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Remolacha azucarera
276 Beta vulgaris L.jpg
Remolacha azucarera, ilustración de raíces, hojas y patrones de floración
EspeciesBeta vulgaris
SubespecieBeta vulgaris subsp. vulgaris
Grupo de cultivaresGrupo Altissima
OrigenSilesia , mediados del siglo XVIII

Una remolacha azucarera es una planta cuya raíz contiene una alta concentración de sacarosa y que se cultiva comercialmente para la producción de azúcar . En el fitomejoramiento se le conoce como el grupo de cultivares Altissima de la remolacha común ( Beta vulgaris ). [1] Junto con otros cultivares de remolacha, como la remolacha y la acelga , pertenece a la subespecie Beta vulgaris subsp. vulgaris. Su pariente silvestre más cercano es la remolacha marina ( Beta vulgaris subsp. Maritima ). [2]

En 2013, Rusia, Francia, Estados Unidos, Alemania y Turquía fueron los cinco mayores productores de remolacha azucarera del mundo. [3] En 2010-2011, América del Norte y Europa no produjeron suficiente azúcar a partir de la remolacha azucarera para satisfacer la demanda general de azúcar y todos fueron importadores netos de azúcar. [4] Estados Unidos cosechó 1.004.600 acres (406.547 ha) de remolacha azucarera en 2008. [5] En 2009, la remolacha azucarera representó el 20% de la producción mundial de azúcar. [6]

Descripción [ editar ]

La remolacha azucarera tiene una raíz cónica, blanca y carnosa (una raíz principal ) con una corona plana. La planta consta de la raíz y una roseta de hojas. El azúcar se forma por fotosíntesis en las hojas y luego se almacena en la raíz.

La raíz de la remolacha contiene 75% de agua, aproximadamente 20% de azúcar y 5% de pulpa . [7] El contenido exacto de azúcar puede variar entre el 12% y el 21% de azúcar, según el cultivo y las condiciones de crecimiento. El azúcar es el valor principal de la remolacha azucarera como cultivo comercial . La pulpa, insoluble en agua y compuesta principalmente por celulosa , hemicelulosa, lignina y pectina , se utiliza en la alimentación animal. Los subproductos del cultivo de la remolacha azucarera, como la pulpa y la melaza , agregan otro 10% al valor de la cosecha. [6]

La remolacha azucarera crece exclusivamente en la zona templada , en contraste con la caña de azúcar , que crece exclusivamente en las zonas tropicales y subtropicales. El peso medio de una remolacha azucarera oscila entre 0,5 y 1 kg (1,1 y 2,2 libras). El follaje de la remolacha azucarera tiene un color verde intenso y brillante y crece hasta una altura de unos 35 cm (14 pulgadas). Las hojas son numerosas y anchas y crecen en un mechón desde la corona de la remolacha, que generalmente está a nivel o justo por encima de la superficie del suelo. [8]

Historia [ editar ]

Artículo principal: Beta vulgaris

La remolacha azucarera moderna se remonta a la Silesia de mediados del siglo XVIII, donde Federico el Grande , rey de Prusia , subvencionó experimentos destinados a procesos de extracción de azúcar. [9] [10] En 1747, Andreas Marggraf aisló el azúcar de las remolachas y las encontró en concentraciones de 1,3 a 1,6%. [11] También demostró que el azúcar que se podía extraer de la remolacha era idéntico al que se producía con la caña. [10] Su alumno, Franz Karl Achard , evaluó 23 variedades de mangelwurzel en cuanto al contenido de azúcar y seleccionó una cepa local de Halberstadt en la actual Sajonia-Anhalt., Alemania. Moritz Baron von Koppy y su hijo seleccionaron de esta variedad para tubérculos cónicos blancos. [11] La selección se denominó weiße schlesische Zuckerrübe , que significa remolacha azucarera blanca de Silesia, y contaba con un contenido de azúcar del 6%. [9] [11] Esta selección es la progenitora de todas las remolachas azucareras modernas. [11]

Un decreto real condujo a la apertura de la primera fábrica dedicada a la extracción de azúcar de remolacha en Kunern , Silesia (ahora Konary, Polonia ) en 1801. La remolacha azucarera de Silesia pronto se introdujo en Francia , donde Napoleón abrió escuelas específicamente para estudiar la planta. También ordenó que se dedicaran 28.000 hectáreas (69.000 acres) al cultivo de la nueva remolacha azucarera. [9] Esto fue en respuesta a los bloqueos británicos de azúcar de caña durante las Guerras Napoleónicas , que finalmente estimularon el rápido crecimiento de la industria europea de la remolacha azucarera. [9] [10]Para 1840, aproximadamente el 5% del azúcar del mundo se derivaba de la remolacha azucarera, y para 1880, este número se había multiplicado por más de diez a más del 50%. [9] La remolacha azucarera se introdujo en América del Norte después de 1830, y la primera producción comercial comenzó en 1879 en una granja en Alvarado, California . [10] [11] La remolacha azucarera también fue introducida en Chile por colonos alemanes alrededor de 1850. [11]

Un genetista evalúa plantas de remolacha azucarera, resistentes a la enfermedad fúngica Rhizoctonia root rot, para la fertilidad del polen (Estados Unidos, c. 2013)

Creación [ editar ]

"La raíz de remolacha, al hervir, produce un jugo similar al jarabe de azúcar, que es hermoso a la vista por su color bermellón" [12] (1575). [13] Esto fue escrito por el científico del siglo XVI, Olivier de Serres , quien descubrió un proceso para preparar jarabe de azúcar a partir de la remolacha roja común. Sin embargo, debido a que el azúcar de caña cristalizado ya estaba disponible y proporcionaba un mejor sabor, este proceso nunca tuvo éxito. Esta historia caracteriza la historia de la remolacha azucarera. La competencia entre el azúcar de remolacha y la caña de azúcar por el control del mercado del azúcar se desarrolla desde la primera extracción de un jarabe de azúcar de una remolacha hasta la actualidad.

