Viljelyohjeet

Juurikkaan laadun merkitys sokerinvalmistuksessa

Multa ja vieraat esineet
Pesukoneet ja leikkurit toimivat paremmin, kun multaa, naattia, ruohoa ja vieraita esineitä tulee juurikkaiden mukana mahdollisimman vähän. Lisäksi juurikkaat saadaan puhtaammiksi. Tällöin juurikkaasta saadaan leikettä, josta sokeri uuttuu hyvin.

Juurikkaan ulkoinen laatu
Kolhiintumatomasta juurikkaasta ei pääse liukenemaan sokeria pesuveteen. Sen vuoksi terveestä, suuresta ja oikeanmuotoisesta juurikkaasta saadaan leikettä, josta sokeri uuttuu hyvin.

Juurikkaan sisäinen laatu
Sokerinvalmistuksessa juurikkaan sisältämät laatua heikentävät yhdisteet, aminotyppi, kalium ja natrium ratkaisevat pääosin sen, miten helposti juurikkaassa oleva sokeri saadaan talteen. Näiden aineiden pitoisuus ilmoitetaan viljelijälle analyysituloksissa.  Laatua heikentäviä yhdisteitä ovat myös sokerin sukulaisyhdisteet invertti ja raffinoosi. Invertti aiheuttaa mehun värin tummumista ja sokerin hajoamista. Mehun tumma väri yhdessä raffinoosin kanssa vaikeuttavat sokerin kiteyttämistä

Aminotyppi, kalium ja natrium
Aminotyppiyhdisteet hajovat valmistusprosessin aikana, jolloin mehujen pH:n laskee ja sokerin hajoaminen lisääntyy. Aminotyppiyhdisteet muodostavat invertin kanssa reagoidessaan mehuihin väriä, joka vaikeuttaa sokerin kiteytymistä. Osa aminotyppiyhdisteistä ja invertistä pystytään poistamaan mehunpuhdistuksessa. Kalium ja natrium ”sitovat” itseensä sokeria omaan painoonsa nähden lähes kymmenkertaisen määrän. ”Sidottu” sokeri joutuu melassiin ja sokerinvalmistuksessa se on aiheuttaa suurimman  sokerihäviön.

Juurikkaaan jäätyminen
Juurikkaan jäätyessä ja sulaessa syntyy pilaantumistuotteita, dekstraania ja levaania, jotka liukenevat sokerimehuun uutossa ja ne tukkivat suodattimet. Mehunpuhdistuksessa ei pystytä vaikuttamaan kaliumiin, natriumiin, raffinoosiin eikä dekstraania ja levaania. Mitä vähemmän laatua heikentäviä yhdisteitä juurikkaat sisältävät, sitä suurempi osa niiden sisältämäst sokerista saadaan talteen ja sitä alhaisemmat ovat valmistuskustannukset.

Laadun mittaaminen 
Jokaisesta viljelijän tehtaalle toimittamasta kuormasta otetaan 25-30 kg suuruinen näyte, josta näytepesulassa määritetään juurikkaiden puhtaus. Pestyistä juurikkaista sahataan noin 1 kg kokoinen näyte, joka sekoitetaan koneellisesti. Näytteestä pakastetaan vähintään 110 g suuruinen osa, joka lähetetään analysoitavaksi laboratorioon. Laboratorioanalyysiin tarvitaan vain noin  25 g pakastettua näytettä.

Sokerin varastoituminen juureen 
Sokerijuurikas on kaksivuotinen kasvi. Ensimmäisenä vuonna se kerää sokeria juureen, jotta se kykenisi seuraavana vuonna kasvattamaan siemensadon. Sokeria alkaa voimakkaammin kertyä juureen vasta sitten, kun juurikas saa ympäröivästä luonnosta merkin, että kasvukausi on kääntymässä loppupuolelle.

Yleensä kypsymisprosessi lähtee liikkeelle vasta elo- syyskuun vaihteessa ja jatkuu aina kasvukauden loppuun asti. Lämpötilan lasku ja ravinteiden, etenkin typen, saannin loppuminen ovat juurikkaalle selvimmät merkit kasvukauden päättymisestä. Ravinteiden loppuminen tai lämpötilan lasku voivat kumpikin yksinään laukaista kypsymisprosessin, mutta niiden yhtäaikainen vaikutus on tehokkainta.

