甘蔗

Saccharum officinarum

甘蔗甘蔗是一种(通常是杂种)高的,多年生草(在糖果属,部落andropogoneae )中,用于生产。这些植物高2-6 m(6–20 ft)高,富含蔗糖,富含蔗糖的纤维状茎,纤维状茎,积聚在茎节中。糖果属于草系,瓜科,一个经济上重要的开花植物家族,其中包括玉米,小麦,大米和高粱以及许多饲料作物。它原产于印度,东南亚和新几内亚的温带温带和热带地区。甘蔗在热带和亚热带地区生长,是世界上最大的农作物,在2020年,总计190亿吨,巴西占全球40%。甘蔗占全球生产的糖的79%(其余的大部分是用甜菜制成的)。生产的糖中约有70%来自Saccharum officinarum及其杂种。所有甘蔗物种都可以杂交,主要的商业品种是复杂的杂种

蔗糖(表糖)是从甘蔗中提取的专业磨坊工厂。它直接在糖果中消费,用来使饮料甜味,作为果酱和保守的防腐剂,作为蛋糕和pâtisserie的装饰饰面,以及食品行业的原材料。它可以发酵以生产乙醇,该乙醇用于制作诸如FalernumRumCachaça之类的酒精饮料,但也可以制作生物燃料。甘蔗芦苇用于制作笔,垫子,屏幕和茅草。年轻的,未散布的囊糖舍鲁鲁卡)的花头被原始,蒸或烤面包食用,并在东南亚以各种方式制备,例如印度尼西亚的某些岛屿社区以及斐济海洋国家。

甘蔗是南方巴布亚人的古老农作物。它是在史前时期通过奥地利水手在史前时期介绍给波利尼西亚岛屿美拉尼西亚马达加斯加的。公元前1200至1000年,南方商人也将其引入了中国和印度。波斯人和希腊人在公元前六至四世纪之间遇到了印度著名的“产生无蜜蜂的蜂蜜的芦苇”。他们采用然后传播甘蔗农业。商人开始用印度的糖交易,被认为是一种豪华且昂贵的香料。在18世纪,甘蔗种植园开始于加勒比海,南美,印度洋和太平洋岛国。对制糖作物劳动者的需求成为大型移民的主要驱动力,有些人自愿接受契约的奴役,而另一些人则被强行进口为奴隶

词源

“甘蔗”一词是两个单词的组合;糖和甘蔗。前者最终源自梵文Śárkarā ),因为农作物起源于东南亚。随着糖交易和向西传播,这变成了阿拉伯语的ُك ّ ّstalian, Zúcchero意大利语拉丁语中的Zuccarum ,最终以中间法语中间英语中的苏克雷Sucre )。随着农作物在加勒比海的种植园中种植,第二个任期“拐杖”开始与之一起使用。 Gana是甘蔗( Gana = Cane)的印地语单词。

描述

切甘蔗
甘蔗树冠
甘蔗是世界上生产最广泛的原发性作物之一。

甘蔗是一种多年生的热带草,表现出独特的生长模式,其特征是在其基部出现的侧芽,导致多个茎的发展。这些茎通常达到3至4米(约10至13英尺)的高度,并且直径约为5厘米(约2英寸)。随着这些茎的成熟,它们会演变成拐杖茎,构成了整个植物的很大一部分,约占其组成的75%。

完全成熟的甘蔗茎通常包括约11-16%的纤维,12–16%的可溶性糖,2–3%的非糖碳水化合物和63-73%的水含量。甘蔗的成功培养在几个因素的微妙相互作用上取决于气候条件,土壤特性,灌溉方法,施肥方法,害虫和疾病管理,特定品种的选择以及收获的时机。

就产量而言,甘蔗茎的平均产量为每公顷60-70吨(相当于每英亩24-28吨,每英亩27-31吨)。但是,这种产量数不是固定的,并且可能会显著变化,范围从每公顷30到180吨。这种差异取决于所应用的知识水平以及在甘蔗种植中接受的作物管理方法。最终,这种有价值的农作物的成功种植需要各种因素的周到整合,以优化其增长和生产力。

