Şeker kamışı - Sugarcane

Şeker kamışı büyüyen, Pencap
Şeker kamışı çiçeği, Dominika
Şeker kamışı

Şeker kamışı veya şeker kamışı , şeker üretimi için kullanılan Saccharum cinsi , Andropogoneae kabilesindeki çok yıllık uzun otların çeşitli türlerini ve melezlerini ifade eder . Bitkiler 2-6 m (6-20 ft) boyundadır ve sap internodlarında biriken sakaroz açısından zengin, sağlam, eklemli, lifli saplara sahiptir . Şeker kamışı , mısır, buğday, pirinç ve sorgum ve birçok yem bitkisini içeren ekonomik açıdan önemli bir çiçekli bitki ailesi olan çimen ailesine, Poaceae'ye aittir . Hindistan, Güneydoğu Asya ve Yeni Gine'nin sıcak, ılıman tropikal bölgelerine özgüdür . Bitki ayrıca, özellikle Brezilya'da biyoyakıt üretimi için yetiştirilir, çünkü bastonlar doğrudan etil alkol ( etanol ) üretmek için kullanılabilir .

Tropikal ve subtropikal bölgelerde yetiştirilen şeker kamışı, 2017 yılında üretilen 1,8 milyar Ton ile üretim miktarına göre dünyanın en büyük mahsulüdür ve Brezilya dünya toplamının %40'ını oluşturmaktadır. 2012 yılında, Gıda ve Tarım Örgütü bu 26 hakkında yetiştirildi tahmin × 10 6  hektarlık (64 × 10 6 90'dan fazla ülkede, dönüm). Şeker kamışı, küresel olarak üretilen şekerin %79'unu oluşturur (geri kalanın çoğu şeker pancarından yapılır ). Üretilen şekerin yaklaşık %70'i Saccharum officinarum ve melezlerinden gelir. Tüm şeker kamışı türleri kendi aralarında çiftleşebilir ve başlıca ticari çeşitler karmaşık melezlerdir . ^^

Sükroz (sofra şekeri), özel değirmen fabrikalarında şeker kamışından çıkarılır. Doğrudan şekerlemelerde, içecekleri tatlandırmakta, reçel ve konservelerde koruyucu olarak, kek ve pastanelerde dekoratif apre olarak, gıda sanayinde hammadde olarak veya fermente edilerek etanol elde etmek için kullanılır. Şekerin fermantasyonundan elde edilen ürünler arasında falernum , rom ve cachaça bulunur . Bazı bölgelerde insanlar şeker kamışı kamışlarını kalem, paspas, ekran ve saz yapmak için kullanırlar. Saccharum edule'nin ( duruka ) genç, açılmamış çiçek başı , Fiji ve Endonezya'nın bazı ada toplulukları da dahil olmak üzere Güneydoğu Asya'da çiğ, buğulanmış veya kızartılmış olarak yenir ve çeşitli şekillerde hazırlanır .

Şeker kamışı, Austronesian ve Papua halkının eski bir mahsulüydü . Tarih öncesi zamanlarda Austronesian denizciler aracılığıyla Polinezya , Ada Melanezya ve Madagaskar'a tanıtıldı . 1200 ila 1000 yıllarında Avustronezyalı tüccarlar tarafından güney Çin ve Hindistan'a tanıtıldı. Persler ve Yunanlılar, MÖ altıncı ve dördüncü yüzyıllar arasında Hindistan'da ünlü "arısız bal üreten kamışlar" ile karşılaştılar. Şeker kamışı tarımını benimseyip yaydılar. Tüccarlar, lüks ve pahalı bir baharat olarak kabul edilen şekerin ticaretini Hindistan'dan yapmaya başladılar. 18. yüzyılda Karayipler, Güney Amerika, Hint Okyanusu ve Pasifik ada ülkelerinde şeker kamışı tarlaları başladı. Şeker mahsulü işçilerine duyulan ihtiyaç, büyük göçlerin başlıca itici gücü haline geldi, bazı insanlar gönüllü olarak sözleşmeli köleliği kabul ederken , diğerleri zorla köle olarak ithal edildi .

etimoloji

Dönem "şeker kamışı" birleştirir Sanskritçe (word, शर्करा Sarkara , daha sonra سكر sukkar gelen Arapça ve sucre gelen Orta Fransızca ve Orta İngilizce ) "baston" ile, içinde çiftliklerinde yetiştirilen bir ürün Karayipler - gana için Hintçe baston . Bu terim ilk olarak 16. yüzyılın başlarında Batı Hint Adaları'ndaki İspanyol yerleşimciler tarafından kullanılmıştır .

Açıklama

şeker kamışı kesmek

Şeker kamışı, tipik olarak 3 ila 4 m (10 ila 13 ft) yüksekliğinde ve yaklaşık 5 cm (2 inç) çapında birden fazla gövde üretmek için tabanda yanal sürgünler oluşturan tropikal, çok yıllık bir çimdir. Saplar, olgunlaştığında tüm bitkinin yaklaşık %75'ini oluşturan kamış sapına dönüşür. Olgun bir sap tipik olarak %11-16 lif, %12-16 çözünür şekerler, %2-3 şeker olmayan karbonhidratlar ve %63-73 sudan oluşur. Bir şeker kamışı mahsulü iklime, toprak tipine, sulamaya, gübrelere, böceklere, hastalık kontrolüne, çeşitlere ve hasat dönemine duyarlıdır. Kamış sapının yıllık ortalama verimi hektar başına 60-70 tondur (24-28 uzun ton/akr; 27-31 kısa ton/akr), ancak bu rakam bilgi ve mahsule bağlı olarak hektar başına 30 ile 180 ton arasında değişebilir. şeker kamışı yetiştiriciliğinde kullanılan yönetim yaklaşımı. Şeker kamışı bir nakit mahsulüdür , ancak aynı zamanda hayvan yemi olarak da kullanılır.

