За последние годы было приложено немало усилий для того, чтобы свеклосахарная отрасль в России поднялась с колен и вышла на новый уровень развития. В деле свеклосахарного производства важен каждый шаг, начиная с выбора семян свеклы и заканчивая процессом ее переработки.
Вырастить хороший урожай - это только полдела, а вот как сохранить ценные корнеплоды с тем, чтобы получить высокий выход сахара, и его производство было высокорентабельным, - другая наиважнейшая задача, над решением которой корпят лучшие ученые умы, в том числе специалисты отдела хранения и подготовки сырья к переработке Российского научно-исследовательского института сахарной промышленности.
Это одно из старейших структурных подразделений института, а возглавляет его кандидат сельскохозяйственных наук Николай Сапронов. Его по праву можно назвать живой «энциклопедией»: делу развития сырьевой базы сахарной промышленности он посвятил всю свою трудовую деятельность. Сегодня именно к этому человеку на практике обращаются за советом специалисты сахарных заводов со всех регионов России и заключают договора по вопросам оценки качества сахарной свеклы, предуборочного обследования свекловичных плантаций с целью определения поражения болезнями, химического состава, технологических качеств корнеплодов, поскольку эти показатели являются самыми важными в технологии их переработки.
О том, что в настоящее время происходит с отечественной сахарной промышленностью, о разработках новых технологий хранения сахарной свеклы рассказывает Николай Сапронов.
- В последние годы в нашей стране наблюдается наращивание объемов производства сахарной свеклы, причем оно приняло характер стабильности. Так, в 2011-2012 гг. в целом по России произвели свыше 40 млн. тонн, для сравнения в годы лучших советских пятилеток объемы заготовки свеклы составляли 28-33 млн.тонн. С одной стороны - это хорошо, с этих объемов мы уже можем получить достаточное количество сахара для полного обеспечения потребностей государства, а это более 5 млн. тонн, и стать независимыми от зарубежных поставок, и в дальнейшем уже нет смысла расширять посевы сахарной свеклы. Сегодня в отрасль пришли крупные агрохолдинговые компании, располагающие достаточными ресурсами для того, чтобы внедрять прогрессивные технологии выращивания свеклы, применять современную технику и получать высокие урожаи.
Но есть и обратная сторона медали: производственные мощности наших сахарных заводов отстают от роста производства сахарной свеклы. Оптимальный период сокодобывания составляет 100-110 суток, это как раз до нового года. Чтобы переработать 40 млн. тонн корнеплодов в оптимальные сроки, потребуется суммарная мощность всех сахарных заводов России 400 тыс. тонн переработки свеклы в сутки, у нас же она сегодня составляет 331 тыс. Таким образом, наблюдается дисбаланс между объемами производства свеклы и мощностью заводов, вследствие чего мы не успеваем переработать сырье своевременно. Увеличение объемов и продолжительности сроков хранения сахарной свеклы приводят к ухудшению ее технологических качеств, потере целевого компонента - сахарозы, снижению выхода сахара, повышению удельного расхода производственных материалов и теплоэнергоносителей. Следовательно, переработка свеклы в первом полугодии считается малоэффективной и нерентабельной. Для своевременной переработки должно быть соответствие объемов производства свеклы производственным мощностям сахарных заводов, которых у нас пока не хватает. Необходима реконструкция сахарных заводов по расширению производственных мощностей или новое строительство. А существующий сегодня дисбаланс приводит к тому, что в период уборки ежесуточные объемы поступлений свеклы на заводы в 2-2,5 раза превышают их суточную производительность, следовательно, около 50-60 % корнеплодов должны проходить стадию длительного хранения - от 20 до 60 суток и более. Свекла хранится на открытых площадках и подвергается негативному воздействию погодных факторов. Кроме того, свекла механизированной уборки характеризуется высоким содержанием балластных примесей, что создает благоприятные условия для микробиологических процессов, в которых участвуют плесневые грибы и бактерии, вызывающие кагатное гниение сырья. При переработке такой свеклы выход сахара резко снижается.
