Особенности выращивания и применения сахарного тростника
Сахарный тростник растет в тропическом климате при обильном выпадении осадков. Его выращивают для получения сахара, изготовления мебели и других предметов.
Выращивание
Сахарный тростник является многолетником с корневой системой, расположенной в верхнем слое почвы. Стебли диаметром 5 см, высотой до 6 м. Окраска зеленая, фиолетовая, коричневая. Листья длинные, широкие, ланцевидные.
Источник: Depositphotos
Сахарный тростник возделывают в странах Азии и Африки
В средней полосе тростник выращивается как однолетник. В промышленных масштабах его высадка не оправдана.
Перед посадкой подготовьте посадочную площадь. Выделите наиболее освещенное место. Осенью перекопайте участок, устраните сорняки, внесите перепревший навоз. Весной еще раз перекопайте грядку, добавьте удобрение Нитроаммофоска.
Растение выращивают двумя способами:
- Из семян. Опустите семена в лунки глубиной 2 см. Выполняйте посадку, когда земля прогреется до +15 °С. Через 10 дней появятся всходы. В прохладном климате выращивайте рассаду тростника. Поместите семена в торфяные горшочки, а подросшие растения высадите в открытый грунт.
- Черенками. Выберите крепкие созревшие стебли. Удалите листья, разделите побег на части длиной 35 см. Выкопайте борозду глубиной 20 см, внесите компост. Расположите черенки горизонтально, засыпьте их землей. Тростник взойдет через 2 недели.
Между посадками оставляйте 35 см, между рядами – 50 см. Поливайте 2 раза в неделю, пропалывайте сорняки и окучивайте побеги.
Уборку тростника начинайте через 4 месяца после появления всходов. Растения имеют высоту 2-3 м и начинают цвести. Срежьте стебли под корень и очистите их от листьев. Ежедневно взрослое растение теряет 3% сахара, поэтому проводите уборку своевременно.
Применение
Без переработки тростник не подлежит хранению и употреблению. Из растения производят тростниковый сахар, который улучшает деятельность мозга и восполняет энергетический баланс в организме.
Процесс переработки в сахар включает измельчение стеблей и получение сока. Жидкость очищается от примесей, затем кристаллизуется.
Тростниковый сахар отличается коричневым цветом и выраженным ароматом патоки. Полученная сахароза является консервантом и компонентом лекарственных препаратов.
Из тростника изготавливают летнюю мебель, корзины, посуду, упаковку, музыкальные инструменты.
После обработки стебли и листья становятся кормом для домашнего скота. Их используют как топливо для поддержания тепла в домах.
Растение служит сырьем для производства картона и бумаги. В южных странах его побеги применяют для сооружения крыши, поскольку материал имеет хорошие звуко- и теплоизоляционные свойства.
Используйте отвары из тростника для лечения простуды. Настой из побегов полезен при авитаминозе. Средства на основе растения противопоказаны при сахарном диабете, непереносимости глюкозы, галактозы.
Тростник высаживают на солнечных участках и обильно поливают по мере его роста. Из стеблей получают сахар, используют их для производства мебельных и других изделий.
| Систематика на Викивидах | Изображения на Викискладе |
|
Са́харный тростни́к культиви́руемый , или Сахарный тростник благородный (лат. Sáccharum officinárum ) - растение; вид рода Сахарный тростник (Saccharum ) семейства Злаки . Используется человеком, наряду с сахарной свёклой , для получения сахара .
Распространение и среда обитания
Сахарный тростник культивируемый - многолетнее травянистое растение , разводимое во многочисленных разновидностях в тропиках , от 35° с. ш. до 30° ю. ш., а в Южной Америке поднимающееся в горы на высоту до 3000 м.
Сахарный тростник происходит из юго-западной части тихоокеанского региона. Saccharum spontaneum встречается в дикой форме в восточной и северной Африке , на Среднем Востоке , в Индии , Китае , на Тайване и в Малайзии и Новой Гвинее . Центр происхождения, возможно, северная Индия, где встречаются формы с наименьшим хромосомным набором . Saccharum robustum встречается вдоль речных берегов в Новой Гвинее и на некоторых из прилегающих островов и является эндемиком в этой местности. Сахарный тростник культивируемый происходит, наиболее вероятно, из Новой Гвинеи. Этот тростник может произрастать только в тропических регионах с подходящим климатом и почвой. Saccharum barberi , возможно, происходит из Индии. Saccharum sinense встречается в Индии, Индокитае , южном Китае и на Тайване. Saccharum edule , судя по всему, является чистой формой Saccharum robustum и встречается только в Новой Гвинее и на близлежащих островах .
