Способи й умови зберігання цукрових буряків

З перших років існування цукрової промисловості питання зберігання коренеплодів цукрових буряків почало цікавити як науковців так і практиків. Перші згадки про способи зберігання буряків на заводах Росії почало збирати Московське товариство сільського господарства, а дещо пізніше - комітет цукроварів, який у 1834 р. був організований при цьому товаристві.

Перші науковці - С.А. Маслов, Д.А. Давидов, Н.І. Вітт, В.А. Бірюков – проблемі збереження коренеплодів цукрових буряків при­діляли велике значення. Вони довели, що для доброго зберігання буряків необхідно їх захищати від надлишкового випа­ровування, впливу прямих сонячних променів, морозу і високої темпе­ратури. В.А. Бірюков перший з дослідників розробив теорію зберігання буряків. Деякі положення цієї теорії в да­ний час є загальноприйнятими й актуальними. Він звернув увагу на умови польового зберігання буряків, на негайне накриття і на перспективне формування кагатів.

Дослідження зберігання коренеплодів цукрових буряків ака­деміка А.І. Опаріна та його учнів Б.А. Рубіна, Н.Н. Дьякова, О.І. Купленської, М.З. Хелемського заклали основу науки про збе­рігання цукрових буряків. Вченими вивчено вплив температури і кисню на зберігання корене­плодів, умов росту і розвитку буряків на їх хімічний склад, втрати вологи і підмерзання, способи доочищення коренеплодів, їх трав­мування тощо.

Вивченням фізичних, біохімічних і мікробіологічних процесів, які проходять у коренеплодах під час зберігання, визначенням причин втрат бурякомаси і цукру, розробкою раціональних спо­собів їх зберігання займалось багато дослідників (І.В. Якушкін, 1929 р.; Б.А. Рубін, 1948 р.; А.Д. Гидра, 1950 р.; М.З. Хелемський, 1957 р. і 1964 р.; СЕ. Фрідман, 1963 р.; В.А. Князев, 1984 р. та інші).

Для більш успішної роботи в галузі зберігання буряків вста­новлена співпраця між науковцями Європейського Союзу. Багато уваги питанню збереження коренеплодів цукро­вих буряків приділяють іноземні вчені (М.А. Драховська, 1960 р.; К.О. Шандера, 1960 р.; К.І. Вуков, 1965 р. та інші).

Коренеплоди цукрових буряків упродовж всього періоду збе­рігання залишаються живими організмами з властивими їм склад­ними внутрішніми процесами біохімічного, біологічного, фізіоло­гічного і мікробіологічного порядку. В основі всіх цих процесів одна з основних властивостей кожного живого організму - дихан­ня. Дихання коренеплодів тісно пов'язане з діяльністю в них фер­ментів. Цукристі речовини під впливом засвоєння в процесі ди­хання кисню з повітря окислюються і розпадаються на прості речовини. На інтенсивність дихання впливають багато фак­торів. Особливо відчутно впливає температура, при якій прохо­дить зберігання: чим вона вища, тим інтенсивніше проходить ди­хання. Тому зниження температури при зберіганні коренеплодів цукрових буряків є основною складовою правильного зберігання. За даними вчених (Б.А. Рубіна, 1946р.; І.Ф. Бузанова, В.В. Задлера, 1950 р.; М.З. Хелемського, 1963 р.; Н.П. Корженко, 1966 р.; В.А. Князева, 1984 р. та ін.), зниження температури при зберіганні до нульової зу­пиняє розвиток мікроорганізмів, а разом з тим і загнивання коренеплодів.

Не менш важливе значення при зберіганні коренеплодів має відносна вологість повітря. Дослідження В.Н. Шевченка виявили: що чим сухіше повітря, тим інтенсивніше протікає віддача корене­плодами вологи і більш інтенсивно проходять внутрішні процеси в коренеплодах, утворюючи більші втрати. Але і дуже висока во­логість повітря неприпустима, оскільки при цьому створюються сприятливі умови для розвитку мікроорганізмів і, відповідно, відбувається за­гнивання коренеплодів.