El uso de la remolacha azucarera para la extracción de azúcar cristalizado data de 1747, cuando Andreas Sigismund Marggraf, profesor de física en la Academia de Ciencias de Berlín, descubrió la existencia de un azúcar en las hortalizas similar en sus propiedades al obtenido de la caña de azúcar. Encontró que la mejor de estas fuentes vegetales para la extracción de azúcar era la remolacha blanca. [14] A pesar del éxito de Marggraf en aislar el azúcar puro de la remolacha, su fabricación comercial para el azúcar no despegó hasta principios del siglo XIX. El alumno y sucesor de Marggraf, Franz Karl Achardcomenzó a criar de forma selectiva remolacha azucarera a partir de la remolacha forrajera 'White Silesian' en 1784. A principios del siglo XIX, su remolacha tenía aproximadamente un 5-6% de sacarosa en peso (seco), en comparación con alrededor del 20% en las variedades modernas. Bajo el patrocinio de Federico Guillermo III de Prusia , abrió la primera fábrica de azúcar de remolacha del mundo en 1801, en Cunern (polaco: Konary) en Silesia. [8]

Francia [ editar ]

Molino francés de remolacha azucarera en funcionamiento en la década de 1840

El trabajo de Achard pronto atrajo la atención de Napoleón Bonaparte , quien nombró una comisión de científicos para ir a Silesia a investigar la fábrica de Achard. A su regreso, se construyeron dos pequeñas fábricas cerca de París. Aunque estas fábricas no fueron del todo un éxito, los resultados obtenidos interesaron mucho a Napoleón. Así, cuando dos hechos, el bloqueo de Europa por parte de la Royal Navy británica y la Revolución Haitiana , hicieron insostenible la importación de azúcar de caña, Napoleón aprovechó la oportunidad que le ofrecía el azúcar de remolacha para abordar la escasez. En 1811, Napoleón emitió un decreto por el que se asignaba un millón de francos.para el establecimiento de escuelas azucareras y para obligar a los agricultores a plantar una gran superficie de remolacha azucarera el año siguiente. También prohibió la importación adicional de azúcar del Caribe a partir de 1813. [15]

El número de ingenios aumentó considerablemente durante las décadas de 1820 y 1830, alcanzando un pico de 543 en 1837. El número se redujo a 382 en 1842, produciendo alrededor de 22,5 millones de kg de azúcar durante ese año. [dieciséis]

Europa occidental [ editar ]

Como resultado de los avances franceses en la producción y el procesamiento de la remolacha azucarera realizados durante las guerras napoleónicas , la industria del azúcar de remolacha en Europa se desarrolló rápidamente. Un nuevo impuesto recaudado en Alemania en 1810 impulsó la experimentación para aumentar el contenido de azúcar de la remolacha. Esto se debió a que el impuesto determinaba el valor de la cosecha de remolacha azucarera en función del peso sin procesar de la remolacha azucarera en lugar del azúcar refinado que se producía a partir de ella. [15] [17] En 1812, el francés Jean-Baptiste Quéruel , que trabajaba para el industrial Benjamin Delessert, ideó un proceso de extracción de azúcar apto para aplicación industrial. En 1837, Francia se había convertido en el mayor productor de remolacha azucarera del mundo, una posición que siguió ocupando en el mundo incluso en 2010. En 1837, 542 fábricas en Francia producían 35.000 toneladas de azúcar. Sin embargo, en 1880, Alemania se convirtió en el mayor productor de azúcar de remolacha azucarera del mundo, ya que las fábricas alemanas procesaban la mayor parte de la remolacha azucarera cultivada en el este de Francia. [8]

En la década de 1850, la producción de remolacha azucarera había llegado a Rusia y Ucrania. Esto fue posible gracias a la protección de la industria de la remolacha azucarera mediante recompensas o subsidios pagados a los productores de azúcar de remolacha por la exportación de su azúcar por sus respectivos gobiernos. [15] [18] La protección proporcionada a la industria de la remolacha azucarera por estas recompensas causó un daño drástico a la industria del azúcar de caña y su control en el mercado británico del azúcar. El resultado fue una reducción en la producción de azúcar de caña, melaza y ron hasta 1915. [15] [19]Durante la Primera Guerra Mundial, el conflicto generalizado destruyó grandes extensiones de tierra que habían servido a los productores de remolacha azucarera y reutilizó gran parte de la tierra restante de remolacha azucarera para la producción de granos. Esto resultó en una escasez que revivió la contracción de la industria del azúcar de caña. [15]

Estados Unidos [ editar ]

Ver también: industria azucarera de los Estados Unidos

Los abolicionistas de Nueva Inglaterra llevaron a cabo los primeros intentos de cultivo de la remolacha azucarera . La "Beet Sugar Society of Philadelphia" se fundó en 1836 y promovió el azúcar de remolacha de producción casera como alternativa al azúcar de caña de producción esclava de las Indias Occidentales o al azúcar importado de Asia (llamado "azúcar libre" porque se cultivaba sin usar esclavitud), pero sabía "horrible". [20] Este movimiento fracasó, quizás principalmente debido a la impopularidad de los abolicionistas en ese momento, al menos hasta la Guerra Civil, cuando estas asociaciones se volvieron irrelevantes y solo quedó la viabilidad económica de la industria. [20]

En la década de 1850 se hizo un intento en Utah por la Iglesia SUD participada Deseret Manufacturing Company para crecer y proceso de la remolacha azucarera, que fracasó por varias razones. Primero, las semillas de remolacha que importaban de Francia no podían producir mucha azúcar en el suelo muy salinizado de Utah. En segundo lugar, el costo de importar la semilla de remolacha de Francia consumió cualquier posibilidad de lucro. Finalmente, ninguna de las personas que dirigían la fábrica sabía cómo utilizar correctamente los productos químicos para separar el azúcar de la pulpa de remolacha. [21]

