сегодня являются страны Турция и Египет.
Для производства сахара используются только определенные сорта свеклы, так как они отличаются наиболее высоким содержанием сахарозы – до 20% от общего состава корнеплода.
Сорта различаются по урожайности и сахаристости. Выделяют три типа корнеплода:
- Урожайные. Сорта такого типа содержат около 16% сахарозы и выделяются наиболее высокой урожайностью.
- Урожайно-сахаристые. Этот тип свеклы отличается более высоким содержанием сахара (около 18%), но менее урожайный.
- Сахаристые. Максимально сахаросодержащие сорта, однако приносят меньше всего урожая.
Самыми популярными и полюбившимися сортами являются:
- Сорт «Богема». Довольно высокое содержание сахара и хорошие урожаи сделали этот сорт королем среди его собратьев. Средний вес каждого отдельного корнеплода – 2кг, а время от посева до сбора урожая составит в среднем 2,5 месяца.
- Сорт «Бона». Этот представитель отличается своей неприхотливостью, устойчивостью к засухе и небольшим корнеплодам. Благодаря умеренным размерам (около 300гр на корнеплод) сорт легче поддается сбору и подходит не только для промышленного, но и для частного разведения и выращивания.
- Сорт «Бигбэн». Германские селекционеры постарались вывести этот высокоурожайный сорт, который, помимо прочего, обладает высоким уровнем сахара в составе, получаемого из овоща.
Какое оборудование используется для получения на производстве?
В производственном цикле для получения сахара из корнеплода необходимо следующее оборудование:
- Дисковый водоотделитель.
- Барабанная свекломойка.
- Элеватор для перемещения свеклы на следующие этапы обработки.
- Транспортер с электромагнитным сепаратором.
- Весы.
- Бункер-накопитель.
- Свеклорезка. Они могут быть трех видов:
- центробежная;
- дисковая;
- барабанная.
- Шнековый наклонный диффузионный аппарат.
Технология: как производят?
Процесс производства сахара на основе свеклы состоит из нескольких производственных этапов. Далее рассмотрим их подробнее.
- Очищение корнеплодов от посторонних примесей, мусора. Для того, чтобы земля, песок, обломки свеклы не мешали дальнейшей обработке, от них необходимо избавиться на начальном этапе.
- Мойка. Для этого используются барабанные аппараты, которые позволяют тщательно очистить сырье и подготовить для следующих манипуляций. Чаще всего мойка производится в два этапа. При повторном мытье свекла обрабатывается раствором хлора для дезинфекции. После этого она проходит через электромагнитный сепаратор, которые очищает от ненужных ферро примесей.
- Взвешивание. После того, как сырье прошло очистку и подготовку, необходимо определить его исходное количество.
- Нарезка. На этом этапе свекла измельчается в мелкую стружку с помощью свеклорезок.
Как правило размер готовой стружки колеблется от 0,5 до 1,5мм. Ширина может достигать 5мм.
- Взвешивание. Полученную заготовку важно повторно взвесить и получить коэффициент отхода в данной партии сырья.
- Отжим. Полученную стружку пропускают через шнековый диффузный аппарат для того, чтобы получить сок.
- Очистка сока. Он очищается от свекольного жмыха.
- Приготовление сиропа. Далее сок выпаривается, сгущается до нужного состояния.
- Уваривание сиропа, выпаривание жидкости. После этого получают кристаллы сахара, которые и являются целью всего процесса.
- Сушка и отбеливание. На этом этапе сахар приводят в привычный нам вид белого сыпучего продукта.
- Упаковка, фасовка. Финальный шаг, завершающий процесс приготовления сахара из свеклы.
Сколько продукта добывают из 1 тонны овощей?
Выход массы готового продукта из 1 тонны свеклы зависит от нескольких факторов:
- Сорт сырья.
- Качество и дозрелость корнеплодов.
- Состояние оборудования.
Можно подсчитать, сколько сахара получается из 1 тонны овощей и это в среднем среднем из 1 тонны сахарной свеклы можно получить около 40% сахара в жидком состоянии и 10-15% сахара-песка.
Пошаговая инструкция: как получить в домашних условиях?
Сахар из свеклы можно получить и в домашних условиях. Для этого нужно подготовить необходимый инвентарь, следовать технологии и проявить немного терпения.
Инвентарь
Для того, чтобы получить сахар из корнеплодов дома, необходимы:
- Плита. Подойдет любая, которой вы обычно пользуетесь дома в процессе готовки.
- Духовка. Желательно электрическая, с равномерным распределением температуры внутри.
- Кастрюля. Объем выбирайте в зависимости от количества сырья.
- Пресс. Это может быть подходящий по размеру тяжелый предмет или резервуар, наполненный водой.
- Широкая емкость. Высота бортов нужна не более 15 см. Удобнее всего будет использовать тазик либо невысокий сотейник.
Процесс приготовления: как делать?
Рассмотрим получение твердого сахара и жидкого сиропа.
Твердый
- Выбранные вами корнеплоды тщательно промыть теплой водой, почистить.
- Нарезать тонкими слайсами. Это можно сделать с помощью специального слайсера, приспособлений для тонкой нарезки, овощечистки либо просто острым удобным ножом.
- Подсушить свеклу бумажными полотенцами.
- Сложить в глиняную посуду и поставить в духовку. Температура при этом должны быть не выше 160 градусов. Запекать до мягкости.
- Выложить на противень в один ровный слой и поставить в духовку. На этом этапе на нужно просушить свеклу. Можно для этого использовать дегидратор, если он имеется.
- Остудить полученные свекольные «чипсы».
- Перемолоть в муку с помощью блендера, кофемолки или миксера. Если помол неравномерный, можно просеять через мелкое сито и повторить процедуру еще раз.
Важно! Внимательно следите, чтобы свекла не подгорела.
Как изготавливают жидкий сироп?
- Для получения сиропа свеклу также нужно тщательно промыть, но не очищать от кожуры.
- В кастрюле довести воду до кипения, в нее опустить наши корнеплоды. Варить свеклу до готовности, примерно 1-1,5 часа.
Следите за количеством воды. В процессе варки жидкость будет испаряться, но наша свекла должна быть полностью закрыта.
- Остудить, очистить от кожуры.
- Нарезать тонкими слайсами. Сделать это можно также, как и в предыдущем способе.
- Затем полученные заготовки порезать на тонкую соломку. Завернуть в натуральную ткань или марлю.
- Поместить под пресс, оставить на 30-40 минут, чтобы слить лишнюю жидкость.
- Далее уже подсушенную свеклу снова отварить в большом количестве воды (соотношение 2:1) 30-40 минут.
- Жидкость после варки слить к той, что мы получили после пресса.
- Повторить 5 и 6 пункты.
- Жидкость, которую мы получили после этих манипуляций, выливаем в кастрюлю и нагреваем до 70-80 градусов. Не доводить до кипения.
- Сцедить через мелкое сито или марлю.
- На медленном огне выпариваем лишнюю влагу, до загустевания массы.
- Наш сахарный сироп из свеклы готов.
При желании можно остудить полученную массу, заморозить и измельчить в песок.
Получения сахара из свеклы – процесс интересный и, как видите, можно повторить его и в домашних условиях. Особенно если вы предпочитаете натуральные продукты и следите за питанием своим и своих близких.
Полезное видео
Видео о технологическом процессе производства сахара:
Наверх
ТЕРМИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ТЕХНОЛОГИИ САХАРА
Адсорбционная очистка сахаросодержащих растворов — удаление несахаров из сахаросодержащих растворов адсорбентами
Аффинация сахара — повышение чистоты сахара путем замены несахаров в пленке межкристального раствора на поверхности кристаллов посредством их диффузии в сахаросодержащий раствор более высокой чистоты при их смешивании
Бестарное хранение сахара – хранение сахара насыпью в складах силосного или ангарного типа.
Брак свекловичной стружки – показатель, характеризующий содержание в массе свекловичной стружки мелких кусочков свекловичной стружки, мезги, а также неразрезанных пластинок, не отвечающих установленным показателям качества свекловичной стружки, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы.
Вентилирование кагатов сахарной свеклы – принудительный воздухообмен в кагатах сахарной свеклы с целью поддержания оптимальных условий хранения.
Вторая дефекация – стадия известково-углекислотной очистки, на которой осуществляется взаимодействие фильтрованного сока первой ступени сатурации с известковым молоком с целью разложения несахаров.
Вторая ступень сатурации – стадия известково-углекислотной очистки, на которой сок после второй дефекации взаимодействует с диоксидом углерода до достижения заданного значения рН и щелочности.
Гашение извести – взаимодействие извести с водой в целях превращения оксида кальция в гидроксид кальция при получении известкового молока.
Гидроподача сахарной свеклы – подача корнеплодов сахарной свеклы потоком воды по гидротранспортеру.
Гранулирование сушеного жома – формование гранул определенной формы и размеров из сушеного рассыпного жома в прессе-грануляторе.
Двухступенчатая кристаллизация сахарозы – совокупность технологических процессов и операций, объединяющих две последовательные стадии кристаллизации сахаросодержащего раствора с получением сахаров I и II кристаллизации.
Дефекация сахаросодержащего раствора – взаимодействие сахаросодержащего раствора с известковым молоком с целью разложения несахаров.
Дефекованный сок – диффузионный сок, обработанный известковым молоком.
Диффузионный сок – сок, извлеченный из свекловичной стружки в процессе экстрагирования сахарозы.
Жом – свекловичная стружка, обессахаренная в диффузионном аппарате.
Жомопрессовая вода – вода, отделенная от жома в процессе его прессования.
Жом глубокого отжатия – жом, обезвоженный путем прессования до содержания сухих веществ не менее 25 %.
Жом сушеный в гранулах – сушеный жом в виде гранул определенной формы и размеров, полученных в прессе-грануляторе.
Жом сушеный в рассыпном виде – сушеный жом в виде однородной сыпучей массы.
Заводка кристаллов – стадия уваривания утфеля в вакуум-аппарате, на которой осуществляется принудительное введение центров кристаллизации сахарозы в виде затравочного материала в пересыщенный сахаросодержащий раствор
Загрязненность сахарной свеклы – показатель, характеризующий содержание в партии корнеплодов сахарной свеклы примесей органического и минерального происхождения, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы.
П р и м е ч а н и е – К примесям органического происхождения относятся: зеленая масса, корнеплоды столовой и кормовой свеклы, головки, боковые корешки и хвостики корне-плодов сахарной свеклы; к примесям минерального происхождения – почва, камни и другие твердые примеси.
Известково-углекислотная очистка диффузионного сока – совокупность технологических процессов и операций удаления несахаров из диффузионного сока с применением в качестве реагентов извести и диоксида углерода.
Известковое молоко – продукт гашения извести, представляющий собой водную суспензию гидроксида кальция заданной плотности.
Известняковый камень – горная порода осадочного происхождения, содержащая карбонат кальция, служащая для получения извести и сатурационного газа путем обжига в известково-газовых печах.
Известь – оксид кальция с примесями, присущими известняковому камню, полученный при его обжиге.
Изрезывание сахарной свеклы – измельчение корнеплодов сахарной свеклы в свекловичную стружку.
Ингибирование накипеобразования – предотвращение отложения накипи на поверхности нагрева теплообменного оборудования технологической линии производства сахара.
Кислый жом – жом, подвергшийся брожению под действием микроорганизмов в жомохранилище.
Клерование сахара – растворение кристаллов сахара в сиропе, промое, очищенном соке, воде.
Клеровка – раствор сахара в очищенном диффузионном соке, сиропе, оттеке, промое или воде.
Корнеплод сахарной свеклы – главный корень растения сахарной свеклы, образовавшийся в первый год вегетации и используемый для производства сахара.
Красящие вещества сахарного производства – окрашенные сложные органические соединения различной степени конденсации и полимеризации, возникшие за счет химического взаимодействия в полуфабрикатах некоторых извлеченных вместе с сахарозой нативных веществ сырья между собой и с образовавшимися в ходе превращений в технологическом потоке, придающие окраску от светло-желтого до темно-коричневого цвета полуфабрикатам и готовой продукции сахарного производства.
Кристаллизация сахарозы – выделение сахарозы в виде кристаллов из пересыщенных сахаросодержащих растворов.
Маточный утфель – утфель, содержащий определенное количество кристаллов заданных размеров, используемый в качестве кристаллической основы для уваривания утфелей I, II и III кристаллизации.
Межкристальный раствор утфеля – жидкая фаза утфеля, представляющая собой насыщенный или пересыщенный раствор сахарозы, содержащий несахара.
Мезга – мельчайшие частицы свекловичной стружки.
Меласса – побочный продукт сахарного производства, представляющий собой межкристальный раствор, отделяемый при центрифугировании утфеля последней кристаллизации.
Мойка сахарной свеклы – удаление прилипших примесей с поверхности корнеплодов сахарной свеклы водой.
П р и м е ч а н и е – К прилипшим примесям относят землю, песок, сорняки, солому и др.
Накипеобразование – отложение накипи на поверхности нагрева теплообменного оборудования технологической линии производства сахара.
Накипь – твердые отложения, образующиеся на внутренней поверхности теплообменного оборудования при кипении сахаросодержащих растворов.
Несахара – сухие вещества, кроме сахарозы, в продуктах сахарного производства.
Обжиг известнякового камня – термическое воздействие на известняковый камень с целью разложения содержащегося в нем карбоната кальция на оксид кальция и диоксид углерода в известково-газовой печи при заданной температуре.
Обессахаривание фильтрационного осадка – извлечение сахаросодержащего раствора из пор фильтрационного осадка.
Обесцвечивание сахаросодержащего раствора – удаление красящих веществ из сахаросодержащего раствора, приводящее к снижению его цветности.
Основная дефекация – стадия известково-углекислотной очистки, на которой осуществляется взаимодействие преддефекованного сока с известковым молоком с целью разложения несахаров и формирования избытка гидроксида кальция.
Отбор диффузионного сока – показатель, характеризующий количество отбираемого из диффузионной установки диффузионного сока, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы.
Отжатие жома – механическое обезвоживание сырого жома.
Оттек – межкристальный раствор, отделяемый при центрифугировании утфеля.
Очистка печного газа – удаление из печного газа механических примесей и смолистых веществ с последующим его охлаждением.
Очистка сахаросодержащих растворов – совокупность технологических процессов и операций удаления несахаров из сахаросодержащих растворов с целью повышения их чистоты.
Очищенный диффузионный сок – диффузионный сок, прошедший все стадии очистки согласно технологической схеме.
Ошпаривание свекловичной стружки – тепловая обработка свекловичной стружки с целью денатурации протоплазмы клеток свекловичной ткани.
П р и м е ч а н и е – Денатурация протоплазмы клеток свекловичной ткани – необратимое изменение естественных свойств протоплазмы клеток свеклы под воздействием различных факторов.
Пеногашение – предотвращение образования или разрушение пены в сахаросодержащих растворах технологического потока производства сахара путем применения пеногасителей.
Пенообразование – образование в сахаросодержащих растворах и технологических водах технологического потока производства сахара пены, обусловленное присутствием несахаров с поверхностно-активными свойствами или жизнедеятельностью микроорганизмов.
Первая ступень сатурации – стадия известково-углекислотной очистки, на которой сок после основной дефекации взаимодействует с диоксидом углерода до достижения заданного значения рН и щелочности.
Печной газ – газ, образующийся в процессе обжига известнякового камня.
Подача сахарной свеклы – перемещение корнеплодов сахарной свеклы с кагатного поля или сплавной площадки в переработку; осуществляется способами: гидроподачи, с использованием механизмов и комбинированным.
Предварительная дефекация диффузионного сока – стадия известково-углекислотной очистки, на которой осуществляется взаимодействие диффузионного сока с известковым молоком и кальцийсодержащими реагентами с целью коагуляции высокомолекулярных соединений и осаждения нерастворимых солей кальция.
П р и м е ч а н и е – К кальцийсодержащим реагентам относятся: возращаемые суспензия сока первой ступени сатурации и суспензия сока второй ступени сатурации.
Преддефекованный сок – диффузионный сок, прошедший стадию преддефекации.
Прессование сахара – формование кусочков сахара определенной формы и размеров из увлажненного кристаллического сахара.
Производство сахара из тростникового сахара-сырца – сахарное производство, в котором используется вторичное сахароносное растительное сырье.
Промой – раствор, образующийся при обессахаривании отфильтрованного осадка или адсорбента путем промывания его водой.
Промывание кристаллов сахарозы – удаление пленки межкристального раствора с поверхности кристаллов сахарозы в роторе центрифуги водой, сахаросодержащим раствором или паром.
Рассеивание сахара – разделение кристаллов сахара по фракциям с определенным размером.
Редуцирующие вещества сахарного производства – моносахариды сырья, готовой продукции, полуфабрикатов сахарного производства, имеющие в своем составе карбонильную группу и проявляющие свойства восстановителя в окислительно-восстановительных реакциях.
Рециркуляция сока в сатураторе – Многократное полное или частичное возвращение выходящего потока сока в аппарат.
Сатурационный газ – печной газ, содержащий диоксид углерода, охлажденный и очищенный в газопромывателе, используемый для сатурации сока, клеровки тростникового сахара-сырца.
Сатурация сахаросодержащего раствора – взаимодействие дефекованного сахаросодержащего раствора с диоксидом углерода сатурационного газа до заданного значения рН и щелочности, сопровождающееся образованием осадка карбоната кальция, с целью удаления несахаров путем адсорбции на осадке.
Сахар II кристаллизации или III кристаллизации – сахар, полученный в результате центрифугирования утфеля II кристаллизации или утфеля III кристаллизации.
Сахарный завод – промышленное предприятие, оснащенное технологической линией производства сахара с сопутствующей инфраструктурой.
Сахаристость сахарной свеклы – показатель, характеризующий массовую долю сахарозы в корнеплодах сахарной свеклы, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы.
Сахарное производство – отрасль пищевой промышленности, промышленные предприятия которой производят сахар из первичного или вторичного сахароносного растительного сырья в результате выполнения комплекса последовательных технологических процессов и операций.
П р и м е ч а н и е – К первичному сахароносному сырью относится сахарная свекла, к вторичному – тростниковый сахар-сырец, сахар-песок и белый сахар.
Свеклосахарное производство – сахарное производство, в котором используется первичное сахароносное растительное сырье.
Свекловичная стружка – срезы сахарной свеклы определенных размеров и формы, получаемые путем изрезывания корнеплодов сахарной свеклы.
Сгущение очищенного сока – удаление воды из очищенного сока путем выпаривания до достижения заданного значения сухих веществ раствора.
Стандарт-сироп – концентрированный сахаросодержащий раствор заданной чистоты, используемый для уваривания маточного утфеля и утфеля I кристаллизации.
Сульфитация воды – взаимодействие воды с газообразным диоксидом серы, сернистой кислотой с целью достижения заданного значения рН.
Сульфитация сахарного раствора – взаимодействие сахарного раствора с газообразным диоксидом серы, сернистой кислотой или ее солями с целью предотвращения нарастания цветности и снижения вязкости при уваривании утфелей.
Сульфитация сока – взаимодействие сока с газообразным диоксидом серы, сернистой кислотой или ее солями с целью предотвращения нарастания цветности сока при выпаривании.
Сульфитированный сок – сок, обработанный газообразным диоксидом серы, сернистой кислотой или ее солями.
Сухие вещества продукта сахарного производства – твердые вещества, растворимые и нерастворимые в воде, содержащиеся в сырье и продуктах сахарного производства.
Сушка жома – удаление влаги из отжатого жома путем его высушивания до достижения нормируемого значения массовой доли влаги.
Сушка кристаллов сахара – совокупность процессов удаления влаги с поверхности кристаллов сахара и их охлаждения до достижения нормируемых значений массовой доли влаги и температуры.
Транспортерномоечная вода – смесь загрязненных вод после гидротранспортера и свекломойки.
Трехступенчатая кристаллизация сахарозы – совокупность технологических процессов и операций, объединяющих три последовательные стадии кристаллизации сахаросодержащего раствора с получением сахаров I, II и III кристаллизации.
Уваривание утфеля – совокупность последовательных технологических процессов кристаллизации сахарозы, проводимых при кипении концентрированных сахаросодержащих растворов с образованием утфельной массы с заданным значением сухих веществ.
Утфель – масса, состоящая из кристаллов сахарозы и межкристального раствора.
Утфель I кристаллизации – утфель первой стадии последовательной кристаллизации сахарозы, предназначенный для получения белого сахара, сахара-песка.
Утфель II кристаллизации или III кристаллизации – утфель второй или третьей стадии последовательной кристаллизации, предназначенный для получения сахара II или III кристаллизации.
Хранение сахара – совокупность процессов, включающих складирование и поддержание на заданном уровне потребительских свойств сахара.
Хранение сахарной свеклы – совокупность операций, включающих складирование сахарной свеклы в кагаты и выполнение комплекса определенных технологических операций, направленных на сохранность исходных технологических свойств корнеплодов.
Цветность – показатель, характеризующий степень окрашенности продуктов сахарного производства, выраженный в условных единицах или единицах оптической плотности.
Центрифугирование утфеля – разделение утфеля на кристаллы сахарозы и межкристальный раствор под действием центробежных сил.
Чистота продукта сахарного производства – показатель, характеризующий отношение массовой доли сахарозы к сухим веществам продукта сахарного производства, выраженный в процентах.