Механічні пошкодження коренеплодів також різко підвищу­ють інтенсивність дихання, збільшують розпад органічних речо­вин і втрату цукрози при зберіганні. На це вказують у своїх дослі­дженнях М.А. Матула, 1956 р.; Е.Н. Мусолін, 1962 р.; П.Н. Бєлгородсь­кий, 1963 р.; Г.І. Малютін, 1963 р.; К.М. Гусєв, 1965 р.; М.Л. Пельц, В.А. Князев та ін.

Суттєвий вплив на зберігання коренеплодів цукрових буряків спричиняють умови вирощування: ґрунти, кліматичні умови за­лежно від географічних районів (температура, вологість тощо), сорт чи гібрид, агротехніка і транспортування). Це було доведено науковцями П.В. Карпенко, 1936 р. і 1957 р.; П.С. Зінченко, 1966 р. та ін. Тому зберігання коре­неплодів цукрових буряків необхідно вивчати всебічно, включа­ючи умови вирощування, транспортування і збереження. Попе­реджати втрати коренеплодів та їх цукристості потрібно з моменту збирання. Це відзначають ряд авторів - В.П. Муравьев, 1957 р.; А.С. Оканенко, 1957 р.; І.І. Дихненко, Д.Л. Фраткина, 1968 р.; Д. Шубин, 1968 р.; В.Ф. Зубенко, 1979 р.; І.В. Глеваський, 1991 р.; М.В. Роїк, 2001 р. та ін. Буряки втрачають тим більше цукру, чим гірше орга­нізоване збирання і захист коренеплодів від підв'ялення.

При збиранні необхідно як можна менше травмувати коре­неплоди, що у багато разів покращить зберігання і зменшення втрат. Особливу увагу при збиранні цукрових буряків слід зверта­ти на збереження природної вологості коренеплодів (О.Ф. Ляш­ко, 1956 р.; П.А. Тимченко, 1958 р.; Б.І. Шембера, 1964 р.; Б.З. Хелемський, 1972 р.; В.А. Князев, 1998 р. та ін.).

Отже вдосконалення техніки зберіган­ня коренеплодів цукрових буряків, зниження втрати маси коренеплодів та їхньої цукристості є суттєвим додатковим резервом збільшення виробництва цукру в Україні.

Коренеплоди цукрових буряків, які надходять на бурякоприймальні пункти, повинні бути прийняті, зважені, визначені їхні якісні показники, розвантажені, очищені від домішок та землі і направ­лені на переробку або зберігання.

Закладання коренеплодів цукрових буряків на зберігання проводиться буртоукладними машинами. Від того, як працюють ці машини і наскільки вірно вони експлуатуються, залежить ре­зультат зберігання коренеплодів. Особлива увага приділяється чіткій і ефективній роботі очисних пристосувань цих машин. До­очистка коренеплодів від домішок проводиться у процесі виван­таження цукрових буряків з транспортних засобів при укладанні їх в кагати. Для видалення легких і трав'янистих домішок на буртоукладних машинах встановлюються вентилятори. Ця доочист­ка коренеплодів від домішок підвищує повітропроникність кагатів і покращує при обробці коренеплодів контакт розчинів хімічних препаратів.

Кагати формуються на спеціально підготовлених майданчиках, у секціях сплавних майданчиків, обладнаних вен­тиляційними системами.

Майданчики для зберігання коренеплодів завчасно обробля­ються розчином вапна із розрахунку 0, 2 кг на 1 м² або вапняко­вого молока (5 л. вапняного молока щільністю 1, 03-1, 05 г/см³ на 1 м²). Для приготування вапняних та інших роз­чинів, які використовуються при зберіганні коренеплодів цукро­вих буряків, бурякоприймальні пункти обладнані механізовани­ми розчинними пунктами.

Залежно від якості коренеплодів цукрових буряків, умов і три­валості зберігання, мінімальної потреби у майданчиках для скла­дування, а також матеріалів для накривання кагатів передбачаєть­ся диференціація розмірів кагатів. Коренеплоди, які формуються у кагати для довгострокового зберігання (понад 30 діб), вкла­дають у кагати висотою 4-5 м і більше при ширині основи не мен­ше 18 м; для середнього зберігання (до 30 діб) - висотою 3-4 м і шириною 12-16 м; для короткострокового зберігання (до 10 діб) - висотою не більше 2 м і шириною 8-12 м.

