Beterraba sacarina - Sugar beet

Beterraba sacarina
276 Beta vulgaris L.jpg
Beterraba sacarina, ilustração de raízes, folhas e padrões de floração
Espécies Beta vulgaris
Subespécies Beta vulgaris subsp. vulgares
Grupo de Cultivar Grupo Altissima
Origem Silésia , meados do século 18

A beterraba sacarina é uma planta cuja raiz contém uma alta concentração de sacarose e que é cultivada comercialmente para a produção de açúcar . No melhoramento de plantas, é conhecido como o grupo de cultivares Altissima da beterraba comum ( Beta vulgaris ). Juntamente com outras cultivares de beterraba, como beterraba e acelga , pertence à subespécie Beta vulgaris subsp. vulgaris. Seu parente selvagem mais próximo é a beterraba do mar ( Beta vulgaris subsp. Maritima ).

Em 2013, Rússia, França, Estados Unidos, Alemanha e Turquia foram os cinco maiores produtores mundiais de beterraba sacarina. Em 2010-2011, a América do Norte e a Europa não produziram açúcar suficiente da beterraba sacarina para atender à demanda doméstica geral de açúcar e foram todos importadores líquidos de açúcar. Os EUA colheram 1.004.600 acres (406.547 ha) de beterraba sacarina em 2008. Em 2009, a beterraba sacarina representou 20% da produção mundial de açúcar e quase 30% em 2013.

Descrição

A beterraba sacarina tem uma raiz cônica, branca e carnuda (uma raiz principal ) com uma coroa plana. A planta consiste na raiz e uma roseta de folhas. O açúcar é formado por fotossíntese nas folhas e é armazenado na raiz.

A raiz da beterraba contém 75% de água, cerca de 20% (ou 18%) de açúcar e 5% de polpa . O teor exato de açúcar pode variar entre 12% e 21% de açúcar, dependendo da cultivar e das condições de cultivo. O açúcar é o principal valor da beterraba sacarina como safra comercial . A polpa, insolúvel em água e composta principalmente por celulose , hemicelulose, lignina e pectina , é utilizada na alimentação animal. Os subprodutos da cultura da beterraba, como polpa e melaço , agregam mais 10% ao valor da safra.

A beterraba sacarina cresce exclusivamente na zona temperada , ao contrário da cana-de - açúcar , que cresce exclusivamente nas zonas tropical e subtropical. O peso médio de uma beterraba sacarina varia entre 0,5 e 1 kg (1,1 e 2,2 lb). A folhagem da beterraba sacarina tem uma cor verde brilhante e rica e atinge uma altura de cerca de 35 cm. As folhas são numerosas e largas e crescem em um tufo da copa da beterraba, que geralmente fica no nível ou logo acima da superfície do solo.

História

As beterrabas modernas datam de meados do século XVIII na Silésia, onde Frederico, o Grande , rei da Prússia , subsidiava experimentos voltados para processos de extração de açúcar. Em 1747, Andreas Marggraf isolou o açúcar das beterrabas e as encontrou em concentrações de 1,3–1,6%. Ele também demonstrou que o açúcar extraído da beterraba era idêntico ao da cana. Seu aluno, Franz Karl Achard , avaliou 23 variedades de mangelwurzel quanto ao teor de açúcar e selecionou uma variedade local de Halberstadt, na atual Saxônia-Anhalt , Alemanha. Moritz Baron von Koppy e seu filho selecionaram posteriormente esta linhagem para tubérculos cônicos brancos. A seleção foi nomeada weiße schlesische Zuckerrübe , que significa beterraba açucareira da Silésia, e ostentava cerca de 6% de teor de açúcar. Essa seleção é a progenitora de todas as beterrabas modernas.

Um decreto real levou à abertura da primeira fábrica dedicada à extração de açúcar de beterraba em Kunern , Silésia (agora Konary, Polônia) em 1801. A beterraba sacarina da Silésia logo foi introduzida na França, onde Napoleão abriu escolas especificamente para estudar a planta. Ele também ordenou que 28.000 hectares (69.000 acres) fossem dedicados ao cultivo da nova beterraba sacarina. Isso foi em resposta aos bloqueios britânicos à cana-de-açúcar durante as Guerras Napoleônicas , que acabaram estimulando o rápido crescimento de uma indústria de beterraba açucareira na Europa. Em 1840, cerca de 5% do açúcar mundial era derivado da beterraba e, em 1880, esse número havia aumentado mais de dez vezes para mais de 50%. A beterraba sacarina foi introduzida na América do Norte após 1830, com a primeira produção comercial começando em 1879 em uma fazenda em Alvarado, Califórnia . A beterraba sacarina também foi introduzida no Chile por colonos alemães por volta de 1850.

Um geneticista avalia plantas de beterraba sacarina, resistentes à doença fúngica da podridão da raiz de Rhizoctonia , para a fertilidade do pólen (Estados Unidos, c. 2013)

Criação

“A raiz da beterraba, ao ser fervida, dá um caldo semelhante a um xarope de açúcar, bonito de se olhar por sua cor avermelhada” (1575). Este foi escrito pelo cientista do século 16, Olivier de Serres , que descobriu um processo para preparar xarope de açúcar a partir da beterraba vermelha comum. No entanto, como o açúcar de cana cristalizado já estava disponível e dava um sabor melhor, esse processo nunca pegou. Essa história caracteriza a história da beterraba sacarina. A competição entre o açúcar de beterraba e a cana-de-açúcar pelo controle do mercado de açúcar se estende desde a primeira extração de um xarope de uma beterraba até os dias modernos.