Экстрагирование сахарозы – извлечение сахарозы из свекловичной стружки специально подготовленной водой с получением диффузионного сока.
Эффект кристаллизации – показатель, характеризующий степень выделения кристаллического сахара на стадии кристаллизации, определяемый как разность между чистотой продукта, поступающего на кристаллизацию, и чистотой межкристального раствора утфеля в конце стадии.
Изучение технологии производства сахара из сахарной свёклы
- Авторы
- Руководители
- Файлы работы
- Наградные документы
Чинёнов А. Н. 1
1МБОУ СОШ 2
Иващенко Л.Н. 1
1МБОУ СОШ 2
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Диплом школьникаСвидетельство руководителя
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF
Введение:
В Краснодарском крае выращивается более 2,5 млн тонн сахарной свеклы, что составляет 25% сахара в России. Переработку производят в станицах Павловской, Ленинградской, Каневской, в городе Тимашевск и в других городах и районах Краснодарского края.
Сахарная промышленность — отрасль пищевой промышленности, специализирующаяся на производстве белого сахара-песка из сахарной свёклы или сахарного тростника [1].
Тема работы: технология производства сахара из сахарной свеклы.
Цель работы: изучить этапы производства сахара из сахарной свёклы, разобраться, как сахар влияет на наш организм и проверить: может ли красная свёкла заменить сахарную.
Задачи:
Познакомиться с сахарной промышленностью;
Изучить процесс изготовления сахара из сахарной свеклы;
Узнать критерии, по которым ведется отбор сахарной свеклы для производства;
Разобраться в пользе и вреде сахара для нашего организма;
Узнать, где применяется сахар;
Попробовать приготовить сахарный сироп из красной свеклы.
1. Этапы производства сахара из сахарной свеклы.
Поставка сахарной свеклы. После сбора урожая свеклу
транспортируют на сахарный завод.
Подготовка к производству. Для получения сахара-песка сахарную свеклу (содержание сахарозы 16–18%), предварительно очищенную от посторонних примесей, моют, в дисковом водоотделителе освобождают от транспортно-моечной воды, обломков свеклы, песка и мелких камней. Этот этап включает следующие шаги:
Выборочный контроль. После транспортировки свекла проходит выборочную проверку.
Очистка. Свеклу взвешивают и делят на большие партии. Оттуда овощи транспортируются в устройство для промывки свеклы, где овощи фильтруют от камней и песка. Мойка свеклы осуществляется в барабанной свекломойке и затем направляется на второй водоотделитель, в котором с помощью форсунки одновременно опрыскивается хлорированной водой. Вымытая свекла элеватором загружается на транспортер с электромагнитным сепаратором для улавливания ферропримесей.
Обрезка. Чистая свекла взвешивается, загружается в бункер накопитель, из которого подается на свеклорезку. Свеклу измельчают в тонкую стружку для разрушения клеточных стенок и освобождения клеточного сока, в котором растворена сахароза.
Диффузия. Процесс извлечения сахара основан на диффузии клеточного сока водой из разрушенных клеток. Одновременно с сахарозой в диффузионный сок переходят и другие вещества (белки, аминокислоты, пектиновые вещества, органические кислоты, пигменты, сапонины и др.), окрашивающие его в темный цвет, а также кусочки мезги. В диффузионном соке содержится 15% сахара (по отношению к массе свеклы) и до 2% нерастворимых несахаров, мезги 1,5–3 г/л. Полученный диффузионный сок быстро темнеет. Для извлечения сахара из свеклы стружка проходит через воду, подогретую до температуры 70°C. Мякоть, которая остается после извлечения сахара (свекловичный жом), используется для изготовления корма для животных и других продуктов.
Очистка сахарного сиропа. Теплый сахарный сироп (сырой сок) содержит около 15% сахара, а также 1-2% примесей (не сахарных), которые должны быть устранены. Их удаление выполняется с помощью оксида кальция (жженой извести). Очищенный сок становится густым. Сахарный сок, который на этом этапе уже являет собой бледно-желтую жидкость густой консистенции, называется очищенным соком. Этот сок помещается в установку для термического выпаривания с целью устранения воды, в результате чего сок становится еще более густым. Конечная жидкость, называемая густым соком, содержит приблизительно 70% сахара.
Кристаллизация. Густой сок под давлением подается в большие варочно-кристаллизационные станции, в которых формируются крошечные сахарные кристаллики.
Центрифугальное формирование.
В процессе уваривания 55–60% сахара выкристаллизовывается и получается утфель I. Он представляет собой смесь кристаллов сахарозы и маточной жидкости, содержащей также сахар и оставшиеся несахара. Кристаллы сахара отделяют от маточного раствора (зеленого оттека) на центрифугах, промывают горячей водой, высушивают в сушилках до влажности 0,05– 0,14% и упаковывают в пакеты или мешки.
Зеленый оттек содержит еще 76–78% сахарозы к массе сухих веществ. Его повторно уваривают в вакуум-аппарате до концентрации сухих веществ 95%. При этом получают утфель II – продукт второй кристаллизации. Утфель охлаждают в кристаллизаторах до +40 °С. Утфель вращается в центрифуге для отделения белого сахара от коричневого сиропа. Сироп возвращается в варочно-кристаллизационную станцию и поддается повторному кипячению до момента, пока весь сахар не будет извлечен из сырья.
Меласса. Оставшийся продукт носит название «меласса». Содержание в нем сахара слишком низок, чтобы использовать его для выработки сахара. Меласса используется для изготовления кормов для животных, дрожжей и спирта.
В конце сахар высушивают и помещают для хранения в силосные ямы. По истечении сезона производства сахарной свеклы силосные ямы заполнены полностью, но в течение года они будут опустошаться по мере сбыта сахара в магазины, промышленные предприятия или с целью экспорта. [2]
1. 2.Контроль производства (по ГОСТ 32971-2014).
Учитывается загрязненность сахарной свеклы: Показатель, характеризующий содержание в партии корнеплодов сахарной свеклы примесей органического и минерального происхождения, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы. К примесям органического происхождения относятся: зеленая масса, корнеплоды столовой и кормовой свеклы, головки, боковые корешки и хвостики корнеплодов сахарной свеклы; к примесям минерального происхождения — почва, камни и другие твердые примеси.
Сахаристость сахарной свеклы (дигестия): Показатель, характеризующий массовую долю сахарозы в корнеплодах сахарной свеклы, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы.
Брак свекловичной стружки: Показатель, характеризующий содержание в массе свекловичной стружки мелких кусочков свекловичной стружки, мезги, а также неразрезанных пластинок, не отвечающих установленным показателям качества свекловичной стружки, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы.
Отбор диффузионного сока (откачка): Показатель, характеризующий количество отбираемого из диффузионной установки диффузионного сока, выраженный в процентах к массе сахарной свеклы.
Эффект кристаллизации: Показатель, характеризующий степень выделения кристаллического сахара на стадии кристаллизации, определяемый как разность между чистотой продукта, поступающего на кристаллизацию, и чистотой межкристального раствора утфеля в конце стадии.
Степень извлечения сахарозы: Показатель, характеризующий меру выделения сахарозы из сырья, выраженный в относительных единицах.
И множество других немаловажных показателей. [3]
2.Приготовление сахара из красной свеклы в домашних условиях.
При изучении данной темы у меня возник вопрос: почему красная свекла не используются для производства сахара? В Интернет-ресурсах я узнал, что в сиропе сахарной свеклы содержание сахарозы в несколько раз превышает показатели в сиропе красной свеклы, но на вкус сироп красной свеклы все равно сладкий. Мне захотелось изготовить этот сироп и попробовать его на вкус: действительно ли он сладкий?
Для приготовления сахарного сиропа в домашних условиях я выбрал 3 корнеплода сахарной свеклы.
Очистил свеклу от корней и внешних дефектов.
4. В кипящей воде варил корнеплоды свеклы в течении одного часа на маленьком огне.
5. Очистил от кожуры уже сваренную свеклу.
6. Измельчил на кухонной тёрке готовую свеклу и процедил ее при помощи марли, получив свекольный сок.
7. Полученный свекольный сок необходимо выпарить, чтобы избавиться от лишней влаги, что я и сделал. При этом важно всегда мешать сироп, дабы избежать порчи продукта.
8. После выпаривания я получил сахарный сироп, напоминающий мёд. На вкус он очень сладкий, что обуславливает наличие сахарозы. Заключительным этапом становятся кристаллизация (ее я добился с помощью морозильной камеры) и проба нашего продукта.
Интернет-ресурсы не солгали: сахарный сироп, который я получил из красной свеклы действительно сладкий. В дальнейшем мне бы хотелось провести подобный опыт с корнеплодами сахарной свеклы, чтобы сравнить полученные продукты. [4]
Заключение:
Сахар можно добывать из тростника и сахарной свеклы. В нашей стране распространено свеклосахарное производство, так как сахарный тростник у нас не растет. Само производство включает в себя множество важных этапов, которые должны соблюдать правила и нормы сахарной промышленности.
Значение сахара в нашей жизни достаточно большое, хотя иногда мы не замечаем этого. Мы используем его в приготовлении пищи. В сахаре содержится глюкоза, которая работает как «топливо» для нашего организма. Пройдя через некоторые этапы, глюкоза попадает в головной мозг и стимулирует его работу. Но и переедать продукты с большим содержанием сахара не стоит, ведь любой продукт в большом количестве вредит организму.
В практической части попробовали изготовить сахарный сироп из красной свеклы в домашних условиях. Содержание сахарозы и глюкозы в корнеплоде сахарной свеклы в два раза выше, чем показатели красной свеклы.
Список литературы:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Сахарная_свёкла
https://www.dansukker.ru/ru/%D0%BE-%D1%81%D0%B0%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B5/%D0%BA%D0%B0%D0%BA-%D0%B8%D0%B7%D0%B3%D0%BE%D1%82%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B8%D0%B2%D0%B0%D0%B5%D1%82%D1%81%D1%8F-%D1%81%D0%B0%D1%85%D0%B0%D1%80-%D0%B8%D0%B7-%D1%81%D0%B0%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%BD%D0%BE%D0%B8-%D1%81%D0%B2%D0%B5%D0%BA%D0%BB%D1%8B
https://docs.cntd.ru/document/1200115872
На основе данного видеоролика: https://www.youtube.com/watch?v=ZMZpXfhaPsM&feature=youtu.be
https://zds.com.ua/news-mozg-i-sahar-gde-vzyat-energiyu-dlya-umstvennoy-deyatelnosti#:~:text=%D0%A7%D0%B5%D0%BB%D0%BE%D0%B2%D0%B5%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9%20%D0%BE%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%BC%20%D1%80%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D1%82%D0%B0%D0%B5%D1%82%20%D0%BD%D0%B0%20%D1%81%D0%B0%D1%85%D0%B0%D1%80%D0%B5,%D0%BD%D0%B5%D0%BE%D0%B1%D1%85%D0%BE%D0%B4%D0%B8%D0%BC%D1%83%D1%8E%20%D0%B4%D0%BB%D1%8F%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81%D1%81%D0%B0%20%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%B7%D0%BC%D0%B0%20%D1%8D%D0%BD%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D1%8E.
https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/SAHAR.html#:~:text=%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5.,-%D0%A2%D0%B0%D0%BA%D0%B6%D0%B5%20%D0%BF%D0%BE%20%D1%82%D0%B5%D0%BC%D0%B5&text=%D0%A1%D0%B0%D1%85%D0%B0%D1%80%20%E2%80%93%20%D0%B2%D0%B0%D0%B6%D0%BD%D1%8B%D0%B9%20%D0%B8%D0%BD%D0%B3%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B8%D0%B5%D0%BD%D1%82%20%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BB%D0%B8%D1%87%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D0%B1%D0%BB%D1%8E%D0%B4,%D0%BA%D0%BE%D0%B6%20%D0%B8%20%D0%B2%20%D1%82%D0%B0%D0%B1%D0%B0%D1%87%D0%BD%D0%BE%D0%B9%20%D0%BF%D1%80%D0%BE%D0%BC%D1%8B%D1%88%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8.
Просмотров работы: 23
Основные процессы сахарного производства | Тепло-Поліс
На Украине переработка сахарной свеклы и производство сахара происходят сезонно (с середины августа по середину января).
1. Диффузия
Сахар, содержащийся в свекле, извлекают экстракцией (диффузией). Для этой цели свеклу измельчают в тонкую стружку на свеклорезках. Свекловичная стружка подает в диффузионный аппарат с горячей водой температурой 750С.
В процессе диффузии получается сырой (диффузионный) сок, а оставшаяся после выделения сока стружка называется жомом. Жом отжимают до содержания сухих веществ- 22% и используют в качестве корма для скота. Жомопрессовую воду возвращают на диффузию. Диффузионный сок направляется на очистку.
2. Очистка диффузионного сока
2.1. Основные операции
2.1.1. Предварительная дефекация.
Целью предварительной дефекации является нейтрализация кислот диффузионного сока, коагуляция и осаждение в осадок значительной части коллоидных веществ и других несахаров. Процесс предварительной дефекации позволяет при постоянном добавлении извести добиться постепенного нарастания щелочности, при этом достигаются благоприятные условия для коагуляции (pH 11.0 и более низких его значениях), что дает возможность заметно ускорить фильтрование сока I сатурации, т.е. позволяет выполнить цепь процесса предварительной дефекации. Добавление сгущенной суспензии осадка сока I сатурации в зону со значением pH<10 дает возможность получить осадок с лучшими фильтрационными свойствами, т.к. выпадающие в осадок частицы коагулята ионы Ca2+ будут связываться частицами возврата, содержащими CaCO3, в более жесткие агрегаты. Здесь происходят реакции коагуляции и осаждения. Ионы Ca2+ вступают в реакцию с анионами щавелевой, лимонной, винной, оксилимонной и фосфорной кислот, образуя соли Са, нерастворимые в воде. Осаждение происходит постепенно в интервале pH 9.0-11.5 вместе с агрегатами высокомолекулярных соединений. Полностью они выпадают в осадок лишь на сатурации после снижения щелочности в результате адсорбции анионов карбонатом Ca2+ и осаждения Ca2+ в виде CaCO3. Также идут реакции коагуляции и осаждения высокополимеров. Коагулируют белки, сапонины, красящие вещества.
2.1.2. Основная дефекация.
Главной задачей основной дефекации является разложение амидов кислот (солей аммония), омыление жиров, а также создание избытка извести необходимого для получения достаточного количества осадка СаСО3 на 1-й сатурации.
Полностью провести реакцию разложения на основной дефекации нельзя, но стремиться к этому нужно, т.к. незаконченные реакции разложения приводят к:
— разложению инвертного сахара, при этом снижается рH и повышается цветность;
— падению щелочности на выпарке;
— усилению пенообразования.
На основной дефекации подается избыток извести, что дает возможность получать на I сатурации сок с мелкими однородными кристаллами CaCO3, обладающей повышенной фильтрационной и адсорбционной способностью.
2.1.3. I сатурация
Цель первой сатурации — очистка сока методом адсорбции и получение осадка CaCO3 с хорошими фильтрационными и седиментационными свойствами. В процессе сатурации происходит адсорбция солей Са и некоторых кислот, представляющих собой продукты щелочного распада инвертного сахара, образовавшегося на основной дефекации. Особое значение имеет адсорбция поверхностно-активных веществ, замедляющих процесс кристаллизации и ухудшающих качество продукции.
Сатурацию проводят при температуре 80-85 0С, рН 10,8-11,4 и время выдержки 8-10 мин. На 1-й сатурации при обработке дефекованного сока диоксидом углерода образуются кристаллы карбоната кальция, на поверхности которых адсорбируются несахара. Коэффициент использования сатурационного газа на 1-й сатурации составляет 60-65%. После проведения 1-й сатурации сок нагревают в ширококанальных пластинчатых теплообменниках до температуры 85-90 0 С и направляют на фильтрацию. Осадок карбоната кальция с адсорбируемыми несахарами и коагулянтом (фильтрационный осадок) выводят в отходы. Сатурацию проводят в две стадии: первая и вторая (с промежуточным отделением осадка несахаров) для того, чтобы предотвратить обратный переход в раствор несахаров выпавших в осадок на стадиях предварительной дефекации и основной дефекации. Дополнительной дефекацией перед II сатурацией достигают разложение оставшихся в соке редуцирующих веществ и дополнительного разложения амидов, повышается эффект очистки и уменьшается содержание солей Са.
2.1.4. II сатурация
II сатурация необходима для промежуточного отделения осадка несахаров при избыточной щелочности, которая необходима для предотвращения перехода осажденных солей Са снова в раствор сока. При проведении II сатурации нужно как можно полнее осадить ионы Са, довести активную щелочность до такой величины, которая обеспечивала бы эффективное проведение сульфитации и минимальное разложение сахарозы при выпаривании, получение термоустойчивого сока и сиропа. Неполное удаление солей кальция из сока приводит к образованию накипи в теплообменных аппаратах.
Сок перед 2-й сатурацией нагревают в пластинчатых теплообменниках до температуры 92-95 0 С, добавляют известь в количестве 0,1-0,5%, проводят вторую дефекацию, а затем обрабатывают сок сатурационным газом (2-ая сатурация), рН сока 2-й сатурации 9-9,5, время 10 мин, коэффициент использования сатурационного газа 50-55%. После 2-й сатурации сок фильтруют (дисковые фильтры).
2. 1.5. Сульфитация
Основные цели сульфитации: обесцвечивание (осветление) соков путем восстановления красящих веществ в бесцветные соединения, уменьшение щелочности и вязкости сиропа для улучшения условий фильтрации.
Температура 80-85 0С; оптимальная рН 8,5-8,8; время сульфитации 5-10 мин; чистота очищенного сока 89-96%.
2.1.6. Окончательная фильтрация.
2.2. Технологический процесс очистки диффузионного сока.
Диффузионный сок предварительно очищают в ловушках непрерывного действия от взвешенных частиц. Далее сок поступает в подогреватели (ширококанальные пластинчатые теплообменники) для нагрева до температуры 850С и затем направляется в преддефекатор непрерывного действия. В преддекатор подают 0,2-0,3% оксида кальция СаО к массе свеклы. В преддефекаторе плавное увеличение рН сока даёт возможность каждой группе коллоидных частиц коагулировать при определённом нужном для неё значении рН. На преддефекации, где сок достигает метастабильного состояния pH 8.5-9.5, вводится вся сгущенная суспензия сока II сатурации, а также 150% к массе свеклы сока I сатурации (нефильтрованного). Холодная преддефекация (температура до 50 0С) длится (20-30) минут, теплая (температура 50-60 0С) — 15 минут. Из преддефекатора сок без подогрева поступает в аппарат на холодную (теплую) основную дефекацию, где смешивается с известковым молоком (1-1.8)% CaO массы свеклы. Оптимальная длительность холодной дефекации (20-30) минут, теплой — 15 минут. После холодной дефекации сок нагревается до температуры (85-90) 0С в подогревателях (ширококанальных пластинчатых теплообменниках) и подается в дефекатор (горячая дефекация), где выдерживается 10 минут. На выходе из дефекатора к соку добавляется известковое молоко (0.5-0.7)% СаО к массе свеклы для повышения фильтровальных свойств сока I сатурации. Далее дефекованный сок поступает в циркуляционный сборник, где смешивается с 5-7 кратным количеством сока I сатурации, рециркулируемого по внешнему контуру, и в аппарате I сатурации сатурируется в течение 10 минут до pH 10.
8-11.6. Затем сок самотеком поступает в сборник и насосом через подогреватель (ширококанальный пластинчатый теплообменник) перекачивается в напорный сборник, расположенный примерно на высоте 6 м над листовыми фильтрами.
В ФИЛСах (рамка фильтровальная) сок I сатурации разделяется на фильтрат и сгущенную суспензию. Достоинствами ФИЛС являются: простота конструкции, малая металлоемкость, малая занимаемая площадь, в 3-5 раз меньше затрат времени на фильтрование, а так же более высокое (в 1.5-2 раза) содержание твердой фазы в суспензии, что повышает производительность вакуум-фильтров.
Суспензия через нижний сборник и верхний напорный сборник направляется в вакуум-фильтры, где после отделения и промывания фильтрованный осадок выводится в отходы, а фильтрат отделяется в ресивере и смешивается с нефильтрованным соком I сатурации в нижнем сборнике.
Применение вакуум-фильтров обусловлено полным отделением частиц осадка от сока и промывки осадка от сахарозы.
К фильтрованному соку, поступающему из ФИЛС, добавляют известковое молоко 0. 2-0.5% СаО к массе свеклы, нагревают смесь с помощью пластинчатых теплообменников до температуры 92-950С и в течение 4-5 минут подвергают дополнительной дефекации в дефекаторе.
Из дефекатора сок самотеком поступает в сатуратор, где в течение 20 минут сатурируется до оптимальной щелочности 0.01-0.025% СаО (pH 9-9.5), затем насосом через нижний сборник перекачивается в напорный сборник, фильтруется на листовых фильтрах и подается в сульфитатор, где его обрабатывают сульфитированным газом 10-12% SO2 до щелочности 0.05-0.1% CaO (pH 8.5-8.8).
Сульфитированный газ получают путем сжигания серы в серосжигательных печах. Газ охлаждают в сублиматоре и вентилятором подают в нижнюю часть сульфитатора. Сульфитированый сок в начале насосом подается на дисковые фильтры. Фильтрованный сок направляют на выпарную станцию.