Ботаническое описание
 |
||||||||||
Корневище короткочленистое, сильно укореняющееся.
История окультуривания
Культура сахарного тростника началась в глубокой древности. Сахар, добываемый из сахарного тростника, известен санскритскому языку: «саркура», на арабском языке называется «сухар», на персидском «шакар». Сахар упоминается у древних европейских писателей под именем «saccharum» (у Плиния), но ещё как весьма редкое и дорогое вещество, идущее лишь на лекарство. Китайцы научились рафинировать сахар уже в VIII веке, а арабские писатели IX века упоминают о сахарном тростнике как о растении, разводимом по берегу Персидского залива . В XII веке арабы перевезли его в Египет , Сицилию и на Мальту . В середине XV века сахарный тростник появился на Мадейре и на Канарских островах . В 1492 году из Европы сахарный тростник был перевезён в Америку, на Антильские острова , и на острове Сан-Доминго он стал разводиться во множестве, так как к этому времени употребление сахара стало обширным. Затем в начале XVI века сахарный тростник появился в Бразилии , в 1520 году в Мексике , в 1600 году - в Гвиане , в 1650-м - на острове Мартиника , в 1750-м - на острове Маврикий и т. д. В Европе возделывание сахарного тростника было всегда очень небольшим, так как привозимый из тропиков сахар обходился дешевле. Наконец, после того как стали выделывать сахар из свёклы, возделывание сахарного тростника в Европе было вовсе оставлено.
Основные современные плантации сахарного тростника находятся в Юго-Восточной Азии (Индия, Индонезия , Филиппины), на Кубе , в Бразилии и Аргентине .
Биология культуры
Разводится сахарный тростник черенками .
Культивация сахарного тростника требует тропического или субтропического климата , при минимум 600 мм годовых осадков . Сахарный тростник - одно из наиболее эффективно использующих фотосинтез растений, способно конвертировать более 2 % солнечной энергии в биомассу . В регионах, где тростник является приоритетной культурой, таких как Гавайи , урожай составляет до 20 кг с квадратного метра.
Способ добывания сахара из сахарного тростника
Для добывания сахара срезают стебли до их цветения; в стебле находится до 8-12 % клетчатки, 18-21 % сахара и 67-73 % воды (солей и белковых веществ). Срезанные стебли раздавливают железными валами и отжимают сок. В соке содержится до 0,03 % белковых веществ, 0,1 % зернистых веществ (крахмала), 0,22 % азотосодержащей слизи, 0,29 % солей (большей частью органических кислот), 18,36 % сахара, 81 % воды и очень небольшое количество ароматических веществ, придающих сырому соку своеобразный запах. К сырому соку прибавляют свежегашёной извести для отделения белков и нагревают до 70 °C, затем фильтруют и выпаривают до кристаллизации сахара.
Производство
Из сахарного тростника получают до 65 % мирового производства сахара.
Сахарный тростник является одной из основных экспортных статей многих стран.
До 1980 года лидером по производству сахарного тростника являлась Индия, с 1980 года - Бразилия. До 1992 года третье место устойчиво занимала Куба, где его производство с начала 1990-х резко упало в связи с прекращением существования СССР.
| Страна | тысяч тонн сахарного тростника |
|---|---|
| Бразилия | 734 000 |
| Индия | 342 382 |
| КНР | 115 124 |
| Таиланд | 95 950 |
Сахарный тростник чем-то схож с бамбуком. И несмотря на его необычный внешний вид, это растение вполне простое и неприхотливое. Сахарный тростник обычно растет группами стеблей, диаметр каждого не меньше 1,25 м, а высота до 7 м. Каждый стебель стремится расти вверх, а из сока, который в них содержится, получают сахар.