甘蔗是一种经济作物,但也被用作牲畜饲料。甘蔗基因组是已知最复杂的植物基因组之一,主要是由于种间杂交和多倍化。

历史

甘蔗的两个驯化中心是新几内亚的巴布亚人萨克斯·普塔鲁姆(Saccharum) ,另一个是台湾和中国南部的奥地利语者的saccharum sinense 。巴布亚人和南方人最初主要使用甘蔗作为驯养猪的食物。 S. officinarumS. sinense的传播与南方人民的迁移密切相关。 Saccharum Barberi仅在officinarum引入后才在印度种植。

地图显示了新几内亚的Saccharum officinarum的起源中心,中国南部和台湾的Sinensis以及印度的S. Barberi ;虚线箭头代表着南方的介绍

S. officinarum首先在新几内亚和华莱士线以东的岛上由巴布亚人驯化,该岛是现代多样性中心。从约6,000 bp开始,从天然的糖精鲁棒选择性地繁殖了几种菌株。从新几内亚开始,它与南亚人接触后向西传播到海洋东南亚,并与糖精的Spontaneum杂交。

第二个驯化中心是中国南部和台湾大陆, S。Sinense是南方人民的主要文化。甘蔗的单词被重建为原始澳大利亚人*təbus*cebus ,后者在原始 - 玛拉约 - - 帕利尼斯主义者中变成*tebuh 。它是至少5,500 bp的南方人民的原始主要农作物之一。在南亚海事范围内的整个耕种范围内,较甜的S. officinarum的引入可能逐渐取代了它。

Map showing sugar cane India as the origin of the westward spread, followed by small areas in Africa, and then smaller areas on Atlantic Islands west of Africa
甘蔗在伊斯兰前时代的向西扩散(以红色显示),中世纪的穆斯林世界(绿色),以及15世纪的葡萄牙人在马德拉群岛上的葡萄牙人以及加那利群岛群岛上的西班牙人(岛屿群岛西部)非洲,紫罗兰线圈出)

从东南亚岛(Island souths Aushest Asia), S。cofficinarum向东向波利尼西亚(Polynesia)和密克罗尼西亚(Polynesia)和麦克罗尼西亚( Mironesia)传播,作为独木舟植物,约为3500 bp。它也被南方商人向西和向北传播约3,000桶到中国和印度,在那里它与S. SinenseS. Barberi进一步杂交。从那里,它进一步扩散到欧亚大陆和地中海

最早的结晶糖生产始于印度北部。最早的糖生产证据来自古代梵文和帕利文本。大约在八世纪,穆斯林和阿拉伯商人从中世纪印度引入了糖,到地中海,美索不达米亚埃及,北非和安达卢西亚阿伯巴斯卡里发的其他地区。到10世纪,消息人士指出,美索不达米亚的每个村庄都会种植甘蔗。这是西班牙人(主要是安达卢西亚人)从加那利群岛(Canary Islands)的田野和马德拉群岛(Madeira Islands)的葡萄牙人带到美洲的早期作物之一。伊本·阿瓦姆(Ibn al-'Awwam关于农业的12世纪著作中包含了一篇有关西班牙甘蔗种植的文章。

在殖民时期,糖与欧洲制造商和非洲奴隶形成了新世界原材料三角贸易的一侧。克里斯托弗·哥伦布(Christopher Columbus)在第二次前往美洲时首先将甘蔗带到了加勒比海(和新世界),最初是前往西班牙岛(现代海地多米尼加共和国)。第一次糖收获发生在1501年的西班牙裔中。到1520年代,在古巴牙买加建造了许多糖厂。葡萄牙人将甘蔗引入了巴西。到1540年,圣卡塔琳娜岛(Santa Catarina Island)有800台甘蔗糖厂,在巴西,德马拉拉(Demarara )和苏里南(Suriname)的北部海岸还有2,000台。