В настоящее время определились два направления по улучшению хранения свеклы - это применение консервантов и использование укрывочных материалов. Хочу отметить, что такой метод хранения, как применение консервантов, использовали и в довоенное и послевоенное время, при этом был наработан большой арсенал химических препаратов-антисептиков, но по различным причинам, в том числе из-за дефицита, высокой цены или малой эффективности, они не нашли широкого применения.
Учитывая сложность и взаимное влияние процессов, протекающих при хранении сахарной свеклы, были разработаны инновационные продукты нового поколения, такие как Кагатник - это отечественный препарат, выпускаемый ЗАО «Щелково Агрохим».
Мы давно исследовали его эффективность в лабораторных условиях путем проведения микробиологических опытов и убедились, что это один из лучших препаратов в сравнении с другими, которые сегодня существуют.
Полифункциональный консервант Кагатник обладает совокупностью свойств - высокой дезинфицирующей способностью, ингибированием ростовых процессов, способностью замедлять интенсивность дыхания корнеплодов и снижать уровень ферментативной активности инвертазы. Действующим веществом препарата является бензойная кислота, а это сильное антисептическое средство. Кагатник гарантирует качественное хранение корнеплодов сахарной свеклы в условиях призаводских свеклопунктов. Когда свекла убрана, очищена от избыточного содержания балластных примесей и соответствует физическим показателям для закладки в кагаты, она может быть обработана по технологии, разработанной специалистами «Щелково Агрохим», предусматривающей объемное опрыскивание корнеплодов антисептиком в момент их укладки в кагат с помощью опрыскивающего устройства, смонтированного на буртоукладчик.
Технология предполагает использование в расчете на тонну укладываемой на среднесрочное или продолжительное хранение корнеплодов 60 мл препарата Кагатник при норме расхода рабочего раствора 3 литра. Эту смесь наносят на поверхность укладываемых на хранение корнеплодов и, таким образом, защищают их от возбудителей кагатной гнили. В результате сочетание физически пригодной к длительному хранению свеклы с высокоэффективным фунгицидом и с использованием разработанной специалистами «Щелково Агрохим» технологии обработки гарантирует высокое качество хранения. Такая технология позволяет значительно сократить потери массы свеклы, сахарозы, получить высокий биологический и экономический эффект.
- Вы сказали о лабораторных исследованиях, а насколько испытан Кагатник на практике, и какова география его применения?
- Сегодня Кагатник широко применяют во всех регионах страны, в частности, в Центральном Черноземье его используют в производственных масштабах в Воронежской, Белгородской, Липецкой и Курской областях.
В прошедшем сезоне мы испытывали этот препарат в Курской области, на Кшенском сахарном заводе закладывали кагат объемом 5 тысяч тонн и обрабатывали Кагатником. Параллельно закладывали контрольный кагат свеклы идентичного качества без обработки и сравнивали качество свеклы после хранения, которое продолжалось 95 суток. Мы вели исследования, брали пробы и получили хорошие результаты. Специалисты этого предприятия дали высокую оценку препарату, отметив, что свекла в кагате, обработанная Кагатником, отличалась значительно лучшими технологическими показателями, среднесуточные потери массы свеклы и сахарозы в ней оказались в 1,6 раза меньше, чем при хранении необработанной свеклы. И в нынешнем сезоне, по словам заместителя директора по сырью Юрия Корнишина, на Кшенском сахарном заводе намерены обработать все поступающие на призаводской свеклопункт сладкие корнеплоды, а это более 100 тысяч тонн.
Бесспорную эффективность Кагатника отмечали представители сырьевых и технологических служб сахарных заводов на семинарах, организованных на базе нашего института. Как правило, на такие мероприятия мы приглашаем передовых специалистов, которые вплотную занимаются хранением свеклы, внедрением новшеств. Так, в этом году в работе семинара участвовал заместитель директора по сырью Воронежского сахарного завода «Лиски-Сахар» Юрий Петренко. Этого человека по праву можно назвать мастером своего дела. Поделившись опытом с коллегами, из всех новейших приемов хранения свеклы он выделил пример с обработкой Кагатником и отметил, что этот препарат действительно способствует лучшей сохранности сырья, снижает массу загнивших корнеплодов, обладает совмещенным комплексным действием, не только антисептическим, но и уменьшает интенсивность ферментативной активности, ростовых процессов и дыхания. И это очень важный фактор, поскольку потери сахарозы, помимо деятельности фитопатогенных микроорганизмов, обусловлены также активностью ферментов, интенсивного дыхания и прорастания корнеплодов.