Это растение распространено в Центральной и Южной Америке, Австралии, Индии и на Карибах, а также на островах Тихого Океана. Из сока сахарного тростника не только можно получить сахар, но и благодаря его сильному брожению можно производить настоящий ром.
Самостоятельное выращивание сахарного тростника
Если выращивать сахарный тростник в наиболее благоприятных для него , то он растет довольно быстро. В центрально-черноземной и южной зонах тростник рекомендуется высаживать в определенный период, например, с 2 по 10 мая. При этом следует заранее подготовить участок для посадки, начинать нужно еще с осени.
Во время подготовки участка следует удобрить почву качественным компостом. Расчет должен быть таким: одно ведро на 1 кв.м. Чтобы равномерно посадить тростник, его семена следует на глубине не больше 1 см, сразу после этого рекомендуется их поливать.
Если вы хотите получить наиболее толстые и высокие стебли растения, то желательно все дополнительные отростки периодически подрезать и высаживать на расстоянии не меньше 30 см между растениями, оставляя промежуток в 60 см между рядками.
Если для вас важно, чтобы содержание сока в тростнике было достаточным для получения сахара, то необходимо высаживать растение по схеме 30х60 см, а если еще и на корм животных – 60х70 см. Зеленые листья тростника хорошо поедает такой скот, как козы, овцы и .
Если вы сделали все правильно и по определенной схеме, то появятся уже через 10 дней. Чтобы быть уверенным на 100%, в каждую лунку можно по 2-3 зерна сахарного тростника. Это увеличит гарантию, что растение хорошо взойдет.
Уход за растением
Не забывайте проводить прополку, однако это нужно крайне осторожно, так как маленькие листья растения на ранней стадии очень нежные и хрупкие. А через месяц после всходов корни тростника начинают активно развиваться, поэтому в скором времени должны появиться стебли, которые чем-то похожи на стебли кукурузы.
Чтобы растение получало достаточно кислорода и влаги, необходимо в этот период активно окучивать почву, особенно между рядками. Вы можете также использовать дополнительную подкормку, например, поливать между рядками коровяком, который следует разводить в соотношении 1:10, либо использовать куриный – 1:30.
Через 4 месяца сахарный тростник уже созреет и начнет откидывать зерна в кистях. В это время вы уже можете начинать их собирать и перерабатывать для получения сахара.
Сахарный тростник - это многолетнее, достаточно высокое травянистое растение Выращивается в субтропических и тропических регионах для получения сахарозы и других побочных продуктов сахарного производства.
Описание культуры
Сахарный тростник внешне напоминает бамбук. Его стебли растут небольшими пучками, имеют цилиндрическую форму и достигают высоты до семи метров при толщине от одного до восьми сантиметров. Именно из сока стеблей и получают сахар. В узлах каждого стебля находятся почки (глазки), которые впоследствии развиваются в небольшие боковые побеги. Их используют для размножения сахарного тростника методом черенкования. Семена формируются в верхней части соцветий (в метелках). Их в основном применяют для выведения новых видов тростника и только в редких случаях - в виде посевного материала.
Сахарный тростник требует плодородной почвы, много солнца и воды. Именно поэтому его возделывают только в районах с влажным и жарким климатом. Чтобы получить максимальное количество сахарозы из стеблей (17 процентов от массы), урожай собирают сразу же после прекращения роста растения в высоту.
Производство сахара из тростника
Сахарный тростник является древнейшей из возделываемых культур и единственной, из которой производят сахар в Африке, Океании, Латинской Америке и Азии. В Европе же сахар из сахарного тростника получают только в Португалии и Испании.
По традиции и сегодня практически во всех странах, где растет сахарный тростник, перерабатывают и производят именно сахар-сырец, а не готовый продукт в В основном чистота сахара-сырца достигает 98 процентов. Его экспортируют в Россию и другие страны в виде сырья, из которого уже и получают сахар-песок.
Ввиду существенного отличия в химическом составе и в структуре технологических процесс переработки сахарного тростника значительно отличается от производства
Для получения сахара из тростника его стебли срезают до начала цветения. В них в этот момент находится до 12 процентов клетчатки, до 21 процента сахара и до 73 процентов воды, а также белковые вещества и соли.