Tarih

Şeker kamışı için evcilleştirme iki merkezlerine biri şeker kamışı ile Papualılar için Yeni Gine ve başka Saccharıım sinense içinde Austronesians tarafından Tayvan ve Güney Çin. Papualar ve Avustralyalılar başlangıçta şeker kamışını evcilleştirilmiş domuzlar için yiyecek olarak kullandılar. Her iki yayılması , S. officinarum ve S. sinense yakından göçleri bağlantılıdır Austronesian halkları . Saccharum barberi , yalnızca S. officinarum'un tanıtılmasından sonra Hindistan'da yetiştirildi .

Yeni Gine'de Saccharum officinarum , güney Çin ve Tayvan'da S. sinensis ve Hindistan'da S. barberi'nin menşe merkezlerini gösteren harita ; noktalı oklar Avustronezya tanıtımlarını temsil eder

S. officinarum ilk olarak Yeni Gine'de ve Wallace Hattı'nın doğusundaki adalarda , modern çeşitliliğin merkezi olduğu Papualılar tarafından evcilleştirildi . 6,000 BP'den başlayarak , yerel Saccharum robustum'dan çeşitli suşlar seçici olarak yetiştirildi . Yeni Gine'den, Saccharum spontaneum ile melezleştiği Austronesianlarla temas ettikten sonra batıya, Güneydoğu Asya denizlerine yayıldı .

İkinci evcilleştirme merkezi, S. sinense'nin Avustronezya halklarının başlıca kültigeni olduğu anakara güney Çin ve Tayvan'dır . Şeker kamışı için kelimeler Tayvan'daki Proto-Austronesian dillerinde bulunur ve Proto-Malayo-Polinezya'da *tebuh olan *təbuS veya **CebuS olarak yeniden yapılandırılmıştır . Bu biriydi orijinal ana bitkileri BP en az 5.500 den Austronesian halkların. Daha tatlı S. officinarum'un piyasaya sürülmesi , Güneydoğu Asya'daki denizcilik yelpazesi boyunca yavaş yavaş yerini almış olabilir.

Batıya yayılmanın kökeni olarak şeker kamışı Hindistan'ı, ardından Afrika'daki küçük alanları ve ardından Afrika'nın batısındaki Atlantik Adaları'ndaki daha küçük alanları gösteren harita
Şeker kamışının İslam öncesi zamanlarda (kırmızı ile gösterilmiştir), ortaçağ Müslüman dünyasında (yeşil) ve 15. yüzyılda Portekizliler tarafından Madeira takımadalarında ve İspanyollar tarafından Kanarya Adaları takımadalarında (batıdaki adalar ) batıya doğru yayılması. Afrika, menekşe çizgilerle çevrelenmiştir)

Güneydoğu Asya Adası'ndan S. officinarum , yaklaşık 3500 BP'ye kadar bir kano bitkisi olarak Avustronezya yolcuları tarafından doğuya doğru Polinezya ve Mikronezya'ya yayıldı . Ayrıca, yaklaşık 3.000 BP tarafından batıya ve kuzeye, Avustronezyalı tüccarlar tarafından Çin ve Hindistan'a yayıldı ve burada S. sinense ve S. barberi ile daha da melezlendi . Oradan batı Avrasya ve Akdeniz'e yayıldı .

Bilinen en eski kristal şeker üretimi kuzey Hindistan'da başladı. Şeker üretiminin en eski kanıtı eski Sanskritçe ve Pali metinlerinden gelmektedir. Sekizinci yüzyıl civarında, Müslüman ve Arap tüccarlar, Orta Çağ Hindistan'ından Akdeniz, Mezopotamya , Mısır , Kuzey Afrika ve Endülüs'teki Abbasi Halifeliğinin diğer bölgelerine şeker getirdiler . 10. yüzyıla gelindiğinde kaynaklar Mezopotamya'daki her köyün şeker kamışı yetiştirdiğini belirtiyor. İspanyollar, özellikle de Endülüslüler tarafından Kanarya Adaları'ndaki tarlalarından ve Portekizliler tarafından Madeira Adaları'ndaki tarlalarından Amerika'ya getirilen ilk mahsuller arasındaydı . İspanya'da şeker kamışı ekimi üzerine bir makale İbnü'l-'Awwam'ın 12. yüzyıl Tarım Kitabında yer almaktadır .

Kristof Kolomb ilk olarak Amerika'ya, başlangıçta Hispaniola adasına (günümüz Haiti ve Dominik Cumhuriyeti ) yaptığı ikinci yolculuğu sırasında Karayipler'e şeker kamışını getirdi . Sömürge zamanlarında şeker , Avrupa mamul malları ve Afrikalı kölelerle birlikte Yeni Dünya hammaddelerinin üçgen ticaretinin bir tarafını oluşturuyordu . Şeker, genellikle pekmez şeklinde, Karayipler'den Avrupa'ya veya rom yapmak için kullanıldığı New England'a gönderildi. Şeker satışından elde edilen karlar daha sonra mamul malları satın almak için kullanıldı ve bunlar daha sonra kölelerle takas edildiği Batı Afrika'ya sevk edildi. Köleler daha sonra şeker yetiştiricilerine satılmak üzere Karayipler'e geri getirildi. Kölelerin satışından elde edilen karlar daha sonra Avrupa'ya gönderilen daha fazla şeker satın almak için kullanıldı.