O uso da beterraba para a extração do açúcar cristalizado data de 1747, quando Andreas Sigismund Marggraf, professor de física da Academia de Ciências de Berlim, descobriu a existência de um açúcar em vegetais semelhante em suas propriedades ao obtido na cana-de-açúcar. Ele descobriu que a melhor dessas fontes vegetais para a extração do açúcar era a beterraba branca. Apesar do sucesso da Marggraf em isolar o açúcar puro da beterraba, sua produção comercial de açúcar só decolou no início do século XIX. O aluno e sucessor de Marggraf, Franz Karl Achard, começou a criar seletivamente beterraba açucareira a partir da beterraba forrageira da 'Silésia Branca' em 1784. No início do século 19, sua beterraba tinha cerca de 5-6% de sacarose em peso (seco), em comparação com cerca de 20 % (ou 18%) em variedades modernas. Sob o patrocínio de Frederico Guilherme III da Prússia , ele abriu a primeira fábrica de açúcar de beterraba do mundo em 1801, em Cunern (polonês: Konary) na Silésia.

França

Usina francesa de beterraba sacarina em operação na década de 1840

O trabalho de Achard logo atraiu a atenção de Napoleão Bonaparte , que nomeou uma comissão de cientistas para ir à Silésia para investigar a fábrica de Achard. Após seu retorno, duas pequenas fábricas foram construídas perto de Paris. Embora essas fábricas não fossem de todo um sucesso, os resultados alcançados interessaram muito a Napoleão. Assim, quando dois eventos, o bloqueio da Europa pela Marinha Real Britânica e a Revolução Haitiana , tornaram a importação da cana-de-açúcar insustentável, Napoleão aproveitou a oportunidade oferecida pelo açúcar de beterraba para suprir a escassez. Em 1811, Napoleão emitiu um decreto apropriando-se de um milhão de francos para o estabelecimento de escolas de açúcar e obrigando os fazendeiros a plantar uma grande área de beterraba sacarina no ano seguinte. Ele também proibiu a importação de açúcar do Caribe a partir de 1813.

O número de engenhos aumentou consideravelmente durante as décadas de 1820 e 1830, atingindo um pico de 543 em 1837. O número caiu para 382 em 1842, produzindo cerca de 22,5 milhões de kg de açúcar naquele ano.

Europa Ocidental

Como resultado dos avanços franceses na produção e processamento da beterraba durante as Guerras Napoleônicas , a indústria do açúcar de beterraba na Europa desenvolveu-se rapidamente. Um novo imposto cobrado na Alemanha em 1810 levou à experimentação para aumentar o teor de açúcar da beterraba. Isso ocorria porque o imposto avaliava o valor da safra de beterraba sacarina com base no peso não processado da beterraba açucareira, e não no açúcar refinado produzido a partir dela. Em 1812, o francês Jean-Baptiste Quéruel , trabalhando para o industrial Benjamin Delessert , idealizou um processo de extração de açúcar adequado para aplicação industrial. Em 1837, a França havia se tornado o maior produtor de beterraba açucareira do mundo, posição que continuou a ocupar no mundo até 2010. Em 1837, 542 fábricas na França estavam produzindo 35.000 toneladas de açúcar. No entanto, em 1880, a Alemanha tornou-se o maior produtor de açúcar de beterraba do mundo, uma vez que as fábricas alemãs processavam a maior parte da beterraba cultivada no leste da França.

Na década de 1850, a produção de beterraba sacarina havia chegado à Rússia e à Ucrânia. Isso foi possível graças à proteção da indústria da beterraba açucareira por meio de generosidades, ou subsídios, pagos aos produtores de açúcar de beterraba na exportação de seu açúcar por seus respectivos governos. A proteção fornecida à indústria da beterraba por essas generosidades causou danos drásticos à indústria da cana-de-açúcar e seu controle sobre o mercado de açúcar britânico. O resultado foi uma redução na produção de cana-de-açúcar, melaço e rum até 1915. Durante a Primeira Guerra Mundial, o conflito generalizado destruiu grandes extensões de terra que serviam aos produtores de beterraba sacarina e reaproveitou grande parte das terras de beterraba restantes para a produção de grãos. Isso resultou em uma escassez que reanimou a retração da indústria da cana-de-açúcar.

Estados Unidos

As primeiras tentativas de cultivo de beterraba sacarina foram realizadas por abolicionistas na Nova Inglaterra. A "Sociedade de Açúcar de Beterraba da Filadélfia" foi fundada em 1836 e promoveu o açúcar de beterraba produzido em casa como uma alternativa ao açúcar de cana produzido pelos escravos das Índias Ocidentais ou ao açúcar importado da Ásia (chamado de "açúcar livre" porque era cultivado sem uso escravidão), mas tinha um gosto "horrível". Esse movimento fracassou, talvez principalmente devido à impopularidade dos abolicionistas na época, pelo menos até a Guerra Civil, quando essas associações se tornaram irrelevantes e apenas a viabilidade econômica da indústria permaneceu.

Na década de 1850, uma tentativa foi feita em Utah pela Deseret Manufacturing Company, de propriedade da Igreja SUD , para cultivar e processar beterraba sacarina, que falhou por vários motivos. Primeiro, as sementes de beterraba que importaram da França não foram capazes de produzir muito açúcar no solo altamente salinizado de Utah. Em segundo lugar, o custo de importação da semente de beterraba da França consumia qualquer possibilidade de lucro. Finalmente, nenhum dos dirigentes da fábrica sabia como usar adequadamente os produtos químicos para separar o açúcar da polpa da beterraba.