Viljelytoimenpiteiden vaikutus juurikkaan laatuun

Nykyisen laatumaksutavan aikana viljelijän pitää pyrkiä tuottamaan taloudellisesti mahdollisimman suuri kiteyttämiskelpoinen sokerisato hehtaarilta. Viljelijän on siis kiinnitettävä huomionsa sekä juurisadon määrään että sen laatuun vaikuttaviin tekijöihin. Jotta viljelyn kannattavuutta voitaisiin parantaa, pitää sadon määrällisten sekä laadullisten tavoitteiden olla riittävän korkealla. Laadun ja määrän tuottaminen eivät ole ristiriidassa keskenään, vaan suuri juurisato merkitsee myös useimmiten hyvää laatua. Tämä johtuu siitä, että tärkeimmät positiivisesti laatuun vaikuttavat tekijät vaikuttavat myös juurisatoa nostavasti (mm. aikainen kylvö, tiheä ja tasainen kasvusto sekä suhteellisen myöhäinen korjuu). 
Kasvukauden sääoloilla on huomattava vaikutus juurikkaan tekniseen laatuun, mutta lähes yhtä paljon sokerijuurikkaan laatuun pystytään vaikuttamaan viljelytoimenpitein. Tämä johtuu ennen kaikkea siitä, että viljelytoimenpiteissä on vielä huomattavasti tehostamisen ja parantamisen varaa. Lähinnä seuraaviin asioihin pitäisi kiinnittää huomiota, jotta pystyttäisiin taloudellisesti tuottamaan mahdollisimman korkealaatuista juurikasta.

1 Typpilannoitus 
Suosituksiin nähden liian runsas typpilannoitus alentaa voimakkaasti sokeripitoisuutta ja lisää juurikkaan aminotyppi-, kalium- ja natriumpitoisuutta.

Typpilannoituksessa pitää pyrkiä siihen, että maassa on kasvukauden alkupuolella runsaasti kasveille käyttökelpoista typpeä, mutta elokuun lopulla enää vähän. Erityisesti typen saannin loppuminen ovat juurikkaalle selvimmät merkit kasvukauden päättymisestä.Silloin alkaa sokerin varastoituminen juureen. Juuren painon lisääntyminen ei pysähdy, koska naattiin varastoituneet ravinteet käytetään juuren kasvuun. Tästä seuraa naatin värin vaaleneminen korjuukauden alussa, mikä on ulkoinen merkki sokerijuurikkaan korkeasta laadusta. Sokeripitoisuus jää todennäköisesti alhaiseksi, jos naatti on vielä korjuuvauheessa tummanvihreä. Jos aminotyppipitoisuus on alle 15 mg/100 juurikasta se kertoo kasvien kärsineen typen puutteesta kasvukaudenloppupuolella.

2 Kaliumlannoitus 
Kaliumin puute alentaa voimakkaasti sokeripitoisuutta, ja ylitarjonta lisää kaliumpitoisuutta (saantoprosentti laskee).

3 Natriumlannoitus 
Suosituksiin nähden liian runsas natriumlannoitus lisää juurikkaan natriumpitoisuutta (saantoprosentti laskee).

4 Magnesiumlannoitus 
Magnesiumlannoituksella voidaan magnesiumlannoituksen tarpeessa olevilla mailla (Mg-luku < 100) hiukan nostaa sokeripitoisuutta, mutta ennen kaikkea magnesiumlannoitus alentaa ko. olosuhteissa aminotypen, kaliumin ja natriumin pitoisuutta (saantoprosentti nousee).

5 Lajike
Lajikkeen valinnalla voidaan vaikuttaa juurikkaan laatuun. Niille lohkoille, joilla juurikkaan laatu jää keskitasoa heikommaksi, pitäisi valita sokeripitoisuuudeltaan ja muilta laatuominaisuuksiltaan hyvät lajikkeet.

6 Kasvitaudit
Kasvitaudit, jotka häiritsevät juurikkaan kasvua tai pahimmassa tapauksessa keskeyttävät sen kokonaan, heikentävät myös juurikkaan laatua. Ramularia-lehtilaikkutauti voi esiintyä niin voimakkaana, että se selvästi alentaa sokeripitoisuutta. Tautia voidaan torjua ruiskuttamalla kasvusto ja valitsemalla mahdollisimman tautitaudinkestävä lajike viljelyyn.