La primera fábrica de remolacha azucarera exitosa fue construida por EH Dyer en Alvarado, California (ahora Union City ), en 1870, pero no fue rentable hasta 1879. La fábrica sobrevivió gracias a los subsidios, ya que el estigma abolicionista que había frenado el desarrollo de una industria azucarera. La industria de la remolacha se había borrado con la Guerra Civil. [20] [21] [22] Después de este primer éxito en Alvarado, la industria de la remolacha azucarera se expandió rápidamente. La investigación realizada por Rachel Lloyd en la Universidad de Nebraska a fines de la década de 1880 resultó en un gran aumento de la producción en el estado de Nebraska. En 1889, Arthur Stayner y otros pudieron convencer a los líderes de la Iglesia SUD de que apoyaran un segundo intento, lo que llevó a laCompañía azucarera de Utah-Idaho . [23] [24]

La inversión de capital en las fábricas exigía un suministro adecuado de remolacha azucarera. En el centro de Colorado [25] y el oeste de Nebraska, esto fue proporcionado sustancialmente por alemanes de Rusia que ya eran expertos en el cultivo de remolacha azucarera cuando emigraron en grandes cantidades alrededor de 1890-1905. [26] [27]

En 1914, la industria de la remolacha azucarera en los EE. UU. Igualó la producción de sus contrapartes europeas. Los mayores productores de azúcar de remolacha en los EE. UU. Fueron California, Utah y Nebraska hasta el estallido de la Segunda Guerra Mundial. [22] [28] En California, los estadounidenses de origen japonés eran un componente importante en la agricultura y la producción. Cuando fueron internados durante la Segunda Guerra Mundial, la producción de azúcar de remolacha de California se estancó y se trasladó en gran medida a estados del interior como Idaho, Montana, Dakota del Norte y Utah. En muchas de las regiones donde se iniciaron nuevas granjas de remolacha azucarera durante la guerra, los agricultores no estaban familiarizados con el cultivo de azúcar de remolacha, por lo que contrataron a trabajadores japoneses-estadounidenses de campos de internamiento que estaban familiarizados con la producción de remolacha azucarera para trabajar en las granjas.[29]

La remolacha azucarera se cultiva en 11 estados y representa el 55% de la producción de azúcar de EE. UU. [30] en comparación con la caña de azúcar, que se cultiva en tres estados más el territorio estadounidense de Puerto Rico , [31] [32] que representa el 45% de la producción de azúcar de EE. UU. producción de azúcar.

Reino Unido [ editar ]

La remolacha azucarera no se cultivó a gran escala en el Reino Unido hasta mediados de la década de 1920, cuando se construyeron 17 fábricas de procesamiento, luego de la escasez de azúcar de caña importada durante la guerra. Antes de la Primera Guerra Mundial, con su vasto imperio, el Reino Unido simplemente importaba el azúcar del mercado más barato. Sin embargo, la Primera Guerra Mundial había creado una escasez de azúcar, lo que provocó el desarrollo de la producción nacional. La primera fábrica de procesamiento de remolacha azucarera se construyó en Lavenham en Suffolken 1860, pero fracasó después de algunos años sin el apoyo del gobierno que recibieron sus contrapartes en el continente. A finales del siglo, la producción de azúcar había cesado y la fábrica se reconvirtió como almacén de pelo de caballo y esteras. Fue totalmente destruido por un incendio en 1905 y hoy no queda rastro. Los holandeses construyeron la primera fábrica exitosa en Cantley en Norfolk en 1912, y tuvo un éxito moderado ya que, debido a su respaldo holandés, recibió recompensas holandesas. [15]

La semilla de remolacha azucarera de Francia se incluyó en los catálogos anuales de Gartons Agricultural Plant Breeders desde el inicio de esa empresa en 1898 hasta que se introdujo la primera de sus propias variedades en 1909. En 1915, se formó la British Sugar Beet Society para crear un ejemplo de industria nacional de remolacha azucarera con el fin de obtener financiamiento público. Doce años después, en 1927, lo consiguieron. La industria de la remolacha azucarera en el Reino Unido fue finalmente subvencionada, proporcionando estabilidad a la rama de producción nacional que había experimentado cambios volátiles en las ganancias y pérdidas en los años desde 1915. [15]

Rusia [ editar ]

Las referencias a la fabricación de azúcar de remolacha en Rusia se remontan a 1802. Jacob Esipov ha construido una primera fábrica comercial rusa que produce azúcar de remolacha en la provincia de Tula. [33] [34]

Durante el período soviético, se hicieron algunos avances particularmente impresionantes en el desarrollo de semillas, de los cuales el más útil fue el desarrollo de remolacha azucarera resistente a las heladas, ampliando aún más la gama de cultivo de la remolacha azucarera. [35]

Cultura [ editar ]

Una granja de remolacha azucarera en Suiza
Producción mundial de remolacha azucarera

La remolacha azucarera, como la caña de azúcar , necesita un suelo peculiar y un clima adecuado para su cultivo exitoso. El requisito más importante es que el suelo debe contener una gran cantidad de nutrientes, ser rico en humus y poder contener una gran cantidad de humedad. Una cierta cantidad de álcali no es necesariamente perjudicial, ya que la remolacha azucarera no es especialmente susceptible a daño por algún álcali. El suelo debe estar bastante nivelado y bien drenado, especialmente donde se practica el riego . [8]

Se pueden cultivar cosechas generosas tanto en suelos arenosos como francos pesados , pero el suelo ideal es un suelo franco arenoso, es decir, una mezcla de materia orgánica, arcilla y arena. Un subsuelo de grava, o la presencia de una capa dura, no es deseable, ya que el cultivo a una profundidad de 12 a 15 pulgadas (30,5 a 38,1 cm) es necesario para producir los mejores resultados.