A primeira fábrica de beterraba bem-sucedida foi construída por EH Dyer em Alvarado, Califórnia (hoje Union City ), em 1870, mas não foi lucrativa até 1879. A fábrica sobreviveu de subsídios, desde o estigma abolicionista que havia impedido o desenvolvimento de um açúcar A indústria da beterraba foi apagada com a Guerra Civil. Após este primeiro sucesso em Alvarado, a indústria da beterraba sacarina expandiu-se rapidamente. A pesquisa feita por Rachel Lloyd na Universidade de Nebraska no final da década de 1880 resultou em um grande aumento da produção no estado de Nebraska. Em 1889, Arthur Stayner e outros conseguiram convencer os líderes da Igreja SUD a apoiar uma segunda tentativa, levando à Utah-Idaho Sugar Company .

O investimento de capital nas fábricas exigia um suprimento adequado de beterraba sacarina. No centro do Colorado e no oeste de Nebraska, isso foi fornecido substancialmente por alemães da Rússia que já eram especialistas em cultivo de beterraba sacarina quando imigraram em grande número por volta de 1890-1905.

Em 1914, a indústria de beterraba açucareira nos Estados Unidos igualava a produção de suas contrapartes europeias. Os maiores produtores de açúcar de beterraba nos Estados Unidos eram Califórnia, Utah e Nebraska até o início da Segunda Guerra Mundial. Na Califórnia, os nipo-americanos eram um importante constituinte da agricultura e da produção. Quando foram internados durante a Segunda Guerra Mundial, a produção de açúcar de beterraba da Califórnia parou e foi em grande parte transferida para estados do interior como Idaho, Montana, Dakota do Norte e Utah. Em muitas das regiões onde novas fazendas de beterraba sacarina foram iniciadas durante a guerra, os fazendeiros não estavam familiarizados com o cultivo de beterraba, então contrataram trabalhadores nipo-americanos de campos de internação familiarizados com a produção de beterraba para trabalhar nas fazendas.

A beterraba sacarina é cultivada em 11 estados e representa 55% da produção de açúcar dos EUA em comparação com a cana-de-açúcar, que é cultivada comercialmente na Flórida , Havaí , Louisiana , Texas e Porto Rico , respondendo por 45% da produção de açúcar dos EUA.

Reino Unido

A beterraba sacarina não era cultivada em grande escala no Reino Unido até meados da década de 1920, quando 17 fábricas de processamento foram construídas, após a escassez de açúcar de cana importado durante a guerra. Antes da Primeira Guerra Mundial, com seu vasto império, o Reino Unido simplesmente importava o açúcar do mercado mais barato. No entanto, a Primeira Guerra Mundial criou uma escassez de açúcar, estimulando o desenvolvimento da produção nacional. A primeira fábrica de processamento de beterraba açucareira foi construída em Lavenham , Suffolk, em 1860, mas falhou depois de alguns anos sem o apoio governamental recebido por suas contrapartes no continente. No final do século, a produção de açúcar cessou e a fábrica foi reaproveitada como depósito de crina de cavalo e esteiras. Foi totalmente destruído por um incêndio em 1905 e hoje, nenhum vestígio permanece. Os holandeses construíram a primeira fábrica bem-sucedida em Cantley, em Norfolk, em 1912, e foi moderadamente bem-sucedida, pois, por causa de seu apoio holandês, recebeu generosidades holandesas.

A semente de beterraba sacarina da França foi listada nos catálogos anuais da Gartons Agricultural Plant Breeders desde o início da empresa em 1898 até que a primeira de suas próprias variedades foi introduzida em 1909. Em 1915, a British Sugar Beet Society foi formada para criar um exemplo de um indústria nacional de beterraba para fins de obtenção de financiamento governamental. Doze anos depois, em 1927, eles conseguiram. A indústria da beterraba açucareira no Reino Unido foi finalmente subsidiada, proporcionando estabilidade à indústria doméstica, que experimentou mudanças voláteis nos lucros e perdas nos anos desde 1915.

Rússia

As referências à fabricação de açúcar de beterraba na Rússia datam de 1802. Jacob Esipov construiu uma primeira fábrica comercial russa de produção de açúcar de beterraba na província de Tula.

Durante o período soviético, alguns avanços particularmente impressionantes foram feitos no desenvolvimento de sementes, dos quais o mais útil foi o desenvolvimento de beterraba açucareira resistente à geada, expandindo ainda mais a variedade de cultivo da beterraba açucareira.

Austrália e Nova Zelândia

Houve várias tentativas, depois de 1865, de cultivar beterraba sacarina na colônia australiana, posteriormente estado, de Victoria. Uma indústria foi estabelecida no distrito ao redor de Maffra em 1896. Ela se tornou não lucrativa devido a uma seca em 1899 e a fábrica da foi adquirida pelo governo vitoriano. Foi reaberto em 1910 e a indústria floresceu durante os anos entre guerras. A produção atingiu o pico em 1939-1940. A Segunda Guerra Mundial afetou a indústria ao retirar sua força de trabalho. Após o fim da guerra, os fazendeiros locais preferiram a produção leiteira à produção de beterraba sacarina com mão-de-obra intensiva e menos lucrativa, e a fábrica fechou em 1948. Era a única fábrica significativa de beterraba açucareira na Austrália. A Austrália continua a ser um grande produtor de açúcar, mas toda a produção é proveniente da cana-de-açúcar cultivada em Queensland e no norte de New South Wales.

A beterraba sacarina é amplamente cultivada na Nova Zelândia como alimento para o gado , e essa prática se espalhou para algumas partes da Austrália.

Cultura

Uma fazenda de beterraba sacarina na Suíça
Produção mundial de beterraba sacarina

A beterraba, assim como a cana-de-açúcar , precisa de solo peculiar e clima adequado para seu cultivo com sucesso. O requisito mais importante é que o solo deve conter um grande suprimento de nutrientes, ser rico em húmus e ser capaz de conter uma grande quantidade de umidade. Uma certa quantidade de álcali não é necessariamente prejudicial, pois a beterraba não é especialmente suscetível a danos por algum álcali. O terreno deve ser razoavelmente nivelado e bem drenado, especialmente onde a irrigação é praticada.