Сгущенная суспензия сока II сатурации из сборника возвращается на преддефекацию, где кристаллы карбоната кальция этой суспензии, обладающие достаточно высоким положительным x-потенциалом, используются как затравочные центры для осаждения коагулирующих несахаров.
При переработке свеклы хорошего качества применяют более простую схему очистки диффузионного сока с горячей оптимальной преддефекацией (когда диффузионный сок нагревают с помощью теплообменников FREE FLOW до температуры 85-90 0С и вводят в него сразу всю известь, необходимую для достижения оптимального pH), возвратом сока или сгущенной суспензии сока I сатурации на преддефекацию, горячей основной дефекацией, без дефекации перед II сатурацией.
Преимущество типовой схемы перед схемой очистки диффузионного сока с горячей оптимальной преддефекацией состоит в том, что холодная (теплая) прогрессивная преддефекация с противоточным движением извести и сока позволяет полнее осадить вещества коллоидной дисперсности, не разлагая их в щелочной среде, и получить плотный и устойчивый к пептизации коагулят.
При возврате сгущенной суспензии сока II сатурации (вместо нефильтрованного сока или сгущенной суспензии сока I сатурации) в несколько раз уменьшается рециркуляция больших масс сока, что положительно влияет на его термоустойчивость и качество.
В процессе холодной основной дефекации в соке растворяется в 3-4 раза больше извести, чем при горячей. Позднее, когда сок нагревается, и проводится горячая дефекация, большая часть растворенной извести в осадок не выпадает, а осаждается в пересыщенном состоянии, что обеспечивает более глубокое разложение несахаров. Для этой же цели предназначена и дополнительная дефекация перед II сатурацией. Кроме разложения несахаров, введение извести перед II сатурацией дает возможность повысить эффективность адсорбционной очистки сока карбонатом кальция.
Все основные мероприятия, позволяющие добиться максимально возможного выхода сахара необходимого качества при переработке свеклы пониженного качества, заложены в типовой схеме.
К дополнительным радикальным мероприятиям по повышению качества и выхода сахара можно отнести отделение преддефекованного осадка, замену сока I сатурации при возврате на преддефекацию сгущенной суспензии.
В качестве экстремальной меры можно использовать проведение «мгновенной» дефекации, т. е. осуществление дефекосатурации при пониженном значении pH. В этом случае, чтобы устранить вспенивание диффузионного сока в предсатураторе, его предварительно нагревают с помощью широкаканальных пластинчатых теплообменников до 55-600С, смешивают с суспензией сока II или I сатурации до pH 8.5-9.0 и подают в сборник-рециркулятор внешнего рециркуляционного контура предсатуратора.
3. Сгущение сока до сиропа
После очистки сока в нем содержится около 15 % СВ (сухих веществ), следовательно воды содержится — 85%. Для того чтобы получить сахарозу в кристаллическом виде путём кристаллизации из пересыщенного раствора, его необходимо сгустить, т.е. удалить большое количество воды. Удаление воды из сока всегда производится в два этапа:
— сначала удаляют воду на выпарной установке до содержания сухих веществ (СВ) в сиропе 65%;
— затем густой сироп смешивают с клеровкой (раствором желтого сахара), обрабатывают адсорбентами, направляют на сульфитацию (рН=7,5), подогревают в пластинчатых теплообменниках, фильтруют и направляют в вакуум-аппараты, где концентрацию сухих веществ доводят до 92,5%.
Причиной двукратного выпаривания воды из сока является то, что на выпарной установке при удалении воды из сока и увеличении его концентрации растворимость некоторых несахаров снижается, и они выпадают в осадок, поэтому их необходимо удалить путём фильтрации сиропа. Кроме того, при нахождении в выпарной установке цветность сиропа увеличивается, поэтому его необходимо дополнительно обесцветить путём сульфитации и также подвергнуть фильтрации.
Сгущение сока до сиропа- процесс получения сиропа из очищенного сульфитированного сока выпариванием из него воды в выпарной установке до содержания СВ=60-65%. Всего из очищенного сока выпаривают 110-115% воды к массе свеклы. Выпаривание сока ведут в многокорпусных выпарных установках, что позволяет снизить расход топлива примерно в 2,5 раза. На сахарных заводах преимущественно применяют четырехкорпусные выпарные установки с концентратором. Нагретый в разборных пластинчатых теплообменниках до температуры кипения 126 0С сульфитированный сок направляется в первый корпус выпарной установки, где из него выпаривается часть воды образуя вторичный пар, последовательно сок проходит из первого корпуса во второй, из второго в третий, из третьего в четвертый и затем в концентратор сгущаясь до заданной плотности. Многократное использование теплоты пара возможно при условии понижения температуры кипения сока и давления начиная от первого до последнего корпуса выпарной установки. Сироп после выпарной установки сульфитируют до рН 7,8-8,2 при температуре 80-85 0С, нагревают в пластинчатых разборных теплообменниках до температуры 85-90 0С и фильтруют. Фильтрованный сок направляют на уваривание утфелей 1-й кристаллизации.
4. Кристаллизация сахара
Кристаллизация является завершающим этапом сахарного производства. Кристаллизация сахара – процесс выделения сахаров в виде кристаллов путем выпаривания воды или охлаждения кристаллизуемой массы. Для максимального извлечения сахара при минимальных затратах топлива кристаллизацию сахарозы ведут многократно. Рациональной является трехкристаллизационная схема с аффинацией сахара 3-й кристаллизации первым оттеком утфеля 1-й кристаллизации. Эта схема с учетом использования совершенного оборудования обеспечивает получение сахара стандартного качества при минимальном содержании сахара в мелассе.
Технологические процессы в продуктовом отделении проходят в следующей последовательности:
- Уваривание и центрифугирование утфеля 1-й кристаллизации.
Утфель первый уваривают из сиропа с клеровкой. Содержание СВ=60-65%, рН 7,8-8,2, цветность не более 40 единиц. Утфель уваривают в периодически действующих вакуум-аппаратах в 4 этапа:
а) сгущение сиропа до пересыщенного раствора;
б) заводка кристаллов сахара;
в) наращивание кристаллов сахара;
г) окончательное сгущение и спуск утфеля.
Чтобы предотвратить разложение сахарозы сироп уваривают выпариванием при остаточном давлении 0,02 мПа и температуре 70-72 0С. По мере сгущения сиропа до содержания СВ 80-82% температура его кипения при том же разряжении повышается до 74-76 0С, коэффициент пересыщения до 1,25-1,3. Коэффициент пересыщения показывает во сколько раз в данном сиропе растворено сахарозы больше, чем в насыщенном растворе при тех же условиях. При этом коэффициент пересыщения находится в неустойчивом состоянии, в этот момент производят заводку кристаллов, вводят в аппарат тонкоизмельченную сахарную пудру в количестве 50 г на 40 тонный аппарат. После заводят необходимое количество кристаллов и наращивают их для того, чтобы росли образовавшиеся кристаллы, но не образовывались новые, постоянно в вакуум-аппарат вводят сироп, поддерживая при этом коэффициент пересыщения на уровне 1,12-1,15. Когда кристаллы сахарозы достигнут необходимой величины утфель доводят до концентрации СВ=92-92,5%, температура составляет 70-73 0С, время уваривания 170 мин, содержание кристаллов в утфеле 1-ом 50-55%. Затем утфель подают в автоматизированные центрифуги периодического действия ( ФПН 660 кг и 1000 кг). В результате центрифугирования получают межкристальный раствор утфеля, который называется зеленой патокой I продукта. На поверхности кристаллов сахара остается тонкая пленка придающая желтоватый цвет, чтобы удалить ее в центрифуге ведут пробелку сахара горячей артезианской водой 85-90 0С, расход воды 3-3,5% к массе утфеля.
При этом часть кристаллов растворяется и образуется второй оттек (белая патока), который вместе с зеленой патокой идет на уваривание 2-го утфеля. Содержание влаги в выгруженном из центрифуги сахаре-песке составляет 0,9-1%, температура 55-600С. Влажный сахар направляют на сушильно-охладительную установку, сахар сушат горячим воздухом 105-1100С. Температура высушенного сахара должна быть не более 22-250С, влажность не более 0,14%. Высушенный сахар направляется на упаковку и хранение в полипропиленовые мешки массой 50 кг (тарный метод) или в силосные башни массой 10 тыс. тонн (бестарный метод).
- Уваривание и центрифугирование утфеля 2-й кристаллизации.
Полученные после центрифугирования утфеля 1-й кристаллизации оттеки являются насыщенными растворами сахарозы, их используют для уваривания утфеля второго. Зеленую и белую патоки перед вакуум-аппаратами предварительно нагревают в пластинчатых разборных теплообменниках. Уваривание проходит 4 цикла. Заводку кристаллов проводят при помощи сахарной пудры (60-65 кг на 40 тонн утфеля). После наращивания сгущают до содержания СВ=93%. Утфель второй центрифугируют в центрифугах непрерывного действия. При центрифугировании утфеля второго получают сахар 2-й кристаллизации (желтый сахар) и межкристальный оттек. Сахар пробеливают чистой горячей водой в количестве 1% к массе утфеля и получают второй оттек, время уваривания составляет 300 мин.
- Уваривание и центрифугирование утфеля 3-й кристаллизации.
Утфель третий уваривают из первого и второго оттеков утфеля второго и аффинационного оттека, которые предварительно нагревают в пластинчатых теплообменниках.. Продолжительность уваривания утфеля в 1,5 раза больше, чем утфеля второго из-за более низкой чистоты оттеков и большей их вязкости. Для затравки кристаллов используют сахарную пудру в количестве 150-200 г на 40 тонн утфеля, утфель уваривают до СВ=94,5-96%. Из вакуум-аппарата через приемную утфелемешалку поступает в кристаллизационную установку. Утфель охлаждается холодной водой движущейся навстречу внутри вала. За время кристаллизации температура утфеля снижается с 70-75 0С до 35-40 0С, при понижении температуры коэффициент пересыщения увеличивается до 1,20-1,25. За счет увеличения коэффициента пересыщения выкристаллизовывается в утфелемешалках дополнительное количество сахара. Таким образом, процесс кристаллизации сахарозы происходит в два этапа: 1) кристаллизация при выпаривании в вакуум-аппарате; 2) при охлаждении утфеля в утфелемешалках.
Перед центрифугированием утфель нагревают до температуры 45-500С и центрифугируют в центрифугах непрерывного действия без пробеливания сахара водой. При центрифугировании получают желтый сахар 3-й кристаллизации и один оттек – мелассу.
- Аффинация желтого сахара 3-й кристаллизации.
Для повышения качества сахара 3-й кристаллизации его смешивают с разбавленным первым оттеком утфеля 1-й кристаллизации до содержания СВ=89-90%, перемешивают в утфелемешалке в течение 20 мин при температуре 70-75 0С, в результате этого часть несахаров, содержащихся в пленке покрывающей кристаллы сахара, перейдет в аффинирующий раствор и при центрифугировании будет получен более чистый аффинированный сахар (Ч=97%).
- Клерование желтых сахаров.
Аффинированный желтый сахар 3-й и 2-й кристаллизации растворяют (клеруют) очищенным соком 2-й сатурации при температуре 80-85 0С до содержания СВ=60-65%, смешивают с сиропом из выпарной установки, сульфитируют и подают на уваривание утфеля 1-й кристаллизации.
С целью экономии энергоносителей сахарные растворы (сиропы) нагревают с помощью пластинчатых теплообменников перед основными техпроцессами.
Термины, применяемые в сахарном производстве
Диффузионный сок— жидкость, полученная в результате экстракции горячей водой из свекловичной стружки.
Дефекованный сок— диффузионный сок, обработанный известковым молоком (водной суспензией оксида кальция).
Дефекация — один из способов очистки диффузионного сока путем ввода в него известкового молока (водного раствора оксида кальция).
Сатурация— метод очистки дефекованного сока путем насыщения его диоксидом углерода.
Утфель— это вещество, состоящее из кристаллов сахарозы и межкристального раствора, получаемое из сахарного сиропа и отеков увариванием в вакуум-аппаратах.
Уваривание утфеля— получение утфельной массы путем удаления воды из концентрированных сахаросодержащих растворов до пересыщения выпариванием, введения затравочного материала в пересыщенный раствор и наращивания кристаллов сахарозы.
Межкристальный раствор (патока) – жидкая фаза утфеля, заполняющая промежутки между кристаллами сахара.
Центрифуга для утфеля – машина для разделения кристаллов сахара и межкристального раствора.
Оттек – межкристальный раствор отходящий при центрифугировании утфеля.
Затравка— тонкоизмельченная сахарная пудра.
Клеровка – раствор сахара в очищенном соке или воде.
Аффинация сахара – технологическая операция по повышению качества желтого сахара путем удаления (смывания) значительной части несахаров с поверхности кристаллов при смешивании этого сахара с оттеком более высокой частоты.
Меласса – побочный продукт сахарного производства, является межкристальным раствором полученным при центрифугировании утфеля последней кристаллизации.
Подогреватель— разборный пластинчатый теплообменник, применяемый для нагрева сахарных растворов перед основным технологическим оборудованием.
Делаем урожай сахарной свеклы слаще
Болезни сельскохозяйственных культур могут снизить не только урожайность, но и качество сахарной свеклы, снижая цену, которую могут получить фермеры. Технологии и анализы с помощью дронов позволяют быстро и точно оценить ущерб, нанесенный урожаю болезнями растений, и принять дальнейшие управленческие решения, направленные на снижение их негативного воздействия.
Производство сахарной свеклы в США
США являются одним из ведущих производителей сахара в мире, производя 55-60% сахара из сахарной свеклы.
По данным Министерства сельского хозяйства США, в 2020 году было засеяно 1,138 млн акров сахарной свеклы. Она выращивается в умеренных регионах США: на Верхнем Среднем Западе, Великих равнинах и Дальнем Западе. Последний имеет лучшую доходность, но и самые высокие инвестиции.
Свекла выращивается по контракту с кооперативами, управляющими сахарными заводами. Качество сахарной свеклы имеет решающее значение для установления цены и оценивается по процентному содержанию в ней сахара (в частности, сахарозы). Обычно это колеблется в пределах 12-20%, а в среднем составляет 16%.
Очевидно, что фермеры должны поддерживать не только урожайность, но и качество, чтобы обеспечить оптимальную рентабельность инвестиций.
Болезни сельскохозяйственных культур вызывают серьезные проблемы с производством
В отчете Министерства сельского хозяйства США указывается, что в 2019 году средняя урожайность сахарной свеклы с акра составила 29,2 тонны/акр.
Согласно исследованию, охватившему 28% посевных площадей под сахарной свеклой, болезни посевов оказались основными проблемами выращивания, с которыми столкнулись производители сахарной свеклы в 2019 году в Миннесоте и Северной Дакоте. Основными проблемами были почвенные и лиственные болезни:
- 27% фермы пострадали от церкоспорозной пятнистости листьев (CLS).
- 26% фермеров сообщили о ризоктониозе корневой гнили и корневой гнили
Хотя это две наиболее распространенные болезни растений, некоторые другие болезни также могут поражать сахарную свеклу. Болезни посевов могут поражать урожай сахарной свеклы от рассады до стадии хранения, при этом наиболее важными из них являются:
- Болезни рассады : Выпревание, вызываемое Aphanomyces и Rhizoctonia.
- Болезни корней : Фузариозная желтизна, вызываемая Fusarium oxysporum f. Пожелтение Sp.betae и Fusarium снижается на secorum . Кроме того, ризоктониоз коронной и корневой гнили, а также ризомания или сумасшедшая гниль, вызываемая вирусом желтой жилки.
- Болезни листьев : Церкоспорозная пятнистость листьев (CLS), вызываемая грибком Cercospora beticola , является наиболее опасным заболеванием сахарной свеклы в США.
Бактериальная пятнистость листьев и пятнистость листьев Alternaria также могут возникать, но они не очень распространены и не являются тяжелыми.
- Болезни при хранении : Phoma betea, вызывающая пятнистость всходов, пятнистость листьев, корневую и корневую гниль, продолжает поражать клубни после сбора урожая и является одной из основных причин потерь свеклы при хранении. Чрезмерное снижение содержания сахара в корнях можно контролировать, если предотвратить это заболевание.
Потери из-за болезней сельскохозяйственных культур
Снижение урожайности, вызванное болезнями растений, может привести к значительной потере доходов производителями. Обычно из одной тонны сахарной свеклы с содержанием сахара 16% получается 130 кг сахара.
Болезни снижают урожайность и сахаристость свеклы. CLS может уменьшить прибыль, даже если количество урожая не уменьшается.
В 2016 году регион выращивания Мин-Дак потерял 375 долларов США на акр из-за снижения уровня рекуперируемого сахара на 1-2%, поскольку фермеры пропустили одно применение фунгицида для CLS. В целом по региону убытки составили 43 миллиона долларов. В 2016 г. выручка CLS снизилась на 50 %. химические вещества, используемые для борьбы с ними. Стало очевидным, что с помощью существующих составов нельзя контролировать их повреждение урожаю.
Таким образом, слишком частое использование обработок приводит к развитию резистентности и толерантности у микробов, что делает борьбу с болезнями растений менее эффективной и более дорогостоящей.
Как бороться с болезнями растений
Сахарную свеклу сажают в апреле и собирают осенью. Наилучшей стратегией предотвращения или снижения CLS, основного заболевания сахарной свеклы, является полевой отбор, использование устойчивых к CLS сортов, разведка и своевременное применение фунгицидов через рекомендуемые интервалы времени. Аналогичный подход можно рекомендовать и для профилактики других болезней сельскохозяйственных культур.
С июня по июль, когда культуры выращиваются в тесных рядах, самое позднее время начинать разведку для раннего выявления болезней растений. CLS возникает при высокой влажности и температуре. В этих погодных условиях необходимы разведка и опрыскивание.
Первое применение спреев следует проводить при благоприятной погоде для заболевания или при первом появлении. Если упустить возможность применить лечение на ранней стадии, впоследствии трудно контролировать заболевание растений.
Как помогает разведка?
Для эффективного лечения решающее значение имеет своевременная и правильная идентификация болезней растений. Так же как и определение степени заражения в поле.
Разведка — это регулярная проверка полей для наблюдения за ростом и здоровьем урожая. Поскольку сахарная свекла восприимчива к болезням уже на стадии всходов, проверку на наличие симптомов заболевания начинайте сразу же после появления всходов – через две недели после посева.
Традиционно разведкой занимались люди, либо фермеры, либо по контракту. В то время как обнаружение симптомов возможно, людям трудно судить о степени поражения площади или урожая.
Когда поля не поражены болезнью сельскохозяйственных культур, разведка помогает фермеру решить, могут ли они отказаться от применения химикатов, тем самым экономя средства и предотвращая развитие резистентности.
В любом случае, новая технология дронов гораздо лучше подходит для разведки, чем для ручного наблюдения. Используя дроны для разведки, фермеры:
- Сэкономят время и затраты на персонал при обходе урожая
- Минимизируют нарушение урожая
- Получат более точные данные
- Иметь историческую перспективу полевых условий
Ручная разведка субъективна и отличается от человека к человеку. Кроме того, это особенно сложно, когда речь идет о работе со сторонними подрядчиками.
Технология дронов может увеличить прибыль
Использование дронов для разведки ферм является частью нового вида сельского хозяйства, называемого точным земледелием, которое можно применять на существующих фермах. Он отличается от традиционного земледелия одним дополнительным шагом: сбором подробной и точной информации о ферме и состоянии посевов. Дроны можно использовать не только для обнаружения болезней, но и других видов стресса и насаждений.
В случае с сахарной свеклой фермер может улучшить свои решения по борьбе с болезнями на основе анализа информации, собранной дроном.
- Основываясь на точных данных, решите, когда применять лечение. Своевременное вмешательство может спасти урожай до того, как он окажется под угрозой исчезновения.
- Узнайте, какую часть фермы нужно опрыскать. Дрон показывает точное местоположение пораженных растений, чтобы вы могли более эффективно использовать ресурсы.
- Определите необходимое количество фунгицида и его стоимость. Используйте оптимальное количество входных данных — ни слишком много, ни слишком мало.
- Повысьте урожайность и качество сахарной свеклы, чтобы получить премиальные цены.
Так как же фермер может использовать технологию дронов на своих фермах? Звучит сложнее, чем есть на самом деле, но есть службы и люди, которые позаботятся об отдельных этапах.
Как применять беспилотные технологии
Agremo предоставляет программное обеспечение для анализа болезней растений для применения беспилотных технологий для нескольких культур, включая сахарную свеклу.
Программное обеспечение Agremo для анализа болезней растений помогает фермеру:
- I определить точное расположение и размер проблемных зон .
- Оптимизация обработок и профилактических мер (фунгициды, инсектициды и т.д.).
- Точечные болезни до того, как они повлияют на текущую цель урожайности.
Идеальное время для мониторинга посевов сахарной свеклы — в течение всего цикла роста (ранний, средний и поздний сезоны) в рамках общего процесса мониторинга состояния урожая.
Чтобы воспользоваться услугами Agremo, фермеру необходимо получить карту своего поля. Сначала наймите оператора дрона, чтобы он сделал снимки фермы в высоком разрешении, а затем «соедините фотографии» вместе, чтобы получить карту всей фермы.