Хорошие результаты показывает совмещенное применение Кагатника с укрывочными материалами. На российский рынок сейчас поступает материал под названием «Топт Текс» австрийской фирмы «Тенкате» - это полимерный нетканый материал, который свободно пропускает воздух, что необходимо для сахарной свеклы, и снижает неблагоприятное воздействие погодных условий. Мы протестировали аналогичную продукцию отечественного производства и нашли достойный вариант, не уступающий по своим укрывочным свойствам «Топт Тексу». Это Спанбонд Тульского производства, объединения «Химволокно» в г. Щекино. Мы его испытывали и в этом году намерены шире внедрять наш российский укрывочный материал. Он дешевле австрийского, при этом нисколько не уступает по качеству, обладая хорошей воздухопроницаемостью и водоотталкивающими способностями.
- Существуют ли сегодня подобные Кагатнику фунгициды?
- В настоящее время мы рассчитываем лишь на отечественные препараты, поскольку за рубежом свеклу длительное время не хранят, и применение антисептиков для этих целей теряет смысл. По этой причине из других стран консерванты, предназначенные для обработки свеклы, к нам практически не поступают. За весь период развития сахарной промышленности исследователи и специалисты предлагали большой арсенал химических препаратов, направленных на улучшение хранения сахарной свеклы. К ним можно отнести известь, сернистый газ, пирокатехин, сульфид натрия, картоцид, тиобендазол, углеаммиакад, этриел и другие. Их использование носило единичный характер, из-за отсутствия стабильно получаемых результатов они не получили широкого практического применения.
В лаборатории при проведении микробиологических исследований по изучению эффективности действия препаратов на микроорганизмы мы сравнивали Кагатник с эффективными, на наш взгляд, известными отечественными антимикробными средствами. При этом Кагатник проявил себя как наиболее действенный препарат, что способствовало его быстрому продвижению на рынке предлагаемых антисептических продуктов, используемых для хранения сахарной свеклы. Но мне хотелось бы отметить другой важный момент.
В настоящее время внедрение этого успешного и необходимого препарата в производство сдерживается отсутствием технических средств для обработки свеклы. Технология применения Кагатника, предложенная специалистами «Щелково Агрохим», по сути, несложная. Достаточно буртоукладочную машину оборудовать опрыскивающим устройством, которое включает в себя емкость для раствора, трубопровод, нагнетательный насос и форсунки, расположенные на конце укладочного конвейера. Вот такое нехитрое устройство, но, тем не менее, им надо оборудовать машины, и такой буртоукладчик должен быть на каждом заводе, причем не один, а для масштабной обработки необходимо хотя бы два-три, и тогда процесс пойдет быстрее. На практике этого нет, к нам часто поступают звонки, люди спрашивают, как обрабатывать, чем и какое устройство использовать. Такие моменты в любом случае сдерживают широкое внедрение Кагатника. А он необходим, поскольку большая часть свеклы у нас хранится в полях. При этом с экономической точки зрения сладкие корнеплоды при краткосрочном хранении можно не обрабатывать, а если свекла нуждается в более длительном хранении - от 30 суток и свыше, то целесообразно применять Кагатник, и при этом эффективность его будет только выше.
- Как говорится, все новое - это хорошо забытое старое... Применимо ли это изречение к Кагатнику, то есть данный продукт воспроизведен вновь или это совершенно новая разработка?