Довжина кагатів визначається залежно від розмірів площі, відведеної для зберігання, розміщення доріг, вентиляційних ка­налів, гідравлічних транспортерів, бурячних і сплавних майдан­чиків, а також умов для подачі буряків на переробку.

В міру укладання і формування кагатів, а також під час на­ступного зберігання буряків поверхня кагатів багато разів об­робляється вапняним розчином густиною 1, 03-1, 05 г/см³ з ме­тою підтримання стійкого білого покриву. Цей захід сприяє відби­ванню сонячних променів, покращує температуровологий ре­жим у кагатах і попереджує в'янення коренеплодів. Для виконан­ня цих робіт і проведення у сухі й теплі дні зволоження доріг бу-рякоприймальних пунктів і міжкагатних проїздів використовують­ся вітчизняні та зарубіжні обприскувачі.

Ефективними заходами боротьби з проростання і загниван­ня коренеплодів цукрових буряків при зберіганні є об'ємна об­робка коренеплодів хімічними препаратами.

При існуючій інтенсивній технології вирощування і збирання цукрових буряків на переробні підприємства надходить сировина зі значною кількістю незрізаних головок коренеплодів. На­явність головок і черешків листків веде до посиленого проростання коренеплодів у кагатах, що є причиною зниження виходу цукру.

Обробка буряків препаратом - водним розчином гідразиду малеїнової кислоти (ГМК-№1) 0, 04кг/т буряків при укладанні їх у кагати гальмує проростання. Завдя­ки такій обробці покращується зберігання коренеплодів у кага­тах і зменшуються втрати цукру.

Діючою основою препарату є гідразид малеїнової кислоти (ГМК), який являє собою одноосновну органічну кислоту, отриману з малеїнового ангідриду і гідразиду. ГМК - білий дрібно­кристалічний порошок, малорозчинний у воді, але розчинний в лугах з утворенням відповідних солей.

Для обробки буряків застосовують натрієву сіль гідразиду малеїнової кислоти (ГММЧа, МГ-Ма) - білий дрібнокристалічний порошок, добре розчинний у воді. Вміст діючої речовини в пере­рахунку на натрієву сіль гідразиду малеїнової кислоти - 50%.

Застосування цих препаратів знижує інтенсивність пророс­тання коренеплодів у 3, 2 раза, а втрата маси сировини і цукру зменшується на 30%. Ці препарати не рекомендується викорис­товувати, коли поступають підв'ялені коренеплоди цукрових бу­ряків. Для сировини з домішками підв'ялених (до 5%) і сильно механічно пошкоджених коренеплодів (до 12%) більш ефектив­ною є обробка пірокатехіном. Втрати цукру при застосуванні цього препарату зменшуються на 30-40%.

Добрі результати дає і застосування вуглеаміакатів, які май­же не поступаються за ефективністю вище перерахованим пре­паратам, але вони дешевші і більш доступні. Витрати робочих роз­чинів препаратів - 2-4 л/т буряків.

Застосовують також біологічно активні речовини - консер­ванти суміщеної дії КСД - Д2 кг/т, карбоцид - 0, 015 кг/т і де­зинфікуючі препарати - суміш трисульфату натрію (4-5%) з бор­ною кислотою (0, 25-0, 75%). Ці препарати гальмують процеси ди­хання, проростання і за рахунок цього на 25-30% зменшують втра­ти буряків і цукру.

Результати зберігання коренеплодів цукрових буряків зале­жать не тільки від їх якості при кагатуванні, але й від фізичного середовища, в якому проходить зберігання. Основними парамет­рами фізичного середовища в кагатах є температура і відносна вологість повітря у міжкореневих просторах. Стан фізичного се­редовища в кагатах тісно взаємопов'язаний з процесами, які про­ходять у коренеплодах при зберіганні, з одного боку, і з метеоро­логічними умовами в даній місцевості - з іншого.