Antigua İngiliz kolonisinde şeker ekimi olarak litografi , 1823

Fransa şeker kamışı adalarını o kadar değerli buldu ki , Kanada'nın ünlü " birkaç dönüm kar " olarak adlandırılan bölümünü , Yedi Yıl Savaşı'nın sonunda Guadeloupe , Martinik ve St. Lucia'nın geri dönüşleri için Britanya'ya fiilen sattı . Hollandalılar da benzer şekilde Yeni Hollanda'nın (New York) geri dönüşünü aramak yerine Güney Amerika'da bir şeker kolonisi olan Surinam'ı elinde tuttular .

17. ve 19. yüzyıllarda kaynayan evler şeker kamışı suyunu ham şekere dönüştürdü . Bu evler Batı kolonilerindeki şeker tarlalarına bağlıydı. Köleler genellikle kaynatma işlemini çok kötü koşullar altında yürütürlerdi. Fırın olarak kullanılan, altlarında ateşi körüklemek ve külleri uzaklaştırmak için bir açıklığı olan, tuğla veya taştan dikdörtgen kutular. Her fırının tepesinde, her biri bir öncekinden daha küçük ve daha sıcak olan yedi bakır kazan ya da kazan vardı. Kamış suyu en büyük su ısıtıcısında başladı. Daha sonra meyve suyu ısıtıldı ve kirlilikleri gidermek için kireç eklendi. Meyve suyu süzüldü ve daha sonra ardışık olarak daha küçük su ısıtıcılarına kanalize edildi. Son su ısıtıcısı, "öğretmek", kamış suyunun şurup haline geldiği yerdi. Bir sonraki adım, şeker kristallerinin yapışkan bir melas çekirdeği etrafında sertleştiği bir soğutma teknesiydi. Bu ham şeker daha sonra soğutma teknesinden domuz kafalarına (tahta fıçılar) ve oradan da kürleme odasına kürekle aktarıldı .

Tarlada duran şeker kamışının siyah beyaz fotoğrafı
19. yüzyılın sonlarında Jamaika adasında bir şeker ekimi

1833 Köleliği Kaldırma Yasası'nın geçişi , İngiliz İmparatorluğu'nun çoğunda köleliğin kaldırılmasına yol açtı ve özgürleşmiş kölelerin çoğu, bir seçenekleri olduğunda artık şeker kamışı tarlalarında çalışmıyordu. Batı Hintli çiftçiler bu nedenle yeni işçilere ihtiyaç duydular ve Çin ve Hindistan'da ucuz işgücü buldular . İnsanlar tabi tutulmuştur senedinde bir sabit süreli özgür olmayan emek karşı bağlayan sözleşmenin köklü formu. Sözleşmeli hizmetçilerin çalıştığı koşullar, ekiciler arasındaki bakım eksikliği nedeniyle sıklıkla berbattı. Hindistan'dan sözleşmeli işçileri taşıyan ilk gemiler 1836'da ayrıldı. Şeker kamışı tarlalarına hizmet etmek için yapılan göçler, önemli sayıda etnik Hintlinin, Güneydoğu Asyalıların ve Çinlilerin dünyanın çeşitli bölgelerine yerleşmesine yol açtı. Bazı adalarda ve ülkelerde, Güney Asyalı göçmenler artık nüfusun %10 ila %50'sini oluşturuyor. Şeker kamışı plantasyonları ve Asya etnik gruplar gibi ülkelerde gelişmek devam Fiji , Güney Afrika , Burma , Sri Lanka , Malezya , Endonezya , Filipinler , İngiliz Guyanası , Jamaika , Trinidad , Martinique, Fransız Guyanası , Guadeloupe, Grenada , St. Lucia , St Vincent , St. Kitts , St. Croix , Surinam , Nevis ve Mauritius .

1905 dolaylarında eski moda Hint şeker kamışı presi

1863 ve 1900 yılları arasında Queensland ve New South Wales'teki (şu anda Commonwealth of Australia'nın bir parçası olan) tüccarlar ve plantasyon sahipleri , şeker kamışı tarlalarında çalışmak üzere Güney Pasifik Adaları'ndan 55.000 ila 62.500 kişi getirdi . Bu işçilerin tahminen üçte biri köleliğe zorlandı veya kaçırıldı ( kara kuş olarak bilinir ). Diğerlerine çok düşük ücretler verildi. 1904 ve 1908 arasında, kalan 10.000 işçinin çoğu, Avustralya'yı ırksal olarak homojen tutmak ve beyaz işçileri ucuz yabancı işgücünden korumak amacıyla sınır dışı edildi .

Şeker kamışından elde edilen Küba şekeri SSCB'ye ihraç edildi , burada fiyat desteği aldı ve garantili bir pazar sağlandı. Sovyet devletinin 1991 çözünme Küba'nın şeker sektörünün en kapatılmasını zorladı.

Şeker kamışı , Dominik Cumhuriyeti , Guadeloupe, Jamaika ve diğer adalarla birlikte Guyana , Belize , Barbados ve Haiti ekonomisinin önemli bir parçası olmaya devam ediyor .

Küresel olarak üretilen şekerin yaklaşık %70'i S. officinarum'dan ve bu türü kullanan melezlerden gelir .