糖通常是糖蜜的形式,是从加勒比海运到欧洲或新英格兰的,在那里用来制作朗姆酒。然后,使用糖的利润购买了制造商品,然后将其运送到西非,在那里卖出了奴隶。然后将奴隶带回加勒比海,将其出售给糖种植者。然后使用奴隶出售的利润来购买更多的糖,该糖已运往欧洲。在糖种植园中的辛劳成为了巨大的强迫人口运动网络的主要基础,为人们提供残酷的胁迫工作。

1823年英国安提瓜殖民地的糖种植园石印版
Black-and-white photograph of sugarcane standing in field
19世纪后期,牙买加岛上的糖种植园

1833年《奴隶制废除法案》的通过导致大部分大英帝国废除了奴隶制,许多解放的奴隶在选择时不再在甘蔗种植园上工作。因此,西印度的种植者需要新工人,他们在中国和印度发现了廉价的劳动力。人民受到契约的约束,这是一种悠久的合同形式,将他们限制为固定期限。由于种植者缺乏照顾,契约仆人工作的条件经常糟糕。载有印度契约工人的第一批船只于1836年离开。为甘蔗种植园服务的迁移导致了大量印第安人,东南亚人和中国人民定居在世界各地。在某些岛屿和国家,南亚移民现在占人口的10%至5​​0%。甘蔗种植园和亚洲种族在斐济南非缅甸,斯里兰卡,马来西亚印度尼西亚菲律宾,圭亚那,牙买加特立尼达,马提尼克岛,法属吉安娜,瓜尼亚,瓜德拉达圣卢西亚,圣卢西亚,圣卢西亚,圣卢西亚,圣卢西亚,圣卢西亚,圣卢西亚,圣卢西亚,圣卢西亚圣卢西亚VincentSt.KittsSt.Croix ,Suriname, NevisMauritius

老式印度甘蔗出版社,大约1905年

在1863年至1900年之间,昆士兰州新南威尔士州(现为澳大利亚联邦的一部分)的商人和种植园所有者从南太平洋岛屿带来了55,000至62,500人,从事甘蔗种植园的工作。估计其中三分之一的工人被胁迫或绑架被奴隶制(称为黑腹)。许多其他人的工资非常低。在1904年至1908年之间,剩下的10,000名工人中的大多数被驱逐出境,以保持澳大利亚的种族同质性并保护白人工人免受廉价外国劳动的侵害。

源自甘蔗的古巴糖被出口到苏联,在那里获得了价格支持,并确保了保证的市场。 1991年的苏联国家解散迫使大部分古巴制糖业关闭。

甘蔗仍然是古巴,圭亚那,伯利兹巴巴多斯和海地经济的重要组成部分,以及多米尼加共和国,瓜德罗普岛,牙买加和其他岛屿。

全球生产的糖中约有70%来自S. officinarum和使用该物种的杂种。

西奥多·布雷(Theodore Bray)的19世纪石版画展示了一个甘蔗种植园:右边是欧洲监督者的“白人军官”。奴隶工人在收获期间辛劳。左边是拐杖运输的平底船。

耕种

甘蔗种植园,毛里求斯
孟加拉国的甘蔗种植园
在波多黎各种植甘蔗
甘蔗场

甘蔗种植需要热带或亚热带气候,每年的水分至少为60厘米(24英寸)。它是植物王国中最有效的光合作用之一。它是C 4植物,能够将多达1%的入射太阳能转化为生物量。在热带和亚热带的初级生长区域中,甘蔗作物可生产超过15 kg/m 2的甘蔗。

在2000 - 2021年期间,甘蔗约占全球作物产量的21%。美洲是甘蔗生产的主要地区(占世界总数占全球52%)。

在20世纪后期,甘蔗种植曾经是美国东南部地区的主要作物,主要局限于21世纪佛罗里达州路易斯安那州德克萨斯州东南部的小种植园。夏威夷甘蔗种植停止了,当时该州的最后一次运营的糖种植园于2016年关闭。