Затем карту можно загрузить на веб-сайт Agremo для анализа. Мы отправляем результаты в течение 48 часов, чтобы вы могли быстро определить свою проблему и принять решение.
Agremo Анализы для обнаружения болезней определяют процент и точное местонахождение болезней растений, вызванных вирусами, грибками или бактериями. Агремо тщательно исследует растения, анализируя различные факторы, такие как изменения цветового показателя, формы или процента отсутствующих листьев.
Вы также можете доверять Agremo: они проводятся в тесном сотрудничестве с профессиональными агрономами, чтобы обеспечить преобразование собранных данных в актуальные и действенные отчеты.
Польза для общества и окружающей среды
Болезни сельскохозяйственных культур и борьба с вредителями являются ключевыми аспектами управления для производителей во всех регионах США. Минимизируя затраты и концентрируясь на опрыскивании только пораженных участков фермы, беспилотные технологии повышают рентабельность инвестиций и снижают риск попадания химикатов в водные источники. В результате также снижается воздействие на растения и животных вблизи фермы, а также дальше. Кроме того, воздействие загрязнения пищевых продуктов на людей также уменьшается.
Кормление крупного рогатого скота побочными продуктами сахарной свеклы — Публикации
Район долины Ред-Ривер в штатах Миннесота и Северная Дакота, наряду с районами долины рек Йеллоустоун и Верхний Миссури в штатах Северная Дакота и Монтана, являются важными районами производства сахарной свеклы. Фактически, Миннесота, Северная Дакота и Монтана заняли 1, 3 и 5 место соответственно по производству сахарной свеклы в 2014 году. Вместе эти три штата произвели более 52 процентов урожая сахарной свеклы в США в 2014 году. сахар из свеклы и производят большие объемы побочных продуктов, которые являются полезными кормовыми ингредиентами для производителей мясного скота.
Многие производители ищут альтернативные корма для включения в их рационы мясного скота, которые при этом удовлетворяют потребности животных в белке и энергии. У производителей есть множество вариантов выбора альтернативных каналов; однако выбор этих кормов зависит от нескольких факторов, включая доступность и состав питательных веществ, а также особенности хранения и обработки.
Одной из возможностей является включение побочных продуктов сахарной свеклы в рацион. Побочные продукты свеклы используются преимущественно в северо-восточной части Южной Дакоты, западной Миннесоте и восточной части Северной Дакоты, а также в западной части Северной Дакоты и восточной Монтане. Это связано с доступностью и скоропортящимся характером влажных побочных продуктов.
Преобладающими побочными продуктами, потребляемыми в этом регионе, являются влажный свекловичный жом и свекольные хвосты. Эти продукты имеют высокое содержание влаги (от 75 до 80 процентов), что ограничивает срок хранения и расстояние, на которое их можно экономично транспортировать.
Сухая целлюлоза и гранулированная сухая целлюлоза также доступны производителям; эти высушенные продукты содержат около 10 процентов влаги. Кроме того, меласса и обессахаренная меласса также доступны в результате переработки сахарной свеклы. Цель этой публикации — описать имеющиеся побочные продукты и дать рекомендации по кормлению для каждого из конкретных побочных продуктов.
Переработка сахарной свеклы
Чтобы лучше понять характеристики питательных веществ побочных продуктов сахарной свеклы, важно понять процесс, который используется для извлечения сахара из сахарной свеклы. На перерабатывающем заводе перед переработкой из свеклы удаляют посторонние частицы, мелкую свеклу и листья. Этот материал известен как «хвосты сахарной свеклы», которые также используются в качестве корма для скота.
Сахарная свекла нарезана длинными полосками, называемыми стручками. Косетки готовят в горячей воде, чтобы удалить сахар. Этот процесс называется диффузией. В конце процесса диффузии смесь горячей воды и сахара далее перерабатывается в сыпучий или расфасованный сахар. Косетки подаются на пресс для целлюлозы, который отжимает часть воды из целлюлозы для облегчения транспортировки.
Целлюлоза, которая будет продаваться в виде сухой крошки или гранул, направляется в сушилку для целлюлозы. Сушилка целлюлозы сушит целлюлозу примерно до 10-процентной влажности. После сушки целлюлозу обычно гранулируют для облегчения хранения и транспортировки.
Патока производится в процессе рафинирования. Объем производимой патоки варьируется, но обычно составляет от 4 до 5 процентов от веса сырой сахарной свеклы. Меласса отделяется от сока (который содержит сахар) посредством серии стадий центрифугирования. Меласса содержит от 40 до 50 процентов остаточного сахара. Меласса обычно подвергается дальнейшей очистке с помощью процесса, называемого молекулярно-эксклюзионной хроматографией, для получения конденсированного побочного продукта сепаратора (CSB) или обессахаренной мелассы. Этот процесс удаляет часть остаточного сахара и концентрирует оставшиеся питательные вещества.
Содержание питательных веществ, описание побочных продуктов и рекомендации по хранению
Содержание питательных веществ в различных побочных продуктах сахарной свеклы показано в Таблица 1 . Характеристики питательных веществ и рекомендации по кормлению для каждого побочного продукта обсуждаются ниже.
Таблица 1. Питательный состав различных побочных продуктов сахарной свеклы.
Взято из AS1182, «Альтернативные каналы».
Сахарная свекла
Иногда переработчикам приходится утилизировать цельную сахарную свеклу из-за порчи или слишком большого урожая. Целую свеклу можно успешно скармливать крупному рогатому скоту. В цельной свекле мало сырого протеина (6,8%), но много энергии (от 75 до 81% общего количества усвояемых питательных веществ, или TDN). Если возможно, целые свеклы следует измельчить перед кормлением. Производители могут использовать увеличенное время перемешивания с помощью обычного кормосмесителя для измельчения цельной свеклы. Кроме того, некоторые производители сообщают об успешном использовании разбрасывателей навоза для разбрасывания целой свеклы по стерне или стеблям и предоставления коровам доступа к свекле на поле. Удушье может быть потенциальной проблемой при кормлении цельной свеклой. Целую сахарную свеклу также можно скармливать путем измельчения в кадильном измельчителе или кормоуборочном комбайне, чтобы снизить риск удушья. Некоторые производители отметили успех использования кормоуборочного комбайна для измельчения свеклы перед кормлением.
Целую сахарную свеклу можно измельчить и силосовать для хранения. Как и в любом другом процессе силосования, следует использовать хорошие принципы приготовления силоса. Эти принципы должны включать достижение надлежащего уровня влажности (обычно требуется от 60 до 65 процентов влажности). Поскольку сырая свекла содержит более высокие уровни влаги, чем это оптимально для силосования, добавление сухого ингредиента необходимо для облегчения оптимального силосования.
В зависимости от того, какой класс домашнего скота будет скармливаться силосом, выбор сухих ингредиентов может включать рубленый корм, отсевы зерна или другие побочные продукты. Сахар в свекле обеспечит ферментируемые углеводы, необходимые для успешного брожения. Куча должна быть утрамбована и накрыта для исключения доступа кислорода.
Свекольный жом
Свекольный жом можно эффективно использовать в качестве добавки для беременных или лактирующих коров, в качестве ингредиента в фоновых рационах или в качестве замены грубого корма в откормочных рационах. Свекольный жом имеет относительно низкое содержание сырого протеина (8 процентов), но относительно высокое содержание TDN (72 процента).
Исследования, проведенные NDSU, показывают, что влажный свекловичный жом может составлять до 40 процентов рациона (по сухому веществу или СВ) в фоновом рационе (Таблица 2) . Однако снижение потребления сухого вещества будет происходить при включении более 20 процентов рациона. В откормочных рационах в качестве источника грубых кормов можно использовать влажный свекловичный жом, имеющий более высокую энергетическую ценность, чем кукурузный силос (Таблица 3) .
Таблица 2. Влияние повышения уровня прессованного свекловичного жома и ЦСБ в фоновых рационах на продуктивность бычков (Bauer et al., 2007).
Таблица 3. Влияние повышения уровня прессованного свекловичного жома и CSB в рационах откорма на производительность бычков (Bauer et al., 2007).
В качестве частичной или полной замены грубого корма его можно включать в количестве от 5 до 15 процентов от рациона откормочного рациона (сухая масса). Данные, собранные в NDSU, показывают, что прессованный жом свеклы имеет 94 процента энергетической ценности кукурузы в фоновых рационах и 86 процентов ценности кукурузы в завершающих рационах (таблицы 2 и 3) . Когда влажный свекловичный жом скармливается в количестве 20 процентов от сухого вещества рациона, крупный рогатый скот потребляет от 30 до 35 фунтов влажного жома, что составляет менее 1 процента их массы тела в пересчете на сухое вещество.
Как и в случае любого корма, рационы должны быть сбалансированы для удовлетворения потребностей в белке и энергии того класса крупного рогатого скота, которого кормят. Нет никаких ограничений на количество свекловичного жома, которое может быть включено в рацион мясных коров с точки зрения пищевой ценности. Однако в большинстве практических применений не более 50 процентов рациона (по сухому веществу) в виде свекловичного жома будет скармливаться из-за снижения потребления, которое может произойти при высоких уровнях, а также из-за содержания влаги и объемности рациона.
Свекольный жом доступен в виде влажного (прессованная крошка) или сухого побочного продукта (крошка или гранулы). Поскольку свекловичный жом содержит большое количество перевариваемой клетчатки, он обычно не вызывает ацидоза у крупного рогатого скота, потребляющего свекловичный жом. Экономичное расстояние, на которое можно транспортировать влажный свекловичный жом, ограничено содержанием влаги.
Сухой гранулированный жом следует хранить в бункерах или товарных сараях для защиты от влаги и грызунов. Влажный жом можно эффективно хранить в мешках для силоса, в траншейных или бункерных силосах. Исследования, проведенные в NDSU, показывают, что влажный свекловичный жом можно успешно силосовать с различными другими кормами для облегчения хранения. Наилучшие результаты были получены при добавлении сухого жома свеклы или пшеничной муки. Добавление отходов сахарной свеклы или сухих кормов, таких как пшеница или кукуруза, улучшило качество силоса за счет добавления ферментируемых углеводов. Оптимальное содержание влаги для этих силосов составляет примерно 65 процентов.
Ботва свеклы
Достижения в технологии дефолиации ограничили полезность ботвы свеклы, поскольку ботву свеклы по существу мульчируют по мере ее удаления. Это вызывает трудности со сбором оставшихся остатков в валок или с выпасом скота.
Отходы свеклы
Отходы свеклы состоят из мелкой свеклы, сломанной или поврежденной свеклы, почвы и других посторонних материалов, не подходящих для производства сахара. Хвосты имеют высокое содержание влаги (от 75 до 85 процентов) и могут сильно различаться по содержанию питательных веществ.
При низком уровне загрязнения почвы и посторонних примесей свекловичные отходы имеют пищевую ценность, аналогичную или немного большую, чем кукурузный силос в пересчете на сухое вещество. Однако высокое содержание почвы или инородных материалов существенно снижает энергосодержание хвостов. Удушье может быть проблемой со свекольными хвостами. Из-за высокого содержания влаги транспортировка является основной статьей расходов свекловичных хвостов. Производители должны тщательно оценить транспортные расходы, прежде чем покупать эти побочные продукты.
Некоторые производители успешно силосуют свекловичные отходы в качестве средства хранения. Хвосты следует смешивать с сухими кормами для достижения уровня влажности, ограничивающего потери сточных вод из силосной кучи. Это может быть достигнуто за счет добавления измельченных кормов, зерновых отсевов или других побочных продуктов питания.
Меласса
Свекольная патока используется главным образом в качестве источника энергии (75% TDN) в кормах для животных, но ее также включают в рационы для улучшения вкусовых качеств и снижения пылеобразования. Его также добавляют в промышленные корма в качестве связующего вещества для гранул и носителя мочевины или других небелковых источников азота, витаминов и минералов. Пятнадцать процентов рациона — это максимально рекомендуемый уровень. Свекольная патока содержит относительно высокие уровни калия, серы, магния, натрия и хлорида по сравнению с зерновыми злаками.
Свекловичная патока должна храниться в хорошо изолированных отапливаемых резервуарах. При температуре выше 110 градусов его можно легко перекачивать с помощью насоса мощностью от 2,5 до 3 лошадиных сил и 3-дюймовой трубки.
Обессахаренная меласса (концентрированный побочный продукт сепарации, или CSB)
Обессахаренная меласса, или CSB, представляет собой мелассу, прошедшую дальнейшую очистку для удаления оставшегося сахара. В нем немного меньше энергии (67 процентов TDN) по сравнению с патокой, но больше белка (20 процентов сырого белка или CP) и калия. Исследования, проведенные в NDSU, показывают, что он увеличивает потребление в самых разных диетах, когда его кормят от 5 до 15 процентов от рациона.
Меласса и CSB являются жидкими побочными продуктами. Для обработки этих побочных продуктов требуются резервуары и соответствующее насосное оборудование. Более подробная информация об обращении с жидкими побочными продуктами доступна на сайте www.ag.ndsu.edu/pubs/ansci/beef/as1272w.htm. CSB можно хранить в неизолированном резервуаре без дополнительного нагрева для перекачки. Мощность насоса должна составлять 2 лошадиные силы или больше, а минимальный размер трубы — 2 дюйма.
Получение побочных продуктов сахарной свеклы
Сахарная свекла обычно перерабатывается с ранней осени (сентябрь) до поздней весны (май). Наличие свекловичного жома и других побочных продуктов снижается в летние месяцы, поскольку компании продают запасы, накопленные в течение сезона переработки. В этом регионе Midwest Agri Commodities (www.mwagri.com) является основным поставщиком побочных продуктов сахарной свеклы. Производители должны работать с товарными брокерами, чтобы заключить контракты и обеспечить им доступ к достаточному количеству побочных продуктов для зимнего нагульного сезона.
Примеры рационов
В таблице 4 приведены примеры рационов для различных классов мясного скота. Эти примеры должны служить только общим руководством. Владельцы ранчо и операторы откормочных площадок должны работать со своим диетологом, чтобы определить соответствующие уровни для своего скота.
Производство сахарной свеклы производит широкий спектр полезных побочных продуктов для кормления скота.
Решение о включении побочных продуктов сахарной свеклы в рацион должно основываться на экономических аспектах, местной доступности и возможности хранения, обработки и кормления.
Для влажных побочных продуктов особое внимание следует уделить транспортировке и хранению.
Кроме того, рационы, содержащие побочные продукты сахарной свеклы, должны быть правильно сбалансированы для достижения целевых показателей продуктивности скота.
Авторами этой публикации являются Грег Ларди, руководитель отдела зоотехники NDSU, и Ребекка Шафер, бывший преподаватель по вопросам животноводства в Университете штата Южная Дакота.
OMICS Технологии и приложения в сахарной свекле
- Список журналов
- Передняя наука о растениях
- PMC4916227
Front Plant Sci. 2016; 7: 900.
Опубликовано в сети 22 июня 2016 г. doi: 10.3389/fpls.2016.00900
, 1, 2 , 1, 2 и 1, 2, *
Информация об авторе Примечания к статье Информация об авторских правах и лицензиях Заявление об отказе от ответственности
Сахарная свекла относится к семейству Chenopodiaceae . Это важная сахарная культура, которая поставляет примерно 35% сахара в мире. Линия сахарной свеклы М14 представляет собой уникальную зародышевую плазму, содержащую генетические материалы Beta vulgaris L. и Beta corolliflora Zoss. И проявляет толерантность к солевому стрессу. В этом обзоре мы обобщили технологии и приложения OMICS для сахарной свеклы, включая M14, для идентификации новых генов, белков, связанных с биотическими и абиотическими стрессами, апомиксов и метаболитов, связанных с энергией и пищей. Обзор OMICS по открытию новых генов, белков и метаболитов в сахарной свекле помог нам понять сложные механизмы, лежащие в основе многих процессов, таких как апомиксы, устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам. Полученные знания ценны для повышения устойчивости сахарной свеклы и других культур к биотическим и абиотическим стрессам, а также для повышения урожайности сахарной свеклы для производства энергии и продуктов питания.
Ключевые слова: сахарная свекла, геномика, транскриптомика, протеомика, метаболомика в мире (Liu et al. , 2008). В Соединенных Штатах сахарная свекла обеспечивает около 55 процентов всего сахара, производимого внутри страны с середины 1990-х годов (Benoit et al., 2015). Сахарная свекла была завезена в Китай из Аравии около 1500 лет назад и является двудольным растением, имеющим высокую экономическую ценность во многих странах. Поэтому вопрос о том, как эффективно выращивать урожай, был приоритетным и широко исследовался (Draycott, 2006). Сахарная свекла — это двулетняя культура, у которой в первый год (стадия вегетации) вырастает стержневой корень, богатый сахаром, а на второй год (стадия репродуктивности) — цветущий семенной стебель; Chen et al., 2016. Виды сахарной свеклы можно различать по различным внутренним и внешним признакам, таким как хозяйственные признаки, разнообразие признаков, хромосомная плоидность. Beta corolliflora Зосс. (2 n = 36) — дикий вид секции свеклы Corollinae, обладающий многими характеристиками, включая устойчивость к засухе, холоду, соли и болезням.
Сахарная свекла ( Beta vulgaris ) относится к солеустойчивым культурам (Дунайска-Ордак и др., 2014). Ученые изучали межвидовое скрещивание культурной сахарной свеклы ( Beta vulgaris L. 2 n = 19) и B. corolliflora Zoss. на протяжении десятилетий (Dalke et al., 1971; Филутович и Далке, 1976). В нашей лаборатории Guo et al. получили моносомную аддитивную линию сахарной свеклы М14 (рис. ), которая содержит геном Beta vulgaris L. с добавлением хромосомы № 9 B. corolliflora Zoss (Guo et al., 1994). Он имеет несколько интересных характеристик, включая апомиксы и устойчивость к засухе, холоду и солевому стрессу (Guo et al., 1994). Апомиксис — это способ бесполого размножения, характеризующийся образованием клональных семян посредством развития партеногенеза нередуцированного яйца. Апомиктический процесс обходит мейоз и оплодотворение яйцеклетки, производя потомство, которое является точной копией материнского растения (Nogler, 19).
84; Озиас-Акинс, 2006). Таким образом, сахарная свекла М14 может служить уникальной зародышевой плазмой для изучения характеристик апомиксов и устойчивости к абиотическим стрессам.
Открыть в отдельном окне
Поколение апомикта сахарной свеклы М14 ( B. vulgaris геном плюс хромосома № 9 из B. corolliflora ) .
В ходе эволюции растения выработали сложные стратегии, регулирующие биохимическую и физиологическую акклиматизацию, чтобы реагировать на биотический стресс (вирусные, бактериальные, грибковые и оомицетовые инфекции; Baum et al., 2007) и абиотический стресс (соленость, засуха и низкая температура; Barnabas et al., 2008; Yolcu et al., 2016). Биотические и абиотические стрессы серьезно снижают продуктивность сельского хозяйства во всем мире (Munns and Tester, 2008; Pinhero et al., 2011; Mishra et al., 2012). Поэтому понимание того, как растения реагируют и переносят биотические и абиотические стрессы, важно для повышения продуктивности растений (например, сахарной свеклы) в этих сложных условиях. Чтобы свести к минимуму негативное влияние этих стрессов, изучение того, как у сахарной свеклы развились механизмы преодоления стресса, даст новые знания и приведет к новым стратегиям улучшения селекции стрессоустойчивой сахарной свеклы и других культур.
В последние годы знания в области геномики, основанные на секвенировании следующего поколения (NGS), системах редактирования генов, подавлении генов и методах избыточной экспрессии, предоставили большой объем генетической информации, помогающей раскрыть механизмы реакции растений на биотический и абиотический стресс. (Саад и др., 2013; Шан и др., 2013; Инь и др., 2014; Луан и др., 2015). На уровне транскриптома технологические инновации позволили получить обзор изменений, происходящих на уровне транскриптома при различных стрессовых условиях окружающей среды. Микрочипы и методы секвенирования РНК используются для выяснения дифференциальной экспрессии генов, участвующих в реакциях на биотический и абиотический стресс у различных видов растений (Kreps et al. , 2002; Shinozaki and Yamaguchi, 2007; Ergen and Budak, 2009).; Митчелл и др., 2014; Акпинар и др., 2015; Будак, Акпынар, 2015; Ван и др., 2016). Протеомика и метаболомика — это два новых «омических» метода в постгеномную эпоху (Fernandez-Garcia et al., 2011). Технологии протеомики позволяют одновременно идентифицировать и количественно определять тысячи белков, что является важным инструментом для понимания биологических систем и их регуляции (Silva-Sanchez et al., 2015). Протеомику можно использовать для сравнения протеомов в различных стрессовых условиях (Draycott, 2006; Liu et al., 2008; Benoit et al., 2015). Метаболомика фокусируется на глобальном профиле низкомолекулярных (< 1000 Да) метаболитов, которые являются конечными продуктами метаболизма в биологических жидкостях, тканях и даже во всем организме (Brosché et al., 2005). Метаболомика в последнее время используется во все большем количестве приложений для изучения реакции растительных метаболитов на абиотические стрессы, особенно на засуху, наводнения, засоление и экстремальные температуры (жара и холод; Jorge et al.