Las condiciones climáticas, la temperatura, el sol, las precipitaciones y los vientos influyen de manera importante en el éxito de la agricultura de la remolacha azucarera. Una temperatura que varía de 15 a 21 ° C (59.0 a 69.8 ° F) durante los meses de crecimiento es la más favorable. En ausencia de un riego adecuado, se necesitan 460 mm (18,1 pulgadas) de lluvia para obtener una cosecha promedio. Los fuertes vientos son dañinos, ya que generalmente hacen costra en la tierra e impiden que las remolachas jóvenes atraviesen el suelo. Los mejores resultados se obtienen a lo largo de la costa del sur de California, donde los días cálidos y soleados, seguidos de noches frías y brumosas, parecen cumplir con las condiciones de crecimiento favoritas de la remolacha azucarera. La insolación de larga duración pero no de gran intensidad es el factor más importante para el éxito del cultivo de la remolacha azucarera. Cerca del ecuador,los días más cortos y el mayor calor del sol reducen drásticamente el contenido de azúcar en la remolacha.[8]

En regiones de gran altitud como las de Idaho, Colorado y Utah, donde la temperatura es alta durante el día, pero donde las noches son frescas, la calidad de la remolacha azucarera es excelente. En Michigan , los largos días de verano de la latitud relativamente alta (la península inferior , donde se concentra la producción, se encuentra entre los paralelos 41 y 46 norte) y la influencia de los Grandes Lagos dan como resultado condiciones climáticas satisfactorias para el cultivo de la remolacha azucarera. Sebewaing, Michigan se encuentra en la región Thumb de Michigan; tanto la región como el estado son importantes productores de remolacha azucarera. Sebewaing es el hogar de una de las tres fábricas de Michigan Sugar Company . La ciudad patrocina un Festival del Azúcar de Michigan anual.[36] [ fuente no confiable? ]

Para cultivar remolacha con éxito, la tierra debe estar debidamente preparada. El arado profundo es el primer principio del cultivo de la remolacha. Permite que las raíces penetren en el subsuelo sin mucha obstrucción, evitando así que la remolacha crezca del suelo, además de permitirle extraer una considerable nutrición y humedad del suelo inferior. Si este último es demasiado duro, las raíces no lo penetrarán fácilmente y, como resultado, la planta será empujada hacia arriba y fuera de la tierra durante el proceso de crecimiento. Un subsuelo duro es impermeable al agua e impide un drenaje adecuado. Sin embargo, no debe estar demasiado suelto, ya que esto permite que el agua pase más libremente de lo deseable. Idealmente, el suelo debe ser profundo, bastante fino y fácilmente penetrable por las raíces.También debe ser capaz de retener la humedad y al mismo tiempo admitir una libre circulación de aire y un buen drenaje. Los cultivos de remolacha azucarera agotan el suelo rápidamente. Se recomienda y es necesaria la rotación de cultivos. Normalmente, la remolacha se cultiva en el mismo terreno cada tres años, mientras que los otros dos años se cultivan guisantes, frijoles o granos.[8]

Una cosecha de remolacha azucarera en curso, Alemania

En la mayoría de los climas templados, la remolacha se planta en primavera y se cosecha en otoño. En el extremo norte de su área de distribución, las temporadas de cultivo tan cortas como 100 días pueden producir cultivos de remolacha azucarera comercialmente viables. En climas más cálidos, como en California 's Valle Imperial , la remolacha azucarera son un cultivo de invierno, plantado en el otoño y se cosecha en primavera. En los últimos años, Syngenta ha desarrollado la denominada remolacha azucarera tropical. Permite que la planta crezca en regiones tropicales y subtropicales. Las remolachas se plantan a partir de una pequeña semilla; 1 kg (2.2 lb) de semilla de remolacha comprende 100,000 semillas y se plantará en una hectárea (2.5 acres) de tierra (una libra o 0.45 kilogramos se plantará alrededor de un acre o 0.40 hectáreas.

Hasta la segunda mitad del siglo XX, la producción de remolacha azucarera requería mucha mano de obra, ya que el control de las malezas se gestionaba mediante la siembra densa del cultivo, que luego tenía que ralearse manualmente dos o tres veces con un azadón durante la temporada de crecimiento. La cosecha también requirió muchos trabajadores. Aunque las raíces podían levantarse con un dispositivo similar a un arado que podía ser tirado por un equipo de caballos, el resto de la preparación se hacía a mano. Un trabajador agarró las remolachas por sus hojas, las golpeó juntas para sacudir la tierra suelta y luego las colocó en una fila, con la raíz a un lado y las verduras al otro. Un segundo trabajador equipado con un gancho de remolacha (una herramienta de mango corto entre un garfio y una hoz) seguía detrás, y levantaba la remolacha y cortaba rápidamente la corona y las hojas de la raíz con una sola acción. Trabajando de esta manera, dejaría una hilera de remolachas que podrían bifurcarse en la parte trasera de un carro .

Hoy en día, la siembra mecánica, la aplicación de herbicidas para el control de malezas y la cosecha mecánica han desplazado esta dependencia del trabajo agrícola manual. Un batidor de raíces usa una serie de cuchillas para cortar la hoja y la corona (que tiene un alto contenido de impurezas no azucaradas) de la raíz. La cosechadora de remolacha levanta la raíz y elimina el exceso de tierra de la raíz en una sola pasada sobre el campo. Una cosechadora moderna normalmente puede cubrir seis hileras al mismo tiempo. Las remolachas se vierten en camiones a medida que la cosechadora rueda por el campo y luego se entregan a la fábrica. Luego, el transportador elimina más tierra.

Si las remolachas se van a dejar para una entrega posterior, se les da forma de abrazaderas . Los fardos de paja se utilizan para proteger las remolachas de la intemperie. Siempre que la abrazadera esté bien construida con la cantidad adecuada de ventilación, las remolachas no se deterioran significativamente. Las remolachas que se congelan y luego se descongelan producen carbohidratos complejos que causan graves problemas de producción en la fábrica. En el Reino Unido, las cargas pueden examinarse manualmente en la puerta de la fábrica antes de ser aceptadas.

