Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Sedan 2006 finns det endast ett sockerbruk kvar i Sverige, vilket har resulterat i förlängda lagringstider hos sockerbetsodlare. De sista betorna plockas i regel upp under andra hälften av november och kan komma att behöva lagras fram till slutet av januari. Det skånska vädret med plus- och minusgrader om vart annat i kombination med regn ställer höga krav på kunskapen om hur betor ska lagras för att minimera sockerförlusterna. Lagringen hos odlaren sker i stuka och denna placeras ofta direkt på åkern. Stukorna täcks efter rådande förutsättningar med olika typer av material, exempel på dessa är halm, plast och polypropylene fleece (Toptex®). Som kompensation för lagring utgår ett pristillägg vid avräkning. Detta pristillägg ska ersätta odlaren för de extra kostnader som uppstår genom arbete och material. Pristillägget är även tänkt att täcka den sockerförlust som är oundviklig.
Detta examensarbete utreder hur ytfukten i kombination med olika grader av frost påverkar sockerbetans lagringsduglighet. Praktiska lagringsförsök i fält genomförs regelbundet av olika organisationer. Däremot är omfattande försök som utförs under kontrollerade former i klimatkammare sällsynta. Det anses viktigt att kunna fastställa vid vilken temperatur betor skadas och vilken inverkan fukten har på sockerbetans lagrings-duglighet. Därför beslutades att under 2015 genomföra ett försök med målet att kunna påvisa lagringsförluster kopplade till de väderfaktorer som är typiska för en skånsk vinter.
Under oktober och november månad 2015 genomfördes ett försök på SLU i Alnarp. I Alnarp hyrdes två klimatkammare i Biotronen för att kunna kontrollera förutsättningarna på ett exakt sätt. En av kamrarna användes för de olika behandlingarna där temperaturen justerades efter ett specificerat försöksschema. Den andra kammaren höll konstant +8°C där förvaring av betor skedde före och efter frostbehandling. Försöket syftade till att utreda ytfuktens påverkan på sockerbetan efter att den utsatts för minusgrader. Socker-betorna samlades in från en stuka som dagen innan skördats på konventionellt sätt med betupptagare. Betorna kom att utsättas för olika temperaturer, med och utan fukt samt lagring efteråt i olika långa perioder. Behandlingstemperaturerna var +8°C, -1°C, -3°C och -5°C, lagringstiden var 18 dagar i samtliga omgångar. Sockerbetor som behandlades i -3°C lagrades även i 35 dagar för att kunna utreda den längre lagringstidens påverkan på sockerbetan. I samtliga omgångar behandlades fuktiga och torra betor samtidigt.
Resultaten visar en signifikant ökad sockerförlust hos de fuktiga betorna redan vid -1°C. Skillnaden ökar i de omgångar som behandlats i -3°C och -5°C. De betor som förvarades i +8°C visar ingen skillnad i ökad sockerförlust till följd av att de utsatts för fukt. När hänsyn endast tas till temperatur och faktorn fuktig respektive torr beta utesluts, kan ingen signifikant skillnad påvisas mellan +8°C och -1°C. Som väntat uppstod signifikanta skillnader mellan de andra försöksomgångarna med lägre temperaturer. Lagringstiden påverkade kraftigt sockerförlusten hos de betor som lagrades i 35 dagar jämfört med 18 dagar. Den längre lagringsperioden ökade sockerförlusterna med 22 % -enheter efter behandling i -3°C.
Den tid det tar att kyla sockerbetor ned till -1,5°C skiljer sig inte mycket om de utsätts för en lufttemperatur på -3°C respektive -5°C. Däremot skiljer det mycket om de ska kylas ned till -2,5°C. Ingen skillnad syntes i fryshastighet mellan torra och fuktiga betor i försöket. I den omgång där fryshastigheten mättes i -3°C i kombination med vind (10 m/s) sjönk temperaturen i sockerbetan nästan dubbelt så fort.
I examensarbetet kan följande slutsatser konstateras till följd av försöksresultat och litteraturstudie.
- Ytfukten på betan har en signifikant inverkan på sockerförlusten vid minusgrader. Försöket visar att fuktiga betor som utsatts för frost förlorar betydligt mer socker jämfört med torra betor.