Theodore Bray tarafından bir şeker kamışı plantasyonunu gösteren 19. yüzyıldan kalma bir taşbaskı: Sağda Avrupalı ​​gözetmen "beyaz subay" var. Köle işçiler hasat sırasında çalışır. Solda, baston taşımacılığı için düz tabanlı bir gemi var.

yetiştirme

Şeker kamışı ekimi, Mauritius
Bangladeş'te şeker kamışı ekimi
Porto Riko'da Şeker Kamışı Dikimi
şeker kamışı tarlaları

Şeker kamışı ekimi, minimum 60 cm (24 inç) yıllık nem ile tropikal veya subtropikal bir iklim gerektirir . Bitki krallığındaki en verimli fotosentezleyicilerden biridir . Gelen güneş enerjisinin %1'ini biyokütleye dönüştürebilen bir C 4 tesisidir . Tropik ve birinci basamak büyüyen bölgelerde alt tropik , şeker kamışı bitkileri, 15 kg / m üzerinden üretebilir 2 kamışı. Bir zamanlar Amerika Birleşik Devletleri'nin güneydoğu bölgesinin önemli bir mahsulü olan şeker kamışı ekimi, 20. yüzyılın sonlarında orada azaldı ve esas olarak 21. yüzyılda Florida , Louisiana ve güneydoğu Teksas'taki küçük tarlalarla sınırlıdır . Eyaletteki son faal şeker ekimi 2016'da kapatıldığında, Hawaii'de şeker kamışı ekimi durduruldu.

Şeker kamışı, tropik ve subtropiklerde, doğal yağış veya sulama yoluyla her yıl 6-7 aydan fazla sürekli bir süre boyunca bol su kaynağı olan bölgelerde yetiştirilmektedir. Ürün şiddetli donlara tolerans göstermez. Bu nedenle, dünyadaki şeker kamışının çoğu 22°K ve 22°G arasında , bazıları ise 33°K ve 33° G'ye kadar yetiştirilir . Güney Afrika'nın Natal bölgesi gibi şeker kamışı ekinleri bu aralığın dışında bulunduğunda , bu normalde kıyıları süpüren ılık okyanus akıntıları gibi bölgedeki anormal iklim koşullarından kaynaklanır. Rakım açısından, şeker kamışı bitkileri Kolombiya , Ekvador ve Peru gibi ülkelerde ekvatora yakın 1.600 m veya 5.200 ft'ye kadar bulunur .

Şeker kamışı yüksek verimli, iyi drene kadar birçok topraklarda yetiştirilen olabilir mollisols ağır çatlama yoluyla, vertisol , kısır asit oxisols ve ultisols , turbaya Histosollar kayalık, Andisol toprakları . Hem bol güneş ışığı hem de su kaynakları kamış üretimini arttırır. Bu, Mısır gibi iyi sulama tesislerine sahip çöl ülkelerini en yüksek verimli şeker kamışı yetiştiren bölgelerden biri haline getirdi. Şeker kamışı, dünyadaki potasyumlu gübre üretiminin %9'unu tüketir .

Bazı şeker kamışları tohum üretse de, modern sap kesme en yaygın üreme yöntemi haline geldi. Her kesim en az bir tomurcuk içermelidir ve kesimler bazen elle dikilir. Amerika Birleşik Devletleri ve Avustralya gibi teknolojik olarak daha gelişmiş ülkelerde kütük ekimi yaygındır. Mekanik bir hasat makinesi ile hasat edilen kütükler (sap veya sap bölümleri), toprağı açan ve tekrar kapatan bir makine ile ekilir. Dikildikten sonra, bir stand birkaç kez hasat edilebilir; Her hasattan sonra kamış, ratoon adı verilen yeni saplar gönderir . Ardışık hasatlar azalan verim sağlar ve sonunda yeniden ekimi haklı çıkarır. Kültür türüne bağlı olarak genellikle iki ila 10 hasat yapılır. Kuzey Amerika'da olduğu gibi, büyük tarlalarda yüksek üretim arayan mekanik tarıma sahip bir ülkede, şeker kamışları, verimin düşmesini önlemek için iki veya üç hasattan sonra yeniden ekilir. Fransız adası la Réunion'da olduğu gibi, daha küçük tarlalar ve elle hasat ile daha geleneksel bir tarım türüne sahip ülkelerde , şeker kamışı genellikle yeniden ekimden 10 yıl öncesine kadar hasat edilir.

Şeker kamışı elle ve mekanik olarak hasat edilir. Elle hasat, üretimin yarısından fazlasını oluşturur ve gelişen dünyada baskındır. Elle hasatta önce tarla ateşe verilir. Ateş kuru yaprakları yakar ve zehirli yılanları saplarına ve köklere zarar vermeden kovalar veya öldürür. Biçerdöverler daha sonra kamış bıçakları veya palalar kullanarak kamışı yer seviyesinin hemen üzerinde keser . Yetenekli bir hasat makinesi saatte 500 kg (1,100 lb) şeker kamışı kesebilir.

Mekanik hasat, bir biçerdöver veya şeker kamışı hasat makinesi kullanır . Orijinal modern biçerdöver tasarımı olan Austoft 7000 serisi, şimdi Cameco / John Deere dahil olmak üzere diğer şirketler tarafından kopyalandı  . Makine, kamışı sapın tabanından keser, yaprakları soyar, kamışları belirli uzunluklarda doğrar ve onu takip eden bir taşıyıcıya bırakır. Hasat makinesi daha sonra çöpü tarlaya geri üfler. Bu tür makineler saatte 100 uzun ton (100 ton) hasat yapabilir, ancak hasat edilen kamışın hızla işlenmesi gerekir. Şeker kamışı kesildikten sonra şeker içeriğini kaybetmeye başlar ve mekanik hasat sırasında kamışın zarar görmesi bu düşüşü hızlandırır. Modern bir kıyıcı biçerdöver, hasadı elle kesme ve yüklemeden daha hızlı ve daha verimli bir şekilde tamamlayabildiğinden, bu düşüş dengelenir. Austoft ayrıca, örneğin en yakın demiryolu hattına daha hızlı bir şekilde kamış transferine izin vermek için hasat makinelerinin yanında çalışmak üzere bir dizi hidrolik yüksek kaldırmalı tarla içi taşıyıcı geliştirdi. Bu mekanik hasat, tarlanın ateşe verilmesini gerektirmez; makine tarafından tarlada bırakılan kalıntı, bir sonraki ekim için malç görevi gören kamış başları ve ölü yapraklardan oluşur.

