Технология хранения и переработки продукции растениеводства "Картофель"

Введение

Сохранение  и рациональное использование всего  выращенного урожая, получение максимум изделий из сырья – одна из основных государственных задач.

Сельское  хозяйство производит основные пищевые  продукты, а также сырье для  пищевой и некоторых отраслей легкой промышленности, выпускающей товары народного потребления. Количества и качества этих продуктов, разнообразия их ассортимента во многом зависит здоровье, работоспособность и настроение человека.

Для бесперебойного снабжения население продуктами питания и промышленности сырьем необходимо иметь достаточные запасы каждого вида продукта. Значительная часть урожая должна быть сохранена в качестве посевных фондов. Сохранения продуктов растениеводства до времени их использование – важнейшее дело. Можно повысить урожайность всех культур и резко увеличить их валовые сборы, но не получить должного эффекта, если на различных этапах продвижения продуктов к потребителю произойдут большие потери массы и качества.

Хранение  продуктов большими массами потребовало  выяснение их свойств как объектов хранение. Изучение природы продуктов  на новой биохимической и физической основе позволило также совершенствовать методы их переработки.

Хранение  продуктов с минимальными потерями массами и без ухудшения качества возможно только при содержании каждого их них в оптимальных условиях.

Сельскохозяйственные  продукты сохранить сложно. Поэтому  их производят и хранят в условиях широкого доступа к ним микроорганизма. Все режимы и способы хранения сельскохозяйственных продуктов базируется на изучение взаимосвязи между хранимым объектом и окружающий его абиотической и биотической средой. При хранении сельскохозяйственных продуктов их состояние, потребительная ценность и размеры потерь массы зависит от следующих причин: интенсивности биохимических процессов, протекающих в клетках и тканях продуктов; степени воздействия на продукт микроорганизмов; развития в массе продукта насекомых и клещей.

1. Обзор литературы.

Картофель, как овощи и плоды содержат большое количество воды. Поэтому  признаку их объединяют в группу сочных продуктов или растительного сочного сырья. Данная группа имеет огромную роль в питании человека, а картофель – и в кормлении сельскохозяйственных животных. Растительные сочные продукты – важный источник витаминов, а в отношении витаминов С, Р, Вс (фолиевой кислоты) – даже единственный.

Плоды и  овощи богаты минеральными веществами, в частности солями калия, уменьшающими способность тканей организма удерживать воду. Также в них относительно много клетчатки, поэтому они  играют существенную роль в пищеварении как регуляторы двигательной функции кишечника. Однако энергетическая ценность этой группы продуктов не велика. Картофель как объект хранения изучен сравнительно хорошо. Разработаны теоретические основы хранения в свежем виде. Главная причина, затрудняющая организацию хранения – содержания большого количество воды, что усиливает интенсивность обмена веществ в клетках и тканях. Чтобы понизить интенсивность обмена веществ, картофель, хранят при температуре, близкой к нулю, то есть в условиях психроанабиоза.

Высокое содержание воды вызывает необходимость  хранить при повышенной влажности воздуха (85–95%), чтобы предупредить испарение, способствующие снижению тургора, увяданию и убыли массы.

Любая партия картофеля редко бывает однородной. Вместе с клубнями в насыпь попадает то или иное количество примесей (листья, черешки, частицы почвы). В каждой не отсортированной партии обычно содержится поврежденные клубни. В период закладки на хранении содержатся микробные клетки на поверхности.

Картофель не укладывают плотно между ними всегда остаются промежутки (скважины). Воздух, находящийся в них, влияет на все компоненты и может отличаться от атмосферного по составу, температуре и влажности. В картофеле заложенном на хранении иногда можно обнаружить нематод и насекомых, часто в стадии личинок. Таким образом, партия картофеля представляют собой биоценоз. В период хранения в них протекают физиологические, биохимические и микробиологические процессы.

Картофель обладает меньшей сыпучестью по сравнению  с другими сельскохозяйственными  культурами. При загрузки хранилища  картофель через люки скатываются по наклонной поверхности только в том случае, если угол наклона её более 40–50º, то есть превышает угол трения.