甘蔗在热带和亚热带地区种植,每年从自然降雨或通过灌溉中连续6-7个月连续超过6-7个月内供水。农作物不忍受严重的霜冻。因此,世界上大多数甘蔗的生长在22°N22°S之间,有些甘蔗在33°N33°S之间生长。当发现甘蔗作物以外的甘蔗作物(例如南非的纳塔尔地区)时,通常是由于该地区的异常气候条件,例如沿海岸扫地的温暖洋流。就海拔而言,在哥伦比亚厄瓜多尔秘鲁等国家,甘蔗作物最多可达1,600 m或5,200英尺。

甘蔗可以在许多土壤上种植,从高肥沃的,排水良好的软脂,到重裂的垂裂,不育酸氧醇和乌贵醇,泥炭质组醇到岩石的安替醇。大量的阳光和供水增加了甘蔗的产量。这使沙漠国家拥有良好的灌溉设施,例如埃及一些收益最高的甘蔗培养区域。甘蔗消耗了全球9%的钾肥生产。

尽管某些糖果会产生种子,但现代的茎切割已成为最常见的繁殖方法。每个切割必须至少包含一个芽,并且有时手工插入插条。在技​​术上更先进的国家(例如美国和澳大利亚)中,坯料种植很普遍。由机械收割机收获的钢坯(茎或茎部分)由打开并倾斜地面的机器种植。种植后,可以收获几次架子。每次收获后,甘蔗会发出新的茎,称为Ratoons 。连续的收获会下降的产量下降,最终证明了重新种植的合理性。通常取决于培养的类型,进行两到10种收获。在一个机械农业的国家中,寻找大型田野的产量很高,就像在北美一样,在两到三种收获后,糖果被重新种植,以避免产量降低。在具有较小田地和手工收获的农业类型更传统的国家中,就像在法国réunion岛一样,甘蔗经常在重新种植之前收获长达10年。

甘蔗是用手和机械收获的。手工收获占产量的一半以上,并且在发展中国家占主导地位。在收获时,该领域首先燃烧。大火燃烧着干燥的叶子,赶走或杀死有毒的蛇,而不会损害茎和根。然后,收割机用拐杖刀砍刀将甘蔗切成地面上方。熟练的收割机每小时可以切割500千克(1,100磅)的甘蔗。

机械收获使用联合收割机甘蔗收割机。 Austoft 7000系列是原始的现代收割机设计,现已由Cameco / John Deere在内的其他公司复制。机器将甘蔗切割在茎的底部,将叶子剥去,将甘蔗碎成一致的长度,然后将其沉积到随后的转运蛋白中。然后,收割机将垃圾吹回现场。这样的机器每小时可以收获100吨(100吨),但必须迅速处理收获的甘蔗。切割后,甘蔗开始失去其糖含量,在机械收获期间对甘蔗的损坏会加速这种下降。这种下降是反对的,因为现代斩波器收割机比手工切割和装载更快,更有效地完成收获。奥斯托夫特还开发了一系列液压高升级内场运输者,以与收割机一起工作,以使甘蔗更快地转移到例如最近的铁路壁板上。这种机械收获不需要燃烧该场。机器剩下的残留物由甘蔗上衣和枯叶组成,它们是下一次种植的覆盖物。

巴西种植园,世界上最大的生产商

害虫

甘蔗甲虫(也称为甘蔗grub)可以通过进食根大大降低作物产量。它可以用咪二藻( Imidacloprid (Confidor))或毒性菌(Lorsban)(Lorsban)来控制。其他重要的害虫是某些蝴蝶/蛾类幼虫,包括萝卜蛾甘蔗硼Diatraea saccharalis ),非洲甘蔗硼Eldana saccharina ),墨西哥大米( Eoreuma loftini ),非洲军虫Spodoptera exempta exempta exempta exempta exempta exempta exempta exempta ) ),叶牛肉蚂蚁白蚁吐虫(尤其是Mahanarva FimbriolataDeois Flavopicta )和Migdolus Fryanus甲虫)。 Planthopper昆虫Eumetopina Flavipes充当病毒载体,导致甘蔗疾病Ramu特技Sesamia Grisescens巴布亚新几内亚的主要有害生物,因此,澳大利亚行业要跨越了一个严重的关注。为了解决这样的问题,联邦政府已预先宣布,如果需要,它们将承担80%的响应费用。