7 Kylvöajankohta 
Kylvöajankohta on yksi tärkeimmistä sokerijuurikkaan laatuun vaikuttavista tekijöistä. Aikainen kylvö tuottaa runsaasti sokeria sisältäviä juurikkaita, joissa on vähän sekä kaliumia että natriumia (saantoprosentti nousee).

Yhden kevätviikon vaikutus sokerijuurikkaan laatuun on suuruusluokaltaan seuraavanlainen:

Sokeripitoisuus +0,20 %-yks./viikko   
Kaliumpitoisuus        -0,14 me/viikko
Natriumpitoisuus  -0,07 me/viikko
Saantoprosentti        +0,35 %-yks./viikko

8 Korjuuajankohta 
Myöhäinen korjuu tuottaa runsaasti sokeria ja vähän kaliumia ja natriumia sisältäviä juurikkaita (saantoprosentti nousee).

Yhden syysviikon vaikutus sokerijuurikkaan laatuun on samaa suuruusluokkaa kuin kevätviikolla:

Sokeripitoisuus +0,30 %-yks./viikko   
Kaliumpitoisuus -0,14 me/viikko    
Natriumpitoisuus       -0,07 me/viikko 
Saantoprosentti +0,35 %-yks./viikko

9 Yksilömäärä 
Aukkoisuus ja kasvuston epätasaisuus alentavat juurikkaan laatua. Sadon määrän ja laadun kannalta edullisin kasvutiheys on 90 000–100 000 juurikasta/ha.

10 Päistejuurikkaat 
Juurikaskasvustot jäävät päisteissä hoitotöiden vuoksi yleensä aukkoisiksi ja harvoiksi, mistä syystä nämä juurikkaat yleensä sisältävät vähän sokeria ja runsaasti epäpuhtauksia. Päistejuurikkaiden viljelytekniikassa pitäisi pyrkiä siihen, että myös päisteissä voitaisiin kasvattaa runsaasti hyvälaatuisia juurikkaita. Päisteet kannattaisi esimerkiksi kylvää hieman normaalia tiheämpään, jolloin hoitotöiden aukkoisuutta lisäävää vaikutusta voitaisiin jonkin verran eliminoida. Päisteisiin voidaan myös kylvää muuta kasvia, esimerkiksi viljaa tai yksivuotista raiheinää. Vesistöön rajoittuva päiste voi nurmeksi kylvettynä muodostaa ympäristötuen ehtojen mukaisen suojakaistan. Kannattaa myös harkita, tekeekö päisteen niin  leveäksi, että se kelpaa kesantolohkoksi.

11 Korjuu 
Huolellisen listinnän (Korjuu) tuloksena saadaan juurikasraaka-ainetta, jossa on mahdollisimman korkea sokeripitoisuus ja mahdollisimman vähän epäpuhtauksia. Naatin ja juurikkaan vihreän kantaosan mukaantulo satoon alentaa juurikkaan sokeripitoisuutta ja lisää saantoa alentavien yhdisteiden pitoisuuksia sadossa.

12 Aumojen hoito 
Peittämällä aumat huolellisesti ja ohjeiden mukaisesti (Aumaus) vähennetään varastoinnin aikana tapahtuvia sokerihäviöitä ja vältetään juurikkaan jäätyessä ja jälleen sulaessa tapahtuvien haitallisten aineiden kuten inverttisokerin muodostuminen.

13 Maan rakenne ja vesitalous 
Tehokas salaojaverkosto mahdollistaa juurikkaan aikaisen kylvön ja myöhäisen korjuun, jolloin voidaan tuottaa runsaasti sokeria ja vähän epäpuhtauksia sisältäviä juurikkaita. Hyvin ojitetussa ja hyvärakenteisessa maassa sokerijuurikas kasvaa tasaisesti koko kasvukauden, jolloin lopputuloksena on runsas ja hyvälaatuinen sato.

Juurikkaan laadun vaikutus sokerin tuotantoon

1. Juurikkaiden vastaanotto ja käsittely 
Juurikkaan ohella tehtaalle tulee kiviä, puuainesta, kantoja, rikkakasveja, ruohoa ja naatteja sekä lukuisa määrä erilaisia viljelyssä ja kuljetuksessa käytettävien tarvikkeiden jäämiä, muovia, koneiden osia ym. Näiden eliminoimiseksi on tehtaalla kivenerottimia, ruohonerottimia, hiekanerottimia ja juurikaspesureita. Salossa viime käynnin aikana kerättiin kivenerottimilta kiviä ja savea 2 500 t ja kompostoitavaa ruohoa ja rikkakasveja 5 000 t.