Culturas generosas podem ser cultivadas em solo arenoso e argiloso , mas o solo ideal é um solo arenoso, ou seja, uma mistura de matéria orgânica, argila e areia. Um subsolo de cascalho, ou a presença de cárter duro, não é desejável, pois o cultivo a uma profundidade de 30,5 a 38,1 cm (12 a 15 polegadas) é necessário para produzir os melhores resultados.

As condições climáticas, temperatura, insolação, precipitação e ventos têm uma influência importante no sucesso da agricultura de beterraba sacarina. Uma temperatura variando de 15 a 21 ° C (59,0 a 69,8 ° F) durante os meses de crescimento é a mais favorável. Na ausência de irrigação adequada, 460 mm (18,1 polegadas) de chuva são necessários para aumentar uma safra média. Os ventos fortes são prejudiciais, uma vez que geralmente criam crosta na terra e impedem que as beterrabas entrem no solo. Os melhores resultados são obtidos ao longo da costa do sul da Califórnia, onde dias quentes e ensolarados, seguidos por noites frias e de neblina, parecem atender às condições favoráveis ​​de crescimento da beterraba sacarina. O sol de longa duração, mas não de grande intensidade, é o fator mais importante no cultivo bem-sucedido da beterraba sacarina. Perto do equador, os dias mais curtos e o maior calor do sol reduzem drasticamente o teor de açúcar na beterraba.

Em regiões de grande altitude, como as de Idaho, Colorado e Utah, onde a temperatura é alta durante o dia, mas onde as noites são frescas, a qualidade da beterraba é excelente. Em Michigan , os longos dias de verão da latitude relativamente alta (a Península Inferior , onde a produção está concentrada, fica entre os paralelos 41 e 46 ao norte) e a influência dos Grandes Lagos resultam em condições climáticas satisfatórias para a cultura da beterraba sacarina. Sebewaing, Michigan, fica na região de Thumb em Michigan; tanto a região quanto o estado são grandes produtores de beterraba sacarina. Sebewaing é o lar de uma das três fábricas da Michigan Sugar Company . A cidade patrocina um Festival anual de açúcar de Michigan.

Para cultivar a beterraba com sucesso, o terreno deve ser devidamente preparado. A lavoura profunda é o primeiro princípio da cultura da beterraba. Permite que as raízes penetrem no subsolo sem muita obstrução, evitando que a beterraba cresça do solo, além de permitir que extraia bastante nutrição e umidade do solo. Se o último for muito duro, as raízes não irão penetrá-lo prontamente e, como resultado, a planta será empurrada para cima e para fora da terra durante o processo de crescimento. Um subsolo duro é impermeável à água e impede a drenagem adequada. Não deve ser muito solto, no entanto, pois isso permite que a água passe mais livremente do que o desejável. Idealmente, o solo deve ser profundo, razoavelmente fino e facilmente penetrável pelas raízes. Deve também ser capaz de reter umidade e, ao mesmo tempo, permitir a livre circulação de ar e uma boa drenagem. As plantações de beterraba sacarina exaurem o solo rapidamente. A rotação de culturas é recomendada e necessária. Normalmente, a beterraba é cultivada no mesmo solo a cada três anos, enquanto a ervilha, o feijão ou o grão são cultivados nos outros dois anos.

Colheita de beterraba sacarina em andamento, Alemanha

Na maioria dos climas temperados , a beterraba é plantada na primavera e colhida no outono. No extremo norte de sua faixa, as estações de cultivo tão curtas quanto 100 dias podem produzir safras de beterraba comercialmente viáveis. Em climas mais quentes, como na Califórnia 's Imperial Valley , beterrabas de açúcar é uma cultura de inverno, plantado no outono e colhido na primavera. Nos últimos anos, a Syngenta desenvolveu a chamada beterraba sacarina tropical. Permite que a planta cresça em regiões tropicais e subtropicais. A beterraba é plantada a partir de uma pequena semente; 1 kg (2,2 lb) de semente de beterraba compreende 100.000 sementes e plantará mais de um hectare (2,5 acres) de solo (uma libra ou 0,45 kg plantará cerca de um acre ou 0,40 hectares.

Até a segunda metade do século 20, a produção de beterraba sacarina era altamente trabalhosa, pois o controle de ervas daninhas era feito com o plantio denso da cultura, que então tinha que ser desbastada manualmente duas ou três vezes com uma enxada durante a estação de crescimento. A colheita também exigiu muitos trabalhadores. Embora as raízes pudessem ser levantadas por um dispositivo semelhante a um arado , que poderia ser puxado por um par de cavalos, o resto da preparação era manual. Um trabalhador agarrou as beterrabas pelas folhas, bateu-as para sacudir o solo solto e depois as colocou em uma fileira, com as raízes de um lado e as verduras de outro. Um segundo trabalhador equipado com um anzol de beterraba (uma ferramenta de cabo curto entre um gancho e uma foice ) seguia atrás, levantava a beterraba e cortava rapidamente a coroa e as folhas da raiz com uma única ação. Trabalhando dessa maneira, ele deixaria uma fileira de beterrabas que poderia ser enfiada na traseira de um carrinho .

Hoje, a semeadura mecânica, a aplicação de herbicidas para controle de ervas daninhas e a colheita mecânica substituíram essa dependência do trabalho agrícola manual. Um batedor de raízes usa uma série de lâminas para cortar a folha e a copa (que contém muitas impurezas sem açúcar) da raiz. A colhedora de beterraba levanta a raiz e remove o excesso de solo da raiz em uma única passagem pelo campo. Uma colheitadeira moderna normalmente é capaz de cobrir seis fileiras ao mesmo tempo. As beterrabas são despejadas em caminhões à medida que a colheitadeira desce pelo campo e depois são entregues na fábrica. O transportador então remove mais solo.