病原体

许多病原体感染了甘蔗,例如由念珠菌植物囊肿囊引起的甘蔗草芽疾病,hiptail病或甘蔗Smut ,由fusarium monilibire引起的Pokkah BoengXanthomonas axonopodis细菌引起的炎症,伴有粉状疾病和红腐。影响甘蔗的病毒疾病包括甘蔗马赛克病毒玉米条纹病毒和甘蔗黄叶病毒。

等。 ,2017年为USDA ARS -RUN育种计划提供了甘蔗锈病的遗传图

氮固定

一些甘蔗品种能够与细菌葡萄糖核杆菌固定大气氮固定。与豆类和其他固定氮植物不同,与细菌相关的土壤中形成根结节G。重生营养不良生活在甘蔗茎的细胞间空间内。在2006年分析了用细菌的涂料种子,目的是使农作物物种能够固定氮自身使用。

甘蔗工人的条件

在过去的二十年中,据估计至少有20,000人死于中美洲的慢性肾脏疾病 - 大多数是太平洋海岸沿线的甘蔗工人。这可能是由于在热量中长时间工作而没有足够的液体摄入量。此外,一些工人正在暴露于危险中,例如:高温,有害农药以及有毒或有毒的动物。这发生在手动切割甘蔗的过程中,由于每天工作数小时的重复运动而导致身体疾病。

加工

Inle Lake缅甸)附近的非中心甘蔗糖(Jaggery)生产,压碎和沸腾的阶段

传统上,甘蔗加工需要两个阶段。工厂从新鲜收获的甘蔗和“磨白色”糖中提取生糖,有时在第一阶段的糖甲厂磨坊后立即生产,旨在供局部消费。在结晶过程中,糖晶体颜色自然是白色的。添加二氧化硫以抑制颜色诱导分子的形成并在蒸发过程中稳定糖汁。炼油厂通常位于北美,欧洲和日本的消费者附近,然后生产精制的白糖,蔗糖为99%。这两个阶段正在慢慢合并。产生甘蔗的热带地区的富裕增长增加了对精制糖产品的需求,推动了铣削和精炼融合的趋势。

铣削

Photo of man holding bar that penetrates large tank
手动从甘蔗中提取果汁
Photo of truck hauling trailer
卡车将甘蔗运到佛罗里达州的糖厂。

甘蔗加工可从甘蔗产生甘蔗糖(蔗糖)。该加工的其他产品包括渣打,糖蜜和FilterCake。

提取甘蔗汁后甘蔗的残留干纤维被用于多种目的:

  • 锅炉和窑炉的燃料
  • 生产纸张,纸板产品和重组的面板
  • 农业覆盖物
  • 作为生产化学物质的原材料
Photo of shorter building with smoke coming out of smokestack next to five-story office building
Sertãozinho的Santa Elisa甘蔗加工厂,巴西最大,最古老的加工厂之一

渣饼和渣饼残留物的主要用途是作为糖厂工艺蒸汽产生的锅炉的燃料来源。干燥的FilterCake用作动物饲料补充剂,肥料和甘蔗蜡的来源。

糖蜜有两种形式:黑色带有特征性浓烈的味道和纯净的糖蜜糖浆。黑带糖蜜作为食物和饮食补充剂出售。它也是动物饲料中的常见成分,用于生产乙醇,朗姆酒和柠檬酸。纯糖蜜糖浆以糖蜜的形式出售,也可以与枫糖浆,倒糖或玉米糖浆混合。两种形式的糖蜜都用于烘烤。

精制

棕色和白糖晶体

进一步纯化了原糖。它首先与浓缩糖浆混合,然后在称为“伴随”的过程中离心。它的目的是洗净糖晶体的外涂层,该涂层不如晶体内部纯净。然后将剩余的糖溶解以制成糖浆,约60%的固体重量。

通过添加磷酸氢氧化钙来阐明糖溶液,这些磷酸结合起来磷酸钙。磷酸钙颗粒会捕获一些杂质并吸收其他杂质,然后漂浮到水箱的顶部,在那里可以脱离它们。这种“磷酸化”技术的替代方法是“碳酸化”,它相似,但使用二氧化碳和氢氧化钙来产生碳酸钙沉淀物。

