Строение клубня картофеля

Технология спирта и ЛВИ

ОСНОВНЫЕ ВИДЫ СЫРЬЯ

Сырье, применяемое для получения спирта, должно ежегодно воспроизводиться в количествах, достаточных для промышленной переработки, иметь высокое содержание крахмала или сахара и хорошо сохраняться, что обеспечивает экономическую целесообразность производства. Этим условиям удовлетворяют клубни картофеля, зерно растений семейства мятликовых (злаков) и меласса.

В соответствии с географическим положением и сложившейся структурой хозяйства в разных странах для производства спирта используют различные виды сырья. Даже в одной и той же стране в те или иные годы набор сырья зависел от изменений в потреблении, от конъюнктурных и других факторов.

КАРТОФЕЛЬ

Из всех видов растительного пищевого сырья картофель в наибольшей степени соответствует технологическим требованиям спиртового производства. Из картофеля с единицы посевной площади получают в 3-4 раза больше крахмала по сравнению с зерном. Картофельный крахмал быстрее разваривается, образуется подвижное сусло, в нем содержатся азотистые и фосфорные вещества в количестве, достаточном для питания дрожжей, из него получают самый высокий выход спирта. При переработке картофеля производительность завода на 10% больше, чем при переработке зерна, а расход топлива на 12% меньше, ниже себестоимость спирта.

К недостаткам картофеля как сырья для выработки спирта относятся значительная трудоемкость возделывания, плохая сохраняемость из-за высокого содержания влаги и легкой подверженности заболеваниям и невыгодность транспортирования на далекие расстояния.

КУЛЬТУРА И СОРТА КАРТОФЕЛЯ

Картофель принадлежит к семейству пасленовых, роду Soanum, виду tuberosum. Это – многолетнее цветковое растение южноамериканского происхождения, в культуре – однолетнее. Плод картофеля – ягода с мелкими семенами, однако вегетативно картофель размножается клубнями, образующимися в подземной части растения.

Картофель широко культивируется почти во всех районах России, за исключением южных, где посадки его вследствие вырождения ограничены. Кроме производства спирта картофель используют для выработки крахмала и других продуктов (сушеный картофель, сухое пюре, чипсы и т.д.).

Высаживают картофель в средней полосе в начале мая. Ранние сорта вызревают за 2,5-3 мес., среднеспелые за 3,5-4 мес., поздние сорта убирают до наступления заморозков. В зависимос­ти от сорта, почвенно-климатических и других условий средние урожаи клубней колеблются от 20 до 30 т/га.

Известно свыше 2000 сортов картофеля, но в стране в полевых условиях выращивают около 80. Сорта районированы, т.е. для каждого географического района отобраны лучшие, приспособленные к местным условиям, устойчивые против болезней и дающие высокие урожаи.

Для спиртовой промышленности желательны сорта картофеля с большими урожайностью и содержанием крахмала, с повышением которого возрастает выход спирта из 1 т сырья, а следовательно, снижается стоимость переработки. Важно, чтобы оба эти условия по возможности сочетались. Обычно же высокоурожайные сорта, рано поспевающие, имеют меньшую крахмалистость, чем позднеспелые более низкой урожайности. Важна также устойчивость клубней при хранении; на длитель­ное время закладывают картофель только средне- и позднеспелых сортов.

К среднеспелым сортам относятся Лорх, Октябренок, Берлихинген, Камераз, Изстадес, а к позднеспелым – Вольтман, Осботе, Екатерининский, Лошицкий. Из раннеспелых сортов картофеля наиболее распространены Ранняя роза, Эпикур, Фаленский, Пензенская скороспелка, Скороспелка 2.

Клубни имеют различную форму – шарообразную (Октябренок), бочковидную (Эпикур), удлиненную (Лорх) и т.д. Клубни большинства сортов белые или желтые, иногда красные (Берлихинген, Екатерининский) или красно-фиолетовые (Вольтман). С точки зрения отмывания земли имеют значение глубина глазков и характер поверхности клубня (гладкая, шероховатая).

СТРОЕНИЕ КЛУБНЯ КАРТОФЕЛЯ

Снаружи клубни покрыты твердой кожурой. На поверхности ее по спирали аналогично листьям на стебле расположены глазки – почечки в углублениях, из которых затем развивается новое растение. Почечек 3-5, но прорастает только одна, наиболее жизнеспособная, остальные –резервные.

Внутренняя часть клубня называется паренхимой. Она пронизана сетью сосудисто-волокнистых пучков, соединенных, с одной стороны, с «пуповиной» (местом прикрепления клубня к стеблевому подземному побегу – столону), с другой – с почечками для снабжения их во время прорастания питательными веществами из материнского клубня. В новых клубнях, образующихся у развившегося растения на окончаниях столонов, которые утолщаются, по сосудисто-волокнистым пучкам передаются синтезируемые в листьях углеводы, аминокислоты, жиры и другие вещества, распределяющиеся по клеткам паренхимы.

Таким образом, растение, строя свое тело, на определенной ступени развития откладывает в запас различные продукты, одни из них находятся в клетках клубня в виде водного раствора – аминокислоты, белки, сахара, минеральные вщества; другие – в виде нерастворимых включений – гранулы (зерна) крахмала, эмульсия жира.

Микроскопическое строение клубня картофеля показано на рисунке. Под частично оставшимся очень тонким эпидермисом (кожицей) находится перидерма, состоящая из нескольких рядов мертвых сильно вытянутых клеток пробкового камбия («пробки») 2 и двух-трех рядов живых камбиальных клеток (феллодермы) 3, из них формируется пробковый слой. Эпидермис рано заменяется вторичной покровной тканью – перидермой, поэтому взрослый клубень обычно покрыт только пробкой, более надежно защищающей клубень от механических повреждений, высыхания и проникновения микроорганизмов.

Ниже расположены живые крупные тонкостенные клетки паренхимы 4, вакуоли которых заполнены клеточным соком со свободноплавающими в нем крахмальными зернами.