Se as beterrabas forem deixadas para entrega posterior, elas são transformadas em grampos . Os fardos de palha são usados ​​para proteger as beterrabas do clima. Desde que a pinça seja bem construída com a quantidade certa de ventilação, as beterrabas não se deterioram significativamente. A beterraba que congela e depois descongela, produz carboidratos complexos que causam graves problemas de produção na fábrica. No Reino Unido, as cargas podem ser examinadas manualmente no portão da fábrica antes de serem aceitas.

Nos Estados Unidos, a colheita do outono começa com a primeira geada forte, que interrompe a fotossíntese e o crescimento posterior da raiz. Dependendo do clima local, pode ser realizado ao longo de algumas semanas ou prolongado durante os meses de inverno. A colheita e o processamento da beterraba são referidos como "a campanha", refletindo a organização necessária para entregar a safra a uma taxa constante para fábricas de processamento que funcionam 24 horas por dia durante a colheita e processamento (para o Reino Unido, a campanha dura cerca de cinco meses). Na Holanda, este período é conhecido como de bietencampagne , um momento para ter cuidado ao dirigir nas estradas locais na área enquanto as beterrabas estão sendo cultivadas, porque o teor de argila naturalmente alto do solo tende a causar estradas escorregadias quando o solo cai. os reboques durante o transporte.

Estatísticas de produção

Dez maiores produtores de beterraba sacarina - 2018 (FAO)
Classificação País Produção
(milhões de toneladas)
1  Rússia 42,0
2  França 39,5
3  Estados Unidos 30,0
4  Alemanha 26,9
5  Turquia 18,9
6  Polônia 14,3
7  Ucrânia 13,9
8  China 13,9
9  Egito 11,2
10  Reino Unido 7,6
Total Mundo 274,8
Produção de beterraba sacarina em 2009

O mundo colheu 250.191.362 toneladas métricas (246.200.000 toneladas longas; 275.800.000 toneladas curtas) de beterraba em 2013. O maior produtor mundial foram os Estados Unidos, com uma colheita de 39.321.161 toneladas métricas (38.700.000 toneladas longas; 43,300.000 toneladas curtas). O rendimento médio das safras de beterraba sacarina em todo o mundo foi de 58,2 toneladas por hectare .

As fazendas de beterraba açucareira mais produtivas do mundo, em 2010, estavam no Chile , com uma produtividade média nacional de 87,3 toneladas por hectare.

Os agricultores de Imperial Valley (Califórnia) alcançaram rendimentos de cerca de 160 toneladas por hectare e mais de 26 toneladas de açúcar por hectare. As fazendas do Vale Imperial se beneficiam de altas intensidades de luz solar incidente e uso intensivo de irrigação e fertilizantes.

A indústria açucareira na UE ficou sob pressão burocrática em 2006 e acabou resultando na perda de 20.000 empregos, embora muitas fábricas, conforme detalhado em uma auditoria posterior da UE em 2010, tenham sido fechadas por engano, pois eram lucrativas sem o governo intervenção. A Europa Ocidental e a Europa Oriental não produziram açúcar suficiente da beterraba sacarina para atender à demanda geral de açúcar em 2010-2011 e eram importadores líquidos de açúcar.

Em processamento

Em 1935, os insumos necessários para processar 1 tonelada curta (2.000,00 lb; 907,18 kg) de beterraba em açúcar foram descritos da seguinte forma:

  • 80 libras (36 kg) de calcário
  • 250 libras (110 kg) de coque (para converter calcário em cal viva )
  • 2.500 galões americanos (9.500 l; 2.100 imp gal) de água

Recepção

Depois de colhidas, as beterrabas são normalmente transportadas para uma fábrica. No Reino Unido, a beterraba é transportada por um caminhão ou por um trator e um reboque pelos agricultores locais. Ferrovias e barcos não são mais usados. Algumas beterrabas foram transportadas por ferrovia na Irlanda, até a paralisação completa da produção de beterraba irlandesa em 2006.

Cada carga é pesada e amostrada antes de ser despejada na área de recepção, normalmente uma plataforma de concreto plana, onde é movida para grandes pilhas. A amostra de beterraba é verificada para

  • tara do solo - a quantidade de não beterraba entregue
  • tara coroa - a quantidade de beterraba com baixo teor de açúcar entregue
  • teor de açúcar ( "pol" ) - quantidade de sacarose na colheita
  • teor de nitrogênio - para recomendar ao agricultor o uso futuro de fertilizantes.

A partir desses elementos, o teor real de açúcar da carga é calculado e o pagamento do produtor determinado.

A beterraba é movida dos montes para um canal central ou ravina, onde é lavada em direção à planta de processamento.

Difusão

Cossettes de beterraba sacarina desidratada

Após o recebimento na planta de processamento, as raízes da beterraba são lavadas, mecanicamente fatiadas em tiras finas chamadas cossettes e passadas para uma máquina chamada difusora para extrair o conteúdo de açúcar em uma solução aquosa, processo conhecido como lixiviação .