- Препарат Кагатник действительно можно назвать инновационным продуктом нового поколения, и аналогов ему сегодня нет. В последние 3-4 года он стал завоевывать свой рынок, и с каждым годом объемы его применения наращиваются, потому что специалисты все больше убеждаются в его высокой эффективности. Этому свидетельствуют положительные отзывы в Белгородской, Воронежской, Липецкой, Курской областях и наши многочисленные исследования.
Мы изучали Кагатник в лабораторных условиях методом проведения микробиологических опытов в боксе на чистых культурах. Для определения результативности препарата такой метод считается более точным, нежели в производстве. Именно с такого метода начинаются все исследования, связанные с установлением обеззараживающих свойств препарата, и только потом его проверяют в производственных условиях на сахарном заводе. Я уже неоднократно рассказывал на различных семинарах и конференциях об эффективности использования Кагатника и рекомендовал применять этот препарат, который, по нашему мнению, подтвержденному точными исследованиями, один из лучших. По крайней мере, на сегодняшний день эффективнее фунгицида, чем Кагатник, мы пока не знаем.
«Аргумент защиты»
25.10.2013 0Правительство России завершает подготовку национального проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики». Он объединит передовые решения в сфере биотехнологий, возобновляемых биоресурсов, а также создания новых материалов.
Кажется, ещё 10 лет назад о биоэкономике мало кто слышал, а сегодня на её развитие направлены средства нацпроектов, о биоэкономике в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, фармацевтике и в других отраслях говорит национальный лидер. Что же это такое?
Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН определяет биоэкономику как «использование возобновляемых биологических ресурсов, биологических процессов и принципов устойчивого производства товаров и услуг во всех секторах экономики». При этом биоэкономика напрямую связана с достижениями биотехнологии в сельском хозяйстве и промышленности.
Если сказать чуть иначе, биоэкономика – это, по сути, новый способ создания продукта в условиях шестого технологического уклада, рывок в который человечество совершило в 2020-е годы. Этот новый уклад учёные описывают через инженерию живых тканей и организмов с заранее заданными свойствами, искусственный интеллект, беспилотные летательные системы, анализ больших данных и космический мониторинг. Для сельского хозяйства это принципиально новый уровень производительности труда, полная переработка отходов с помощью микроорганизмов, биотехнологическое производство любых молекул и манипуляции с генами, оптимизация геномов живых организмов.
Нацпроект
Координационный центр правительства России сообщает, что новый нацпроект «Технологическое обеспечение биоэкономики» призван обеспечить технологический суверенитет страны, ускорить развитие сельского хозяйства через внедрение биотехнологий, а также создать условия для самореализации граждан.
В своём выступлении на стратегической сессии в марте с. г. премьер-министр Михаил Мишустин подчеркнул, что нацпроект будет носить комплексный характер и формировать фундамент сразу для нескольких направлений.
Михаил Мишустин - премьер-министр Российской Федерации
«В их числе – химия, пищевая индустрия, энергетика, медицина, экология, сельское хозяйство. Все те отрасли, где возможно глубокое внедрение биопроцессов и использование современных форматов производства на индустриальном уровне», – подчеркнул Председатель Правительства.
Он добавил, что ключевая задача национального проекта – консолидировать усилия, мощности и ресурсы, создать конкурентные предприятия, в том числе за счёт модернизации имеющихся, чтобы вернуть позиции одного из глобальных лидеров биотехнологического рынка.
Цели и задачи
Среди других задач проекта «Технологическое обеспечение биоэкономики» можно выделить следующие:
- Технологический рывок в АПК. Нацпроект призван стать платформой для опережающего развития сельского хозяйства и других смежных отраслей за счёт внедрения передовых биотехнологических решений.
- Технологический суверенитет и лидерство: развитие собственной биоэкономики рассматривается как стратегически важный шаг для снижения зависимости от импортных технологий и продукции, а также для занятия ведущих позиций на мировом рынке.
- И наконец, новый национальный проект должен способствовать дальнейшему расцвету науки и производства, а также решению кадрового вопроса для работы в такой новой сфере, как биоэкономика. В конечном итоге новый нацпроект должен привести к росту экономики и повышению уровня жизни в стране.