, 2015; Jia et al., 2016). Очевидно, что комбинация методов OMICS, включая геномику, транскриптомику, протеомику и метаболомику, может служить для проверки и дополнения друг друга, чтобы обеспечить эффективный способ, способный улучшить устойчивость растений к стрессу.
Сахарная свекла является хорошим растительным ресурсом для изучения и идентификации генов и белков, участвующих в устойчивости к стрессу. Сахарная свекла широко используется в сахарной промышленности (Liu et al., 2008). Это источник чистой энергии с помощью газообразного водорода и биоэтанола (Dhar et al., 2015). Он содержит большое количество метаболитов бетаина и беталаина. Бетаин используется для повышения стрессоустойчивости растений (Catusse et al., 2008). Беталаины представляют собой природные пигменты, обладающие потенциальной пользой для здоровья (антиканцерогенные и антиоксидантные свойства) и привлекающие как научный, так и экономический интерес (Stintzing and Carle, 2007; Moreno et al., 2008). Богатый и дешевый источник беталаинов в корне красной свеклы ( Beta vulgaris L. ) очень привлекателен для фармацевтической и пищевой промышленности (Wybraniec, 2005; Wybraniec et al., 2011, 2013). В этом обзоре мы обобщили применение OMICS и рассмотрели недавние открытия в исследованиях сахарной свеклы, включая M14 для идентификации новых генов и белков, связанных с биотическими и абиотическими стрессами, апомиксами и метаболитами, связанными с производством энергии и продуктов питания. Полученные знания ценны для повышения устойчивости сахарной свеклы и других культур к биотическим и абиотическим стрессам, а также для повышения урожайности сахарной свеклы для производства энергии и продуктов питания.
В последние годы значительно возросло использование инструментов OMICS для изучения биотических и абиотических стрессов у растений. Существующие методы включают геномику, транскриптомику, протеомику, метаболомику и ряд других, способных обнаруживать и характеризовать экспрессию генов или белков во время биотических и абиотических стрессов с высокой эффективностью, как показано на рисунке. Эти высокочувствительные инструменты могут анализировать растительные ткани и помогают лучше понять механизмы толерантности, используемые сахарной свеклой.
Открыть в отдельном окне
Схематическая диаграмма, показывающая поток информации для исследований OMICS по сахарной свекле .
Полногеномная последовательность сахарной свеклы
Полногеномная последовательность сахарной свеклы описана Dohm et al. (2014). В общей сложности 27 421 ген, кодирующий белок, был предсказан на основе данных транскрипции и аннотирован на основе гомологии последовательностей (Dohm et al., 2014). По сравнению с другими цветковыми растениями с геномной информацией сахарная свекла имеет небольшое количество генов, кодирующих факторы транскрипции. Было высказано предположение, что сахарная свекла может содержать неизвестные гены, связанные с контролем транскрипции, и что сеть генетических взаимодействий сахарной свеклы могла развиваться уникальным образом по сравнению с другими видами. Используя последовательность генома сахарной свеклы и связанные ресурсы, мы ожидали найти молекулярные механизмы, лежащие в основе регуляции генов и взаимодействия генов с окружающей средой. Кроме того, эта информация может помочь в разработке культур с улучшенным производством сахара и натуральных веществ и сыграть важную роль в будущих исследованиях генома растений.
SMRT генома хлоропластов сахарной свеклы
SMRT (Single Molecule Real-Time) — это метод секвенирования третьего поколения, который предлагает гораздо большую длину считывания по сравнению с методами NGS. Он хорошо подходит для проектов de novo или изменения последовательности. Он содержит не только риды, происходящие из ядерного генома, но также множество ридов из органелл организма-мишени (Sanger et al., 1977; Liu et al., 2012). Стадерманн и др. описал рабочий процесс для de novo сборки хлоропластного генома сахарной свеклы на основе данных, полученных из набора данных секвенирования SMRT, нацеленного на ядерный геном (Stadermann et al. , 2015). Они идентифицировали в общей сложности 114 отдельных генов. Из них 79 генов кодируют мРНК (т.е. белки), 7 кодируют рРНК и 28 являются тРНК. Девять генов расположены в областях инвертированных повторов (IR), которые кодируют 5 мРНК, 1 рРНК и 3 тРНК. По сравнению со сборкой Illumina аннотация показала некоторые отличия из-за изменений в базовых последовательностях.
миРНК, участвующие в толерантности к абиотическим стрессам
миРНК представляют собой короткие некодирующие РНК длиной 19–23 нуклеотида, которые играют регуляторную роль во многих процессах (Budak et al., 2015). miRNAs могут действовать как на транскрипционном, так и на посттранскрипционном уровнях. Опосредованный miRNA механизм подавления генов регулирует экспрессию факторов транскрипции, фитогормонов и др. онтогенетических сигнальных путей (Llave et al., 2002; Dalmay, 2006; Sunkar et al., 2007).
Более ранние исследования показали, что миРНК в основном нацелены на факторы транскрипции, но недавние исследования показали, что миРНК также нацелены на другие пути передачи сигналов развития/стресс, которые участвуют в различных физиологических процессах, включая рост и развитие корней, реакцию на стресс, передачу сигнала, морфогенез листа, защита растений и биогенез мРНК (Curaba et al. , 2014). Ли Дж. Л. и соавт. (2015) сообщили о 13 зрелых микроРНК из 12 семейств с использованием in silico подход, основанный на 29 857 тегах экспрессированных последовательностей и 279 223 последовательностях исследования генома в B. vulgaris . Целевой сервер psRNA предсказал 25 генов-мишеней для 13 микроРНК. Гены-мишени, показанные в таблице, по-видимому, кодируют факторы транскрипции или участвуют в метаболизме, передаче сигналов, реакции на стресс, росте и развитии. Однако из текущей базы данных сахарной свеклы не было предсказано целей для Bvu-miR4, Bvu-miR9, Bvu-miR10, Bvu-miR11 и Бву-миР12 .
Таблица 1
Предсказанные функции микроРНК сахарной свеклы в развитии растений, передаче сигналов и реакциях на стресс .
Target protein name | GO annotation (Molecular Function) | Function | References | |
---|---|---|---|---|
Bvu-miR1 | Protein ARABIDILLO | Protein binding | Development | Moody et al.![]() |
BVU-MIR2 | ATPASE, V0 комплекс, CALUNIT | . et al., 1999|||
Протон-транспортная активность АТФазы, ротация ME | — | — | ||
ATPASE, V0429 | ||||
ATPASE, V0429 | ||||
ATPASE, V0429 | ||||
ATPASE, V040429 | ||||
ATPASE, V040429 | ||||
.![]() | Ion relate | Lake et al., 2004 | ||
RanBPM-like | Protein binding | – | – | |
Abscisic acid insensitive 5 | Sequence-specific DNA binding transcription factor activity | Сигнализация | Liu and Stone, 2013 | |
Bvu-miR3 | Нуклеозидфосфатаза GDA1/CD39 | Гидролазная активность | – | 4 | 0429
Bvu-miR5 | Copa-prov protein | – | – | – |
Bvu-miR6 | Diphenol oxidase | Copper ion binding | – | – |
Oxidoreductase активность | – | – | ||
гидрохинон:кислородоксидоредуктазная активность | – | – | ||
7 HYA0433 – | – | – | ||
Bvu-miR7 | Оксидазоподобный белок респираторного взрыва | Активность пероксидазы | Биотические взаимодействия, абиотический стресс и развитие.![]() | Torres and Dangl, 2005 |
Calcium ion binding | ||||
Oxidoreductase activity | ||||
Oxidoreductase activity, acting on NAD(P)H, oxygen as acceptor | ||||
Bvu-miR8 | Histone acetyltransferase GCN5 | Protein binding | Transcription, Signaling | Benhamed et al.![]() |
N-acetyltransferase activity | ||||
Ethylene transcription фактор | Связывание ДНК | – | – | |
Активность фактора транскрипции, связывающего ДНК, специфичную к последовательности | – | – | ||
MYB6 | DNA binding | Transcription, Signaling | Chang et al.![]() | |
Chromatin binding | ||||
Nucleosome assembly protein 1-like protein 2 | – | – | – | |
MCM protein-like protein | ATP binding | – | – | |
DNA binding | – | – | ||
WAVE complex SCAR2 | Actin binding | – | – | |
Dehydration responsive element-binding protein 1 | DNA binding | Transcription, Signaling | Sun et al.![]() | |
Активность фактора транскрипции, связывающего ДНК, специфичную к последовательности | ||||
Bvu-miR13 | Фактор транскрипции 1 WD-9 повторный белок0434 | Protein binding | Stress | Li et al., 2014 |
Tetrapyrrole biosynthesis | – | – | – | |
Hydroxymethylbilane synthase | Hydroxymethylbilane synthase activity | – | – | |
Глицерол-3-фосфат-О-ацилтрансфераза | – | – | – | |
Хлоропласт | 0434 | – | – | |
Transferase activity, transferring acyl groups | – | – | ||
Sodium/sulphate symporter | Transporter activity | – | – | |
Cucumber peeling купредоксин | Связывание ионов меди | – | – | |
Активность переносчика электронов | – | – | ||
Фактор удлинения 1 | Активность по фактору удлинения трансляции | — | — | |
ОПЕРЬМОГО СТРАНТИВНАЯ | Протекает белок | .![]() | ||
Магний-протопорфирин IX монометил | – | – | – | |
Эфирная [окислительная] циклаза активность | Оксидоредуктазная активность0434 | – | – | |
Metal ion binding | – | – | ||
Magnesium-protoporphyrin IX monomethyl ester (oxidative) cyclase activity | – | – |
Открыть в отдельном окне
Было показано, что несколько идентифицированных микроРНК играют важную роль в растениях. Например, экспрессия Bvu-miR1 (белок ARABIDILLO) в A. thaliana регулирует развитие многоклеточных корней (Moody et al., 2012). Bvu-miR2 регулирует экспрессию АТФазы во время развития растений и координирует ее индукцию в ответ на сильное засоление (Lehr et al., 1999). Посредством регуляции транскрипции он также влияет на АТФазную активность субъединицы I хелатазы магния в ячмене (Lake et al., 2004) и на нечувствительность к абсцизовой кислоте 5, необходимую для задержки роста проросших проростков в условиях стресса окружающей среды (Liu and Stone, 2013). Бву-миР7 нацеливается на семейство генов респираторных взрывных оксидаз, которые кодируют ключевую ферментативную субъединицу растительной НАДФН-оксидазы (Torres and Dangl, 2005). Bvu-miR8 активирует транскрипцию гистоновой ацетилтрансферазы GCN5 в A. thalianaina (Benhamed et al., 2008). Другой белок-мишень MYB6 действует как компонент немедленной и положительной активации активного состояния иммунных рецепторов MLA во время перепрограммирования транскрипции для защитных ответов (Chang et al.
, 2013). Белки, связывающие элементы, реагирующие на дегидратацию, образуют основное семейство белков, связывающих элементы, чувствительные к AP2/этилену, и играют решающую роль в регуляции реакций на абиотический стресс (Sun et al., 2008). Bvu-miR13 нацеливается на белки WD-повтора в этом разнообразном семействе регуляторных белков. На сегодняшний день полногеномная характеристика этого семейства была проведена только для Arabidopsis , и мало что известно о генах, кодирующих белок WD-повтора, у других видов. Недавно стало известно, что белок WD-repeat играет важную роль в стрессоустойчивости огурца (Li et al., 2014). Другие мишени, например, богатые лейцином белки повторов, играют важную роль в сигнальных путях как животных, так и растений, регулирующих рост, развитие, дифференцировку, гибель клеток и патогенные защитные реакции (Gou et al., 2010). Эти исследования дали представление о молекулярных механизмах микроРНК и могут иметь большой потенциал для улучшения сахарной свеклы.
Функции этих интересных микроРНК в сахарной свекле необходимо исследовать в будущем.
Картирование QTL устойчивости сахарной свеклы к болезням
Пятнистость листьев является одним из наиболее серьезных и широко распространенных лиственных заболеваний сахарной свеклы. Он вызывает некротические поражения и прогрессирующее разрушение структуры и функции листьев растения (Holtschulte, 2000). Болезнь сильно повлияла на урожайность и сахаристость урожая. Удвоенные гаплоиды (DH), популяции F2 рекомбинантных инбредных линий (RILS) и почти изогенные линии (NILS) являются подходящими популяциями для картирования локусов количественных признаков (QTL) (Ibrahim et al., 2012). Для борьбы со сложным наследованием устойчивости к Cercospora пятнистость листьев (CLS), Taguchi et al. (2011) использовали RIL сахарной свеклы, полученные в результате скрещивания устойчивой линии («NK-310mm-O») и восприимчивой («NK-184mm-O») линии. Затем эти RIL были протестированы на устойчивость к патогену CLS в полевых условиях (Taguchi et al. , 2011). Составное картирование интервалов (CIM) показало четыре QTL, вовлеченных в устойчивость к CLS, которые были последовательно обнаружены. Было два устойчивых QTL (qcr1 на хромосоме III, qcr4 на хромосоме IX), которые способствовали устойчивости при скрещивании линий («NK-310mm-O»). Имелись еще два QTL (qcr2 на хромосоме IV, qcr3 на хромосоме VI), которые способствовали развитию устойчивости восприимчивой линии. Кроме того, на хромосоме III в геноме сахарной свеклы картирован ряд важных кластеров генов устойчивости, например: QTL устойчивости к CLS (Setiawan et al., 2000), гены Rz1–Rz5 (Grimmer et al., 2007). ), ген Acr1 (Taguchi et al., 2010), ген RGAs (Lein et al., 2007) и ген X, восстановитель фертильности для CMS Owen (Hagihara et al., 2005). Эти кластеры генов устойчивости на хромосоме III в основном ответственны за устойчивость сахарной свеклы к болезням.
Библиотека ВАС из геномной ДНК хромосомы № 9 сахарной свеклы М14
Компетентную к трансформации растений бинарную библиотеку ВАС сконструировали из геномной ДНК хромосомы № 9 сахарной свеклы М14 (Fang et al. , 2004). Всего было получено 2365 положительных клонов, которые были помещены в подбиблиотеку, специфичную для хромосомы 9 B. corolliflora (обозначенной bcBAC-IX). Подбиблиотеку bcBAC-IX подвергали дополнительному скринингу с помощью субтрактивного пула кДНК, полученного из семяпочек M14 и цветочных почек B. vulgaris методом подавления субтрактивной гибридизации (SSH). Было получено 103 положительных бинарных ВАС, которые потенциально могут содержать гены чужеродной хромосомы № 9, специфически экспрессирующейся во время развития семязачатка и эмбриона М14, и которые могут быть связаны с апомиктической репродукцией. Бинарные клоны BAC полезны для идентификации генов, ответственных за апомиксы, путем генетической трансформации.
Применение для подавления субтрактивной гибридизации (SSH) в сахарной свекле
SSH — это метод, используемый для идентификации дифференциально экспрессируемых генов в клетках, важных для роста и дифференцировки (Лукьянов и др. , 2007). Этот метод часто применялся для изучения молекулярных механизмов растений при биотических и абиотических стрессах (Sahebi et al., 2015). Реакция на насекомых-вредителей в корнях сахарной свеклы является интересной областью исследований в области защиты растений.
Puthoff и соавт. с помощью SSH идентифицировали более 150 EST корней сахарной свеклы, обогащенных генами, которые реагируют на кормление корневыми личинками сахарной свеклы как у умеренно устойчивого генотипа F1016, так и у восприимчивого F1010 [49].]. Дифференциальная экспрессия корневых EST была подтверждена с помощью RT-PCR. EST были дополнительно охарактеризованы с использованием профилей экспрессии, созданных на микрочипах, в корнях сахарной свеклы F1016 после механического повреждения и обработки сигнальными молекулами метилжасмонатом, салициловой кислотой и этиленом. Из исследованных ЭСТ 20% регулировались метилжасмонатом, 17% — салициловой кислотой и 11% — этиленом, что позволяет предположить, что эти сигнальные пути участвуют в защитной реакции корней сахарной свеклы. Идентификация этих EST корней сахарной свеклы дает знания о защите корней растений и, вероятно, приведет к разработке новых стратегий борьбы с корневыми личинками сахарной свеклы (Puthoff and Smigocki, 2007).
SSH также применяли для выделения генов, экспрессируемых стержневым корнем, из сахарной свеклы (Kloos et al., 2002). Стержневой корень сахарной свеклы ( Beta vulgaris L.) претерпевает специфический переход в развитии, чтобы функционировать как запасающий орган. SSH использовали для выделения фрагментов кДНК генов, экспрессируемых в стержневом корне. Молекулярный анализ шести кДНК, кодирующих полные генные продукты, показал, что эти гены содержат гомологи индуцируемого засухой линкерного гистона, основного латексоподобного белка, фосфоенолпируваткарбоксилазной киназы, предполагаемого фермента процессинга вакуолей, тауматин-подобного белка и аланинового белка. — и белок, богатый глутаминовой кислотой. Все эти гены транскрибируются в стержневых корнях, в то время как их экспрессия в листьях низкая или не обнаруживается. SSH также использовался в сахарной свекле M14 для идентификации дифференциально экспрессируемых генов. Библиотеку субтрактивных кДНК получали с помощью SSH между органами цветка M14 и цветком 9.0036 B. vulgaris (Ma et al., 2011). Всего в библиотеке было идентифицировано 190 уникальных последовательностей, и их предполагаемые функции были проанализированы с помощью Gene Ontology (GO). Все EST предоставляют информацию о генах-кандидатах, полезных для изучения репродуктивного развития M14. Один из генов, обозначенный как BvM14-MADS box , кодирует транскрипционный фактор MADS box. Он был клонирован из М14 и сверхэкспрессирован в трансгенных растениях табака. Сверхэкспрессия BvM14-MADS box приводила к значительным фенотипическим изменениям табака (Ma et al., 2011).
Ли и др. (2009) сообщили о сравнительном протеомном и транскриптомном исследовании половых и апомиктических процессов у сахарной свеклы. Библиотеки кДНК конструировали с использованием SSH с апомиктической моносомной линией добавления М14 в качестве тестера и B. vulgaris в качестве драйвера. Сравнительный анализ протеомных данных и транскриптомных данных показал, что восемь белков имеют значительное соответствие между уровнями экспрессии белка и мРНК. Большинство совпадающих белков были связаны с метаболизмом. Интересно, что два из соответствующих белков, цистатин и тиоредоксинпероксидаза, были связаны с заболеванием и защитной реакцией, что указывает на то, что белки, связанные с защитой, могут участвовать в апомиктическом репродуктивном процессе. Ян и др. (2012) сообщили о транскриптомном анализе листьев и корней сахарной свеклы М14, которые обрабатывались 500 мМ NaCl в течение 7 дней. Технология SSH была использована для получения высококачественной субтрактивной библиотеки кДНК. В общей сложности 600 положительных клонов были случайным образом отобраны и подвергнуты секвенированию ДНК, а 49Было получено 9 неизбыточных EST. После сборки было получено 58 унигенов, в том числе 14 синглетонов и 44 контига. Некоторые чувствительные к соли гены были идентифицированы как важные для метаболизма (например, саденозилметионинсинтаза 2 (SAMS2) и нитритредуктаза), фотосинтеза (например, белок 8, связывающий хлоропластовый хлорофилл a-b), энергии (например, фосфоглицераткиназа), синтеза белка.
например, 60S рибосомный белок L19-3), и деградация (например, цистеиновая протеаза и протеаза процессинга карбоксильного конца), и стресс и защита [например, глутатион-S-трансфераза (GST)]. Это исследование выявило гены-кандидаты для подробной функциональной характеристики и заложило основу для дальнейшего изучения механизмов солеустойчивости у сахарной свеклы.
Транскриптомика сахарной свеклы в ответ на низкотемпературный стресс
Сравнительная транскриптомика используется для выявления различий в количестве транскриптов между различными сортами, органами, стадиями развития и/или условиями обработки (Mardis, 2008; Schuster, 2008; Bräutigam and Gowik, 2010). Низкотемпературный стресс является существенным фактором, влияющим на качество урожая и вызывающим потери продукции в сельском хозяйстве. Выживаемость молодых всходов сахарной свеклы и последующая урожайность взрослых растений часто серьезно ограничиваются низкой температурой, особенно когда растения подвергаются воздействию отрицательных температур на ранних стадиях развития. Молитерни и др. (2015) определили транскриптомные изменения с помощью высокопроизводительного секвенирования РНК листьев и корней (RNA-Seq) сахарной свеклы, подвергшейся холодовому стрессу, который имитировал условия весенних ночей, иногда переживаемые молодыми саженцами (Moliterni et al. , 2015). В ткани корня CBF3 активируется в течение нескольких минут холодового стресса. Авторы предположили, что транскрипция CBF3 в стрессовых растениях либо сохраняется в течение более длительного периода, либо начинается раньше в корнях по сравнению с листьями. Также было обнаружено, что гены семейства AP2/ERF либо активируются, либо активируются во всех органах при холодовом стрессе. Это ожидаемый результат, так как известно, что эти ТФ быстро индуцируются при воздействии низкой температуры на Arabidopsis 9.0037 (Ли и др., 2005). AP2/ERF TFs участвуют в регуляции первичного и специализированного метаболизма и в ряде ответов JA (Licausi et al., 2013).