En los EE. UU., La cosecha de otoño comienza con la primera helada fuerte, que detiene la fotosíntesis y el crecimiento posterior de la raíz. Dependiendo del clima local, puede llevarse a cabo en el transcurso de algunas semanas o prolongarse durante los meses de invierno. La cosecha y el procesamiento de la remolacha se conocen como "la campaña", lo que refleja la organización necesaria para entregar la cosecha a un ritmo constante a las fábricas de procesamiento que funcionan las 24 horas del día durante la cosecha y el procesamiento (para el Reino Unido, la campaña dura unos cinco meses). En los Países Bajos, este período se conoce como de bietencampagne , un momento para tener cuidado al conducir por las carreteras locales de la zona mientras se cultivan las remolachas, porque la arcilla naturalmente alta El contenido del suelo tiende a causar carreteras resbaladizas cuando el suelo se cae de los remolques durante el transporte.

Estadísticas de producción [ editar ]

Diez principales productores de remolacha azucarera, 2018 (FAO) [3]
RangoPaísProducción
(millones de toneladas)
1 Rusia42,0
2 Francia39,5
3 Estados Unidos30,0
4 Alemania26,9
5 pavo18,9
6 Polonia14.3
7 Ucrania13,9
8 porcelana13,9
9 Egipto11,2
10 Reino Unido7,6
TotalMundo274,8
Producción de remolacha azucarera en 2009

El mundo cosechó 250.191.362 toneladas métricas (246.200.000 toneladas largas; 275.800.000 toneladas cortas) de remolacha azucarera en 2013. El mayor productor mundial fue Estados Unidos , con una cosecha de 39.321.161 toneladas métricas (38.700.000 toneladas largas; 43.300.000 toneladas cortas). [3] El rendimiento medio de los cultivos de remolacha azucarera en todo el mundo fue de 58,2 toneladas por hectárea .

Las fincas de remolacha azucarera más productivas del mundo, en 2010, estaban en Chile , con un rendimiento promedio a nivel nacional de 87,3 toneladas por hectárea. [37]

Los agricultores de Imperial Valley (California) han logrado rendimientos de alrededor de 160 toneladas por hectárea y más de 26 toneladas de azúcar por hectárea. Las granjas del Valle Imperial se benefician de la alta intensidad de la luz solar incidente y del uso intensivo de riego y fertilizantes. [38] [39]

La industria azucarera en la UE estuvo bajo presión burocrática en 2006 y finalmente resultó en la pérdida de 20.000 puestos de trabajo, aunque se descubrió que muchas fábricas, como se detalla en una auditoría de la UE posterior de 2010, se cerraron por error, ya que eran rentables sin el gobierno. intervención. [40] Europa occidental y Europa oriental no produjeron suficiente azúcar a partir de la remolacha azucarera para satisfacer la demanda general de azúcar en 2010-2011, y fueron importadores netos de azúcar. [4]

Procesando [ editar ]

En 1935, los insumos necesarios para procesar 1 tonelada corta (2.000,00 libras; 907,18 kg) de remolacha en azúcar se describieron a continuación: [41]

  • 80 libras (36 kg) de piedra caliza
  • 250 libras (110 kg) de coque (para convertir piedra caliza en cal viva )
  • 2.500 galones estadounidenses (9.500 l; 2.100 gal imp.) De agua

Recepción [ editar ]

Una vez recolectadas, las remolachas generalmente se transportan a una fábrica. En el Reino Unido, las remolachas son transportadas por un transportista, o por un tractor y un remolque por los agricultores locales. Ya no se utilizan los ferrocarriles ni los barcos. Algunas remolachas se transportaron por ferrocarril en la República de Irlanda , hasta el cierre completo de la producción de remolacha azucarera irlandesa en 2006.

Cada carga se pesa y se toma una muestra antes de que se vuelque en el área de recepción, generalmente una plataforma de concreto plana, donde se mueve en grandes montones. Se comprueba la muestra de remolacha

  • tara del suelo: la cantidad de no remolacha entregada
  • tara de corona: la cantidad de remolacha baja en azúcar entregada
  • contenido de azúcar ( "pol" ) - cantidad de sacarosa en el cultivo
  • contenido de nitrógeno: para recomendar al agricultor el uso futuro de fertilizantes.

A partir de estos elementos, se calcula el contenido real de azúcar de la carga y se determina el pago del productor.

La remolacha se mueve de los montones a un canal central o barranco, donde se lava hacia la planta de procesamiento.

Difusión [ editar ]

Cossettes de remolacha azucarera secos

Después de la recepción en la planta de procesamiento, las raíces de remolacha se lavan, se cortan mecánicamente en tiras delgadas llamadas cossettes y se pasan a una máquina llamada difusor para extraer el contenido de azúcar en una solución de agua, un proceso conocido como lixiviación .

Los difusores son recipientes largos de muchos metros en los que las rodajas de remolacha van en una dirección mientras que el agua caliente va en la dirección opuesta. El movimiento puede ser causado por un tornillo giratorio o por toda la unidad giratoria, y el agua y los cossettes se mueven a través de cámaras internas. Los tres diseños comunes de difusor son el 'RT' giratorio horizontal ( Raffinerie Tirlemontoise , fabricante), el tornillo inclinado 'DDS' ( De Danske Sukkerfabrikker ) o el tornillo vertical "Tower". Las modernas plantas de extracción de torre tienen una capacidad de procesamiento de hasta 17.000 toneladas métricas (16.700 toneladas largas ; 18.700 toneladas cortas ) por día. [42]Un diseño menos común utiliza una banda móvil de cossettes, con agua bombeada a la parte superior de la banda y vertida a través de ella. En todos los casos, los caudales de cossettes y agua están en una proporción de uno a dos. Por lo general, los cossettes tardan unos 90 minutos en pasar a través del difusor, el agua solo 45 minutos. Estos métodos de intercambio en contracorriente extraen más azúcar de las cosetas usando menos agua que si simplemente se sentaran en un tanque de agua caliente. El líquido que sale del difusor se llama jugo crudo . El color del jugo crudo varía de negro a rojo oscuro dependiendo de la cantidad de oxidación, que a su vez depende del diseño del difusor.