Запас воздуха  скважинах имеет большое значения для жизнедеятельности картофеля. Присутствие воздуха. Перемещающегося по скважинам, способствует передачи тепла конвекцией и перемещение влаги виде пара в межклубневых пространствах. Благодаря скважистости используется такой технологический прием, как активное вентилирование. Высота точки хранилища зависит от вида продукции. Скважистость, с увеличением высоты загрузки уменьшается.

Присутствие в продуктов  почвы резко снижает скважистость, и увеличивает сопротивление  потоку воздуха при активном вентилирование. Скважистость партии картофеля составляет 42–45% (при средней массе клубней 50–125 грамм). Чем больше скважистость, тем меньше объемная масса. У картофеля  она колеблется 630–700 кг/м³. При составлении плана размещения массы продукции Р(кг) в секциях хранилища учитывают ее объемную массу р (кг/м³):

P=Vp; V=P/p,

где V –  объем секции, м³.

Механическая  прочность характеризуется удельным сопротивлением клубней вдавливанию  штампа площадью 1 см² и выражается в килограммах на квадратный сантиметр удельное сопротивление зависит от прочности структуры объекта, его размеры и массы. У картофеля оно колеблется в пределах 17–25 кг/см². Усилие на раздавление также зависит от размера и массы клубней и составляет 30–98 кг.

Крупные клубни травмируются сильнее, чем средние  и мелкие. Степень повреждения картофеля обусловливается не только величиной механического воздействия, но и их чувствительностью к повреждениям, характером и прочностью кожицы.

Сорбционные свойства (испарение и отпотевание). Масса клубней при транспортировании  и хранении уменьшается в результате испарении влаги. Максимальное допустимое потери воды, при которой картофель  теряет товарный вид составляет 7 – 8%. Чем больше дефицит влажности, то есть суши воздух, больше скорость его движения, тем быстрее теряется влага, снижается качество продукции при хранении. В картофеле хранилищах поддерживают влажность воздуха 90–95%.

Часто высокое  относительно влажность воздуха  хранилища приводит отпотеванию  продукции, что влечет за собой большие  потери изо микробиологической порчи. Для предупреждения отпотевания объекта и их порчи применяют активное вентилирование.

Картофель подвергается замерзанию при температуре  в пределах от -0,5 до -3ºС, что крайне ограничивает возможность сохранения продуктов.

Картофель обладает плохой тепло- и температуропроводимостью. Он очень медленно охлаждается и  так же медленно нагревается.

Вследствие  плохой тепло- и температуропроводности тепло, выделяемое всеми компонентами массы картофеля, аккумулируется в ней, при этом активизируется микрофлора и возникает самосогревание, приводящее к частичной или полной потере качества продукции.

В тканях картофеля интенсивность дыхания  намного выше, чем в зерне. Дыхательный  коэффициент у всех продуктов  несколько выше единице, что указывает на наличие анаэробного процесса. В процессе дыхания выделяется много тепла. Тепловыделение картофеля составляет 1008–3780 кДж/т.сут. Количество выделяющего тепла зависит от сезона хранения. Картофель дышит интенсивнее после уборки, затем этот процесс падает (в период физиологического покоя) и к весне вновь возрастает. Колебания температуры в процессе хранения также влияет на интенсивность дыхания, чаще всего усиливая его. Влажность воздуха косвенно влияет на интенсивность биохимических процессах, в том числе и на газообмен при дыхании. Понижая влажность воздуха в картофеле хранилищах приводит к увяданию заложенной продукции, потеря клетками ткани тургора и увеличению интенсивности дыхания.

Покой –  определенный период в жизненном  цикле растений, во время которого сильно понижена интенсивность многих физиологических процессов и отсутствует видимый рост.

Во время  покоя под действием природных  ингибиторов роста – вещества фенольной (кофейная кислота и скополетин) и терпеноидной (абсцизовая кислота) природы – блокируются некоторые биохимические процессы. У картофеля в покое находятся только меристематические ткани (глазки).