Dünyanın en büyük üreticisi Brezilya'daki şeker kamışı tarlaları

zararlılar

Kamışı böceği (aynı zamanda kamışı grub olarak da bilinir), büyük ölçüde kökleri yiyerek ürün verimini azaltır; Bu kontrol edilebilir imidakloprid (Confidor) ya da klorpirifos (Lorsban). Diğer önemli zararlılar , şalgam güvesi , şeker kamışı kurdu ( Diatraea saccharalis ), Afrika şeker kamışı kurdu ( Eldana saccharina ), Meksika pirinç kurdu ( Eoreuma loftini ), Afrika tırtılı ( Spodoptera exempta ) dahil olmak üzere bazı kelebek/güve türlerinin larvalarıdır . ), yaprak kesme karıncalar, termitler , spittlebugs (özellikle Mahanarva fimbriolata ve Deois flavopicta ) ve böceği Migdolus fryanus . Bitki böceği böcek Eumetopina flavipes şeker kamışı hastalığı neden olan bir virüs vektörü, görevi görür ramu dublör .

patojenler

Çok sayıda patojen bu neden şeker kamışı otsu sürgün hastalığı, şeker kamışı enfekte Phytoplasma hastalık veya whiptail, şeker kamışı rastık , pokkah boeng neden olduğu Fusarium moniliforme , Xanthomonas axonopodis bakteri Gumming hastalığına neden olan ve kırmızı neden olduğu hastalık Colletotrichum falcatum . Şeker kamışını etkileyen viral hastalıklar arasında şeker kamışı mozaik virüsü , mısır çizgi virüsü ve şeker kamışı sarı yaprak virüsü bulunur.

azot fiksasyonu

Bazı şeker kamışı çeşitleri, Gluconacetobacter diazotrophicus bakterisi ile birlikte atmosferik nitrojeni sabitleyebilir . Baklagiller ve bakterilerle birlikte toprakta kök nodülleri oluşturan diğer nitrojen sabitleyici bitkilerin aksine , G. diazotrophicus şeker kamışının sapının hücreler arası boşluklarında yaşar. Tohumları bakterilerle kaplamak, her mahsul türünün azotu kendi kullanımı için sabitlemesini sağlayan yeni geliştirilmiş bir teknolojidir.

Şeker kamışı işçileri için koşullar

Son yirmi yılda Orta Amerika'da en az 20.000 kişinin kronik böbrek hastalığından öldüğü tahmin ediliyor - bunların çoğu Pasifik kıyısındaki şeker kamışı işçileri. Bunun nedeni, yeterli sıvı alımı olmadan sıcakta uzun saatler çalışmak olabilir.

İşleme

Inle Gölü ( Myanmar ) yakınlarında santrifüjsüz şeker kamışı (jaggery) üretimi , kırma ve kaynatma aşaması

Geleneksel olarak, şeker kamışı işleme iki aşama gerektirir. Değirmenler, taze hasat edilmiş kamıştan ham şeker çıkarır ve "değirmen beyazı" şeker, bazen yerel tüketime yönelik şeker çıkarma değirmenlerinde ilk aşamadan hemen sonra üretilir. Şeker kristalleri, kristalizasyon işlemi sırasında doğal olarak beyaz renkte görünür. Renk indükleyici moleküllerin oluşumunu engellemek ve buharlaşma sırasında şeker sularını stabilize etmek için kükürt dioksit eklenir. Genellikle Kuzey Amerika, Avrupa ve Japonya'daki tüketicilere daha yakın bulunan rafineriler, daha sonra %99 sakaroz olan rafine beyaz şeker üretir. Bu iki aşama yavaş yavaş birleşiyor. Şeker kamışı üreten tropik bölgelerde artan refah, rafine şeker ürünlerine olan talebi artırarak, birleşik öğütme ve rafinasyona doğru bir eğilime yol açıyor.

Frezeleme

Büyük tanka nüfuz eden çubuğu tutan adamın fotoğrafı
Şeker kamışından elle meyve suyu çıkarma
Kamyon çekme römorku fotoğrafı
Florida'da bir kamyon şeker fabrikasına kamış taşıyor.

Şeker kamışı işleme, şeker kamışından şeker kamışı (sakaroz) üretir. İşlemenin diğer ürünleri arasında küspe, melas ve filtre keki bulunur.

Kamış suyu çıkarıldıktan sonra kamışta kalan kuru lif olan küspe, çeşitli amaçlar için kullanılır:

  • kazanlar ve fırınlar için yakıt
  • kağıt, mukavva ürünleri ve yeniden yapılandırılmış pano üretimi
  • tarımsal malç
  • kimyasalların üretimi için hammadde olarak
Beş katlı ofis binasının yanındaki bacadan duman çıkan daha kısa binanın fotoğrafı
Brezilya'nın en büyük ve en eskilerinden biri olan Sertãozinho'daki Santa Elisa şeker kamışı işleme tesisi

Bagas ve küspe kalıntısının birincil kullanımı, şeker fabrikalarında proses buharı üretiminde kazanlar için yakıt kaynağıdır. Kurutulmuş filtre keki, hayvan yemi takviyesi, gübre ve şeker kamışı mumu kaynağı olarak kullanılır .