Los cosetes usados, o pulpa , salen del difusor con aproximadamente un 95% de humedad, pero con un contenido bajo de sacarosa. Usando prensas de tornillo , la pulpa húmeda se presiona hasta un 75% de humedad. Esto recupera sacarosa adicional en el líquido extraído de la pulpa y reduce la energía necesaria para secar la pulpa. La pulpa prensada se seca y se vende como alimento para animales, mientras que el líquido extraído de la pulpa se combina con el jugo crudo o, más a menudo, se introduce en el difusor en el punto apropiado del proceso en contracorriente. El subproducto final, la vinaza , se utiliza como fertilizante o sustrato de crecimiento para cultivos de levadura.

Durante la difusión, una parte de la sacarosa se descompone en azúcares invertidos . Estos pueden sufrir una mayor descomposición en ácidos. Estos productos de degradación no solo son pérdidas de sacarosa, sino que también tienen efectos colaterales que reducen la producción final de azúcar procesada de la fábrica. Para limitar la acción bacteriana (termofílica), el agua de alimentación puede dosificarse con formaldehído y también se practica el control del pH del agua de alimentación . Se han realizado intentos de operar la difusión en condiciones alcalinas, pero el proceso ha demostrado ser problemático. La extracción mejorada de sacarosa en el difusor se compensa con problemas de procesamiento en las siguientes etapas.

Carbonatación [ editar ]

Una cosechadora de remolacha

La carbonatación es un procedimiento que elimina las impurezas del jugo crudo antes de que se cristalice. [43] Primero, el jugo se mezcla con leche de lima caliente (una suspensión de hidróxido de calcio en agua). Este tratamiento precipita una serie de impurezas, incluidos aniones multivalentes como sulfato , fosfato , citrato y oxalato , que precipitan como sus sales de calcio y grandes moléculas orgánicas como proteínas , saponinas y pectinas , que se agregan en presencia de cationes multivalentes.. Además, las condiciones alcalinas convierten los azúcares simples, glucosa y fructosa , junto con el aminoácido glutamina , en ácidos carboxílicos químicamente estables . Si no se tratan, estos azúcares y aminas eventualmente frustrarían la cristalización de la sacarosa.

A continuación, se burbujea dióxido de carbono a través de la solución de azúcar alcalina, precipitando la cal en forma de carbonato de calcio ( tiza ). Las partículas de tiza atrapan algunas impurezas y absorben otras. Un proceso de reciclaje aumenta el tamaño de las partículas de tiza y se produce una floculación natural donde las partículas pesadas se depositan en tanques (clarificadores). Una adición final de más dióxido de carbono precipita más calcio de la solución; esto se filtra, dejando una solución de azúcar morena clara dorada más limpia llamada jugo diluido .

Antes de entrar en la siguiente etapa, el jugo diluido puede recibir carbonato de sodio para modificar el pH y la sulfitación con un compuesto a base de azufre para reducir la formación de color debido a la descomposición de los monosacáridos bajo el calor.

Evaporación [ editar ]

Una granja de remolacha azucarera en Bélgica: más allá del campo está la fábrica de azúcar.
Una refinería de azúcar en Allscott en Shropshire , Inglaterra

El jugo diluido se concentra por evaporación de efecto múltiple para hacer un jugo espeso , aproximadamente un 60% de sacarosa en peso y similar en apariencia al jarabe para panqueques . El jugo espeso se puede almacenar en tanques para su posterior procesamiento, reduciendo la carga en la planta de cristalización.

Cristalización [ editar ]

Se alimenta jugo espeso a los cristalizadores. El azúcar reciclado se disuelve en él y el jarabe resultante se llama licor madre . El licor se concentra aún más hirviéndolo al vacío en recipientes grandes (los llamados recipientes al vacío) y se siembra con finos cristales de azúcar. Estos cristales crecen a medida que se forma el azúcar de las aguas madres a su alrededor. La mezcla de cristal de azúcar y el jarabe resultante se denomina masa cocida , de "masa cocida" en francés . La masa cocida se pasa a una centrífuga., donde el jarabe High Green se extrae de la masa cocida por fuerza centrífuga. Después de un tiempo predeterminado, se rocía agua en la centrífuga a través de una barra rociadora para lavar los cristales de azúcar que producen jarabe Low Green. Luego, la centrífuga gira a una velocidad muy alta para secar parcialmente los cristales. Luego, la máquina desacelera y se despliega un brazo en forma de arado que extrae el azúcar de los lados de la centrífuga de arriba a abajo y lo lleva a una planta transportadora que se encuentra debajo, donde se transporta a un granulador giratorio donde se seca con aire caliente. .

El jarabe de alto contenido verde se alimenta a una cacerola de vacío de azúcar en bruto a partir de la cual se produce un segundo lote de azúcar. Este azúcar ("crudo") es de menor calidad con más color e impurezas, y es la fuente principal del azúcar disuelto nuevamente en el licor madre. El jarabe del crudo (jarabe verde bajo) se hierve durante mucho tiempo en recipientes AP y se envía a fluir lentamente alrededor de una serie de aproximadamente ocho cristalizadores. A partir de esto, se produce un cristal de azúcar de muy baja calidad (conocido en algunos sistemas como "azúcar AP") que también se redisuelve. El jarabe separado es melaza , que todavía contiene azúcar, pero contiene demasiadas impurezas para someterse a un procesamiento adicional de manera económica. La melaza se almacena en el lugar y se agrega a la pulpa de remolacha seca para hacer alimento para animales, se vende en camiones cisterna a granel, se fermenta en alcohol o se procesa posteriormente.[26]