Ответ на вызовы
Глобальные вызовы в области продовольственной безопасности, связанные с ростом народонаселения планеты и изменением климата, цифровой трансформацией экономики, требуют должного отклика. И здесь «Щёлково Агрохим» даёт достойный ответ сразу по нескольким направлениям.
Прежде всего это обширные селекционно-семеноводческие программы в Орловской области, на Центральном Черноземье и в Краснодарском крае, нацеленные на формирование замкнутого цикла сельскохозяйственного производства. По словам члена-корреспондента РАН Александра Прянишникова, в рамках этой работы «Щёлково Агрохим» создаёт для АПК России системы новых сортов, дополняющих друг друга по комплексу хозяйственных и биологических свойств; обеспечивает программы первичного и оригинального семеноводства достаточными объёмами исходного материала; формирует 100-процентный уровень обеспеченности промышленного семеноводства собственными сортами.
Научный консорциум по селекции
Для решения столь фундаментальных биотехнологических задач «Щёлково Агрохим» задействовует уникальные коллективы учёных из научных институтов по всей стране: от Института фундаментальных проблем биологии РАН и Института общей генетики РАН до ВНИИСБ, ВНИИМК им. В.С. Пустовойта и НИИСХ Северного Зауралья и др. С целым рядом научных учреждений существуют совместные программы исследований. Так, с институтом Цитологии и генетики (ИЦиГ СО РАН) совместная программа работы нацелена на получение константных (не расщепляющихся) форм растений, выявление сопряжённости индексов NDVI с молекулярными маркерами, контролирующих темпы развития растений. С учёными из Института фундаментальных проблем биологии (г. Пущино) ведётся оценка сортовых особенностей по активности фотосинтетического аппарата растений, поиск генетических маркеров, определяющих функционал фотосинтетических и продукционных процессов у растений, и др.
Цифровые двойники
Для тестирования аграрных технологий «Щёлково Агрохим» разработал собственную цифровую новинку – иммерсивного цифрового двойника. Это виртуальная копия реального производства, позволяющая изучать и моделировать сельскохозяйственные процессы в режиме реального времени и проводить виртуальные испытания технологий и сельхозмашин.
Начальник отдела информационных технологий «Щёлково Агрохим» Дмитрий Москвин на конференции в г. Щёлково представил эту разработку компании широкой публике. Двойник повторяет всё, что происходит на промышленном объекте или в теплице, и позволяет моделировать любой процесс – от роста растений до работы оборудования. На основе данных, получаемых от цифрового двойника, можно оценивать потребности в ресурсах, прогнозировать болезни полевых культур и оперативно реагировать на любые изменения, что повышает эффективность работы.
Дмитрий Москвин - начальник отдела информационных технологий «Щёлково Агрохим»
Система также способна прогнозировать степень износа производственного оборудования, позволяя сократить вероятность его отказов. Новый софт даёт возможность проводить краш-тесты и обучать сотрудников на симуляторе, где ошибки становятся безопасной частью практики, помогая предотвратить реальные инциденты. Следующим этапом развития станет внедрение искусственного интеллекта для автоматизации управления процессами.
Цифровой образ сорта
Прошедшей осенью также было подписано соглашение между «Щёлково Агрохим» и Госсорткомиссией. В рамках совместной работы стороны займутся внедрением цифровых технологий в селекционный процесс. Первым шагом станет реализация пилотного проекта по формированию цифрового образа сортов и гибридов. Этот подход позволит анализировать и прогнозировать фенотипические и генотипические характеристики новых растений в виртуальной среде, что значительно ускорит создание новых сортов, адаптированных для разных регионов страны.
Заключение
Возможности искусственного интеллекта, машинное обучение, доступ к большим данным стали новой магией и навсегда изменили наши подходы к развитию биотехнологий. Никогда раньше у человечества не было такого количества инструментов для анализа и улучшения сложных биологических систем и оптимизации самых разных процессов. Несомненно, развитие биоэкономики ускорит научные открытия в области сельского хозяйства и промышленности и обеспечит технологический суверенитет страны.