Pekmez iki şekilde üretilir: karakteristik güçlü bir tada sahip siyahstrap ve daha saf bir melas şurubu. Blackstrap pekmezi gıda ve besin takviyesi olarak satılmaktadır. Aynı zamanda hayvan yemlerinde de yaygın bir bileşendir ve etanol, rom ve sitrik asit üretmek için kullanılır . Daha saf melas şurupları melas olarak satılır ve ayrıca akçaağaç şurubu , invert şekerler veya mısır şurubu ile karıştırılabilir . Pekmezin her iki formu da fırıncılıkta kullanılır.

arıtma

Kahverengi ve beyaz şeker kristalleri

Şeker rafinasyonu , ham şekeri daha da saflaştırır. Önce ağır şurupla karıştırılır ve daha sonra "afinasyon" adı verilen bir işlemle santrifüj edilir. Amacı, kristalin iç kısmından daha az saf olan şeker kristallerinin dış kaplamasını temizlemektir. Geri kalan şeker daha sonra ağırlıkça yaklaşık %60 katı olan bir şurup yapmak üzere çözülür.

Şeker çözeltisi, kalsiyum fosfatı çökeltmek üzere birleşen fosforik asit ve kalsiyum hidroksit ilavesiyle berraklaştırılır . Kalsiyum fosfat parçacıkları bazı safsızlıkları yakalar ve diğerlerini emer ve daha sonra süzülebilecekleri tankın üstüne doğru yüzer. Bu "fosfatlama" tekniğine bir alternatif , benzer olan ancak bir kalsiyum karbonat çökeltisi üretmek için karbon dioksit ve kalsiyum hidroksit kullanan " karbonatasyon " dur.

Kalan katıları süzdükten sonra, berraklaştırılmış şurup aktif karbondan süzülerek rengi giderilir . Bu rolde geleneksel olarak kemik kömürü veya kömür bazlı aktif karbon kullanılır. Kalan bazı renk oluşturan safsızlıklar karbon tarafından adsorbe edilir. Saflaştırılmış şurup daha sonra aşırı doygunluğa kadar konsantre edilir ve beyaz rafine şeker üretmek için tekrar tekrar bir vakumda kristalleştirilir . Bir şeker değirmeninde olduğu gibi, şeker kristalleri santrifüj ile melastan ayrılır. Kalan şurup, afinasyondan gelen yıkamalarla karıştırılarak ve kahverengi şeker üretmek için tekrar kristalize edilerek ilave şeker geri kazanılır . Daha fazla şeker ekonomik olarak geri kazanılamadığında, nihai melas hala %20-30 sakaroz ve %15-25 glikoz ve fruktoz içerir.

Bireysel tanelerin topaklanmadığı toz şeker üretmek için , şekerin önce döner kurutucuda ısıtılarak ve ardından birkaç gün boyunca soğuk hava üflenerek kurutulması gerekir.

Şerit kamışı şurubu

Şerit kamışı, bir zamanlar Güney Amerika Birleşik Devletleri'nde, kuzeyde Kuzey Carolina kıyılarında yaygın olarak yetiştirilen subtropikal bir türdür . Meyve suyu, at veya katırla çalışan kırıcılarla özütlendi; meyve suyu, akçaağaç şurubu gibi düz bir tavada kaynatılır ve daha sonra şurup şeklinde bir gıda tatlandırıcısı olarak kullanılır. Şu anda ticari bir ürün değil, ancak birkaç yetiştirici, ürünleri için hazır satışlar buluyor.

Şeker kamışı işlenmesinden kaynaklanan kirlilik

Partikül madde, yanma ürünleri ve uçucu organik bileşikler, şeker kamışı işleme sırasında yayılan birincil kirleticilerdir. Yanma ürünleri, azot oksitler (NO dahil X ), karbon monoksit (CO), CO 2 ve sülfür oksit ( X ). Potansiyel emisyon kaynakları arasında şeker granülatörleri, şeker taşıma ve paketleme ekipmanları, toplu yükleme işlemleri, kazanlar, granüler karbon ve kömür rejenerasyon fırınları, rejenere adsorban taşıma sistemleri, fırınlar ve taşıma ekipmanları (bazı tesislerde), karbonatlama tankları, çok etkili evaporatör istasyonları yer alır. , ve vakumlu kaynatma tavaları. Modern kirlilik önleme teknolojileri, tüm bu potansiyel kirleticileri ele alabilir.

Üretme

2018 şeker kamışı üretimi
Ülkeler Üretim
(milyon ton )
 Brezilya 746.8
 Hindistan 376.9
 Çin 108.1
 Tayland 104.4
 Pakistan 67.2
 Meksika 56.8
 Kolombiya 36.2
 Guatemala 35.5
 Avustralya 33,5
 Amerika Birleşik Devletleri 31.3
Dünya 1.907
Kaynak: FAOSTAT , Birleşmiş Milletler
Şeker kamışı Üretim Haritası

2018 yılında küresel şeker kamışı üretimi 1,91 milyar ton olup, Brezilya dünya toplamının %39'unu, Hindistan %20'sini ve Çin ve Tayland'ın her biri yaklaşık %6'sını üretmektedir (tablo).

2018'de dünya çapında 26 milyon hektar şeker kamışı ekimine ayrıldı. 2018'de dünya çapında ortalama şeker kamışı mahsulü verimi, hektar başına 121 ton ile Peru'nun liderliğinde, hektar başına 73 ton oldu . Şeker kamışı için teorik olası verim, yılda hektar başına yaklaşık 280 tondur ve Brezilya'daki küçük deneysel araziler, hektar başına 236-280 ton şeker kamışı verimi göstermiştir.