Сообщалось, что отсутствие ADA2b TF приводит к повышению устойчивости к замораживанию, влияя на занятость нуклеосом в Arabidopsis (Vlachonasios et al., 2003). Кроме того, предполагаемая гистоновая ацетилаза и лизин-специфическая деметилаза сильно активируются в листьях в условиях холодового стресса, что указывает на ремоделирование хроматина и модификацию ответа.
Эти исследования показали, что метаболический путь, наиболее подверженный влиянию низкой температуры, связан с углеводным обменом. Кроме того, авторы обнаружили 13 дифференциально экспрессируемых последовательностей, связанных со вторичным метаболизмом фосфолипидов, ни одна из которых не была общей для листьев и корней, что указывает на то, что эти пути являются еще одним важным компонентом ранней передачи холодовых сигналов в корнях сахарной свеклы. Высокая степень органоспецифичности, вероятно, связана с репертуаром соединений, синтезируемых двумя органами при стрессе. Эти данные пролили свет на транскриптом молодой сахарной свеклы во время холодового стресса в ночное время и подробно описали как органоспецифичность, так и общие пути физиологической реакции на низкие температуры. Эти методы транскриптомики, основанные на RNA-Seq, являются эффективным и мощным инструментом, с анализом, выявляющим новые гены для будущих исследований.
Протеомный анализ был проведен для решения нескольких важных вопросов во многих процессах, таких как передача сигналов, регуляторные процессы и транспорт у растений (Zhang et al., 2008). Важные сведения о протеомной реакции на стресс были в основном получены в результате исследований модельных растений A. thaliana и риса (Janmohammadi et al., 2015; Liu et al., 2015; Xu et al., 2015). Протеомный анализ обеспечивает важный способ проверки изменений уровня белка, чтобы помочь идентифицировать новые белки.
Белки различных сортов сахарной свеклы без обработки стрессом
Zhu et al. (2009) сравнили протеомы моносомной добавочной линии М14 и B. vulgaris с помощью 2-DE (двумерный гель-электрофорез). Они идентифицировали 27 белковых пятен с помощью MALDI-TOF MS. Среди них только два белковых пятна были обнаружены у B. vulgaris и пять белковых пятен были уникальными для М14. Эти белки были вовлечены во многие биологические пути. Результаты могут быть полезны для нас, чтобы лучше понять, как различия генотипов связаны с различиями протеома и фенотипа.
Ли и др. (2009) представили сравнительный протеомный и транскриптомный анализ половых и апомиктических процессов у сахарной свеклы. Всего в ходе апомиктического репродуктивного развития с помощью 2-ДЭ и МС-анализа было идентифицировано 71 дифференциально экспрессируемое белковое пятно из цветочных органов М14. Дифференциально экспрессируемые белки были вовлечены в несколько процессов, которые могут работать совместно, чтобы способствовать апомиктической репродукции, создавая новые потенциальные белковые маркеры, важные для апомиктического развития.
Изменения протеома в ответ на солевой стресс у сахарной свеклы
На сегодняшний день имеются сообщения о некоторых протеомных исследованиях, касающихся реакции сахарной свеклы на солевой стресс. Уэйкил и др. идентифицировали шесть белков из побегов сахарной свеклы и три белка из корней, которые значительно изменились при обработке 125 мМ соли (Wakeel et al., 2011). Наша группа провела протеомный анализ моносомной аддитивной линии М14 в условиях солевого стресса 500 мМ в течение 7 дней. В общей сложности с помощью ЖХ-МС/МС было идентифицировано 71 дифференциально экспрессируемое белковое пятно 2D. Самая большая функциональная группа представлена метаболизмом (28%), за ней следуют энергия (21%), синтез белка (10%), стресс и защита (10%), белки назначения (8%), неизвестные белки (8%), вторичный метаболизм (5%), сигнальная трансдукция (4%), транспортеры (1%) и деление клеток (1%). Из идентифицированных белков только восемь имели соответствующие транскриптомные данные. Это подчеркивает важность профилирования экспрессии на белковом уровне (Li et al., 2009).). На этом основании мы сосредоточились на функциях цистатина (Wang et al., 2012), глиоксалазы I (Wu et al., 2013), CCoAOMT и тиоредоксинпероксидазы.
Все эти белки показали повышенный уровень белка при солевом стрессе. Трансгенные растения проявляли повышенную устойчивость к солевому стрессу. Это исследование напрямую улучшило наше понимание механизмов, лежащих в основе высокой солеустойчивости M14.
Другое протеомное исследование направлено на выявление солечувствительных белков в растениях M14 в условиях мягкого солевого стресса с концентрацией 0, 200 и 400 мМ NaCl с использованием 2D-DIGE для отделения белков от контрольных и обработанных солью листьев и корней M14 (Yang et др., 2013). Дифференциально экспрессируемые белки идентифицировали с помощью нанопоточной жидкостной хроматографии (ЖХ)-МС/МС и поиска в базе данных Mascot. В качестве дополнительного подхода использовали iTRAQ LC-MS/MS для идентификации и количественного определения дифференциально экспрессируемых белков во время реакции на соленость в M14. Мы идентифицировали 86 белковых пятен, представляющих 67 уникальных белков в листьях, и 22 белковых пятна, представляющих 22 уникальных белка в корнях. Кроме того, в листьях было идентифицировано 75 дифференциально экспрессируемых белков, а в корнях – 43 дифференциально экспрессируемых белка соответственно. Белки в основном участвовали в фотосинтезе, энергии, метаболизме, сворачивании и деградации белков, а также в стрессе и защите. По сравнению с транскриптомными данными, 13 белков в листьях и 12 белков в корнях показали значительную корреляцию в экспрессии генов и уровнях белка. Эти результаты позволяют предположить, что существует несколько процессов, лежащих в основе устойчивости М14 к солевому стрессу.
Наша группа также сообщила об изменениях протеома мембран растений М14 в ответ на солевой стресс (0, 200, 400 мМ NaCl; Li H. et al., 2015). Мы использовали двумерную технологию iTRAQ LC-MS/MS для количественного протеомного анализа. Всего было идентифицировано 274 белка, и большинство из них были мембранными белками. Всего было идентифицировано 50 дифференциальных белков, из которых 40 белков демонстрировали повышенную экспрессию, а 10 — пониженную экспрессию. Белки в основном участвовали в транспорте (17%), метаболизме (16%), синтезе белков (15%), фотосинтезе (13%), сворачивании и деградации белков (9%).%), сигнальная трансдукция (6%), стресс и защита (6%), энергия (6%) и клеточная структура (2%). Эти результаты показали, что мембранные белки вносят вклад в толерантность к солевому стрессу, наблюдаемую у М14.
Изменения протеома сахарной свеклы в ответ на стресс от засухи
Hajheidari et al. (2005) изучали изменения протеома сахарной свеклы в ответ на стресс от засухи. Собирали листья с хорошо политых и обработанных засухой растений через 157 дней после посева. Изменения белков анализировали с помощью 2D-DIGE с последующим анализом изображений. Выявлено более 500 белковых пятен, из них 79пятна претерпели значительные изменения при засушливом стрессе. Двадцать белковых пятен расщепляли и подвергали ЖХ-МС/МС, и идентифицировали 11 белков, участвующих в окислительном стрессе, передаче сигналов и окислительно-восстановительной регуляции. Эти белки могут быть важными мишенями для улучшения устойчивости растений к абиотическому стрессу посредством селекции.
Метаболомика — интересная технология, которая использовалась для выявления вторичных метаболитов, важных для физиологических процессов и различных реакций на стресс (Capuano et al., 2013). В процессе развития растений и взаимодействия с окружающей средой динамический метаболом отражает физиологические и биохимические процессы растения и может определять фенотипы и признаки (Fernie et al., 2004; Oksman-Caldentay and Saito, 2005). В настоящее время основными аналитическими инструментами в метаболомике являются газовая хроматография (ГХ)–МС, ЖХ–МС, капиллярный электрофорез (КЭ)–МС и ядерно-магнитный резонанс (ЯМР). Казимерчак и др. (2014) определили уровни метаболитов как в сыром корне свеклы, так и в естественно ферментированном свекольном соке из органических (ORG) продуктов по сравнению с обычными (CONV) продуктами. Цель работы состояла в том, чтобы выяснить ценность ферментированного свекольного сока с точки зрения противораковых свойств. Результаты показали, что свежая свекла ORG содержала больше полезных соединений, чем свекла CONV, таких как сухое вещество и витамин С, больше, чем свекла CONV. По сравнению с соком CONV было обнаружено, что ферментированные соки ORG обладают более сильной противораковой активностью. Метаболомика все еще находится в зачаточном состоянии, и такие анализы сахарной свеклы проводятся редко, но можно ожидать, что в будущих исследованиях будет реализована эта мощная технология.
Многие растения накапливают глицин-бетаин (бетаин) для регуляции биохимических и физиологических процессов при абиотических стрессах (Takabe et al., 2006). Например, глицин-бетаин служит донором метила в нескольких биохимических путях (Pummer et al., 2000). Сахарная свекла представляет собой накапливающее бетаин двудольное растение с высокой экономической ценностью (Catusse et al., 2008). Сообщалось, что бетаин синтезируется путем двухстадийного окисления холина, при котором холинмонооксигеназа (ХМО) катализирует первую стадию, а бетаинальдегиддегидрогеназа (БАДГ) выполняет вторую стадию (Yamada et al. , 2009).). Таким образом, CMO является ключевым ферментом для защиты растений от абиотических стрессов. Он был обнаружен у Chenopodiaceae и Amaranthaceae, но не у некоторых растений, накапливающих бетаин, таких как мангровые заросли (Bhuiyan et al., 2007). В отличие от сахарной свеклы, у многих растений нет пути биосинтеза бетаина. Таким образом, генная инженерия путей биосинтеза бетаина представляет собой потенциальный способ улучшить стрессоустойчивость растений (Hibino et al., 2001; Fitzgerald et al., 2009).
Помимо бетаина, беталаинами богата столовая свекла и они существуют только в 10 семействах растений из Caryophyllale . Красная свекла ( B. vulgaris ) широко используется в качестве пищевого ингредиента из-за ее свекольно-красного цвета. Поэтому большинство исследований компонентов красной свеклы были сосредоточены на беталаинах. В настоящее время выход беталаинов, извлеченных и очищенных из красной свеклы, составляет всего около 10%. Было показано, что фенольные смолы (такие как беталаины) обладают питательной ценностью, и растет интерес к использованию этих растительных компонентов для улучшения пищевых ингредиентов и в качестве антиоксидантов. Беталаины являются важными растительными фенолами со многими привлекательными свойствами, такими как: стабильность, антиоксидантная активность, противоопухолевые свойства и снижение уровня липидов и сахара в крови. Кроме того, беталаины являются эффективными поглотителями свободных радикалов, которые помогают поддерживать здоровье и защищать от таких заболеваний, как рак и ишемическая болезнь сердца (Kujala et al., 2000; Han et al., 2015; Mikołajczyk-Bator et al., 2016). ).
Кроме того, сахарная свекла обеспечивает примерно 30% годового производства сахара в мире и является источником как биоэтанола, так и корма для животных. Дхар и др. (2015) разработали два высокоэффективных метода производства газообразного водорода из сока сахарной свеклы в качестве источника чистой энергии (Dhar et al., 2015). Побочные продукты сахарной свеклы (ППС), образующиеся при промышленном извлечении сахара, в основном состоят из жома и мелассы, и использование ППБ в качестве возобновляемого источника энергии может обеспечить дополнительные экономические и экологические преимущества (Aboudi et al. , 2015).
Исследования OMICS могут значительно улучшить потенциальное применение сахарной свеклы, по крайней мере, тремя способами. Одним из них является улучшение наших знаний о молекулярных сетях, связанных с синтезом ключевых метаболитов, например, бетаина глицина и беталаинов. Эти знания позволят моделировать и обосновывать разработку важных метаболитов. Кроме того, мы можем использовать OMICS для изучения глобальных молекулярных изменений, происходящих в ответ на стресс, и устойчивости сахарной свеклы к стрессовым условиям. Эта информация может помочь улучшить стрессоустойчивость и тем самым повысить урожайность сахарной свеклы даже в неидеальных условиях. Наконец, исследования уникальных зародышевых плазм сахарной свеклы (например, M14 в условиях солевого стресса) могут быть полезны для повышения урожайности и производства продуктов питания и биоэнергии другими культурами.
В этом обзоре мы обобщили технологии и приложения OMICS для сахарной свеклы, включая: M14 для идентификации новых генов, белков, связанных с биотическими и абиотическими стрессами, апомиксов и метаболитов, связанных с энергией, пищей и здоровьем человека. Геномика — это мощная технология, позволяющая составить план полного генома сахарной свеклы. Механизмы, лежащие в основе апомиксов и стрессоустойчивости, в основном изучались с использованием технологий транскриптомики и протеомики, в то время как исследования метаболомики сахарной свеклы все еще редки. К настоящему времени идентифицировано множество генов и белков, связанных с апомиксами и солевым стрессом, для выявления апомиксов и механизмов солеустойчивости у специальной гермоплазмы сахарной свеклы М14. Результаты расширили наше понимание молекулярных механизмов реакции сахарной свеклы на устойчивость к биотическим и абиотическим стрессам и апомиксам, которые могут быть применены для повышения устойчивости сахарной свеклы и других культур к стрессу для улучшения производства продуктов питания, производства энергии (например, водорода). газ и биоэтанол), а также накопление полезных для здоровья химических веществ (таких как беталаины). Несмотря на то, что использование сахарной свеклы для производства чистой энергии газообразного водорода и биоэтанола, а также для выделения беталаинов, используемых в натуральных пищевых красителях, пищевых добавках и лекарствах, не получило широкого распространения на рынке, сахарная свекла как культура с высокой экономической ценностью будет иметь процветающую перспективу.
применения в пищевой, биоэнергетической и фармацевтической промышленности.
YZ собрал и проанализировал ссылки для этой статьи и написал первый черновик, JN нарисовал рисунок и помог в организации ссылок. BY играл надзорную роль, руководил написанием и организацией. Все три автора редактировали рукопись.
Заявление о конфликте интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Это исследование было поддержано Национальным научным фондом Китая (Проект 31471552: Реакция антиоксидантных ферментов на солевой стресс в сахарной свекле М14 и Проект 31501359: Изучение сайтов фосфорилирования протеинкиназы Ser/Thr из линии сахарной свеклы М14 в реакция на солевой стресс) и 100 академических программ поддержки позвоночника для молодых преподавателей Хэйлунцзянского университета в 2016 году и Коллектива общих научных и технологических инноваций колледжей провинции Хэйлунцзян (2014TD004). Бумага представляет серийный номер 016 от нашей инновационной группы в Хэйлунцзянском университете (Hdtd2010-05). Мы благодарим Джо Коллинза из отдела молекулярной и клеточной биологии растений Университета Флориды за критическое прочтение рукописи.
- Абуди К., Альварес-Гальего С.Х., Ромеро-Гарсия Л.И. (2015). Полунепрерывное анаэробное совместное сбраживание побочных продуктов сахарной свеклы и свиного навоза: влияние скорости органической загрузки (OLR) на производительность процесса. Биоресурс. Технол. 194, 283–290. 10.1016/j.biortech.2015.07.031 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Акпынар Б. А., Кантар М., Будак Х. (2015). Корневые предшественники микроРНК у дикой эммер и современной пшеницы демонстрируют значительные различия в реакции на стресс, вызванный засухой. Функц. интегр. Геномика 15, 587–598. 10.1007/s10142-015-0453-0 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Барнабас Б., Ягер К., Фехар А. (2008). Влияние засухи и теплового стресса на репродуктивные процессы у злаков.
Окружающая среда растительной клетки. 31, 11–38. 10.1111/j.1365-3040.2007.01727.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Баум Дж. А., Богарт Т., Клинтон В., Хек Г. Р., Фельдманн П., Илаган О. и др.. ( 2007). Борьба с жесткокрылыми насекомыми-вредителями с помощью РНК-интерференции. Нац. Биотехнолог. 25, 1322–1326. 10.1038/nbt1359[PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Бенхамед М., Мартин-Маньетт М. Л., Таконнат Л., Биттон Ф., Сервет С., Де Клерк Р. и др.. (2008). Массив промоторов Arabidopsis в масштабе генома идентифицирует мишени гистоновой ацетилтрансферазы GCN5. Плант Дж. 56, 493–504. 10.1111/j.1365-313X.2008.03606.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Бенуа И., Чжоу М., Вивас Дуарте А., Даунс Д. Дж., Тодд Р. Б., Клёзен В. и др.. (2015). Пространственная дифференциация экспрессии генов у Aspergillus niger 9Колония 0037, выращенная для утилизации свекловичного жома. Научный представитель 5:13592. 10.1038/srep13592 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Бхуйян Н.
Х., Хамада А., Ямада Н., Рай В., Хибино Т., Такабэ Т. (2007). Регуляция синтеза бетаина с помощью предшественника и экспрессии холинмонооксигеназы в Amaranthus tricolor. Дж. Эксп. Бот. 58, 4203–4212. 10.1093/jxb/erm278 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Bräutigam A., Gowik U. (2010). Что секвенирование нового поколения может сделать для вас? Секвенирование следующего поколения как ценный инструмент в исследованиях растений. биол. растений 12, 831–841. 10.1111/j.1438-8677.2010.00373.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Броше М., Винокур Б., Алатало Э. Р., Ламминмяки А., Тейхманн Т., Оттов Э. А. и др. (2005). Экспрессия генов и профилирование метаболитов Populus euphratica , произрастающих в пустыне Негев. Геном биол. 6: Р101. 10.1186/gb-2005-6-12-r101 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Будак Х., Акпынар Б. А. (2015). МикроРНК растений: биогенез, организация и происхождение. Функц. интегр. Геномика 15, 523–531. 10.1007/s10142-015-0451-2 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Будак Х.
, Кантар М., Булут Р., Акпынар Б. А. (2015). Стресс-чувствительные миРНК и изомиР в злаках. Растениевод. 235, 1–13. 10.1016/j.plantsci.2015.02.008 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Capuano E., Boerrigter-Eenling R., van der Veer G., van Ruth S.M. (2013). Аналитическая аутентификация органических продуктов: обзор маркеров. J. Sci. Фуд Агрик. 93, 12–28. 10.1002/jsfa.5914 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Catusse J., Strub J.M., Job C., Dorsselaer A., Job D. (2008). Протеомная характеристика силы семян сахарной свеклы и ее тканеспецифического выражения. проц. Натл. акад. науч. США. 105, 10262–10267. 10.1073/pnas.0800585105 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Chang C., Yu D., Jiao J., Jing S., Schulze-Lefert P., Shen Q.H. (2013). Иммунные рецепторы MLA ячменя напрямую взаимодействуют с антагонистически действующими факторами транскрипции, чтобы инициировать передачу сигналов устойчивости к болезням. Растительная клетка
25, 1158–1173.
10.1105/tpc.113.109942 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Chen T., Li Z., Yin X., Hu F., Hu C. (2016). Дискриминация генетически модифицированной сахарной свеклы на основе терагерцовой спектроскопии. Спектрохим. Акта А Мол. биомол. Спектроск. 153, 586–590. 10.1016/j.saa.2015.09.028 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Кураба Дж., Сингх М. Б., Бхалла П. Л. (2014). миРНК в перекрестных помехах между сигнальными путями фитогормонов. Дж. Эксп. Бот. 65, 1425–1438. 10.1093/jxb/eru002 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Dalke L., Filutowicz A., Pawelska-Koziuska K. (1971). Результаты исследований гибридов между тетраплоидной однозародышевой сахарной свеклой и Beta corolliftora 2n-36. биул. Инст. Ход. Аклим. росл. 6, 3–7. [Академия Google]
- Далмай Т. (2006 г.). Короткие РНК в адаптации к окружающей среде. проц. биол. науч. 273, 1579–1585. 10.1098/rspb.2006.3516 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Дхар Б.
Р., Эльбешбиши Э., Хафез Х., Ли Х. С. (2015). Производство водорода из сока сахарной свеклы с использованием интегрированного биоводородного процесса темного брожения и микробного электролизера. Биоресурсная технология. 198, 223–230. 10.1016/j.biortech.2015.08.048 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Dohm J.C., Minoche A.E., Holtgräwe D., Capella-Gutiérrez S., Zakrzewski F., Tafer H., et al.. ( 2014). Геном недавно одомашненного культурного растения сахарной свеклы ( Бета обыкновенная ). Природа 505, 546–549. 10.1038/nature12817 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Дрейкотт А. П. (2006). Сахарная свекла. Оксфорд: Блэквелл. [Google Scholar]
- Дунайска-Ордак К., Скорупа-Клапут М., Курник К., Третин А., Тыбурский Ю. (2014). Клонирование и анализ экспрессии гена, кодирующего аскорбатпероксидазу и реагирующего на солевой стресс у свеклы ( Beta vulgaris ). Завод Мол. биол. Респ. 32, 162–175. 10.1007/s11105-013-0636-6 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Эрген Н.