Сорта пригодные для хранения

В последние  годы наряду с иммунологическими  характеристиками сортов все большее  внимание обращается на потребительские  качества их клубней. Важным показателем  в современных условиях являются пригодность сортов для производства разнообразных картофелепродуктов, в частности, хрустящего картофеля, чипсов и картофеля фри. Для этого подходят сорта, содержащие не менее 21% сухих веществ и выше 0,3% редуцирующих сахаров. Кроме того, такие сорта должны обладать хорошей и длительной лежкостью, отсутствием внешних и внутренних дефектов клубней и их выравненностью. Большинство российских сортов, пригодных для изготовления картофелепродуктов, не является результатом целенаправленной селекции, а выделены на основе экспериментальной оценки. Для этих целей пригодны следующие сорта: Жуковский ранний, Ильинский, Колобок, Наяда, Удача.

Хорошей лежкостью обладают следующие сорта: Елизавета, Невский, Чародей и другие.

Характеристика  некоторых сортов выращиваемых в  хозяйстве.

Сорт «Розара» – ультраспелый (65-75 дней), столового назначения. Выведен: SAKA-RAGIS РFLANZENZUCHT GBR, Германия. Допущен к использованию по Центрально-Черноземному и Средневолжскому регионам в 1996 г.

Кустовая  часть

Куст  полураскидистый, средней величины, прямостоячий. Венчик красно-фиолетовый.

Клубни

Клубень продолговато-овальный, с красной, гладкой  кожурой и желтой мякотью. Глазки мелкие. Масса товарного клубня 81- 115 г, количество 15-17 штук.

Содержание  крахмала 12,1 – 15,8%. Вкусовые качества хорошие  и отличные. Развариваемость слабая. Пригоден для переработки в сушеный картофель.

Характеристика  сорта

Товарная  урожайность 20,2-31,0 т/га. Устойчив к раку картофеля и золотистой картофельной нематоде, слабо поражается фитофторозом и паршой обыкновенной. Отлично транспортируется. Устойчив к скручиванию листьев. Средне устойчив к вирусу Х, устойчив к вирусу Yn.

Ценность  сорта

Высокий ранний урожай, высокая товарность. Устойчивость к вирусам. Отличные показатели при хранении. Хороший вкус.

Сорт Ромула селекции EUROPLANT PFLANZENZUCHT GMBH, Германия — среднеранний сорт столового назначения.

Сорт  включен в Госсреестр селекционных достижений РФ.

Биологические особенности: период вегетации (от всходов) 90-110 дней. Растение от прямо- до полупрямостоячего. Венчик красно-фиолетовый. Клубень овально-округлый, с мелкими неглубокими глазками. Масса товарного клубня  84–133 грамм. Кожура гладкая, желтая. Мякоть желтая. Содержание крахмала 13–18 %, кулинарный тип В, С. Товарность 77–91%. Лежкость 94%.

Урожайность картофеля Ромула 25,4-29,4 тонн с гектара, максимальная урожайность при орошении — 35-60 тонн с гектара.

Сорт  картофеля Ромула высокоустойчив к  золотистой картофельной нематоде, парше  обыкновенной, черной ножке, фитофторозу, обладает высокой устойчивостью к вирусам. Картофель стрессо- и засухоустойчив.

Картофель Ромула  характеризуется большой выровненностью клубней, красивый внешний вид. Отлично подходит для изготовления чипсов и сухого картофеля, благодаря высокому содержанию сухого вещества.

Схема высадки 28-30 см в рядке между растениями, 75 см ширина междурядий.

Картофель сорт Ромула среднеранний столового назначения

Агротехника включает комплекс факторов: сроки посадки и уборки, удобрения, обработку почвы, поливы. Удобрения играют важную роль. Повышенные дозы азотных удобрений не только снижают лежкость, но и способствуют накоплению нитратов больше допустимых норм.

Сроки посадки  и уборки также очень важный фактор.

Скорость  посадки и правильно выбранное  время имеют настолько большое  значение, что запоздание посадки  на один день против оптимального срока уменьшает урожайность на 1–2%.