过滤任何剩余的固体后,通过活化的碳通过过滤溶解了澄清的糖浆。传统上,骨头char或煤炭基活性碳是在此角色中使用的。碳吸附了一些剩余的颜色杂质。然后将纯化的糖浆浓缩为过饱和,并在真空中反复结晶,以产生白色精制糖。与糖厂一样,糖晶体通过离心与糖蜜分离。通过将剩余的糖浆与浸泡洗涤物混合并再次结晶以产生红糖来回收额外的糖。如果不再能够在经济上回收糖,最终的糖蜜仍然含有20–30%的蔗糖和15–25%的葡萄糖和果糖。

要产生颗粒状的糖,在该糖中,单个谷物不结块,必须先干燥糖,首先通过在旋转干燥机中加热,然后通过将凉爽的空气吹过几天。

色带甘蔗糖浆

缎带甘蔗是一种亚热带类型,曾经在美国南部,北部至北卡罗来纳州北部广泛种植。将果汁用马或驱动的破碎机提取;将果汁像枫糖浆一样煮沸,在平底锅中煮沸,然后以糖浆形式用作食物甜味剂。它目前不是商业作物,但是一些种植者可以为其产品找到现成的销售。

甘蔗的生产(2019年)

生产

顶级甘蔗生产商
2020年
万吨的数量
1.巴西 757.1 (40.49%)
2.印度 370.5 (19.82%)
3.中国 108.1 (5.78%)
4.巴基斯坦 81 (4.33%)
5.泰国 75 (4.01%)
6.墨西哥 54 (2.89%)
7.美国 32.7 (1.75%)
8.澳大利亚 30 (1.6%)

世界总数 1,869.7
资料来源: Faostat

2020年,全球生产甘蔗的生产为18.7亿吨,巴西在全球占40%,印度占20%,中国生产6%(表)。

在全球范围内,2020年将2600万公顷用于甘蔗种植。2020年,全球甘蔗作物的平均收益率为每公顷71吨,由秘鲁率领,每公顷123吨。甘蔗的理论可能产量为每年约280吨,巴西的小型实验图显示,每公顷甘蔗的产量为236–280吨。

从2008年到2016年,符合标准的甘蔗的生产经历了约52%的复合年增长率,而常规甘蔗的增长率为不到1%。

环境影响

土壤降解和侵蚀

甘蔗的种植会通过收获时清除土壤以及不当的灌溉实践而导致土壤流失增加,这可能导致侵蚀。当甘蔗在山坡或山坡上生长时,侵蚀尤其重要,从而增加了水径流的速度。通常,建议不要在斜率大于8%的地区种植甘蔗。但是,在某些地区,例如加勒比海和南非的部分地区,已经种植了超过20%的山坡。侵蚀增加会导致去除富含有机和营养的材料,从而降低未来的作物产量。这也可能导致沉积物和其他污染物被洗净成水生栖息地,这可能导致广泛的环境问题,包括富营养化和酸化。

甘蔗种植也可能导致土壤压实,这是由于使用重型内场机械引起的。除了撞击土壤上层内部的无脊椎动物和动物区系外,压实还会导致孔隙率降低。反过来,这会增加表面径流,从而导致更大的浸出和侵蚀。

栖息地破坏

甘蔗加工产生的气体。

由于需要大量的水,甘蔗种植严重依赖灌溉。此外,由于在收获期间将大量土壤与农作物一起去除,因此在加工阶段进行大量洗涤。在许多国家,例如印度和澳大利亚,这一要求对可用资源造成了压力,需要建造弹幕和其他水坝。这改变了到达水生栖息地的水量,并导致了诸如大堡礁和印度三角洲等生态系统的降解。

用于甘蔗生产的土地。

甘蔗还通过清理土地促进了栖息地的破坏。世界各地的七个国家将其土地的50%用于甘蔗种植。甘蔗田已取代了热带雨林和湿地。尽管大多数清除发生在过去,但在过去的几十年中发生了扩张,进一步造成了栖息地的破坏。