З., Будак Х. (2009). Секвенирование более 13 000 экспрессированных меток последовательностей из шести субтрактивных библиотек кДНК диких и современных пшениц после стресса медленной засухи. Окружающая среда растительной клетки. 32, 220–236. 10.1111/j.1365-3040.2008.01915.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Fang X., Gu S., Xu Z., Chen F., Guo D., Zhang H. B. и др.. (2004). Конструирование бинарной ВАС-библиотеки для апомиктической моносомной добавочной линии Beta corolliflora в сахарной свекле и идентификация клонов, полученных из чужеродной хромосомы. Теор. заявл. Жене. 108, 1420–1425. 10.1007/s00122-003-1566-8 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Фернандес-Гарсия Н., Эрнандес М., Касадо-вела Дж., Бру Р., Элорца Ф., Хедден П. и др. (2011). Изменения протеома и целевых метаболитов ксилемсапина Brassica oleracea в ответ на солевой стресс. Окружающая среда растительной клетки. 34, 821–836. 10.1111/j.1365-3040.2011.02285.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Fernie A.
R., Trethewey R.N., Krotzky A.J., Willmitzer L. (2004). Метаболитное профилирование: от диагностики к системной биологии. Нац. Преподобный Мол. Клеточная биол. 5, 763–769. 10.1038/nrm1451 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Филутович А., Далке Л. (1976). Межвидовые гибриды секции Corollinae Род Beta. Ход. Росл. Аклим. Нас. 20, 1–17. [Google Scholar]
- Фицджеральд Т.Л., Уотерс Д.Л.Э., Генри Р.Дж. (2009). Бетаинальдегиддегидрогеназа растений. биол. растений 11, 119–130. 10.1111/j.1438-8677.2008.00161.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Gou X., He K., Yang H., Yuan T., Lin H., Clouse S.D., et al.. (2010). Полногеномное клонирование и анализ последовательности генов рецептороподобных протеинкиназ с богатыми лейциновыми повторами в Arabidopsis thaliana . Геномика BMC 11:19. 10.1186/1471-2164-11-19 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Grimmer M.K., Trybush S., Hanley S., Francis S.A., Karp A. Asher, MJC, et al. (2007).
Карта привязанного сцепления для сахарной свеклы на основе маркеров AFLP, SNP и RAPD и картирование QTL нового источника устойчивости к вирусу некроза желтой жилки свеклы. Теор. заявл. Жене. 114, 1151–1160. 10.1007/s00122-007-0507-3 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Го Д., Ван Г., Кан К., Цзя С., Лю Л. (1994). Исследования по межвидовому скрещиванию сахарной свеклы культурной и Beta corolliflora Zoss. Китайская сахарная свекла 3, 2–7. [Google Scholar]
- Хагихара Э., Итчода Н., Хабу Ю., Иида С., Миками Т., Кубо Т. (2005). Молекулярное картирование гена восстановителя фертильности для цитоплазматической мужской стерильности Оуэна у сахарной свеклы. Теор. заявл. Жене. 111, 250–255. 10.1007/s00122-005-2010-z [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Хаджхейдари М., Абдоллахян-Ногаби М., Аскари Х., Хейдари М., Садегян С. Ю., Обер Э. С. и др.. ( 2005). Протеомный анализ листьев сахарной свеклы в условиях засушливого стресса. протеомика
5, 950–960. 10.1002/pmic.
200401101 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Хан Дж., Тан С., Ван Ю., Ян С., Тан Д. (2015). Бетанин снижает накопление и образование поперечных связей коллагена в сердце крысы с высоким содержанием фруктозы путем ингибирования неферментативного гликирования. хим. биол. Взаимодействовать. 5, 37–44. 10.1016/j.cbi.2014.12.032 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Hibino T., Meng Y.L., Kawamitsu Y., Uehara N., Matsuda N., Tanaka Y., et al.. (2001 ). Молекулярное клонирование и функциональная характеристика двух видов бетаин-альдегиддегидрогеназы в бетаин-аккумулирующих мангровых зарослях Авиценния марина (Форск). Завод Мол. биол. 45, 353–363. 10.1023/A:1006497113323 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Holtschulte B. (2000). Cercospora beticola — всемирное распространение и заболеваемость, Cercospora Beticola Sacc. Биология, агрономическое влияние и меры контроля сахарной свеклы, под редакцией Ашера М. Дж. К., Холтшульте Б., Ричарда М.
М., Россо Ф., Штайнрюкен Г., Беккерса Р. (Бельгия: Международный институт исследований свеклы; ), 5–16. [Академия Google]
- Ибрагим С. Э., Шуберт А., Пиллен К., Леон Дж. (2012). Сравнение QTL признаков засухоустойчивости между двумя продвинутыми популяциями обратного скрещивания яровой пшеницы. Междунар. акад. Дж. 2, 216–227. [Google Scholar]
- Джанмохаммади М., Золла Л., Ринальдуччи С. (2015). Низкотемпературная толерантность растений: изменения на уровне белка. Фитохимия 117, 76–89. 10.1016/j.phytochem.2015.06.003 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Jia X., Sun C., Zuo Y., Li G., Li G., Ren L. и др.. ( 2016). Интеграция транскриптомики и метаболомики для характеристики реакции Astragalus membranaceus Bge. вар. mongolicus (Bge) к прогрессирующему стрессу от засухи . Геномика BMC 17:188. 10.1186/s12864-016-2554-0 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Хорхе Т. Ф., Родригес Дж. А., Калдана К., Шмидт Р., ван Донген Дж.
Т., Томас-Оутс Дж., и др.. (2015). Метаболомика растений на основе масс-спектрометрии: реакция метаболитов на абиотический стресс. Масс-спектр. Ред. [Epub перед печатью]. 10.1002/mas.21449 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Казимерчак Р., Халлманн Э., Липовски Дж., Дрела Н., Ковалик А., Пюсса Т. и др.. (2014). Свекла ( Beta vulgaris L.) и естественно ферментированные свекольные соки органического и традиционного производства: метаболомика, уровень антиоксидантов и противораковая активность. J. Sci. Фуд Агрик. 94, 2618–2629. 10.1002/jsfa.6722 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Kloos D. U., Oltmanns H., Dock C., Stahl D., Hehl R. (2002). Выделение и молекулярный анализ шести экспрессированных генов стержневого корня сахарной свеклы. Дж. Эксп. Бот. 53, 1533–1534. 10.1093/jexbot/53.373.1533 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Крепс Дж. А., Ву Ю. Дж., Чанг Х. С., Чжу Т., Ван С., Харпер Дж. Ф. (2002). Изменения транскриптома арабидопсиса в ответ на солевой, осмотический и холодовой стресс.
Завод Физиол. 130, 2129–2141. 10.1104/pp.008532 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Куяла Т. С., Лопонен Дж. М., Клика К. Д., Пихлая К. (2000). Фенолы и бетацианины в корне красной свеклы ( Beta vulgaris ): распределение и влияние хранения в холодильнике на содержание общих фенолов и трех отдельных соединений. Дж. Агрик. Пищевая хим. 48, 5338–5342. 10.1021/jf000523q [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Лейк В., Олссон У., Уиллоус Р. Д., Ханссон М. (2004). АТФазная активность субъединицы I хелатазы магния необходима для поддержания субъединицы D in vivo . Евро. Дж. Биохим. 271, 2182–2188. 10.1111/j.1432-1033.2004.04143.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ли Б., Хендерсон Д. А., Чжу Дж. (2005). Холодочувствительный транскриптом арабидопсиса и его регуляция с помощью ICE1. Растительная клетка 17, 3155–3175. 10.1105/tpc.105.035568 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Лер А., Кирш М.
, Вирек Р., Шиманн Дж., Рауш Т. (1999). кДНК и геномное клонирование изоформ А и субъединицы Н+-АТФазы V-типа сахарной свеклы: свидетельство координированной экспрессии во время развития растений и координированной индукции в ответ на сильное засоление. Завод Мол. биол. 39, 463–475. 10.1023/A:1006158310891 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Lein J.C., Asbach K., Tian Y., Schulte D., Li C., Koch G., et al.. (2007). Аналоги генов устойчивости сгруппированы на хромосоме 3 сахарной свеклы и косегрегируют с QTL устойчивости к ризомании. Геном 50, 61–71. 10.1139/G06-131 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Li H., Cao H., Wang Y., Pang Q., Ma C., Chen S. (2009). Протеомный анализ апомиктической моносомной линии присоединения сахарной свеклы М14. Дж. Протеомика 73, 297–308. 10.1016/j.jprot.2009.09.012 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Li H., Pan Y., Zhang Y., Wu C., Ma C., Yu B. и др.. ( 2015). Реакция мембранного протеома моносомной линии присоединения сахарной свеклы М14 на солевой стресс.
Дж. Протеомика 127 (Пт А), 18–33. 10.1016/j.jprot.2015.03.025 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ли Дж. Л., Цуй Дж., Ченг Д. Ю. (2015). Компьютерная идентификация и характеристика консервативных микроРНК и их генов-мишеней в свекле ( Beta vulgaris ). Жене. Мол. Рез. 14, 9103–9108. 10.4238/2015 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Li Q., Zhao P., Li J., Zhang C., Wang L., Ren Z. (2014). Полногеномный анализ семейства белков WD-повтора у огурца и арабидопсиса. Мол. Жене. Геномика 289, 103–124. 10.1007/s00438-013-0789-x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ликаузи Ф., Оме-Такаги М., Перата П. (2013). Фактор транскрипции APETALA2/Ethylene Responsive Factor (AP2/ERF): медиаторы реакции на стресс и программы развития. Новый Фитол. 199, 639–649. 10.1111/nph.12291 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Лю Х., Стоун С. Л. (2013). Цитоплазматическая деградация фактора транскрипции Arabidopsis, нечувствительного к абсцизовой кислоте 5, опосредована лигазой E3 RING-типа KEEP ON GOING.
Дж. Биол. хим. 288, 20267–20279. 10.1074/jbc.M113.465369[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Liu H., Wang Q., Yu M., Zhang Y., Wu Y., Zhang H. (2008). Трансгенная солеустойчивая сахарная свекла ( Beta vulgaris L), конститутивно экспрессирующая вакуолярный Na/H-антипортер Arabidopsis thaliana , AtNHX3, накапливает больше растворимого сахара, но меньше соли в запасающих корнях. Окружающая среда растительной клетки. 31, 1325–1334. 10.1111/j.1365-3040.2008.01838.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Liu L., Li Y., Li S., Hu N., He Y., Pong R., et al. (2012). Сравнение систем секвенирования следующего поколения. Дж. Биомед. Биотехнолог. 2012:251364. 10.1155/2012/251364 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Лю З., Ли Ю., Цао Х., Рен Д. (2015). Сравнительный фосфопротеомный анализ солечувствительных фосфопротеинов, регулируемых каскадом MKK9-MPK6 в Arabidopsis . Растениевод.
241, 138–150.
10.1016/j.plantsci.2015.10.005 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Llave C., Xie Z., Kasschau KD., Carrington JC (2002). Расщепление мишеней мРНК, похожей на чучело, направляется классом микроРНК арабидопсиса. Наука 297, 2053–2056 гг. 10.1126/science.1076311 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Луань Ю., Цуй Дж., Чжай Дж., Ли Дж., Хань Л., Мэн Дж. (2015). Высокопроизводительное секвенирование выявляет дифференциальную экспрессию миРНК в томате, инокулированном Phytophthora infestans. Планта 241, 1405–1416. 10.1007/s00425-015-2267-7 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Лукьянов С. А., Ребриков Д., Буздин А. А. (2007). Подавление субтрактивной гибридизации, в современных приложениях гибридизации нуклеиновых кислот, под ред. Буздин А. А., Лукьянов С. А. (Берлин: Springer; ), 53–84. [Академия Google]
- Ма К., Ван Ю., Ван Ю., Ван Л., Чен С., Ли Х. (2011). Идентификация гена бокса BvM14-MADS сахарной свеклы с помощью анализа дифференциальной экспрессии генов моносомной аддитивной линии M14.
J. Физиол растений. 168, 1980–1986 гг. 10.1016/j.jplph.2011.05.027 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Mardis ER (2008). Влияние технологии секвенирования нового поколения на генетику. Тенденции Жене. 24, 133–141. 10.1016/j.tig.2007.12.007 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Миколайчик-Батор К., Блащик А., Чизнеевский М., Качицкий П. (2016). Характеристика и идентификация тритерпеновых сапонинов в корнях столовой свеклы ( Beta vulgaris L) с использованием двух систем ВЭЖХ-МС. Пищевая хим. 192, 979–990. 10.1016/j.foodchem.2015.07.111 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Мишра К. Б., Яннаконе Р., Петроцца А., Мишра А., Арментано Н., Ла Веккья Г. и др.. ( 2012). Искусственная засухоустойчивость растений томатов отражается в эмиссии флуоресценции хлорофилла. Растениевод. 182, 79–86. 10.1016/j.plantsci.2011.03.022 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Митчелл Д. С., Ларами С. Э., Тереза Дж. Д. Р., Фредерик П. Б., Блэр Д. С., Тиффани М.
Х. М. (2014). Транскрипционный ответ сои на обработку семян тиаметоксамом при наличии и отсутствии стресса, вызванного засухой. Геномика BMC 15:1055. 10.1186/1471-2164-15-1055 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Молитерни В. М., Пэрис Р., Онофри К., Орру Л., Каттивелли Л., Пасифико Д. и др.. (2015). Ранние изменения транскрипции у Beta vulgaris в ответ на низкую температуру. Планта 242, 187–201. 10.1007/s00425-015-2299-z [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Moody L.A., Saidi Y., Smiles E.J., Bradshaw S.J., Meddings M., Winn P.J., et al.. (2012). Гомологи гена ARABIDILLO у растений базальной земли: видоспецифичная дупликация генов и вероятная функциональная избыточность. Планта 236, 1927–1941. 10.1007/s00425-012-1742-7 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Морено Д. А., Гарсия-Вигера К., Хил Дж., Хил-Искьердо А. (2008). Беталайны в эпоху глобальной агропродовольственной науки, технологий и здорового питания. Фитохим. преп.
7, 261–280. 10.1007/s11101-007-9084-y [CrossRef] [Google Scholar]
- Маннс Р., Тестер М. (2008). Механизмы солеустойчивости. Анну. Преподобный завод биол. 59, 651–681. 10.1146/annurev.arplant.59.032607.092911 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ноглер Г. А. (1984). Гаметофитный апомиксис, в «Эмбриологии покрытосеменных растений», изд. Джохри Б.М. (Берлин: Springer;), 475–518. [Google Scholar]
- Оксман-Калдентей К. М., Сайто К. (2005). Интеграция геномики и метаболомики для разработки метаболических путей растений. Курс. мнение Биотехнолог. 16, 174–179. 10.1016/j.copbio.2005.02.007 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Озиас-Акинс П. (2006). Апомиксис: особенности развития и генетика. крит. Преподобный завод наук. 25, 199–214. 10.1080/07352680600563926 [CrossRef] [Google Scholar]
- Пинхеро Р., Пажекатту Р., Марангони А. Г., Лю К., Яда Р. Ю. (2011). Облегчение подслащивания картофеля при низкой температуре за счет экспрессии гена пируватдекарбоксилазы Arabidopsis и стресс-индуцируемого rd29A: предварительное исследование.
Физиол. Мол. биол. Растения 17, 105–114. 10.1007/s12298-011-0056-8 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Паммер С., Данцлер В. Х., Лиен Ю. Х., Мокель Г. В., Фелькер К., Зильбернагл С. (2000). Реабсорбция бетаина в петлях Генле почки крысы in vivo . Являюсь. Дж. Физиол. почечная. Физиол. 278, 434–439. [PubMed] [Google Scholar]
- Puthoff DP, Smigocki AC (2007). Дифференциальная экспрессия корневых генов Beta vulgaris , вызванная кормлением насекомых, и их регуляция сигналами, связанными с защитой. Представитель растительных клеток. 26, 71–84. 10.1007/s00299-006-0201-yAN [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Saad A.S.I., Li X., Li H.P., Huang T., Gao C.S., Guo M.W., et al. (2013). Ген NAC, чувствительный к стрессу риса, повышает устойчивость трансгенной пшеницы к засухе и солевому стрессу. Растениевод. 203–204, 33–40. 10.1016/j.plantsci.2012.12.016 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Сахеби М., Ханафи М.
М., Азизи П., Хаким А., Ашкани С., Абири Р. (2015). Подавление субтрактивной гибридизации по сравнению с секвенированием нового поколения в генной инженерии растений: проблемы и перспективы. Мол. Биотехнолог. 57, 880–903. 10.1007/s12033-015-9884-z [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Сангер Ф., Никлен С., Коулсон А. Р. (1977). Секвенирование ДНК с помощью ингибиторов обрыва цепи. проц. Натл. акад. науч. США. 74, 5463–5467. 10.1073/pnas.74.12.5463 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Шустер С.К. (2008 г.). Секвенирование нового поколения меняет современную биологию. Нац. Методы 5, 16–18. 10.1038/nmeth2156 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Setiawan A., Koch G., Barnes S.R., Jung C. (2000). Картирование локусов количественных признаков (QTL) для устойчивости к болезни пятнистости листьев Cercospora ( Cercospora beticola Sacc) сахарной свеклы ( Beta vulgaris L.). Теор. заявл. Жене. 100, 1176–1182. 10.1007/s001220051421 [CrossRef] [Google Scholar]
- Шань К.
, Ван Ю., Ли Дж., Чжан Ю., Чен К., Лян З. и др. (2013). Направленная модификация генома сельскохозяйственных растений с использованием системы CRISPR-Cas. Нац. Биотехнолог. 31, 686–688. 10.1038/nbt.2650 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Shinozaki K., Yamaguchi S.K. (2007). Генные сети, участвующие в реакции на засуху и устойчивости к стрессу. Дж. Эксп. Бот. 58, 221–227. 10.1093/jxb/erl164 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Сильва-Санчес С., Ли Х., Чен С. (2015). Последние достижения и проблемы в фосфопротеомике растений. протеомика 15, 1127–1141. 10.1002/pmic.201400410 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Stadermann K.B., Weisshaar B., Holtgräwe D. (2015). SMRT-секвенирование только сборки de novo генома хлоропластов сахарной свеклы ( Beta vulgaris ). БМК Биоинформатика 16:295. 10.1186/s12859-015-0726-6 [бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Stintzing FC, Carle R. (2007). Беталайны — новые перспективы для ученых-пищевиков.
Тенденции Food Sci. Технол. 18, 514–525. 10.1016/j.tifs.2007.04.012 [CrossRef] [Google Scholar]
- Сунь С., Ю Дж. П., Чен Ф., Чжао Т. Дж., Фан С. Х., Ли Ю. К. и др. (2008). TINY, чувствительный к дегидратации элемент (DRE), связывающий белок, подобный фактору транскрипции, соединяющий сигнальные пути, опосредованные DRE- и этилен-чувствительным элементом, у Arabidopsis. Дж. Биол. хим. 283, 6261–6271. 10.1074/jbc.M706800200 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Сункар Р., Чиннусами В., Чжу Дж., Чжу Дж. К. (2007). Малые РНК как крупные игроки в реакциях растений на абиотический стресс и лишение питательных веществ. Тенденции Растениевод. 12, 301–309. 10.1016/j.tplants.2007.05.001 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Тагучи К., Кубо Т., Такахаши Х., Абэ Х. (2011). Идентификация и точное картирование устойчивых QTL устойчивости к пятнистости листьев Cercospora у сахарной свеклы ( Beta vulgaris L). G3 (Бетесда) 1, 283–291. 10.1534/g3.111.000513 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Тагучи К.
, Оказаки К., Такахаши Х., Кубо Т., Миками Т. (2010). Молекулярное картирование гена, придающего устойчивость к корневой гнили Aphanomyces (черный корень) у сахарной свеклы ( Beta vulgaris L). Эуфитика 173, 409–418. 10.1007/s10681-010-0153-8 [CrossRef] [Google Scholar]
- Такабэ Т., Рай В., Хибино Т. (2006). Метаболическая инженерия глицинебетаина, Устойчивость растений к абиотическим стрессам, ред. Рай А.К., Такабе Т. (Берлин: Springer;), 137–151. [Академия Google]
- Торрес М.А., Дангл Дж.Л. (2005). Функции оксидазы респираторного взрыва в биотических взаимодействиях, абиотическом стрессе и развитии. Курс. мнение биол. растений 8, 397–403. 10.1016/j.pbi.2005.05.014 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Влахонасиос К. Э., Томасов М. Ф., Тризенберг С. Дж. (2003). Нарушающие мутации транскрипционных генов-адаптеров ADA2b и GCN5 резко влияют на рост, развитие и экспрессию генов арабидопсиса. Растительная клетка 15, 626–638. 10.1105/tpc.007922 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Вакиль А.
, Асиф А.Р., Питанн Б., Шуберт С. (2011). Анализ протеома сахарной свеклы ( Beta vulgaris L) выявил конститутивную адаптацию во время первой фазы солевого стресса. J. Физиол растений. 168, 519–526. 10.1016/j.jplph.2010.08.016 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ван Ю. Н., Тан Л., Хоу Ю., Ван П., Ян Х., Вэй К. Л. (2016). Дифференциальный транскриптомный анализ листьев чайного растения ( Camellia sinensis ) дает всестороннее представление о защитных реакциях на Атака Ectropis oblique с использованием RNA-Seq. Функц. интегр. Геномика. [Epub перед печатью]. 10.1007/s10142-016-0491-2 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Wang Y., Zhan Y., Wu C., Gong S., Zhu N., Chen S., et al. (2012). Клонирование гена цистатина из сахарной свеклы М14, которое может повысить солеустойчивость растений. Растениевод. 191–192, 93–99. 10.1016/j.plantsci.2012.05.001 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Wu C., Ma C., Pan Y., Gong S., Zhao C., Chen S., et al.