Recuperación de melaza [ editar ]

Dado que la melaza todavía contenía azúcar, era ventajoso recuperarla. El proceso Steffen se utilizó para recuperar algunos, por lo que las fábricas avanzadas tenían una "casa Steffen" al lado de la planta. Durante la Primera Guerra Mundial, cuando la potasa importada de fuentes europeas no estaba disponible en los Estados Unidos, las "aguas residuales de Steffen" proporcionaron una buena fuente, lo que condujo a un flujo de ingresos rentable para una fábrica. La necesidad desapareció inmediatamente después de la guerra. En la década de 1950, la fermentación industrial avanzó para producir glutamato monosódico (MSG), previamente producido en Japón mediante el costoso proceso de racemización . Melaza de azúcar de remolacha,con una corynebacterium (especialmente corynebacterium glutamicum ) y combinado concomo resultado, la penicilina o un surfactante para bloquear la biotina produjo MSG, que efectivamente produjo grandes ganancias de lo que antes era un desperdicio. [26] [44]

Otros usos [ editar ]

Tuzemák , una marca de alcohol a base de remolacha azucarera de la República Checa, es de color rojo dorado.
Bebidas

En varios países, especialmente en la República Checa y Eslovaquia , el azúcar de remolacha se usa para hacer un aguardiente destilado parecido al ron llamado Tuzemak . En las islas Åland , se elabora una bebida similar con la marca Kobba Libre . En algunos países europeos, especialmente en la República Checa y Alemania, el azúcar de remolacha también se usa para hacer aguardiente rectificado y vodka .

Un jarabe azucarado sin refinar se produce directamente de la remolacha azucarera. Este jarabe espeso y oscuro se produce cocinando remolacha azucarera rallada durante varias horas, luego presionando el puré resultante y concentrando el jugo producido hasta que tenga una consistencia similar a la de la miel y en la República Checa, el azúcar de remolacha se usa para hacer un ron. -como aguardiente destilado que todos los checos conocen como su ron, una bebida alcohólica llamada Tuzemák, antes llamada Tuzemský rum (inglés: ron nacional). [45]

Jarabe de remolacha azucarera
Melaza de remolacha azucarera en Francia, utilizada como suplemento de forraje para ganado

Se puede producir un jarabe azucarado sin refinar directamente a partir de la remolacha azucarera. Este jarabe espeso y oscuro se obtiene cocinando remolacha azucarera rallada durante varias horas, luego presionando el puré resultante y concentrando el jugo producido hasta que tenga una consistencia similar a la de la miel . No se utilizan otros ingredientes. En Alemania, particularmente en la zona de Renania , este jarabe de remolacha azucarera (llamado Zuckerrüben-Sirup o Zapp en alemán) se usa como untable para sándwiches, así como para endulzar salsas, pasteles y postres.

Comercialmente, si el jarabe tiene una equivalencia de dextrosa (DE) superior a 30, el producto debe hidrolizarse y convertirse en un jarabe con alto contenido de fructosa, como el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa o el jarabe de isoglucosa en la UE.

Muchas autoridades viales de América del Norte utilizan melaza de remolacha azucarada como productos de deshielo o antihielo en las operaciones de control de invierno. La melaza se puede usar directamente, [46] combinada con cloruros líquidos y aplicarse a las superficies de las carreteras, o se puede usar para tratar la sal esparcida en las carreteras. [47] La melaza puede ser más ventajosa que la sal para carreteras sola porque reduce la corrosión y baja el punto de congelación de la mezcla de sal y salmuera, por lo que los descongeladores siguen siendo efectivos a temperaturas más bajas. [46] Agregar el líquido a la sal de roca también reduce el rebote y la dispersión de la sal de roca, manteniéndola donde se necesita y reduce el tiempo de activación de la sal para comenzar el proceso de fusión. [47]

Betaína

La betaína se puede aislar de los subproductos del procesamiento de la remolacha azucarera. La producción se realiza principalmente mediante separación cromatográfica , utilizando técnicas como el "lecho móvil simulado".

Uridina

La uridina se puede aislar de la remolacha azucarera.

Combustible alternativo

BP y Associated British Foods planean utilizar los excedentes agrícolas de remolacha azucarera para producir biobutanol en East Anglia en el Reino Unido .

La relación materia prima-rendimiento para la remolacha azucarera es 56: 9. Por tanto, se necesitan 6,22 kg de remolacha azucarera para producir 1 kg de etanol (aproximadamente 1,27 la temperatura ambiente).

Agricultura [ editar ]

Cultivo de remolacha azucarera mediante el método de cultivo de presa. Utilizado en Rusia, Alemania, Francia, Ucrania, Turquía, China, Polonia y, a veces, Egipto

La remolacha azucarera es una parte importante del ciclo de rotación de cultivos .

Las plantas de remolacha azucarera son susceptibles a la rizomanía ("locura de las raíces"), que convierte la raíz bulbosa en muchas raíces pequeñas, lo que hace que el cultivo no sea económicamente procesable. Se aplican controles estrictos en los países europeos para evitar la propagación, pero ya está presente en algunas áreas. También es susceptible tanto al virus del enrollamiento de la hoja de la remolacha , que causa arrugas y atrofia de las hojas como al virus del amarilleo de la remolacha .

La investigación continua busca variedades con resistencia, así como un mayor rendimiento de azúcar. La investigación sobre el mejoramiento de la remolacha azucarera en los Estados Unidos se realiza principalmente en varias Estaciones de Investigación Agrícola del USDA , incluida una en Fort Collins, Colorado , dirigida por Linda Hanson y Leonard Panella; uno en Fargo, Dakota del Norte , encabezado por John Wieland; y uno en la Universidad Estatal de Michigan en East Lansing, Michigan , dirigido por J. Mitchell McGrath.

Otros miembros económicamente importantes de la subfamilia Chenopodioideae :

  • Raíz de remolacha
  • Acelga
  • Mangelwurzel o remolacha forrajera.