Снижение  температуры при уборке картофеля  с 13 до 3ºС увеличивают долю поврежденных клубней от 25 до 90% и глубину повреждения, а также увеличивает потери массы при хранении. Снижение температуры картофеля с 8–10 до 3–4 ºС в четыре-пять раз увеличивает степень механических повреждений (особенно количество трещин, потемнение мякоти).

Десикация ботвы картофеля уменьшает травмирование  при уборке на 25–50%. К концу хранения повреждаемость клубней болезнями  снижается на 15–27%. Если между удалением  ботвы и уборкой картофеля  проходит три недели, то потери при  хранении составляют 4,76–4,89%. Происходит это по причине вызревания клубней  и повышением естественного иммунитета картофеля с окрепшей кожицей.

Даже  при бережном обращении нельзя полностью  избежать механических повреждений. Даже при овощами и плодами нельзя полностью избежать механических повреждений. Поэтому перед закладкой на хранение применяются приемы, повышающих устойчивость (активное вентилирование, обсушивание, отделение примесей, озеленение семенного картофеля и др.).

Дождевание (полив) повышает урожайность и улучшает качество урожая. В результате улучшения доступности влаги растениям и роста картофеля без нарушения увеличивается содержание крахмала в клубнях и повышается качество. Повышение качества клубней сказывается в сокращении количества пораженных паршой клубней. Трещиноватости и уродства клубней наблюдается мало.

Картофель не очень требовательная к почвенным  условиям культура. Наиболее высокую  потребность в кислороде испытывает корневая система в период клубнеобразования. Чтобы иметь достаточное количество кислорода в почве необходимо сохранять ее в рыхлом состоянии. В рыхлых почвах лучше проходит газообмен  между почвенным и атмосферным  воздухом. В избыточно увлажненных  сильно уплотненных плохо обработанных почвах содержание кислорода не редко  опускается до 2%, а содержание углекислого  газа резко увеличивается. В таких  условиях клубни картофеля задыхаются и загнивают. Содержание углекислого  газа должно быть менее 1%.

По данным НИИКХ, уборку картофеля следует  проводить при среднесуточных температурах не ниже 7–8ºС, иначе резко (в 3–4 раза) возрастают механические повреждения клубней.

Травмирование картофеля во время уборки сильно ухудшает качество урожая и уменьшает  количество годного для продажи  урожая; одновременно травмирование  уменьшает стойкость картофеля  в хранении.

Уборка  картофелеуборочными комбайнами по затратам средств имеет преимущество по сравнению с уборкой картофеля  тракторными копателями лишь при  урожайности выше 10–12 т/га.

При уборке картофеля комбайнами, у которых  грохот заменен элеватором и копателем, имеющим активный рабочий лемех и три элеватора с регулируемой скоростью движения полотна, клубни засыпаются почвой меньше, чем при уборке копателем с вибрационным грохотом.

Картофель является важным продуктом питания. Большая часть урожая картофеля (около 80%) закладывается на длительное хранение. Поэтому очень важно уметь правильно сохранять картофель с наименьшими потерями. При уборки картофеля нельзя смешивать сорта, так как сохраняемость их различна. Весь выпаханный картофель необходимо в тот же день убрать во избежание повреждения его ночными заморозками. Рекомендуется собирать картофель в две корзины: в одну кладут здоровые стандартные клубни, а в другую – мелкие и частично загнившие, пригодные для кормовых целей. Не следует убирать продовольственный и фуражный картофель слишком рано, когда клубни бывают с неокрепшей кожурой и мало содержат крахмала. При уборке надо стараться не наносить клубням механических повреждений, потому что поврежденный картофель заболевает сухой гнилью. В сухую погоду картофель перед закладкой на хранение надо выдержать на солнце в течение нескольких часов. Светозакалка улучшает лежкость картофеля. Семенной картофель можно выдерживать на солнце не допуская подмораживания клубней, в течение 2–3 дней до позеленения их. Продовольственный, кормовой и технический картофель нельзя доводить до позеленения. В позеленевших клубнях накапливается соланин. Нельзя допускать на клубнях солнечных ожогов.