Os difusores são vasos longos de muitos metros nos quais as fatias de beterraba vão em uma direção enquanto a água quente segue na direção oposta. O movimento pode ser causado por um parafuso rotativo ou por toda a unidade rotativa, e a água e os cossettes movem-se através de câmaras internas. Os três designs comuns de difusor são o rotativo horizontal 'RT' ( Raffinerie Tirlemontoise , fabricante), o parafuso inclinado 'DDS' ( De Danske Sukkerfabrikker ) ou o parafuso vertical "Torre". As instalações de extração de torres modernas têm uma capacidade de processamento de até 17.000 toneladas métricas (16.700 toneladas longas ; 18.700 toneladas curtas ) por dia. Um projeto menos comum usa uma correia móvel de cossetes, com água bombeada para o topo da correia e despejada através dela. Em todos os casos, as taxas de fluxo de cossetes e água estão na proporção de um para dois. Normalmente, os cossettes levam cerca de 90 minutos para passar pelo difusor, a água apenas 45 minutos. Esses métodos de troca em contracorrente extraem mais açúcar dos cossettes usando menos água do que se eles simplesmente estivessem em um tanque de água quente. O líquido que sai do difusor é chamado de suco cru . A cor do suco cru varia do preto ao vermelho escuro, dependendo da quantidade de oxidação, que por sua vez depende do design do difusor.

Os cossettes usados, ou polpa , saem do difusor com cerca de 95% de umidade, mas com baixo teor de sacarose. Usando prensas de parafuso , a polpa úmida é então pressionada até 75% de umidade. Isso recupera sacarose adicional no líquido pressionado para fora da polpa e reduz a energia necessária para secar a polpa. A polpa prensada é seca e vendida como ração animal, enquanto o líquido prensado da polpa é combinado com o suco cru ou, mais frequentemente, introduzido no difusor no ponto apropriado do processo de contracorrente. O subproduto final, a vinhaça , é usado como fertilizante ou substrato de crescimento para culturas de leveduras.

Durante a difusão, uma porção da sacarose se decompõe em açúcares invertidos . Estes podem sofrer degradação adicional em ácidos. Esses produtos de degradação não são apenas perdas de sacarose, mas também têm efeitos indiretos, reduzindo a produção final de açúcar processado da fábrica. Para limitar a ação bacteriana (termofílica), a água de alimentação pode ser dosada com formaldeído e o controle do pH da água de alimentação também é praticado. Tentativas de operação de difusão em condições alcalinas foram feitas, mas o processo se mostrou problemático. A extração aprimorada de sacarose no difusor é compensada por problemas de processamento nos próximos estágios.

Carbonatação

Uma colhedora de beterraba

A carbonatação é um procedimento que remove as impurezas do suco cru antes que ele se cristalize. Primeiro, o suco é misturado com leite quente de lima (uma suspensão de hidróxido de cálcio em água). Este tratamento precipita uma série de impurezas, incluindo ânions multivalentes , como sulfato , fosfato , citrato e oxalato , que precipitam como seus sais de cálcio e grandes moléculas orgânicas, como proteínas , saponinas e pectinas , que se agregam na presença de cátions multivalentes . Além disso, as condições alcalinas convertem os açúcares simples, glicose e frutose , junto com o aminoácido glutamina , em ácidos carboxílicos quimicamente estáveis . Se não fossem tratados, esses açúcares e aminas acabariam por frustrar a cristalização da sacarose.

Em seguida, o dióxido de carbono é borbulhado através da solução alcalina de açúcar, precipitando a cal como carbonato de cálcio ( giz ). As partículas de giz prendem algumas impurezas e absorvem outras. Um processo de reciclagem aumenta o tamanho das partículas de giz e ocorre uma floculação natural onde as partículas pesadas se depositam em tanques (clarificadores). Uma adição final de mais dióxido de carbono precipita mais cálcio da solução; este é filtrado, deixando uma solução mais limpa de açúcar mascavo dourado chamada suco ralo .

Antes de entrar no próximo estágio, o suco ralo pode receber carbonato de sódio para modificar o pH e a sulfitação com um composto à base de enxofre para reduzir a formação de cor devido à decomposição de monossacarídeos sob o calor.

Evaporação

Uma fazenda de beterraba sacarina na Bélgica: além do campo fica a fábrica de açúcar.
Uma refinaria de açúcar em Allscott em Shropshire , Inglaterra

O suco fino é concentrado por evaporação de efeito múltiplo para fazer um suco espesso , com aproximadamente 60% de sacarose por peso e semelhante em aparência ao xarope de panqueca . O suco espesso pode ser armazenado em tanques para posterior processamento, reduzindo a carga na planta de cristalização.

Cristalização

O suco espesso é alimentado para os cristalizadores. O açúcar reciclado é dissolvido nele e o xarope resultante é chamado de licor-mãe . O licor é concentrado ainda mais fervendo sob vácuo em grandes recipientes (as chamadas panelas de vácuo) e semeado com cristais de açúcar finos. Esses cristais crescem à medida que o açúcar do licor-mãe se forma ao seu redor. A mistura de cristal de açúcar e xarope resultante é chamada de massa cozida, de "massa cozida" em francês . A massa cozida é passada para uma centrífuga , onde o xarope High Green é removido da massa cozida pela força centrífuga. Após um tempo predeterminado, a água é pulverizada na centrífuga através de uma barra de pulverização para lavar os cristais de açúcar que produzem o xarope Low Green. A centrífuga então gira em alta velocidade para secar parcialmente os cristais. A máquina então desacelera e um braço em forma de arado é implantado, o qual ara o açúcar das laterais da centrífuga de cima para baixo para uma estação de transporte embaixo, onde é transportado para um granulador rotativo onde é seco com ar quente .

O xarope de alto teor de verde é colocado em uma panela a vácuo de açúcar bruto, de onde é produzido um segundo lote de açúcar. Esse açúcar ("cru") é de qualidade inferior, com mais cor e impurezas, e é a principal fonte do açúcar dissolvido novamente no licor-mãe. O xarope em bruto (xarope verde baixo) é fervido por muito tempo em Panelas AP e enviado para escoar lentamente em torno de uma série de cerca de oito cristalizadores. A partir daí, é produzido um cristal de açúcar de muito baixa qualidade (conhecido em alguns sistemas como "açúcar AP") que também é redissolvido. O xarope separado é o melaço , que ainda contém açúcar, mas contém muita impureza para ser processado economicamente. O melaço é armazenado no local e adicionado à polpa de beterraba seca para fazer ração animal, vendido em caminhões-tanque, fermentado em álcool ou processado posteriormente.