(2013). Ген глиоксалазы I сахарной свеклы М14 может повышать устойчивость растений к абиотическим стрессам. Дж. Плант Рез. 26, 415–425. 10.1007/s10265-012-0532-4 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Выбранец С. (2005). Образование декарбоксилированных бетацианинов в нагретом корневом соке красной свеклы ( Betavulgaris L) проанализировано с помощью ЖХ-МС/МС. Дж. Агрик. Пищевая хим. 53, 3483–3487. 10.1021/jf048088d [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Выбранец С., Сталица П., Спорна А., Немзер Б., Петшковски З., Михаловски Т. (2011). Антиоксидантная активность бетанидина: электрохимическое исследование в водной среде. Дж. Агрик. Пищевая хим. 59, 12163–12170. 10.1021/jf2024769 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Выбранец С., Старзак К., Скопиньска А., Немзер Б., Петржковски З., Михаловски Т. (2013). Изучение механизмов неферментативного окисления необетанина, бетанина и декарбоксилированных бетанинов. Дж. Агрик. Пищевая хим. 61, 6465–6476. 10.1021/jf400818s [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Xu J.
, Lan H., Fang H., Huang X., Zhang H., Huang J. (2015). Количественный протеомный анализ реакции риса ( Oryza sativa L) на соль. ПЛОС ОДИН 10:e0120978. 10.1371/журнал.pone.0120978 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Yamada N., Promden W., Yamane K., Tamagake H., Hibino T., Tanaka Y., et al.. (2009). Преимущественное накопление бетаина, не связанного с холинмонооксигеназой, в молодых листьях сахарной свеклы – важность транслокации бетаина на большие расстояния в нормальных условиях и в условиях солевого стресса. J. Физиол растений. 166, 2058–2070 гг. 10.1016/j.jplph.2009.06.016 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ян Л., Ма К., Ван Л., Чен С., Ли Х. (2012). Вызванные солевым стрессом изменения протеома и транскриптома в моносомной линии добавления сахарной свеклы М14. J. Физиол растений. 169, 839–850. 10.1016/j.jplph.2012.01.023 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Yang L., Zhang Y., Zhu N., Koh J., Ma C., Pan Y. и др.. ( 2013).
Протеомный анализ солеустойчивости моносомной линии присоединения сахарной свеклы М14. Дж. Протеом Рез. 12, 4931–4950. 10.1021/pr400177m [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Инь Ф., Гао Дж., Лю М., Цинь С., Чжан В., Ян А. и др. (2014). Полногеномный анализ профиля экспрессии микроРНК, реагирующей на водный стресс, в корнях табака. Функц. интегр. Геномика 14, 319–332. 10.1007/s10142-014-0365-4 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Йолку С., Оздемир Ф., Гюлер А., Бор М. (2016). Ацетилирование гистонов влияет на активацию транскрипции POX у Beta vulgaris L. и Beta maritima L. при солевом стрессе. Завод Физиол. Биохим. 100, 37–46. 10.1016/j.plaphy.2015.12.019 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Zhang Y., Lai J., Sun S., Li Y., Liu Y., Liang L. и др.. ( 2008). Сравнительный анализ транскриптов с галофита Thellungiella halophila . Дж. Интегр. биол. растений 50, 1327–1335. 10.1111/j.1744-7909.2008.00740.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Zhu H.
, Bi YD, Yu LJ, Guo D.D., Wang B.C. (2009). Сравнительный протеомный анализ апомиктической моносомной линии присоединения Beta corolliflora и Beta vulgaris L. в сахарной свекле. Мол. биол. Респ. 36, 2093–2098. 10.1007/s11033-008-9421-2 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
Здесь представлены статьи Frontiers in Plant Science, любезно предоставленные Frontiers Media SA
Технология производства сахарной свеклы: что изменилось?
Стивен Пойндекстер, Расширение Мичиганского государственного университета —
Улучшения в производстве сахарной свеклы включают улучшение генетики, точное внесение 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 урожайность увеличивалась в среднем на 0,5 тонны с акра в год.
Произошли 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 определять 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 в сахарной свекле 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.
Цистовые нематоды сахарной свеклы 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 улучшения в производстве и оборудовании будут продолжаться устойчивыми темпами. Часто эти улучшения могут принести пользу производству сахарной свеклы лишь небольшими порциями. Однако реализация ряда небольших изменений в сочетании приведет к значительным результатам, которые повысят производительность, рентабельность и эффективность.
Эта статья была опубликована Мичиганского государственного университета Extension . Для получения дополнительной информации посетите https://extension.msu.edu. Чтобы получить сводку информации, доставленную прямо в ваш почтовый ящик, посетите https://extension.msu.edu/newsletters. Чтобы связаться с экспертом в вашем регионе, посетите https://extension.msu.edu/experts или позвоните по телефону 888-MSUE4MI (888-678-3464).
Была ли эта статья полезной для вас?
- сельское хозяйство
- управление фермой
- полевые культуры
- msu extension
- сахарная свекла
» Технология PEF для переработки сахарной свеклы переработка сахарной свеклы. Технология Pulsemaster PEF (рис. 1) вызывает пористость клеток сахарной свеклы, что приводит к распаду клеток.

Рисунок 1. Транспортная система Pulsemaster с камерой обработки PEF
Параметры обработки
Использование промышленного процесса термической экстракции при высоких температурах при переработке сахарной свеклы позволяет ускорить различные химические реакции между экстрагированными компонентами клеточного сока, например, появление окраски в результате реакции Майяра. Применение высоких температур также подразумевает значительный расход энергии и воды. Более того, высокие температуры способствуют росту термофильной флоры в диффузорах, которая разлагает сахарозу и снижает восстановление сахара.
Применение ПЭФ, вызывающего электропорацию клеточных мембран, значительно увеличивает диффузию ценных компонентов в тканях растений при температуре окружающей среды. Таким образом, данная ПЭФ-технология очень привлекательна для извлечения чистого сухого вещества, каротиноидов, витаминов, сахарозы, белков, инулина и других полезных компонентов. Обработка PEF, как утверждает Pulsemaster, может улучшить выщелачивание сахаров из клеток сахарной свеклы и значительно снизить затраты энергии. Снижается потребление воды и энергии при переработке сахарной свеклы; температура экстракции и время диффузии снижаются, меньшее количество примесей, таких как пектин, в соке и менее интенсивный цвет сока после холодной диффузии. Кроме того, улучшается качество кристаллов сахара.
Энергоэффективный, компактный и гигиеничный
Обработка PEF может снизить потребление энергии до 50 процентов и уменьшить количество примесей по сравнению с теми, что получены с использованием промышленной термодиффузии.
Технология PEF является подходящей альтернативой для интенсификации экстракции соединений посредством твердожидкостной экстракции. Технология импульсных электрических полей заключается в применении коротких импульсов (микросекунд) высокой напряженности электрического поля (от 0,1 до 60 кВ/см) для продукты, транспортируемые между электродами при комнатной температуре. Короткие поля высокой интенсивности вызывают электропорацию клеток и увеличение их проницаемости. Техническое усовершенствование концепции PEF компанией Pulsemaster основано на более энергоэффективном процессе, чем в предыдущем поколении. Это означает, что новое оборудование обеспечивает лучшую импульсную обработку сахарной свеклы с более компактной системой PEF. Импульсный генератор сочетается с надежной и гигиеничной транспортной системой и лечебной камерой PEF.
Обработка PEF является непрерывным процессом, и системы Pulsemaster PEF могут быть внедрены в существующие технологические линии. Линейка промышленного оборудования под названием «Кондиционер» имеет производительность от одной тонны в час до 70-80 тонн в час для систем переработки сахарной свеклы. По словам Pulsemaster, в коммерческих масштабах можно ожидать общие затраты в размере 1 евро за тонну.
Pulsemaster стремится к дальнейшему росту в отрасли производства сахарной свеклы, картофеля, фруктов и овощей. Компания стремительно развивала свою экспортную деятельность. Pulsemaster предлагает глобальную поддержку. В Лоне (Ольденбург), в Нижней Саксонии, компания Pulsemaster имеет в своем распоряжении офис для немецкого рынка. «Во всем мире сахарная промышленность, и особенно картофельная промышленность, проявляют большой интерес к нашим промышленным системам PEF, — сказал управляющий директор Pulsemaster Марк де Бовере. Он также ответил на несколько дополнительных вопросов журнала International Sugar Journal, чтобы прояснить процесс PEF.
ISJ: Сегодня генераторы импульсов («импульсная мощность») хорошо зарекомендовали себя в промышленности, исследованиях, медицине и обороне. Переработка PEF для производства продуктов питания – как сахарная свекла относится к этой категории?
Марк де Бевере: Сахарная свекла считается отличным проводником, потому что она однородна, содержит около 75% воды и богата калием. Путем проницаемости клеточных мембран PEF обеспечивает размягчение тканей и усиление массопереноса, что приводит к более качественному резанию сахарной свеклы, более высокому качеству продукта и увеличению производительности процесса. Осмотическое давление или тургорное давление в клетках (опухлость) снижается за счет проницаемости клеточных мембран. Сахарная свекла становится более однородной при обработке импульсным электрическим полем, выравнивая структуру и приводя к уменьшению сезонных колебаний. Технология PEF позволяет нарезать продукт с оптимальной текстурой. Технология ПЭФ обеспечивает сахарной промышленности возможность селективного получения соков, что позволяет избежать образования примесей и сократить последующие этапы очистки; то есть в сахарной промышленности обработка PEF сахарной свеклы позволяет производить менее окрашенные соки (= меньше примесей) с более высокой концентрацией сахара, что предотвращает последующую стадию очистки и устраняет загрязнение, связанное с этими процессами.
ISJ: С каких пор обработка PEF может использоваться для обработки нежидких пищевых продуктов, таких как сахарная свекла?
Mark de Boevere: Пилотная промышленная установка PEF для переработки сахарной свеклы (извлечение и очистка сахарозы) производительностью 10 т/ч была введена относительно недавно, в 2010 году. соответствующее увеличение мощности с нескольких кВт до более чем 100 кВт. Сегодня Pulsemaster может масштабироваться до 150 кВт на систему PEF для обработки твердых веществ, таких как сахарная свекла. Например, компания McCain в Харнесе (Франция) была первой компанией по промышленной переработке картофеля, начавшей использовать технологию PEF для своего картофеля фри в 2010 году. Сегодня все крупные компании по переработке картофеля внедрили системы PEF для своего картофеля фри и, например, чипсы. Усовершенствованная нарезка картофеля фри с оптимальной текстурой приводит к меньшему количеству поломок и крошков, в результате получается более длинный и тонкий картофель фри с гладкими поверхностями, острыми краями и примерно на 40 % меньшим усилием резания цельного картофеля. Улучшенная нарезка чипсов приводит к более гладкой поверхности и меньшему окрашиванию. Последующее снижение поглощения масла и удержания воды приводит к более хрустящим чипсам. При производстве картофельного пюре обработка импульсным электрическим полем выравнивает структурные изменения картофеля, что приводит к значительному уменьшению количества и размера комков и делает пюре более однородным для лучшего вкуса.
ISJ: Каким образом технология PEF может способствовать переработке сахарной свеклы с точки зрения инновационного оборудования и разработки технологических процессов?
Марк де Бевере: При разработке нового оборудования и новых технологий необходимо сосредоточить внимание на физических процессах, чтобы максимизировать эффект сырья для процессора. Максимизация эффекта сырья сахарной свеклы — это именно то, что мы делаем с нашей обработкой PEF; т. е. просверливание крошечных отверстий в мембранах клеток импульсами. В принципе, стандартная обработка PEF не влияет на вкус сахарной свеклы по сравнению с необработанной сахарной свеклой. Однако более мягкая структура тканей после обработки PEF позволяет использовать различные сорта сахарной свеклы и технологии резки, чтобы создать новые возможности в процессах экстракции и очистки. Традиционная переработка свекловичного сахара включает нарезку свеклы на стружки с последующей экстракцией путем диффузии в горячей воде при температуре 70–75ºC в течение 1–1,5 часов. Эта температура позволяет денатурировать клеточные мембраны и ускоряет экстракцию сахара из внутренней части клеток. К сожалению, это приводит к выделению в сок таких компонентов, как пектины, олиго- и полимолекулярные соединения, что требует сложной и дорогостоящей очистки. Сочетание бестемпературной или более низкой температуры и электропорации позволяет получить сравнимые или повышенные результаты по выходу сахара, но при гораздо большей чистоте сока и, следовательно, меньших энерго- и материальных затратах на очистку. На рис. 2 показан срез сахарной свеклы до и после обработки электропорацией вместе с соответствующими отпечатками влаги, оставленными образцами на полуабсорбирующем листе цветной бумаги.
Выход сока, полученного при холодном прессовании электропорированной сахарной свеклы, значительно выше по сравнению с контролем, т.е. необработанной тканью сахарной свеклы. В дополнение к увеличенному выходу сока была получена более высокая прозрачность сока, указывающая на более высокую чистоту.
Рисунок 2. Нарезанная сахарная свекла до и после обработки методом электропорации вместе с соответствующими отпечатками влаги, оставленными образцами на полувпитывающей бумаге какие-либо риски для здоровья операторов PEF или других сотрудников на перерабатывающих предприятиях?
Марк де Бевере: Опасностей для здоровья операторов и других сотрудников нет. Все наши системы надежны благодаря проверенным твердотельным компонентам генераторов импульсов и конструкции, одобренной UL и CE. Генератор импульсов сочетается с надежной и гигиеничной транспортной системой с камерой обработки PEF. Этот генератор импульсов можно установить на расстоянии не более 20 метров от транспортной системы. Это также позволяет переработчикам сахарной свеклы устанавливать генератор импульсов за пределами производственного цеха в коридоре с климат-контролем, а систему транспортировки сахарной свеклы с камерой обработки PEF внутри производственного цеха.
Под торговой маркой «Кондиционер» мы производим ряд промышленных систем для удовлетворения производственных требований наших клиентов. Эти решения «под ключ» представляют собой полностью интегрированные и модульные системы либо для клеточной дезинтеграции твердых веществ, либо для микробной инактивации жидкостей. Как непрерывный кратковременный процесс с небольшими требованиями к пространству, импульсные системы обработки электрического поля могут быть легко внедрены в существующие линии. Наша модульная коммутационная технология обеспечивает лучшее управление импульсами и высокую надежность. Принцип работы коммутации заключается в параллельной зарядке и последовательной разрядке конденсаторов непосредственно в нагрузку (лечебную камеру). Для этого не требуется импульсный трансформатор. Кондиционеры Pulsemaster созданы в соответствии с высочайшими инженерными стандартами качества, чтобы выдерживать непрерывную круглосуточную работу и обеспечивать оптимальную производительность и энергоэффективность. Энергия подается в виде прямоугольных импульсов с максимальной энергоэффективностью, чтобы ограничить потребление электроэнергии.
Rootven 24, 5531 MB Bladel, Нидерланды
Тел.: +31 497 820 300
Эл. Статьи
Сегодня производство сахарной свеклы составляет небольшую часть экономики Колорадо, но в двадцатом веке оно было самым важным сельскохозяйственным видом деятельности в штате. Из более чем двадцати сахарных заводов, большинство из которых были построены между 1899 и 1920 годами, только завод Fort Morgan продолжает работать. В последние годы США Агентство по охране окружающей среды предоставило финансовую помощь бывшим «сахарным городам» для очистки заброшенных фабричных территорий, загрязненных асбестом и известковыми отходами. Важность отрасли сахарной свеклы для истории Колорадо выходит за рамки этих руин.
Начало
Историки отрасли часто отмечают, что на рубеже двадцатого века резкий рост производства сахарной свеклы доказал, что белые иммигранты, живущие в Колорадо, могут заставить пустыню цвести. Производство сахарной свеклы также диверсифицировало экономику, зависящую от горнодобывающая промышленность и ранчо , поскольку сельские города Колорадо стали производить миллионы фунтов белого сахарного песка. Кроме того, зависимость отрасли от сезонных рабочих-мигрантов создала прецедент для производства трудоемких культур в Колорадо.
В конце девятнадцатого века недавно построенные сахарные заводы на американском Западе начали производить белый рафинированный сахар из сахарной свеклы, выращенной на местных полях. Испано-американская война 1898 года еще больше подстегнула расширение отрасли, когда многие американские производители сахара и потребители попытались вытеснить сахар, произведенный в Карибском бассейне, с рынков США. Благодаря местной и федеральной поддержке Колорадо стал ведущим штатом по производству сахара. Однако это сельскохозяйственное преобразование произошло за счет земельных прав коренных американцев.
договоров с индейцами Равнин, последовавших за резней в Сэнд-Крик 1864 года , значительно сократили земельные владения коренных американцев в Колорадо. Эти договоры удалили шайенов , арапахо , апачей , команчей и кайова наций из Колорадо, в конечном итоге переселив их в более мелкие резервации на территории Индии, ныне Оклахома. Соединенные Штаты в одностороннем порядке ратифицировали Договор Медицинской Ложи 1867 года без согласия вышеперечисленных групп. Это открыло долины реки Платт и реки Арканзас для белых иммигрантов, которые считали, что американский капитал, европейские технологии и коммерческое сельское хозяйство сделают Колорадо цивилизованным. К 1882 году Юта переселение индейцев открыло Гранд-Вэлли для сельскохозяйственных поселенцев. В последние десятилетия девятнадцатого века Торговая палата Денвера, Сельскохозяйственный колледж Колорадо (теперь Государственный университет Колорадо, ) и сельская элита, такая как Рокки Форд Джордж Свинк работал над тем, чтобы привлечь внимание земельных и водных компаний. Эти компании продали дешевые ипотечные кредиты и прав на воду потенциальным фермерам-поселенцам и компаниям по производству свекловичного сахара, надеющимся создать немецкую промышленность на американском Западе. Им удалось убедить капиталистов Восточного побережья в том, что в Колорадо есть дружественные политики, интересы фермеров и плодородные речные земли и что цветные рабочие из регионов приедут на весеннюю севную и уедут с урожаем.
Производство сахарной свеклы в Колорадо быстро развивалось. Американские сахарные компании помогли немецким и французским специалистам по сахарной свекле иммигрировать в Соединенные Штаты и импортировали семена и заводское оборудование через Атлантику. В 1899 году Чарльз Бетчер , немецкий иммигрант, сколотивший состояние на торговле скобяными изделиями во время горнодобывающего бума в Колорадо, профинансировал первый в штате сахарный завод в Гранд-Джанкшен . В течение десятилетия его Great Western Sugar Company открыла десять заводов в Долина реки Саут-Платт, , при поддержке Генри Хавмейера из New York Sugar Trust. К 1910 году Holly Sugar, American Beet Sugar Company и National Sugar Manufacturing Company расширились в долине реки Арканзас. Тем не менее, сахарным городам Колорадо требовалось больше, чем европейский опыт и технологии, чтобы начать работу; им тоже нужны были рабочие.
Работа по производству сахара
Выращивание сахарной свеклы требовало тщательной работы, которую можно было выполнить только вручную. Поскольку многие из новых белых американских землевладельцев Колорадо считали полевой труд ниже своего класса и расы, основатели отрасли столкнулись с проблемой поиска подходящей рабочей силы. Потребности отрасли в рабочей силе втянули Колорадо в глобальную дискуссию между рабочими, стремящимися заработать на жизнь, и капиталистами, ищущими дешевых рабочих.
После отмены рабства в девятнадцатом веке по всей Америке производители тростникового сахара экспериментировали с различными системами труда. В Луизиане владельцы плантаций сахарного тростника заменили порабощенных афроамериканцев китайскими контрактниками. Однако Соединенные Штаты запретили китайских рабочих в 1882 году и объявили подрядный труд вне закона в 1885 году. Производители сахарной свеклы столкнулись с трудностями найма полевых рабочих за ту заработную плату, которую они хотели платить. Генри Окснард, президент American Beet Sugar Company, удовлетворил потребности своей компании в рабочей силе в Калифорнии и Небраске, заменив китайских и белых рабочих коренными американцами и мексиканцами, как это было повторено в Колорадо. Производители сахарной свеклы к востоку и западу от Continental Divide наняла рабочих из числа коренных американцев из региональных индейских школ и резерваций. Компании также наняли рабочих из испаноязычных общин в южном Колорадо и северном Нью-Мексико. Рабочие из числа коренных американцев и латиноамериканцев взялись за работу на сахарной свекле, чтобы пережить изменения, которые американская колонизация принесла в их жизнь после окончания мексикано-американской войны в 1848 году и во время последовавших за ней войн с индейцами.
Сахарные компании Колорадо также наняли различных полевых работников из маргинализированных общин белых американских городов и рынков труда. В течение двадцатого века в список предпочитаемых полевых исследователей входили латиноамериканцы, коренные американцы, немцы, русские, японцы, техано, мексиканцы, филиппинцы и выходцы из Южной Азии. Эти рабочие часто были негражданами, недавними иммигрантами или беженцами и небелыми. С первых лет в отрасли также работали заключенные. Подростки, у которых были проблемы с законом, американцы японского происхождения, заключенные в лагерь для интернированных в Гранаде во время Второй мировой войны, а также немецкие и итальянские военнопленные работали на свекольных полях Колорадо.