Далее срезанные стебли отжимают и при помощи железных вил выдавливают из них сок. В нем содержится около 0,03 процента белка, 0,1 процент крахмала, 0,22 процента азотосодержащих веществ, 0,29 процента солей (в основном органических кислот), 18,36 процента сахарозы, 81 процент воды и небольшой процент ароматических компонентов, которые и придают соку особый запах. Для отделения белков к сырому соку добавляют свежегашеную известь и нагревают его до 70 градусов. Данную массу фильтруют, а затем методом выпаривания доводят до кристаллизации сахара.
Сахароза: применение
Сахароза (сахар обыкновенный) представляет собой моноклинные бесцветные кристаллы, хорошо растворяющиеся в воде. В больших количествах она встречается в свекле и в тростнике, из которых ее получают путем технической переработки.
Сахароза используется непосредственно как пищевой продукт или же в составе различных кондитерских изделий. В большой концентрации ее применяют в виде консерванта. Помимо этого, сахарозу используют в химической промышленности для получения бутанола, глицерина, декстрана, этанола и лимонной кислоты.
Также сахароза является достаточно ценным сырьем в фармацевтической промышленности при изготовлении лекарственных препаратов.
В заключение хотелось бы отметить, что именно сахарный тростник является главным сырьем в производстве сахарозы. На его долю приходится две трети производимого во всем мире сахара.
Сахарный тростник напоминает бамбук: его цилиндрические стебли, часто достигающие высоты 6-7,3 м при толщине 1,5-8 см, растут пучками. Сахар получают из их сока. В узлах стеблей находятся почки, или "глазки", развивающиеся в короткие боковые побеги. Из них получают черенки, используемые для размножения тростника. Семена образуются в верхушечных соцветиях-метелках. Их используют для выведения новых сортов и лишь в исключительных случаях как посевной материал. Растению требуется много солнца, тепла и воды, а также плодородная почва. Именно поэтому сахарный тростник возделывают только в областях с жарким и влажным климатом.
При благоприятных условиях он растет очень быстро, его плантации перед уборкой похожи на непроходимые джунгли. В Луизиане (США) сахарный тростник вызревает за 6-7 месяцев, на Кубе ему для этого требуется год, а на Гавайях - 1,5-2 года. Чтобы обеспечить максимальное содержание сахарозы в стеблях (10-17% массы), урожай собирают, как только растение перестает расти в высоту. Если уборка ведется вручную (с помощью длинных ножей-мачете), побеги срубают у самой земли, после чего удаляют листья и разрезают стебли на короткие куски, удобные для переработки. Ручная уборка применяется там, где рабочая сила стоит дешево или особенности участка не позволяют эффективно использовать машины. На крупных плантациях обычно используют технику, предварительно выжигая нижний ярус растительности. Огонь уничтожает основную массу сорняков, не повреждая сахарного тростника, а механизация процесса существенно снижает себестоимость продукции.
История. Право считаться родиной сахарного тростника оспаривают два региона - плодородные долины на северо-востоке Индии и острова Полинезии в южной части Тихого океана. Однако ботанические исследования, древние литературные источники и этимологические данные говорят в пользу Индии. Многие встречающиеся там деревянистые дикорастущие разновидности сахарного тростника по своим главным признакам не отличаются от современных культурных форм. Сахарный тростник упоминается в Законах Ману и других священных книгах индусов. Само слово "сахар" происходит от санскритского sarkara (гравий, песок или сахар); спустя столетия этот термин вошел в арабский язык как sukkar, в средневековую латынь как succarum.
Из Индии культура сахарного тростника между 1800 и 1700 до н.э. проникла в Китай. Об этом свидетельствует несколько китайский источников, сообщающих, что получать сахар путем вываривания его стеблей научили китайцев люди, жившие в долине Ганга. Из Китая древние мореплаватели, вероятно, завезли его на Филиппины, Яву и даже на Гавайи. Когда много столетий спустя в Тихом океане появились испанские моряки, одичавший сахарный тростник уже рос на многих тихоокеанских островах.