Recuperação de melaço

Como o melaço ainda continha açúcar, era vantajoso recuperá-lo. O Processo Steffen foi usado para recuperar alguns, então as fábricas avançadas tinham uma "casa Steffen" ao lado da planta. Durante a Primeira Guerra Mundial, quando o potássio importado de fontes europeias não estava disponível nos Estados Unidos, as "águas residuais de Steffen" eram uma boa fonte, gerando uma fonte de renda lucrativa para uma fábrica. A necessidade desapareceu imediatamente após a guerra. Na década de 1950, a fermentação industrial avançou para produzir glutamato monossódico (MSG), anteriormente produzido no Japão pelo caro processo de racemização . Melaço de beterraba, com um corynebacterium (especialmente corynebacterium glutamicum ) e combinado com penicilina ou um surfactante para bloquear a biotina , produziu MSG como resultado, que efetivamente produziu grandes lucros com o que antes era resíduo.

Outros usos

A Tuzemák , marca de álcool de beterraba sacarina da República Tcheca, tem cor vermelho ouro.

Bebidas

Em vários países, principalmente na República Tcheca e na Eslováquia , o açúcar de beterraba é usado para fazer uma bebida destilada semelhante ao rum chamada Tuzemak . Nas Ilhas Åland , uma bebida semelhante é feita sob a marca Kobba Libre . Em alguns países europeus, especialmente na República Tcheca e na Alemanha, o açúcar de beterraba também é usado para fazer destilados retificados e vodka .

Um xarope açucarado não refinado é produzido diretamente da beterraba sacarina. Este xarope espesso e escuro é produzido cozinhando a beterraba picada por várias horas, depois pressionando o purê resultante e concentrando o suco produzido até que tenha uma consistência semelhante à do mel. Na República Tcheca, o açúcar de beterraba é usado para fazer um rum -como a bebida destilada que todos os tchecos conhecem como rum, uma bebida alcoólica chamada Tuzemák, anteriormente chamada de rum Tuzemský (inglês: rum doméstico).

Xarope de beterraba sacarina

Melaço de beterraba sacarina na França, usado como suplemento de forragem para gado

Um xarope açucarado não refinado pode ser produzido diretamente da beterraba sacarina. Esse xarope espesso e escuro é produzido cozinhando-se a beterraba picada por várias horas, depois pressionando o purê resultante e concentrando o caldo produzido até que tenha uma consistência semelhante à do mel . Nenhum outro ingrediente é usado. Na Alemanha, especialmente na região da Renânia , este xarope de beterraba (chamado Zuckerrüben-Sirup ou Zapp em alemão) é usado como pasta para sanduíches, bem como para adoçar molhos, bolos e sobremesas.

Comercialmente, se o xarope tiver uma equivalência de dextrose (DE) acima de 30, o produto deve ser hidrolisado e convertido em um xarope de alto teor de frutose, muito parecido com o xarope de milho com alto teor de frutose ou xarope de isoglicose na UE.

Muitas autoridades rodoviárias na América do Norte usam melaço de beterraba desaçucado como produtos descongelantes ou anticongelantes em operações de controle de inverno. O melaço pode ser usado diretamente, combinado com cloretos líquidos e aplicado em superfícies de estradas, ou usado para tratar o sal espalhado nas estradas. O melaço pode ser mais vantajoso do que o sal de estrada sozinho, porque reduz a corrosão e diminui o ponto de congelamento da mistura de sal e salmoura, de modo que os degeladores permanecem eficazes em temperaturas mais baixas. Adicionar o líquido ao sal-gema também reduz o salto e a dispersão do sal-gema, mantendo-o onde é necessário, e reduz o tempo de ativação do sal para iniciar o processo de derretimento.

Betaína

A betaína pode ser isolada dos subprodutos do processamento da beterraba sacarina. A produção é feita principalmente por separação cromatográfica , utilizando técnicas como o "leito móvel simulado".

Uridina

A uridina pode ser isolada da beterraba sacarina.

Combustivel alternativo

A BP e a Associated British Foods planejam usar os excedentes agrícolas de beterraba açucareira para produzir biobutanol em East Anglia, no Reino Unido.

A proporção da matéria-prima para o rendimento da beterraba sacarina é de 56: 9. Portanto, são necessários 6,22 kg de beterraba para produzir 1 kg de etanol (aproximadamente 1,27 L em temperatura ambiente).

Ração de gado

Na Nova Zelândia, a beterraba sacarina é amplamente cultivada e colhida como alimento para gado leiteiro. É considerada superior à beterraba forrageira , pois apresenta menor teor de água (resultando em melhores propriedades de armazenamento). Tanto o bulbo da beterraba quanto as folhas (com 25% de proteína) são usados ​​para alimentar o gado. Apesar de há muito serem considerados tóxicos para o gado, os bulbos de beterraba colhidos podem ser usados ​​para alimentar o gado se eles forem adequadamente transferidos para sua nova dieta. O gado leiteiro na Nova Zelândia pode prosperar apenas com pasto e beterraba, sem silagem ou outro alimento suplementar. A safra também é cultivada em algumas partes da Austrália como alimento para o gado.

Agricultura

Cultivo de beterraba sacarina com método de cultura em barragens. Usado na Rússia, Alemanha, França, Ucrânia, Turquia, China, Polônia e, às vezes, no Egito

A beterraba sacarina é uma parte importante de um ciclo de rotação de culturas .