Modificación genética [ editar ]

Artículo principal: remolacha azucarera genéticamente modificada

En los Estados Unidos, la remolacha azucarera genéticamente modificada, diseñada para resistir el glifosato , un herbicida comercializado como Roundup, fue desarrollada por Monsanto como un cultivo genéticamente modificado . En 2005, el Servicio de Inspección de Sanidad Animal y Vegetal del Departamento de Agricultura de EE. UU. ( USDA - APHIS ) desreguló la remolacha azucarera resistente al glifosato después de que realizó una evaluación ambiental y determinó que era muy poco probable que la remolacha azucarera resistente al glifosato se convirtiera en una plaga vegetal. [48] [49]El azúcar de la remolacha azucarera resistente al glifosato ha sido aprobado para el consumo humano y animal en varios países, pero la producción comercial de remolacha biotecnológica ha sido aprobada solo en los Estados Unidos y Canadá. Los estudios han concluido que el azúcar de la remolacha azucarera resistente al glifosato tiene el mismo valor nutricional que el azúcar de la remolacha azucarera convencional. [50] Después de la desregulación en 2005, la remolacha azucarera resistente al glifosato fue ampliamente adoptada en los Estados Unidos. Aproximadamente el 95 por ciento de los acres de remolacha azucarera en los EE. UU. Se sembraron con semillas resistentes al glifosato en 2011. [51]

Las malezas se pueden controlar químicamente usando glifosato sin dañar el cultivo. Después de plantar semillas de remolacha azucarera, las malas hierbas emergen en los campos y los productores aplican glifosato para controlarlas. El glifosato se usa comúnmente en cultivos de campo porque controla un amplio espectro de especies de malezas [52] y tiene una baja toxicidad . [53] Un estudio del Reino Unido [54] sugiere que los rendimientos de remolacha modificada genéticamente fueron mayores que los convencionales, mientras que otro del servicio de extensión de la Universidad Estatal de Dakota del Norte encontró rendimientos más bajos. [55]La introducción de remolacha azucarera resistente al glifosato puede contribuir al creciente número de malezas resistentes al glifosato, por lo que Monsanto ha desarrollado un programa para alentar a los productores a utilizar diferentes modos de acción de herbicidas para controlar sus malezas. [56]

En 2008, el Centro para la Seguridad Alimentaria , el Sierra Club , la Organic Seed Alliance y High Mowing Seeds presentaron una demanda contra el USDA - APHIS con respecto a su decisión de desregular la remolacha azucarera resistente al glifosato en 2005. Las organizaciones expresaron su preocupación con respecto al azúcar resistente al glifosato la capacidad de la remolacha para potencialmente polinizar de forma cruzada con la remolacha azucarera convencional. [57] El juez de distrito estadounidense Jeffrey S. White , Tribunal de distrito estadounidense para el distrito norte de California , revocó la desregulación de la remolacha azucarera resistente al glifosato y declaró ilegal que los productores plantaran remolacha azucarera resistente al glifosato en la primavera de 2011.[57] [58] Creyendo que se produciría una escasez de azúcar, el USDA-APHIS desarrolló tres opciones en la evaluación ambiental para abordar las preocupaciones de los ambientalistas. [59] En 2011, un tribunal federal de apelaciones del distrito norte de California en San Francisco anuló el fallo. [50] En julio de 2012, después de completar una evaluación de impacto ambiental y una evaluación del riesgo de plagas de plantas, el USDA desreguló la remolacha azucarera Roundup Ready de Monsanto. [60]

Genoma y empaquetado en cromosomas [ editar ]

Se ha secuenciado el genoma de la remolacha azucarera y ya se han generado dos secuencias del genoma de referencia. [61] [62] El tamaño del genoma de la remolacha azucarera es de aproximadamente 731 Megabases, y el ADN de la remolacha azucarera está empaquetado en 18 cromosomas metacéntricos (2n = 2x = 18). [63] Todos los centrómeros de la remolacha azucarera están formados por una única familia de ADN satélite [64] y retrotransposones LTR específicos del centrómero . [65] Más del 60% del ADN de la remolacha azucarera es repetitivo, distribuido principalmente de forma dispersa a lo largo de los cromosomas. [66] [67] [68] [69]

También se han secuenciado poblaciones de cultivos de remolacha silvestre ( B. vulgaris ssp. Maritima ), lo que permite la identificación del gen de resistencia Rz2 en el progenitor silvestre. [70] Rz2 confiere resistencia a la rizomanía, comúnmente conocida como enfermedad de la locura de la remolacha azucarera.

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  70. ^ Capistrano-Gossmann, Gina G .; Ries, D .; Holtgräwe, D .; et al. (6 de junio de 2017). "Las poblaciones de cultivos silvestres relativos de Beta vulgaris permiten el mapeo directo de genes agronómicamente importantes" . Comunicaciones de la naturaleza . 8 : 15708. Bibcode : 2017NatCo ... 815708C . doi : 10.1038 / ncomms15708 . PMC 5467160 . PMID 28585529 .  

Enlaces externos [ editar ]

  • Cómo se elabora el azúcar de remolacha
  • Artículo de Guardian (Reino Unido) sobre cómo se puede utilizar la remolacha azucarera como combustible
  • Cultivo de remolacha azucarera en el área norte de Great Plains organizado por el Departamento de Documentos del Gobierno de la Universidad del Norte de Texas
  • Un tribunal de EE. UU. Prohíbe la remolacha azucarera transgénica: ¿el cultivo se realizará en condiciones controladas? Archivado el 13 de diciembre de 2010 en la Wayback Machine.
  • "Sugar From Beets" Popular Science Monthly , marzo de 1935
  • Actas de las reuniones semestrales de la ASSBT (Sociedad Estadounidense de Tecnólogos de la Remolacha Azucarera)
  • "Azúcar de remolacha" . JSTOR .