По-видимому, первое упоминание о сахаре в античные времена относится ко времени похода в Индию Александра Македонского. В 327 до н.э. один из его полководцев, Неарх, докладывал: "Говорят, что в Индии растет тростник, дающий мед без помощи пчел; будто бы из него можно также приготовить опьяняющий напиток, хотя плодов на этом растении нет". Через пятьсот лет Гален, главный медицинский авторитет Древнего мира, рекомендовал "sakcharon из Индии и Аравии" как средство от болезней желудка, кишечника и почек. Персы тоже, хотя и много позже, переняли от индусов привычку к употреблению сахара и при этом немало сделали для усовершенствования способов его очистки. Уже в 700-е годы несторианские монахи в долине Евфрата успешно изготавливали белый сахар, используя для его очистки золу.
Сахар в Европе появился во время крестовых походов. У арабов крестоносцы познакомились с сахаром из сахарного тростника. Арабы, распространившие с 7 по 9 вв. свои владения на Ближний Восток, Северную Африку и Испанию, принесли в Средиземноморье культуру сахарного тростника. Еще через несколько столетий вернувшиеся из Святой Земли крестоносцы познакомили с сахаром всю Западную Европу. В результате столкновения двух этих великих экспансий Венеция, оказавшаяся на перекрестке торговых путей мусульманского и христианского мира, стала в конечном итоге центром европейской торговли сахаром и оставалась им на протяжении более 500 лет.
В России первый сахар вырабатывался из привозного сахара-сырца сахарного тростника. Петр I 14 марта 1718 г. выдал купцу Павлу Вестову привилегию на выработку рафинада. В XVIII в. в России работали 7 рафинадных заводов по переработке сахара-сырца из сахарного тростника. Первые попытки возделывания сахарного тростника на юге России относятся к концу XVIII столетия. Позднее они повторялись многократно, но были безуспешными, поскольку сахарный тростник является культурой тропиков и субтропиков. Площади посадок тростника в мире составляют более 15 млн. га, урожайность технических стеблей примерно 60 т/га.
Колумб завез сахарный тростник в Америку во время второго путешествия в Санто-Доминго, откуда тростник был привезен на Кубу в 1493 г. Развитие сахарной индустрии в странах Латинской Америки тесно связано с развитием рабства. Испанские колонизаторы в 1516 г. привезли на Кубу первых рабов из Африки.
В начале 15 в. португальские и испанские моряки распространили культуру сахарного тростника на острова Атлантического океана. Его плантации появились сначала на Мадейре, Азорах и островах Зеленого Мыса. В 1506 Педро де Атьенса приказал посадить сахарный тростник на Санто-Доминго (Гаити) - таким образом эта культура проникла в Новый Свет. Всего за каких-нибудь 30 лет после ее появления в Карибском бассейне она распространилась там настолько широко, что стала одной из главных в Вест-Индии, которую теперь называют "сахарными островами". Роль производимого здесь сахара быстро росла с увеличением спроса на него в странах Северной Европы, особенно после того, как в 1453 турки захватили Константинополь и значение Восточного Средиземноморья как поставщика сахара упало.
С распространением сахарного тростника в Вест-Индии и проникновением его культуры в Южную Америку требовалось все больше рабочих рук для его выращивания и переработки. Туземцы, пережившие вторжение первых завоевателей, оказались мало пригодными для эксплуатации, и плантаторы нашли выход в завозе рабов из Африки. В конце концов, производство сахара оказалось неразрывно связанным с рабовладельческой системой и порождаемыми ею кровавыми бунтами, потрясавшими острова Вест-Индии в 18 и 19 вв. Вначале прессы для отжима сахарного тростника приводились в движение волами или лошадьми. Позже, в местах, продуваемых пассатами, их сменили более эффективные ветряные двигатели. Однако производство в целом все еще оставалось довольно примитивным. После отжима сырого тростника полученный сок очищали с помощью извести, глины или золы, а затем выпаривали в медных или железных чанах, под которыми разводили костер. Рафинирование сводилось к растворению кристаллов, кипячению смеси и последующей повторной кристаллизации. Еще и в наше время остатки каменных жерновов и брошенные медные чаны напоминают в Вест-Индии о прошлых хозяевах островов, сделавших состояния на этом доходном промысле. К середине 17 в. главными производителями сахара в мире стали Санто-Доминго и Бразилия.