К месту  хранения или сдачи на заготовленный  пункт картофеля следует доставлять только в таре, при этом сокращаются  простои транспорта и уменьшаются  потери продукции. Доставка картофеля  россыпью допустима только в случае, если заготовленные пункты и хранилища  механизированы.

При уборке незрелого картофеля, а также  во влажную погоду клубни сначала  укладывают на временное хранение, а затем от них отделяют примеси и калибруют (таблица 2).

Таблица 1. Механические повреждения  и отходы при хранении в зависимости от способа уборки и технологии послеуборочной доработки

Таблица 2. Суммарные повреждения  клубней и отходы при хранении в зависимости от времени послеуборочной обработки

Подготовку  материально-технической базы к  уборке и хранению урожая надо закончить за 7 – 10 дней до начала ее. Для этого необходимо проверить в действии оборудование и инвентарь и устранить все обнаруженные дефекты.

При ремонте  хранилища особое внимание обращают на состояние кровли, изоляцию ее и  перекрытия. Ремонт хранилища должен быть закончен примерно до начало августа. После ремонта хранилище дезинфицируют.

Дезинфекцию хранилища проводят окуриванием.

Для сбора, упаковки и перевозки картофеля  необходимо своевременно заготовить тару – мешки, сетки. При перевозке  и хранении картофеля в таре легче  механизировать погрузочно-разгрузочные работы ускоряется погрузка и выгрузка.

План  уборки и закладки на хранение урожая должен быть составлен не позднее, чем  за 15 дней до ее начала.

В плане  должен быть график вывоза-продажи  продукции на заготовительные пункты и к местам хранения.

За 3 – 5 дней до уборки определяют ориентировочно качество и количество урожая.

При уборке картофеля нельзя смешивать сорта, так как сохраняемость их различная.

Если  картофель заложен на хранение правильно, то сплошную переработку проводят, так как это способствует распространению микробной инфекции и большему поражению продукции. Перебирают картофель обычно в конце хранения.

Режим хранения

В первый период после уборки и загрузки в  клубнях идет процесс послеуборочного дозревания.

В лечебный период (15 суток) в секциях поддерживают температуру 15+3 ◦С. В данное время  вентиляцию проводят по заданной программе: четыре – шесть раз в сутки рециркуляционным воздухом. После этого периода клубни вступают в период покоя.

В период охлаждения (20 – 40 суток) температуру  снижают до 2 – 4 ◦С, относительную  влажность воздуха поддерживают на уровне 90 – 95%. Снижение температуры должно быть без резких ее колебаний и постепенно. Этот основной режим оптимален для всего периода хранения.

Период  физиологического или глубокого  покоя заканчивается у короткостадийных сортов примерно в декабре – январе, у длинностадийных – в феврале. После этого клубни при наличии высокой температуре (выше 4◦С) и высокой относительной влажности трогаются в рост.

В этот период картофель надо хранить при температуре  в толще закрома 2 – 3 ◦С, чтобы клубни были в состоянии вынужденного покоя. Начиная с конца февраля или марта температуру в коридоре хранилища можно снижать до 1◦С. Относительная влажность воздуха в хранилище в зимний период должна быть 90 – 95%. При относительной влажности воздуха ниже 80% клубни больше увядают.

2. Краткая характеристика хозяйства

Территория  хозяйства расположена в юго-восточной  части. Вавожского района. Центральная  усадьба расположена в селение  Большое Волкова, которое находится в 12 км от районного центра с. Вавож и в 145 км от областного центра г. Ижевска. Связь между ними осуществляется шоссейной дорогой районного значения Вавож-Можга, которая проходит через землепользования колхоза.

Хозяйство организовано в 1960 году. В дальнейшем укрупнились мелкие колхозы и в границах существующего землепользования организовалось в 1959 году.

На территории хозяйства имеется пять населенных пунктов: деревни Большое Волкова, Средние – Волково, Березек, Макарово, Чемощур-Докия. 