2. Mullan selkeytys 
Juurikkaiden mukana uitto ja pesuvesiin päätyvä multa ja hiekka laskeutetaan multa-altaisiin, joista selkeytetty vesi palautetaan käyttöön. Kummallakin tehtaalla kertyy altaille multaa ja hiekkaa noin 50 000 t vuodessa.

3. Jäteveden puhdistus
Pesu ja uittoveteen päätyy mullasta ja rikkoutuneista juurikkaista huuhtoutunutta orgaanista ainetta ja ravinteita. Näiden käsittelemiseksi tehtaat on varustettu varsin suurilla jäteveden puhdistamoilla. Jäteveden käsittely anaerobisesti on suuri energian kuluttaja.

4. Leikkaus
Puhdistusprosesseissa jää usein erottumatta erilaisia vierasesineitä, jotka aiheuttavat leikkureiden pysähtymisiä (keskimäärin joka kolmas tunti) ja prosessihäiriöitä. Leikkureiden terät tylsistyvät, leikkeen laatu huononee ja uuttoprosessi vaikeutuu.

5. Leikkeen kuivaus
Uuttoon saakka joutuneet vierasesineet ovat riski melassileikkeen laadulle.

6. Mehunpuhdistus
Juurikkaan kemiallinen koostumus on ratkaiseva mehunpuhdistustuloksen kannalta. Kalkki ja sen polttamiseen tarvittava koksi ovat tehtaan suurimpia kustannuseriä ja kalkin kulutus on riippuvainen juurikkaan laadusta. 
Juurikkaiden alhainen luontainen alkaliteetti joudutaan kompensoimaan lisäämällä mehunpuhdistuksessa soodaa tai lipeää. Näiden haittavaikutus on sokerisaannon heikentyminen aineiden melassogeenisuuden (= taipumus sitoa sokeria melassiin) takia. Viime vuosina juurikkaiden luontainen alkaliteetti on ollut laskusuunnassa. Peltojen riittävällä kalkituksella voitaisiin tämä kehitys pysäyttää.

7. Suodatus
Pienetkin määrät pilaantunutta juurikasta, joka sisältää mikrobiologisesti hajonneesta sokerista muodostunutta dekstraania (limamainen polysakkaridi) vaikeuttaa ja voi jopa pysäyttää mehunpuhdistuksen suodatusprosessin ja koko tehtaan toiminnan.

8. Haihdutus
Haihdutuksessa juurikasmehujen lämpötilaa nostetaan varsin korkeaksi, jolloin riski värinmuodostukseen mehuissa on suuri. Alttius värjääntymiseen on juurikkaan laadun ja mehunpuhdistustuloksen yhteisvaikutus.

9. Kiteytys ja linkous
Sokerikide ja mehu erotetaan linkouksessa, jolloin kide pestään vedellä. Mitä värikkäämpi mehu sitä enemmän vettä on käytettävä. Jo kertaalleen valmistettujen kiteiden liukeneminen on suoraan riippuvainen käytetystä vesimäärästä. Uudelleen kiteyttämällä liuennut sokeri saadaan taas talteen. Kiteyttäminen on kuitenkin erittäin paljon energiaa vaativaa (n. 40 % tehtaan energiatarpeesta) ja uudelleen kiteytys sitoo kapasiteettia.

10. Sokerisaanto
Juurikkaan laatu vaikuttaa tunnetusti suoraan ja merkittävästi melassiin jäävän sokerin määrään (= saantoprosentti). Pilaantuneista juurikkaista melkein kaikki sokeri päätyy melassiin ja hyvälaatuisen valkosokerin valmistaminen on mahdotonta.

11. Sokerin laatu
Valmiin valkosokerin kidekoko, väri, kosteus ja tuhkapitoisuus ovat päällimmäiset laatukriteerit ja niihin on prosessissa hyvät mahdollisuudet vaikuttaa. On kuitenkin merkittäviä tekijöitä, joiden kohdalla pelkästään juurikkaan laatu on ratkaiseva. Näitä ovat esim. sokerin eri liuoksissa aiheuttamat samentumat, jotka saattavat tyystin estää sokerin käyttöä monissa sokeria käyttävän asiakkaan valmistusprosessissa. Vähäinenkin pilaantuneisuus voi tässä suhteessa olla ratkaiseva.