缓解工作

可以实施各种缓解措施,以减少甘蔗种植的影响。在这些努力中,改用替代灌溉技术,例如滴灌,这些技术更有效。通过采用诸如垃圾覆盖的方法,可以提高水效率,这些方法已显示出可以增加摄入量和储存的方法。除了减少整体用水外,该方法还可以减少土壤径流,从而防止污染物进入环境。在坡度大于11%的地区,还建议实施零耕作或拐杖种植以帮助防止土壤流失。

甘蔗加工会产生各种各样的污染物,包括重金属和渣打,可以通过废水排放释放到环境中。为了防止这种情况,可以实施诸如高率的无厌食症消化的替代治疗方法,以更好地治疗这种废水。还可以安装雨水排水管,以防止不受控制的径流到达水生生态系统。

乙醇

巴西的燃油泵,提供甘蔗乙醇(A)和汽油(G)

乙醇通常可作为糖产生的副产品。它可以用作汽油的生物燃料替代品,并广泛用于巴西汽车。它是汽油的替代品,可能成为甘蔗加工的主要产物,而不是糖

在巴西,需要汽油至少含有22%的生物乙醇。这种生物乙醇来自巴西的大型甘蔗作物。

与玉米或甜菜或棕榈/植物油相比,从甘蔗中生产乙醇的能源更有效,特别是如果使用甘蔗渣用于生产该过程的热量和动力。此外,如果将生物燃料用于作物生产和运输,则每个乙醇能量单元所需的化石能量输入可能非常低。 EIA估计,借助乙醇技术的综合甘蔗,富裕的轮胎CO 2排放量可能比传统汽油低90%。一本关于可再生能源的教科书描述了能量转化:

目前,巴西每公顷每年每年生产75吨生甘蔗。传递到加工厂的甘蔗被称为燃烧和裁剪(B&C),占原甘蔗质量的77%。减少这种减少的原因是,茎与叶子分开(被燃烧,其骨灰作为肥料留在田野中),以及从留在地面上的根中发芽的根源。因此,平均甘蔗生产是每年每年58吨B&C。

每吨B&C可产生740公斤的果汁(135千克蔗糖和605千克的水)和260公斤潮湿的渣打(130千克干甘蔗渣)。由于蔗糖的较低加热值为16.5 m j /kg,渣he的加热值为19.2 MJ /kg,因此一吨B&C的总供暖值为4.7 GJ,其中2.2 GJ来自蔗糖,来自斑马的2.5 。

每年每公顷,产生的生物质对应于0.27 TJ。这相当于每平方米0.86 W。假设平均每平方米225 W,甘蔗的光合效率为0.38%。

在1吨B&C中发现的135千克蔗糖被转化为70升乙醇,燃烧能为1.7 GJ。因此,实用的蔗糖 - 乙醇转化效率为76%(与理论上的97%相比)。

一公顷的甘蔗每年产生4,000升乙醇(没有任何额外的能量输入,因为产生的渣s超过了蒸馏最终产品所需的数量)。但是,这不包括耕作,运输等中使用的能量。因此,太阳能到乙醇的转化效率为0.13%。

甘蔗渣应用

甘蔗甘蔗渣

在许多国家,甘蔗是主要农作物。它是生物转化效率最高的植物之一。甘蔗作物能够有效固定太阳能,每年每公顷土地约55吨干物质。收获后,农作物生产糖汁和渣果酱,即纤维干物质。该干物质是生物量,具有作为能源生产的燃料的潜力。甘蔗渣也可以用作纸张生产纸浆的替代来源。

对于大型甘蔗生产国,例如巴西,印度和中国,甘蔗渣是潜在的丰富能源。根据一份报告,在使用最新技术的情况下,在巴西每年生产的渣饼有可能到2020年满足巴西20%的能源消耗。