- Lagringstiden påverkar sockerförlusten signifikant.
- Vinden ger en dubbel fryseffekt.
- Stora individuella skillnader mellan sockerbetor som fått samma behandling har kunnat konstateras.
- Resultaten förklarar de studier som tidigare visat att Toptex® minskar lagrings-förlusterna. Skillnaden är inte i första hand frostskydd utan dess förmåga att hålla ute fukt och tillåta stukan att andas.
- Det är ytterst viktigt att behandla betorna försiktigt för att undvika skador vid upptagning, lagring och leverans. Alla skador ökar sockerförlusten.

Since 2006, there is only one sugar beet factory in Sweden. This has resulted in extended storage periods of sugar beets. The last beets are normally harvested in the second half of November and may need to be stored in to the middle of January. The Swedish weather with plus and minus degrees alternately in combination with rain put high demands on the knowledge of how to store sugar beets with minimal losses. At the farms the beets are usually stored in piles before they are delivered to the factory. The piles are covered after prevailing conditions with different types of materials, examples of these are straw, plastic and polypropylene fleece (Toptex®). As compensation for long-time storage the grower gets an additional payment. This additional payment is meant to recompense the grower for the additional costs incurred by labor and materials. The payment is also intended to cover the sugar losses that are unescapable as a result of longer storage period.
This paper discusses how the surface moisture in combination with different levels of frost affect the storability of sugar beets. Practical storage experiments in the field are conducted regularly by different organisations. However, extensive tests conducted under controlled conditions in climate chambers are uncommon. It is important to determine at what temperature sugar beets are damaged, and at what level the surface moisture impact beet storage stability. Therefore, it was decided in 2015 to conduct a trial with the objective to demonstrate storage losses related to weather factors typical for a Swedish winter.
During the fall of 2015 a trail was carried out at SLU in Alnarp. Two climate chambers in the Biotron were rented to control conditions in an exact manner. One of the chambers was used for the different treatments where the temperature was adjusted after the batch that was treated. The second chamber kept constant +8 °C, this chamber was used as storage of the sugar beets before and after frost treatment. The trial aimed to investigate the surface moisture impact on sugar beets after exposure to freezing temperatures. The sugar beets were collected from a pile harvested the day before. The beets were to be exposed to different temperatures, with and without moisture and storage afterwards in different periods. Treatment temperatures were +8 °C, -1 °C, -3 °C, -5 °C and the stored time was 18 days in all batches. Sugar beets treated at -3 °C were also stored for 35 days to investigate how the longer storage period affected the sugar losses. All batches treated moist and dry beet at the same time.
The moist sugar beets show a significant increased sugar loss already at -1 °C. The difference then becomes larger in the batches treated in -3 °C and -5 °C. The beets that were kept in +8 °C during 18 days showed no difference in sugar loss as a result of being exposed to moisture. When only temperature is taking into account and the factor moist/dry excluded, no significant difference was found between +8 °C and -1 °C. As expected, there were differences between the other temperatures. The storage time significantly affected sugar loss of the beet. The longer storage period increased sugar losses by 22% after treatment of -3 °C.
The time it takes to freeze the sugar beet down to -1.5 °C is not much different if exposed to an air temperature of -3 °C or -5 °C. However, it differs considerably if they are to be cooled down to -2.5 °C. No difference was seen in freezing rate between dry and moist beets in the trial. The batch in which the freezing rate was measured at -3 °C in combi-nation with wind (10 m/s), the temperature dropped into the sugar beet almost twice as fast.
In the thesis the following conclusions appear as a result of research results and literature.
- Surface moisture on the sugar beet has a significant impact on the loss of sugar. The experiment shows that moist beet damaged by frost loose significantly more sugar than dry beets damaged by frost.
- The storage time affects the sugar loss significantly.
- The wind gives a double freezing effect.
- Large individual differences between beets that received the same treatment has been established.
- The results explain the studies previously demonstrated that Toptex® reduce storage losses. The difference is not primarily antifreeze but its ability to keep out moisture and allow the pile breathing.
- It is extremely important to treat the beets gently to avoid damage while harvesting and during storage and delivery. All damage increases the sugar loss.