Оптимальна температура для зберігання буряків в природно­му середовищі, при якому можуть бути забезпечені найбільш низькі втрати цукру і надійне попередження мікробіологічних про­цесів, знаходиться в межах 0-2°С. При зниженні відносної воло­гості повітря в кагаті (80% і нижче) проходять втрати маси, підв'ялення коренеплодів і зниження тургору. Чим нижча відносна во­логість повітря в кагаті, тим інтенсивніше проходять ці процеси. При зберіганні коренеплодів цукрових буряків у високих кагатах різко скорочується їх поверхня, особливо верхньої частини, що приводить до акумулювання значно більшої кількості тепла при формуванні кагатів у теплу погоду.

Ефективне регулювання фізичного середовища у високих кагатах досягається застосуванням механічного активного вен­тилювання. Особливо велике значення має активне регу­лювання фізичного середовища в кагатах при зберіганні буряків з підвищеним вмістом домішок і механічних пошкоджень коре­неплодів. У таких коренеплодів дихання проходить більш інтен­сивно, виділяється велика кількість тепла, вони сильно пророста­ють і менш стійкі до мікробіологічних уражень.

Багаторічні дослідження у нашій країні та за кордоном пока­зали, що при правильному застосуванні активного вентилюван­ня буряків досягається значне зниження температури в кагатах, зменшується інтенсивність проростання і дихання коренеплодів, а також послаблюється і навіть відбувається повна зупинка мікро­біологічних процесів. Останні дослідження показали, що правиль­не застосування механічного вентилювання буряків сприяє та­кож кращому перебігу захисних реакцій у пошкоджених і ураже­них коренеплодів. Це проявляється в утворенні раньової перидерми (суберинового шару), а також у накопиченні хімічних ре­човин, які є токсичними для збудників захворювань.

При зволоженні вентиляційного повітря проходить більш інтен­сивне зниження температури без підв'ялення буряків, покра­щується загоювання механічно пошкоджених коренеплодів. Оп­тимальні витрати повітря на вентиляцію - 25-30 м³/т буряків. Витрата води на один вентилятор - 40-60 л/год.

Вентиляційні системи вмикаються при підвищенні темпера­тури зовнішнього повітря на 2-4°С у порівнянні з температурою буряків, а пристосування для зволоження, коли відносна вологість повітря нижче 90%.

Вмикання системи вентиляції та зволоження повітря відбу­вається, коли температура зовнішнього повітря зрівнюються з тем­пературою в кагатах або знизиться нижче 0°С.

Температура в кагатах вимірюється дистанційно, для чого використовуються прилади УБС-ДКТ і ЦДУ-КТХ-15-120М.

Обладнання автоматичного керування системою активного вентилювання АУС-АВК-1М забезпечує необхідний контроль і ди­станційне вимірювання температури і відносної вологості повітря в кагатах, автоматичну роботу вентиляційних установок, що за­безпечує оптимальний режим вентиляції.

Для визначення втрат маси коренеплодів при зберіганні в кагати закладаються контрольні сітки з пробами буряків масою 6-10 кг кожна, із розрахунку 1 сітка на 300-500 т. Втрати буря­ком маси і цукрози при зберіганні буряків вираховується після за­кінчення забору кагатів. Масу буряків розраховують за формулою (6.3):

(6.3)

 

де Р₂ - маса буряків при заборі, т;

Р₁ - маса буряків при закладанні, т;

Р - втрати маси буряків за сітковими пробами, %.

За різницею кількості цукру, направленого в кагат і забрано­го з нього, підраховуються втрати цукру при зберіганні буряків у тоннах і в % до маси направлених коренеплодів у кагат.

Діленням показників втрат бурякомаси і цукрози (у %) на три­валість зберігання (в днях) отримують величину середньодобо­вих втрат сировини і цукрози в % до маси буряків, закладених на зберігання.

На основі щоденного зовнішнього огляду кагатів, спостере­ження за їх температурою, періодичного хіміко-фітопатологічного обстеження коренеплодів і обліку результатів зберігання скла­дається графік черговості здачі буряків на переробку.