电力生产

许多国家,尤其是那些缺乏化石燃料的国家,已经实施了节能和效率措施,以最大程度地减少甘蔗加工中使用的能量,并向网格出口任何多余的电力。通常会燃烧渣no以产生蒸汽,从而产生电力。当前的技术,例如在毛里求斯使用的技术,每吨渣sse产生了超过100 kWh的电力。每年全球总收获超过10亿吨甘蔗,啤酒花的全球能源潜力超过100,000 gwh。将毛里求斯作为参考,在整个非洲可能会产生10,000 gwh的额外电力。从渣打发电可能会变得非常重要,尤其是对于甘蔗生产国家的农村人群。

最近的Cogogineration技术工厂的设计目的是生产200至300千瓦时的每吨渣打电力。由于甘蔗是一种季节性农作物,收获后不久,渣spe的供应将达到顶峰,需要发电厂才能战略性地管理渣酱的储存。

沼气生产

用于生产电力的啤酒渣的一种更绿色的替代品是将甘蔗渣转换为沼气。正在开发技术来使用将甘蔗渣转变为先进的生物燃料和沼气。

甘蔗作为食物

甘蔗汁
新鲜挤压的甘蔗汁
每100克营养价值
活力 242 kJ(58 kcal)
13.11 g
12.85 g
膳食纤维 0.56 g
0.40
0.16 g
维生素 数量
%DV
维生素B 6
31%
0.40 mg
叶酸(B 9
11%
44.53μg
维生素C
8%
6.73毫克
矿物质 数量
%DV
2%
18毫克
9%
1.12毫克
4%
13.03毫克
3%
22.08 mg
3%
150毫克
0%
1.16毫克
1%
0.14 mg

印度食品成分数据库的营养信息
使用美国针对成年人的建议大致近似百分比。
资料来源: USDA FoodData Central

在大多数种植甘蔗的国家,直接从中衍生出几种食物和流行的菜肴,例如:

  • 生甘蔗:咀嚼以提取果汁
  • Sayur Nganten :一种用Trubuk( Saccharum Edule )制成的印尼汤,一种甘蔗
  • 甘蔗汁:新鲜果汁的组合,用手或小磨坊提取,带有柠檬和冰的味道,制作流行的饮料,以各种方式称为Air TebuUsacha RassGuarabGuarab,Guarapa, Guarapa,Guarapo , Papelón, Papelón ,Aseer Asab,Asab,Ganna ,Ganna,Ganna,GannaGanna SharbatMostoCaldo de CanaNướCMía
  • 糖浆:全球软饮料中的一种传统甜味剂,但现在在美国大部分被高果糖玉米糖浆所取代,由于玉米补贴和糖关税,这很便宜
  • 糖蜜:用作甜味剂和其他食物的糖浆,例如奶酪或饼干
  • Jaggery :传统上是通过蒸发果汁制成厚污泥,然后将其冷却并成型的固体糖蜜,称为GURGUDGUL ,在南亚被称为GUR,GUD或GUL。现代生产部分冷冻干燥果汁,以减少焦糖化并减轻其颜色。它用作烹饪传统主菜,甜食和甜点的甜味剂。
  • Falernum :一种由甘蔗汁制成的甜和略带酒精饮料
  • Cachaça :巴西最受欢迎的蒸馏酒饮料;它是由甘蔗汁蒸馏制成的酒。
  • 朗姆酒是一种由甘蔗产品制成的酒,通常是糖蜜,但有时也是甘蔗汁。它最常见于加勒比海和周围环境中。
  • 巴西是一种由菲律宾圭亚那生产的甘蔗汁制成的发酵酒精饮料。
  • Panela是从甘蔗汁的沸腾和蒸发中获得的坚固的蔗糖和果糖块,是哥伦比亚和南美其他国家的一种食品主食。
  • Rapadura是一种甜面粉,是最简单的甘蔗汁修补剂之一,在拉丁美洲国家(如巴西,阿根廷和委内瑞拉)(称为Papelón )和加勒比海地区常见。
  • 岩石糖果:结晶的甘蔗汁
  • Gâteaudesirop
  • Viche ,一种自制的哥伦比亚酒精饮料

甘蔗作为饲料

甘蔗的许多部分通常用作培养植物的动物饲料。叶子为反刍动物做出了很好的饲料。

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