На территории современных США сахарный тростник впервые появился в 1791 в Луизиане, куда его завезли иезуиты с Санто-Доминго. Правда, выращивали его здесь вначале главным образом для того, чтобы жевать сладкие стебли. Однако сорок лет спустя два предприимчивых колониста, Антонио Мендес и Этьен де Боре, заложили его плантации на месте нынешнего Нового Орлеана, задавшись целью производить рафинированный сахар на продажу. После того, как у де Боре это дело пошло успешно, его примеру последовали другие землевладельцы, и сахарный тростник стали возделывать по всей Луизиане.
В дальнейшем главные события в истории тростникового сахара сводятся к важным усовершенствованиям в технологии его культивирования, механической переработки и конечной очистки продукта.
Переработка. Тростник сначала измельчают, чтобы облегчить дальнейшее отжатие из него сока. Затем он поступает на трехвальцовый отжимный пресс. Обычно тростник отжимают дважды, смачивая между первым и вторым разом водой, чтобы разбавить содержащуюся в жоме сладкую жидкость (этот процесс называется мацерацией).
Полученный в результате т.н. "диффузионный сок" (обычно серого или темно-зеленого цвета) содержит сахарозу, глюкозу, камедь, пектиновые вещества, кислоты и разного рода загрязнения. Способы его очистки за столетия изменились слабо. Раньше сок нагревали в больших чанах над открытым огнем, а для удаления "несахаров" добавляли в него золу; сейчас, чтобы осадить примеси, используют известковое молоко. Там, где сахар производится в расчете на местное потребление, диффузионный сок непосредственно перед добавлением извести обрабатывают диоксидом серы (сернистым газом) - для ускорения отбеливания и очистки. Сахар получается желтоватым, т.е. не до конца очищенным, но достаточно приятным на вкус. В обоих случаях после добавления извести сок переливают в отстойник-осветитель и выдерживают там при 110-116. С под давлением.
Следующий важный этап в производстве сахара-сырца - выпаривание. Сок поступает по трубам в выпарные аппараты, где его нагревают паром, проходящим по замкнутой системе труб. Когда концентрация сухого вещества достигает 40-50%, выпаривание продолжают в вакуум-аппаратах. В результате получается масса из кристалликов сахара, взвешенных в густой мелассе, т.н. утфель. Утфель центрифугируют, удаляя мелассу через сетчатые стенки центрифуги, в которой остаются только кристаллы сахарозы. Степень чистоты этого сахара-сырца 96-97%. Удаленную мелассу (оттек утфеля) снова кипятят, кристаллизуют и центрифугируют. Получаемая вторая порция сахара-сырца несколько менее чистая. Затем проводят еще одну кристаллизацию. В остающемся оттеке нередко еще содержится до 50% сахарозы, но она уже не способна кристаллизоваться из-за большого количества примесей. Этот продукт ("черная меласса") идет в США главным образом на корм скоту. В некоторых странах, например в Индии, где почва остро нуждается в удобрениях, оттек утфеля просто запахивают в землю.
Рафинирование его вкратце сводится к следующему. Сначала сахар-сырец смешивают с сахарным сиропом, чтобы растворить остатки мелассы, обволакивающей кристаллы. Полученную смесь (аффинационный утфель) центрифугируют. Отцентрифугированные кристаллы промывают паром, получая почти белый продукт. Его растворяют, превращая в густой сироп, добавляют туда известь и фосфорную кислоту, чтобы примеси всплыли в виде хлопьев, а затем фильтруют через костяной уголь (черный гранулированный материал, получаемый из костей животных). Главная задача на этом этапе - полное обесцвечивание и обеззоливание продукта. На рафинирование 45 кг растворенного сахара-сырца расходуется от 4,5 до 27 кг костяного угля. Точное соотношение не устанавливается, поскольку поглощательная способность фильтра по мере его использования снижается. Полученную белую массу выпаривают и после кристаллизации центрифугируют, т.е. поступают с ней примерно так же, как с соком сахарного тростника, после чего рафинированный сахар сушат, удаляя из него остатки (ок. 1%) воды.
Производство. К крупным производителям относятся Бразилия, Индия, Куба, а также Китай, Мексика, Пакистан, США, Таиланд, Австралия и Филиппины.