As plantas de beterraba sacarina são suscetíveis à Rhizomania ("root madness"), que transforma a raiz bulbosa em muitas pequenas raízes, tornando a cultura economicamente improcessável. Controles rígidos são aplicados em países europeus para evitar a propagação, mas já está presente em algumas áreas. Também é suscetível ao vírus do enrolamento da folha da beterraba , que causa enrugamento e atrofiamento das folhas e do vírus amarelo da beterraba .

A pesquisa contínua procura variedades com resistência, bem como maior rendimento de açúcar. A pesquisa de melhoramento de beterraba açucareira nos Estados Unidos é conduzida de forma mais proeminente em várias Estações de Pesquisa Agrícola do USDA , incluindo uma em Fort Collins, Colorado , chefiada por Linda Hanson e Leonard Panella; um em Fargo, Dakota do Norte , chefiado por John Wieland; e um na Michigan State University em East Lansing, Michigan , dirigido por Rachel Naegele.

Outros membros economicamente importantes da subfamília Chenopodioideae :

Modificação genética

Nos Estados Unidos, a beterraba geneticamente modificada, projetada para ser resistente ao glifosato , um herbicida comercializado como Roundup, foi desenvolvida pela Monsanto como uma cultura geneticamente modificada . Em 2005, o Departamento de Agricultura dos Estados Unidos - Serviço de Inspeção de Saúde Animal e Vegetal ( USDA - APHIS ) desregulamentou as beterrabas resistentes ao glifosato após realizar uma avaliação ambiental e determinar que as beterrabas resistentes ao glifosato dificilmente se tornariam uma praga vegetal. O açúcar de beterraba resistente ao glifosato foi aprovado para consumo humano e animal em vários países, mas a produção comercial de beterraba biotecnológica foi aprovada apenas nos Estados Unidos e Canadá. Estudos concluíram que o açúcar da beterraba resistente ao glifosato tem o mesmo valor nutricional do açúcar da beterraba convencional. Após a desregulamentação em 2005, a beterraba resistente ao glifosato foi amplamente adotada nos Estados Unidos. Cerca de 95% dos acres de beterraba açucareira nos EUA foram plantados com sementes resistentes ao glifosato em 2011.

As ervas daninhas podem ser controladas quimicamente com glifosato sem prejudicar a cultura. Depois de plantar sementes de beterraba sacarina, ervas daninhas surgem nos campos e os produtores aplicam glifosato para controlá-las. O glifosato é comumente usado em plantações de campo porque controla um amplo espectro de espécies de ervas daninhas e tem baixa toxicidade . Um estudo do Reino Unido sugere que a produção de beterraba geneticamente modificada foi maior do que a convencional, enquanto outro do serviço de extensão da Universidade Estadual de Dakota do Norte encontrou rendimentos mais baixos. A introdução de beterrabas resistentes ao glifosato pode contribuir para o número crescente de ervas daninhas resistentes ao glifosato, então a Monsanto desenvolveu um programa para incentivar os produtores a usar diferentes modos de ação de herbicidas para controlar suas ervas daninhas.

Em 2008, o Center for Food Safety , o Sierra Club , a Organic Seed Alliance e a High Mowing Seeds entraram com uma ação contra o USDA - APHIS em relação à decisão de desregulamentar a beterraba resistente ao glifosato em 2005. As organizações expressaram preocupação com relação ao açúcar resistente ao glifosato capacidade da beterraba de polinização cruzada potencial com a beterraba sacarina convencional. O juiz distrital dos EUA Jeffrey S. White , Tribunal Distrital dos EUA para o Distrito Norte da Califórnia , revogou a desregulamentação da beterraba resistente ao glifosato e declarou ilegal para os produtores plantarem beterraba resistente ao glifosato na primavera de 2011. Acreditando na escassez de açúcar ocorreria O USDA-APHIS desenvolveu três opções na avaliação ambiental para atender às preocupações dos ambientalistas. Em 2011, um tribunal federal de apelações do distrito do norte da Califórnia, em San Francisco, anulou a decisão. Em julho de 2012, após concluir uma avaliação de impacto ambiental e uma avaliação de risco de pragas de plantas, o USDA desregulamentou as beterrabas Roundup Ready da Monsanto.

Genoma e genética

O genoma da beterraba sacarina compartilha um evento de triplicação em algum lugar super-Caryophyllales e em ou sub- Eudicots . Ele foi sequenciado e duas sequências de referência do genoma já foram geradas. O tamanho do genoma da beterraba sacarina é de aproximadamente 731 (714-758) Megabases, e o DNA da beterraba é empacotado em 18 cromossomos metacêntricos (2n = 2x = 18). Todos os centrômeros da beterraba sacarina são constituídos por uma única família de DNA satélite e retrotransposons LTR específicos do centrômero . Mais de 60% do DNA da beterraba sacarina é repetitivo, principalmente distribuído de forma dispersa ao longo dos cromossomos.

As populações de beterraba selvagem de cultivo ( B. vulgaris ssp. Maritima ) também foram sequenciadas, permitindo a identificação do gene de resistência Rz2 no progenitor selvagem. Rz2 confere resistência à rizomania, comumente conhecida como doença da loucura da raiz da beterraba.

Reprodução

A beterraba sacarina foi cultivada para aumentar o teor de açúcar, de 8% a 18% nos 200 anos até 2013, resistência a doenças virais e fúngicas , aumento do tamanho da raiz principal, monogermia e menos pendoamento . A reprodução foi facilitada pela descoberta de uma linha de esterilidade masculina citoplasmática - isso tem sido especialmente útil na criação de rendimento.

Referências

links externos