Şeker kamışı üretimi (2018)

2016'daki toplam şeker kamışı üretiminin yalnızca % 3,2'si Bonsucro veya Fairtrade gibi gönüllü bir sürdürülebilirlik standardına uygundu , ancak sürdürülebilir üretim, geleneksel üretimden çok daha hızlı büyüyor. 2008'den 2016'ya kadar, standartlara uygun şeker kamışı üretimi, yıllık yaklaşık %52'lik bir bileşik büyüme oranı yaşarken, geleneksel şeker kamışı %1'den daha az arttı.

etanol

Brezilya'da kamış etanol (A) ve benzin (G) sunan bir yakıt pompası

Etanol genellikle şeker üretiminin bir yan ürünü olarak bulunur. Benzine biyoyakıt alternatifi olarak kullanılabilir ve Brezilya'da otomobillerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Benzine bir alternatiftir ve şekerden ziyade şeker kamışı işlemenin birincil ürünü olabilir.

Brezilya'da benzinin en az %22 biyoetanol içermesi gerekir. Bu biyoetanol, Brezilya'nın büyük şeker kamışı mahsulünden elde edilir.

Şeker kamışından etanol üretimi, özellikle işlem için ısı ve güç üretmek için kamış küspesi kullanılıyorsa, mısır veya şeker pancarı veya hurma/bitkisel yağlardan daha fazla enerji verimlidir. Ayrıca, bitkisel üretim ve nakliye için biyoyakıtlar kullanılıyorsa, her bir etanol enerji birimi için gereken fosil enerji girdisi çok düşük olabilir. EIA etanol teknolojiye entegre bir şeker kamışı, iyi-tekerlek CO tahmin 2 emisyonlarının% 90, geleneksel benzinden daha düşük olabilir. Yenilenebilir enerji üzerine bir ders kitabı, enerji dönüşümünü açıklar:

Şu anda Brezilya'da hektar başına yılda 75 ton ham şeker kamışı üretilmektedir. İşleme tesisine teslim edilen kamış, yakılmış ve kırpılmış (b&c) olarak adlandırılır ve ham kamış kütlesinin %77'sini temsil eder. Bu azalmanın nedeni, sapların (yakılan ve külleri gübre olarak tarlaya bırakılan) yapraklardan ve toprakta kalan köklerden bir sonraki ürün için filizlenmek üzere ayrılmasıdır. Ortalama kamış üretimi, bu nedenle, yılda hektar başına 58 ton b&c'dir.

Her bir ton b&c, 740 kg meyve suyu (135 kg sakaroz ve 605 kg su) ve 260 kg nemli küspe (130 kg kuru küspe) verir. Sükrozun alt ısıl değeri 16.5 M J /kg ve küspeninki 19.2 MJ/kg olduğundan, bir ton b&c'nin toplam ısıl değeri 4.7 GJ'dir, bunun 2.2 GJ'si sakarozdan ve 2.5 GJ küspeden gelir. .

Hektar başına yılda üretilen biyokütle 0,27 TJ'ye karşılık gelir. Bu, metrekare başına 0,86 W'a eşdeğerdir. Metrekare başına ortalama 225 W güneşlenme olduğu varsayıldığında, şeker kamışının fotosentetik verimi %0,38'dir.

1 ton b&c'de bulunan 135 kg sakaroz, 1,7 GJ yanma enerjisi ile 70 litre etanole dönüştürülür. Pratik sakaroz-etanol dönüşüm verimliliği bu nedenle %76'dır (teorik %97 ile karşılaştırın).

Bir hektar şeker kamışı yılda 4.000 litre etanol verir (herhangi bir ek enerji girişi olmadan, çünkü üretilen küspe nihai ürünü damıtmak için gereken miktarı aşıyor). Ancak bu, toprak işleme, nakliye vb. için kullanılan enerjiyi içermez. Bu nedenle, güneş enerjisi-etanol dönüşüm verimliliği %0,13'tür.

Bagas uygulamaları

Şeker kamışı küveti

Şeker kamışı birçok ülkede önemli bir üründür. En yüksek biyodönüşüm verimliliğine sahip bitkilerden biridir. Şeker kamışı mahsulü, güneş enerjisini verimli bir şekilde sabitleyebilir ve yılda hektar başına yaklaşık 55 ton kuru madde üretebilir. Hasattan sonra mahsul, lifli kuru madde olan şeker suyu ve küspe üretir. Bu kuru madde, enerji üretimi için yakıt potansiyeli olan biyokütledir. Bagasse, kağıt üretimi için alternatif bir kağıt hamuru kaynağı olarak da kullanılabilir.

Şeker kamışı küspesi, Brezilya, Hindistan ve Çin gibi büyük şeker kamışı üreticileri için potansiyel olarak bol miktarda bir enerji kaynağıdır. Bir rapora göre, en son teknolojilerin kullanılmasıyla Brezilya'da her yıl üretilen küspe, 2020 yılına kadar Brezilya'nın enerji tüketiminin %20'sini karşılama potansiyeline sahip.