Состоит из одного единого массива и имеет  площадь 7423,24 га, в том числе пашни 6623,53 га. На территории хозяйства земель долгосрочного пользования не меняется, а посторонние земли представлены в основном дорогами Вавож-Можга, Вавож-мония и госземзапасом, а также вклинивается гослесфонд на площади 187 га.

На момент землеустройства в хозяйстве  сложилась территориальная структура  управление производством с тремя  комплексными бригадами:

Большое Волкова.

Березек

Макарово

По хозяйственному использованию земли подразделяются на сельскохозяйственные и несельскохозяйственные угоди.

   Структура сельскохозяйственных угодий представляет собой соотношение отдельных видов угодий в общей их площади. Используют эти земли для получения сельскохозяйственной продукции.

Таблица 1 – Состав и структура  земельных угодий (по состоянию на 1.01.2012 г.)

Из таблицы  видно, что освоенность и распаханность  сельскохозяйственных угодий в хозяйстве соответственно равны 88% и 89%, что говорит о высокой расспаханности.

Специализация хозяйства молочно мясо зерновое. 

Естественными водными источниками в хозяйстве  является река вала и её притоки-ручьи, протекающие через д. Макарово и  д. Волково. Вода в реке слабоминерализованная, пригодна для питья хозяйственных  нужд. Источниками водоснабжения населенных пунктов служат 9 буровых колодцев и 10 км водопроводов внутрихозяйственного назначения. Кроме того, население использует воду шахтных колодцев.

Растительность.

По растительному  покрову землепользования хозяйство  относится к южной подзоне  широколиственно-хвойных лесов. В  настоящие время территория, пригодная для обработки, распахана, естественная растительность сохранилась лишь по балкам, прибалочным участкам, и в пойме р. Валы. Леса занимают 9,1 % от общей площади, из них 30 га – полу защитные полосы и насаждения по оврагам. Леса преимущественно еловые, пихтовые, березовые, осиновые. В пойме реки Валы растёт ольха, липа, черёмуха, в прибрежной части – Ива.

Травянистая растительность сенокосов и пастбищ  представлена различными сообществами. Травяной покров суходольных лугов изрежен. Произрастают такие злаки как Мятлик луговой, Тимофеевка, Ежа сборная, Кострец безостый, из бобовых Клевер красный, мышиный горошек, из разнотравья манжетка обыкновенная, нивяник, подмаренник и другие.

Травостой хорошего качества. В целом суходольные  луга малопродуктивны и используются под пастбища.

Наибольшее  распространение получили низинные и пойменные луга, где развит хороший  травостой.

Произрастает  разнотравно-злаковая растительность: овсяница луговая, мятлик луговой, клевер розовый, ползучий, чина луговая, щавель кислый, герань луговая, колокольчики. Значительная площадь этих лугов улучшена коренным способом. Используется под пастбища и сенокосы. Пойменные луга дают более высокие и устойчивые урожаи сено и трав более высокого качества при соответствующем уходе и рациональном их использовании.

Почвы и их агрохимичиская характеристика.

Почвенным обследованием выделено восемь агрогрупп. Удельный вес которых в общей  площади приводится ниже.

  Агропроизводственная группировка почв.

Из приведённых  данных видно, что 82 % пашни относится  к агрогруппам, имеющих не плохое химическое и физические свойства для возделывания сельскохозяйственных культур.

Кормовые  угодия расположены на пойменных  землях, частично на почвах овражнобалочной  системы и реже на остальных почвах.  

По геологическому происхождению коренных пород подстилающая четвертичным отложением. Пермская система  Казанский ярус. Породы состоят основном из красноцветных глин, аргиллитов, алевролитов и песчаников с прослоями мергеля, известняков и доломитов.

Хозяйство расположено на 2 основных почвообразующих  пород карбонатные красно-бурые и известковисто-щебневатые покровные глины и суглинки. Флювио-гляциальные пески и супеси с небольшими массивами покровных суглинок и глин.     

Таблица 3 – Характеристика почв пашни на 2012г.