Muista minut
 

 

 Yhteistyössä
emotr.jpg eulippu.jpg

Voit myös tulostaa oppaan tästä käyttöösi pdf-muotoisena (167 kt)

Tärkkelysperunan välivarastointi

Tärkkelysperunatuotannon kannattavuus elää muun maatalouden tapaan kannattavuuden kriittistä aikaa. Tuotantopanoksia ei ole varaa käyttää tehottomasti, ja varsinkaan tuotettua satoa ei pidä hukata hyödyttömästi. Tärkkelysperunahankkeen yhtenä tavoitteena on ollut selvittää ja edistää keinoja tärkkelysperunantuotannon kannattavuuden parantamiseksi ja kilpailukyvyn säilyttämiseksi. ”Tärkkelysperunan välivarastointi”- osion johtava ajatus on ollut välivarastoinnin kehittäminen ja virheiden minimointi, jotta saavutettaisiin paras mahdollinen tärkkelyksen talteenotto.

Tärkkelysperunan korjuukausi on huomattavasti lyhyempi kuin perunatärkkelystehtaan käyntikausi, ja tehtaille toimitettavasta perunasta noin puolet joudutaan välivarastoimaan. Sadon huono laatu tai huolimattomasti toteutettu varastointi laskevat tärkkelysperunan tilityshintaa muutamassa viikossa. Jo muutamien prosenttien aleneminen tärkkelyksen saannossa saattaa hätyytellä eristämisprosessin tai viljelyn kannattavuusrajaa.

Tehtaalla tärkkelyspitoisuus määritetään ominaispainon kautta. Menetelmän luotettavuus heikkenee kuitenkin välivarastointikauden aikana, koska ominaispaino mittaa myös hajonnutta tärkkelystä, sokeria. Käyntikauden loppupuolella tärkkelyssaannon heikkeneminen on noin viiden prosentin luokkaa.

Välivarastointiselvityksessä tärkkelyssaannon ongelmaa lähestyttiin mittaamalla tärkkelyksen todellista määrää. Selvityksessä todettiin, että tärkkelyksen hajoamista tapahtui merkittävästi epäedullisissa olosuhteissa, ja samalla perunan sokeripitoisuus kasvoi. Sokeria muodostui keskimäärin yhtä paljon kuin tärkkelystä hajosi (kuva 3). Ominaispainomittauksella tätä tärkkelyspitoisuudessa tapahtunutta muutosta ei kuitenkaan voitu todeta.

Tärkkelyksen merkittävä hajoaminen on torjuttavissa. Tärkeintä on lämpötilan hallinta varastossa. Auman lämpötilaa ei kuitenkaan voi säätää kovin tarkasti. Tavoitteena onkin lämpötilan tasainen aleneminen ja perunoiden suojaaminen pakkaselta. Kylmän lisäksi lämpötilan vaihtelu hajottaa tärkkelystä. Myös korkeita lämpötiloja kannattaa välttää, vaikka ne varastointikauden alussa eivät olekaan haitallisia terveelle perunalle.

Lajikkeet reagoivat varastointiin hieman eri tavoin. Selvityksessä mukana olleesta kolmesta lajikkeesta Saturna soveltuu parhaiten välivarastointiin. Posmon tärkkelys näyttää hajoavan helpoimmin välivarastossa, ja Kardalin varastoitavuus tärkkelyksen suhteen on Posmon ja Saturnan väliltä. Lajikkeesta riippumatta jäätynyt, pahasti kolhiintunut tai tautinen peruna ei sovellu varastoitavaksi

 

Oppaan sisältö:

Välivarastointiohjeet

  • Tärkkelys

  • Jäätynyt peruna

     

     

     

     

     

    1 Ohjeita välivarastointiin

    1.1 Varastoitavan perunan vaatimukset

    Mikä tahansa peruna ei kelpaa välivarastoon, eivätkä kaikenlaiset rakennelmat sovi välivarastoksi. Peruna säilyy varastossa vähin tappioin, kun se on tervettä ja riittävän tuleentunutta. Tau­deista pahimpia tap­pioi­ta aiheuttavat mukularutto, tyvi- ja märkämätä sekä mm. phoma - kuivamätä. Aumassa jo muutama sairas mukula voi tartuttaa ympäröivät perunat. Kolhut ja pinnan vauriot ovat tärkein väylä mukulaa pilaaville taudinaiheuttajille. Myös rupi voi helpottaa tau­tien iskeytymistä perunaan. Tautien torjunnassa on tärkeää huolellinen kasvinsuojelu, hellävarainen nos­to­tek­niik­ka ja terve siemen.

    Mukuloiden altistuminen kylmälle tai jäätyminen aiheuttaa mm. tärkkelyspitoisuuden laskua, painohävikkiä ja lisää tauteja. Eri lajikkeilla on erilainen alttius hajottaa tärkkelystä eristämiskelvottomaksi sokeriksi ja edelleen painohäviöksi hengityksen kautta.

    Heti noston jälkeen tehtaalle päätyvän perunan laatu ei ehdi muuttua ennen tärkkelyksen erottamista, mutta sen sijaan välivarastoinnin aikana perunan käyttökelpoisuus voi heiketä oleellisesti. Välivarastoinnissa voidaan säilyttää tai mahdollisesti menettää jo tehdyn työn tulos.

    Paluu sivun yläosaan

    1.2 Välivaraston rakenne

    Välivaraston rakentamisesta ja rakenteesta on kirjoitettu useita oppaita (esim. Perunantutkimuslaitos 1996: Tärkkelysperunan välivarastointi tai (Tärkkelysperunatuotannon käsikirja). Tärkeitä asioita välivarastossa ovat sopiva koko, helppo täyttäminen ja tyhjääminen, riittävä kestävyys ja rakennusaineet, jotka eivät pilaa perunan käyttökelpoisuutta. Myös välivaraston taloudellisuus pitkällä aikavälillä on tärkeää.

    Kaikkein tärkeintä aumassa on kuitenkin sen toimivuus perunan suojaamisessa kylmältä, kuumalta ja tarpeettomilta kosteuden vaihteluilta. Tavoitteena on tasainen lämpötila ja riittävä tuuletus, jotta tärkkelystä kuluisi mahdollisimman vähän ja peruna säilyisi mahdollisimman terveenä. Auman olosuhteita pitääkin voida säätää varastointiajan ja sään mukaan. Olki ja turve ovat katteina sikäli hyviä, että ne sitovat kosteutta samalla, kun suojaavat kylmältä tai kuumalta.

    Paluu sivun yläosaan

    1.3 Lämpötila

    Tavallisen ruokaperunan varastointi suositellaan aloitettavaksi muutaman viikon pituisella alkujaksolla reilun +10 °C lämpötilassa, jotta perunan pinnan pienet haavaumat parantuisivat varastointia paremmin kestäviksi. Tämän ns. hoitolämpötilajakson jälkeen tavoitteena on lämpötilan hidas ja tasainen lasku kohti varaston tavoitelämpötilaa. Laskuvaiheessa perunalle on haitallisempaa lämpötilan voimakas vaihtelu kuin hitaasti, mutta tasaisesti laskeva, alkuvaiheessa korkeahko lämpötila.

    Lämpöjaksoajatusta voi soveltaa myös tärkkelysperunan välivarastoinnissa. Varastoinnin alussa ei pidä kiirehtiä laskemaan välivaraston lämpötilaa +4–8 asteeseen kovin nopeasti. Tasainen, noin kuukauden pituinen lasku +15 asteesta +4–8 asteeseen on riittävä tahti. Tämän jälkeen kannattaa lähinnä tarkkailla, että lämpötila ei lähde nousuun tai ettei kylmä ulkoilma pääse yllättämään. Lyhytaikaisessa +4–5 asteen varastoinnissa tärkkelyksen hajoaminen sokereiksi jää vähäiseksi.

    Kuvassa 6 on Perunantutkimuslaitoksella syksyllä 2003 tehdyn auman lämpötilakehitys. Välivaraston lämpötilan edullista kehitystä auttoi ulkolämpötilan suotuisa kehitys, mutta auman nopeampikin jäähdytys olisi ollut teknisesti mahdollista. Tämä olisi kuitenkin voinut kostautua haitallisena lämpötilan uudelleen nousuna lokakuun alun leudoilla säillä. Lämpötilan tasaisen laskun ansiosta aumattuun perunaan kertyi hyvin vähän sokeria (kuva 5).

    Välivaraston lämpötilaa olisi hyvä seurata lämpömittarein perunakerroksen eri osissa. Lämpötilaa voi seurata esimerkiksi yksinkertaisella ulko-sisälämpömittarilla, jonka anturin voi sijoittaa varastoitavaan perunamassaan, vähintään 0,5 m pintakerroksen alapuolelle. Mittarin näyttöosa tulee suojata kastumiselta.

    Paluu sivun yläosaan

    1.4 Lajikkeet

    Varastoitavan perunan on oltava elintoiminnoiltaan mahdollisimman vakaata. Tämä koskee kaikkia lajikkeita. Se merkitsee tervettä ja tuleentunutta tai tuleentuvaa perunaa. Tuleentuminen ja kuoren kiinnittyminen suojaa perunaa myös mekaanisilta vioilta ja hankaumilta, jotka voivat edistää painotappioita ja tautien puhkeamista välivarastossa.

    Tärkkelysperunalajikkeista Saturna osoittautui selvityksessä parhaiten välivarastointiin sopivaksi lajikkeeksi. Posmon ja Kardalin sinänsä runsaat tärkkelysmäärät näyttävät hajoavan Saturnaa helpommin varastoinnin aikana. Tärkkelyksen hajoaminen oli kuitenkin voimakkainta Posmolla, myös edullisissa olosuhteissa. Tärkkelyksen hajoaminen näkyi kaikilla lajikkeilla kohonneena sokeripitoisuutena.

    Posmoa ja Kardalia varastoitaessa tulee olla erityisen huolellinen, ettei varaston lämpötila pääse laskemaan alle +4 °C:n tai ettei lämpötila vaihtele voimakkaasti. Painohävikkitulosten mukaan varsinkin Posmon mukuloissa tapahtui merkittävää painohävikkiä, kun varaston lämpötila vaihteli viikoittain +1 ja +8 °C:n välillä (kuva 5). Perunantutkimuslaitoksella jatketaan tutkimusta Serestan, Tompan ja Kuraksen välivarastoitavuuden parissa syksyllä 2004, ja opasta tullaan päivittämään tulosten valmistuttua.

    Paluu sivun yläosaan

    2 Tärkkelys

    2.1 Peruna ja tärkkelys

    Perunan painosta suurin osa on vettä, ja kuiva-aine on pääasiassa tärkkelystä (kuva 1). Perunan tärkkelys rakentuu sokereista. Sokeria muodostuu yhteyttämisen tuloksena lehdissä, joista se kulkeutuu mukulaan. Siellä peruna muuntaa sokerit tärkkelykseksi.

    Tärkkelys on perunan elintoiminnoille välttämätön energianlähde, sillä perunat elävät ja hengittävät myös noston jälkeen varastossa. Tärkkelystä hajottamalla peruna vapauttaa sokereita elintoimintojensa ylläpitoon ja samalla vapautuu vettä sekä hiilidioksidia. Perunan mukuloissa onkin siis aina jonkin verran sokeria käytettäväksi elintoimintojen ylläpitoon.

    Kylmä, lämpötilan vaihtelu, käsittely, erilaiset stressit sekä vanheneminen kiihdyttävät perunan elintoimintoja ja siten myös tärkkelyksen hajoamista sokeriksi. Kuvassa 2 näkyy, kuinka lämpötila vaikuttaa perunan elintoimintoihin.

    Sokerin runsas muodostuminen kiihdyttää edelleen mm. hengitystä ja parantaa varastotautien etenemismahdollisuuksia. Seurauksena voi olla merkittäviä varastotappioita painohäviön ja laadun heikkenemisen vuoksi. Lisäksi sokeri ”valetärkkelyksenä” nakertaa koko tärkkelysalan kannattavuutta saantotappioiden, hygienia- ja jätehuoltokustannusten kautta. Hyvän välivarastointitekniikan tärkeimpiä tavoitteita säilyvyyden varmistamisen lisäksi on minimoida tärkkelyksen hajoaminen sokereiksi.

    Paluu sivun yläosaan

         Kuva 1. Perunan koostumus

     

        Kuva 2. Lämpötilan vaikutus perunan elintoimintoihin

    2.2 Tärkkelyksen mittaaminen

    Sadosta maksetaan sen mukaan, miten paljon siinä arvioidaan olevan eristyskelpoista tärkkelystä. Tärkkelyspitoisuus mitataan vastaanottoerästä otetusta näytteestä ominaispainon avulla. Tärkkelyksen lisäksi ”hinnoitellaan” tärkkelyksen eristämisen onnistumista ja tehtaan laitteiston toimintaa häiritsevät tekijät. Näitä ovat multa, erilaiset varsistojätteet ja muut roskat, pilaantuneet tai jäätyneet perunat sekä laitteistoja helposti rikkovat kivet. Painohävikki tai puhtausprosentin lasku jäävät automaattisesti viljelijän tappioksi. Näistä tilityshintaan vaikuttavista tekijöistä välivarastoinnin aikana voivat muuttua lähinnä paino, tärkkelyspitoisuus ja pilaantuneen peruna-aineksen osuus.

    Tärkkelysperunan tuotanto-olot ja erityisesti varastointi vaikuttavat sokeripitoisuuteen. Nostossa perunoiden elintoiminnot ovat hitaimmillaan. Pienimmillään sokeripitoisuus on luontaisesti tuleentuneessa perunassa, ollen noin 0,5 %. Kylmälle, mutta ei vielä jäätymiselle altistuneessa tärkkelysperunassa voi olla sokeria 2–3 %. Välivarastointiselvityksen aineistosta piirretystä kuvasta 3 näkyy, kuinka perunoiden todellinen tärkkelyspitoisuus muuttuu, kun sokeripitoisuus kasvaa tai alenee. Esimerkiksi, jos perunoihin on kertynyt huonon varastoinnin seurauksena 2 % sokeria, tärkkelyspitoisuus on alentunut samalla keskimäärin 2,5 %.

    Paluu sivun yläosaan

     

     

     

     

        Kuva 3. Tärkkelys- ja sokeripitoisuuksien muutosten välinen suhde

    2.2.1 Ominaispainoperusteinen tärkkelyspitoisuuden määritys

    Tärkkelys on vettä painavampaa. Siihen karkeasti ottaen perustuu tärkkelysperunatehtaiden vastaanotossa käytetty ominaispainoa mittaava tärkkelyspitoisuuden määritystapa. Näytteen vedessä punnittu paino suhteutetaan näytteen painoon, ja mittaustulokseksi saadaan ominaispaino. Ominaispainon ja tärkkelyspitoisuuden välinen riippuvuus on niin kiinteä, että tärkkelyspitoisuus voidaan laskea ominaispainosta muuntokertoimien avulla. Ominaispainomäärityksessä on oletuksena, että mukuloiden sokeripitoisuus ei ole kohonnut. Tämä siksi, että tärkkelys on tärkein, muttei ainoa omi­nais­painoon vaikuttava tekijä. Myös sokeri on vettä painavampaa, ja ominaispainomittaus ei pysty erottamaan tärkkelystä ja sokereita toisistaan.

    Perunatärkkelystehtailla esiintyy vuosittain ongelmia tärkkelyksen talteenotossa, erityisesti käyntikauden loppupuolella ja kylmien jaksojen alussa. Ominaispainon perusteella tärkkelyspitoisuudessa ei ole merkittävää heittoa, mutta saanto on noin 5 % heikompi, kuin ominaispainomittauksen perusteella on odotettavissa. Samalla solunesteen sokeripitoisuuden on huomattu nousevan, koska tärkkelyksen eristämisprosessissa erottuva sokeri ohjautuu solunesteeseen ja jätevesiin. Jätevesissä sokeri on energiapitoinen jäte, joka täytyy saada erotettua vedestä. Tämä lisää jätevesien puhdistuskustannuksia. Kuvassa 4 on Finnamyl Oy:n Kokemäen tehtaan havainnot solunesteen sokeripitoisuuden kehittymisestä.

    Paluu sivun yläosaan

     

     

     

     

     

     

     

     

       Kuva 4. Solunesteen sokeripitoisuuden kehitys syksyllä 2003 (Finnamyl Oy, Kokemäki) 

    2.3 Välivarastointiselvityksen  tuloksia  

    Tärkkelyshävikki on vähäistä hyvissä olosuhteissa. Onnistuneen välivarastoinnin päätteeksi perunoiden painohävikki on pieni, ja sokeripitoisuus jää alhaiseksi.

    Syksyn 2002 välivarastointikokeissa mukana olivat tärkkelysperunalajikkeet Kardal, Posmo ja Saturna. Saturnan tärkkelyksen hajoaminen ja sokereiden muodostus oli vähäisintä, joten vuoden 2003 mittauksissa keskityttiin Kardaliin ja Posmoon.

    Syksyllä 2003 Posmoa ja Kardalia varastoitiin aumassa ja varastokaapeissa. Aumavarastointiajat olivat 4 ja 6 viikkoa. Epäedullisia varastointioloja jäljiteltiin kylmäaltistuksilla varastokaapeissa, joissa perunoita säilytettiin viikon ajan kylmässä (+0 °C) ja kaksi vuorokautta +8 °C lämpötilassa. Lisäksi simuloitiin vaihtelevia lämpötiloja varastoimalla näytteitä 7 viikon ajan varastokapissa, jossa lämpötila vaihteli vuoroviikoin +1 °C ja +8 °C välillä. Kuvassa 5 näkyy lajikkeiden sokerikehitys aumauksen ja käsittelyjen aikana.

    Lyhytaikainen kylmäaltistus ja lämpötilan vaihtelu nostivat voimakkaasti perunoiden sokeripitoisuuksia. Onnistuneesti aumatuista perunoissa puolestaan mitattiin 4 viikon aumausjakson päätteeksi yhtä alhaisia sokeripitoisuuksia kuin juuri nostetuista. Myös 6 viikkoa aumatuissa perunoissa sokeripitoisuudet jäivät selvästi alhaisemmiksi kuin kylmälle tai vaihtelevalle lämpötilalle altistuneissa perunoissa.

    Kuvassa 6 on syksyllä 2003 Lammilla sijainneen välivarastointiauman lämpötilakäyrä. Auman lämpötila oli aluksi korkea (+18 °C), josta se laski tasaisesti 4 ensimmäisen viikon aikana +8 asteeseen. Kahden jälkimmäisen aumausviikon aikana lämpötila laski alle +8 asteen ja oli lopullisena purkupäivänä +2 °C.  Kun verrataan auman lämpötilaa ja sokeripitoisuuden kehitystä voidaan päätellä, että melko viileä lämpötila ei vaaranna tärkkelyssatoa, kun se saavutetaan tasaisesti laskevana lämpötilana eikä se kestä kovin pitkää jaksoa.

    Välivarastoinnissa on tärkeää, ettei lämpötila pääse laskemaan missään vaiheessa pakkasrajan alapuolelle, vaan sen tulisi pysyä varastossa mielellään +4 asteessa tai korkeampana. 6 viikkoa kestäneen varastoinnin aikana auman lämpötila laski alle +8 ja jopa alle +4 asteen, mikä näkyi hieman korkeampana sokeripitoisuutena kuin 4 viikkoa aumatuilla.

    Paluu sivun yläosaan

     

     

     

     

    Perunan sokerit  Kuva 5. Perunan sokerit syksyn 2003 aineistossa

     

    Auman lämpötilakehitys  Kuva 6. Auman lämpötilakehitys syksyllä 2003

    3 Perunoiden jäätyminen

    Perunan jäätyminen tai paleltuminen on ankara tärkkelyksen muodostumiseen ja hajoamiseen kytkeytyvä stressi. Lievänä se kiihdyttää tärkkelyksen hajoamista ja ankarana puolestaan pilaa perunan käyttöarvon kokonaan. Jäätynyt peruna on sulaessaan myös oivallinen mätäpesäkkeen alku aumassa.

    Jäätynyt peruna aiheuttaa ongelmia tärkkelyksen eristämisessä, sillä peruna puhdistuu huonosti mullasta ja vie siten likaa pitkälle prosessiin. Jäinen peruna myös tylsistyttää raastimia tai jopa rikkoo laitteistoa. Jäätyneestä tai sulaneesta ja rakenteesta menettäneestä perunasta ei saada erotettua tärkkelystä, ja eristämisprosessissa menetetty raaka-aine on lisärasite jätevesissä, mikä lisää puhdistuskustannuksia. Jäätynyt peruna on siten haitallinen, ei vain hyödytön raaka-aine prosessissa.

    Paluu sivun yläosaan

      Perunan kulku tärkkelyksen erottamisprosessissa