Elektrik üretimi

Bazı ülkeler, özellikle fosil yakıtlardan yoksun olanlar, kamış işlemede kullanılan enerjiyi en aza indirmek ve fazla elektriği şebekeye ihraç etmek için enerji tasarrufu ve verimlilik önlemleri uygulamıştır. Bagasse genellikle buhar üretmek için yakılır ve bu da elektrik üretir. Mauritius'ta kullanılanlar gibi mevcut teknolojiler, ton küspe başına 100 kWh'nin üzerinde elektrik üretiyor. Yılda bir milyar tondan fazla şeker kamışı dünya hasadı ile, küspeden gelen küresel enerji potansiyeli 100.000 GWh'nin üzerindedir. Mauritius referans alındığında, Afrika genelinde yıllık 10.000 GWh ek elektrik üretilebilir. Bagastan elektrik üretimi, özellikle şeker kamışı üreten ülkelerin kırsal nüfusları için oldukça önemli hale gelebilir.

Son zamanlardaki kojenerasyon teknolojisi tesisleri, ton küspe başına 200 ila 300 kWh elektrik üretecek şekilde tasarlanıyor. Şeker kamışı mevsimlik bir ürün olduğundan, hasattan kısa bir süre sonra küspe arzı zirve yapacak ve elektrik üretim tesislerinin küspe depolamasını stratejik olarak yönetmesini gerektirecektir.

Biyogaz üretimi

Elektrik üretimi için küspe yakmaya daha yeşil bir alternatif, küspeyi biyogaza dönüştürmektir . Bagas'ı gelişmiş biyoyakıt ve biyogaza dönüştürmek için enzimleri kullanmak için teknolojiler geliştirilmektedir .

Gıda olarak şeker kamışı

kamış suyu
şeker kamışı suyu.jpg
Taze sıkılmış şeker kamışı suyu
100 gram başına besin değeri
Enerji 242 kJ (58 kcal)
13.11 gr
şekerler 12.85 gr
Diyet lifi 0,56 gr
0.40
0.16 gr
Vitaminler Miktar
%DV
Vitamin B 6
%31
0.40 mg
Folat (B 9 )
%11
44.53 mikrogram
C vitamini
%8
6.73 mg
Mineraller Miktar
%DV
Kalsiyum
%2
18 mg
Demir
%9
1.12 mg
Magnezyum
%4
13.03 mg
Fosfor
%3
22.08 mg
Potasyum
%3
150 mg
Sodyum
%0
1.16 mg
Çinko
%1
0.14 mg

Hint Gıda Kompozisyon Veritabanından Besin Bilgileri
Yüzdeler, yetişkinler için ABD önerileri kullanılarak yaklaşık olarak tahmin edilmiştir .
Kaynak: USDA FoodData Merkezi

Şeker kamışının yetiştirildiği çoğu ülkede, çeşitli yiyecekler ve popüler yemekler doğrudan ondan elde edilir, örneğin:

  • Ham şeker kamışı: suyu çıkarmak için çiğnenmiş
  • Sayur nganten : Bir tür şeker kamışı olan trubuk ( Saccharum edule ) sapıyla yapılan bir Endonezya çorbası
  • Şeker kamışı suyu : Taze meyve suyu bir arada, olarak anılan popüler bir içki yapmak için limon ve buz bir dokunuş ile, elle veya küçük değirmenler tarafından çıkarılan hava TEBU , usacha RASS , guarab , Guarapa, Guarapo, papelón , Asab ASEER , Ganna Sharbat , mosto , caldo de cana veya nước MIA
  • Şurup : Alkolsüz içeceklerde geleneksel bir tatlandırıcıdır, şimdi ABD'de mısır sübvansiyonları ve şeker tarifeleri nedeniyle daha ucuz olan yüksek fruktozlu mısır şurubu yerini büyük ölçüde almıştır.
  • Pekmez : Peynir veya kurabiye gibi diğer yiyeceklere eşlik eden bir tatlandırıcı ve şurup olarak kullanılır.
  • Jaggery : Güney Asya'da gur , gud veya gul olarak bilinen katılaşmış bir melas, geleneksel olarak yoğun bir çamur yapmak için meyve suyunun buharlaştırılması ve ardından soğutulup kovalarda kalıplanmasıyla üretilir. Modern üretim, karamelleşmeyi azaltmak ve rengini açmak için suyu kısmen dondurarak kurutur. Geleneksel mezeler, tatlılar ve tatlıların pişirilmesinde tatlandırıcı olarak kullanılır.
  • Falernum : şeker kamışı suyundan yapılan tatlı ve hafif alkollü bir içecek
  • Cachaça :Brezilya'dakien popüler damıtılmış alkollü içecek; şeker kamışı suyunun damıtılmasından yapılan bir likördür.
  • Rom , şeker kamışı ürünlerinden, tipik olarak pekmezden, bazen de kamış suyundan yapılan bir likördür. En yaygın olarak Karayipler ve çevresinde üretilir.
  • Basi , Filipinler ve Guyana'da üretilen şeker kamışı suyundan yapılan fermente alkollü bir içecektir .
  • Şeker kamışı suyunun kaynatılması ve buharlaştırılmasından elde edilenkatı sakaroz ve fruktoz parçaları olan Panela ,Kolombiya'da ve Güney ve Orta Amerika'daki diğer ülkelerde temel bir gıda maddesidir.
  • Rapadura , Brezilya, Arjantin ve Venezuela ( papelón olarak bilinir ) ve Karayiplergibi Latin Amerika ülkelerinde yaygın olan şeker kamışı suyunun en basit rafinelerinden biri olan tatlı bir undur .
  • Kaya şekeri : kristalize kamış suyu
  • Gâteau de Sirop

Yem olarak şeker kamışı

Şeker kamışının birçok kısmı, bitkilerin yetiştirildiği yerlerde yaygın olarak hayvan yemi olarak kullanılır. Yapraklar geviş getirenler için iyi bir yemdir.

Galeri

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar