Cukrová třtina

Rozbalit box

Obsah boxu

Cukrová třtina (Saccharum officinarum) je mohutná tropická tráva z čeledi lipnicovité (Poaceae), která je celosvětově nejdůležitější plodinou pro výrobu sacharózy (cukru). Její stonky, známé jako stébla, jsou bohaté na sladkou šťávu, která se extrahuje a zpracovává na surový i rafinovaný cukr. Kromě výroby cukru je cukrová třtina klíčovou surovinou pro produkci ethanolu jako biopaliva, zejména v Brazílii, a její vedlejší produkty nacházejí uplatnění v energetice i v dalších odvětvích.

Pěstuje se v tropických a subtropických oblastech po celém světě a představuje jednu z největších světových komodit z hlediska objemu produkce.

🌱 Botanický popis

Cukrová třtina je vytrvalá, statná tráva, která tvoří husté trsy. Její hlavními částmi jsou:

• Stébla (stonky): Jsou to tlusté, článkované stonky, které mohou dorůstat výšky 2 až 6 metrů a průměru až 5 centimetrů. Jsou plné vláknité dřeně, která obsahuje sladkou šťávu s vysokou koncentrací sacharózy (obvykle 12–18 %). Barva stébel se liší podle odrůdy od zelené přes žlutou až po fialovou.
• Listy: Dlouhé, úzké a střídavé listy s ostrými okraji vyrůstají z kolének na stéblech. Dosahují délky přes jeden metr.
• Květenství: Na vrcholu dospělých stébel vyrůstá velká, péřovitá lata stříbřité barvy, která je tvořena tisíci drobných kvítků. V komerčním pěstování se však třtina sklízí před vykvetením, protože kvetení snižuje obsah cukru ve stéblech.
• Kořenový systém: Třtina má svazčitý kořenový systém, který se rozprostírá do hloubky i do šířky a efektivně absorbuje vodu a živiny.

Cukrová třtina patří mezi tzv. C4 rostliny, což znamená, že využívá vysoce efektivní typ fotosyntézy (tzv. Hatch-Slackův cyklus), který jí umožňuje velmi rychle růst a produkovat velké množství biomasy v horkém a slunečném podnebí.

☀️ Pěstování

Pěstování cukrové třtiny je náročné na přírodní podmínky a vyžaduje specifické postupy.

Klimatické a půdní podmínky

• Klima: Cukrová třtina je plodinou tropického a subtropického pásu. Vyžaduje dlouhé vegetační období bez mrazu, vysokou intenzitu slunečního svitu a vysokou vlhkost. Optimální průměrná teplota se pohybuje mezi 21 a 27 °C.
• Voda: Je to plodina náročná na vodu, která potřebuje roční srážky v rozmezí 1500 až 2500 mm. V oblastech s nižšími srážkami je nutné intenzivní zavlažování.
• Půda: Nejlépe se jí daří v hlubokých, dobře odvodněných a úrodných půdách, jako jsou aluviální půdy nebo vulkanické půdy, s neutrálním pH.

Výsadba a růst

Cukrová třtina se množí vegetativně, nikoliv ze semen. Pro výsadbu se používají řízky ze zdravých stébel, tzv. sazenice (setts), dlouhé asi 30–40 cm, které obsahují několik pupenů (oček). Tyto řízky se kladou do brázd a zahrnují zeminou. Z pupenů pak vyrůstají nové rostliny. Rostlina rychle roste a vytváří hustý porost, který potlačuje plevel. Vegetativní období trvá od 9 do 24 měsíců v závislosti na klimatu a odrůdě.

🌾 Sklizeň

Sklizeň nastává, když koncentrace cukru ve stéblech dosáhne maxima. Probíhá dvěma hlavními způsoby:

• Ruční sklizeň: Tradiční metoda, stále rozšířená v mnoha zemích. Pracovníci používají ostré mačety k odsekávání stébel těsně u země. Před sklizní se pole často kontrolovaně vypalují, aby se odstranily suché listy, hadi a škůdci a usnadnil se přístup k stéblům. Tento postup je však kritizován kvůli znečištění ovzduší.
• Mechanizovaná sklizeň: V zemích jako Brazílie nebo Austrálie se používají velké sklízecí stroje (kombajny), které stébla odsekávají, odstraňují z nich listy a nasekají je na kratší kusy, které rovnou nakládají na odvozní vozy. Tento způsob je mnohem rychlejší a efektivnější.

Po sklizni musí být třtina co nejrychleji dopravena do cukrovaru ke zpracování, protože po odseknutí začíná obsah sacharózy rychle klesat.

🏭 Zpracování cukrové třtiny

Po sklizni jsou stébla cukrové třtiny co nejrychleji transportována do cukrovaru, aby se zabránilo ztrátám sacharózy. Proces extrakce cukru je vícestupňový a energeticky náročný.

1. Extrakce šťávy

Prvním krokem je získání sladké šťávy z vláknité dřeně stébel. To se děje jedním ze dvou způsobů:

• Mletí (Milling): Stébla jsou nasekána a následně drcena v sérii velkých válcových lisů. Mezi jednotlivými lisováními se na drť stříká horká voda, aby se vyluhovaly zbytky cukru. Výsledkem je surová, nazelenalá šťáva a vedlejší produkt, vláknitý zbytek zvaný bagasa.
• Difúze: Alternativní metodou je extrakce cukru pomocí horké vody v difuzéru, kde se nasekaná třtina pomalu pohybuje proti proudu vody, která z ní cukr vyluhuje.

2. Čištění šťávy (Klarifikace)

Surová šťáva obsahuje kromě cukru i nečistoty, jako jsou kousky půdy, vlákna a další organické látky. Ty se odstraňují v procesu zvaném klarifikace. Do šťávy se přidává hašené vápno (vápenné mléko) a šťáva se zahřívá. Vápno neutralizuje kyseliny a vysráží nečistoty, které se následně usazují na dně nádrží jako kal.

3. Odpařování (Evaporace)

Vyčištěná řídká šťáva obsahuje asi 80-85 % vody. Voda se odstraňuje v soustavě odparek, kde se šťáva za sníženého tlaku zahřívá. Tím se snižuje bod varu a šetří energie. Výsledkem je hustý, zlatohnědý sirup s koncentrací cukru kolem 60-70 %.

4. Krystalizace a odstřeďování

Hustý sirup je přiveden do speciálních vařáků (zadinů), kde se dále zahušťuje a "očkuje" drobnými krystalky cukru. Vzniká směs krystalů cukru a sirupu, zvaná cukrovina. Tato směs se pak přečerpá do odstředivek (centrifug). Rychlým otáčením jsou těžší krystaly cukru odděleny od matečného sirupu, který je protlačen přes síto. Sirup, který zbývá po odstředění, se nazývá melasa.

Výsledkem tohoto procesu je surový cukr – hnědé krystaly pokryté tenkou vrstvou melasy. Tento cukr se buď prodává přímo, nebo se dále rafinuje na bílý cukr.

♻️ Vedlejší produkty a jejich využití

Zpracování cukrové třtiny je příkladem efektivního využití suroviny, kde téměř nevzniká odpad.

• Bagasa: Vláknitý zbytek stébel po extrakci šťávy. Je to nejdůležitější vedlejší produkt. Většina cukrovarů je energeticky soběstačná, protože bagasu spaluje ve svých kotlích a vyrábí tak teplo a elektřinu pro celý proces (tzv. kogenerace). Přebytečná elektřina je často dodávána do veřejné sítě. Bagasa se také používá k výrobě papíru, stavebních desek a jako surovina pro bioplasty.
• Melasa: Hustý, tmavý sirup, který zbývá po krystalizaci cukru. Stále obsahuje značné množství cukru. Je klíčovou surovinou pro výrobu rumu a průmyslového lihu. Velké množství se také používá jako hodnotné krmivo pro hospodářská zvířata.
• Ethanol (Bioethanol): Cukrová šťáva nebo melasa se mohou fermentovat pomocí kvasinek, čímž vzniká ethanol. Následnou destilací se získá čistý bioethanol, který se používá jako biopalivo do motorových vozidel. Brazílie je světovým lídrem v této technologii a velká část jejího vozového parku jezdí na ethanol z cukrové třtiny.

🌍 Světová produkce

Cukrová třtina je z hlediska vyprodukované tonáže jednou z největších plodin na světě. Ročně se jí sklidí téměř 2 miliardy tun.

Největšími producenty cukrové třtiny jsou (data pro sklizeň 2022/2023):

1. Brazílie: S velkým náskokem světová jednička. Vypěstuje téměř 40 % světové produkce. Je také největším světovým exportérem cukru a bioethanolu.
2. Indie: Druhý největší producent, jehož produkce je z velké části spotřebována na obrovském domácím trhu.
3. Čína: Třetí největší producent.
4. Thajsko
5. Pákistán

Tyto země dohromady tvoří více než 75 % celosvětové produkce cukrové třtiny.

📜 Historie

Historie cukrové třtiny a cukru je úzce spjata s historií kolonialismu, otroctví a globálního obchodu.

Původ a šíření

Cukrová třtina pochází z jihovýchodní Asie, pravděpodobně z ostrova Nová Guinea, kde byla domestikována před tisíci lety. Zpočátku se stébla pouze žvýkala pro jejich sladkou chuť. Technika výroby krystalického cukru byla vynalezena v Indii kolem 5. století našeho letopočtu. Odtud se znalost výroby cukru rozšířila s arabskými obchodníky do Persie, středomoří a do Španělska. Pro Evropany byl cukr po dlouhou dobu vzácnou a drahou komoditou, označovanou jako "bílé zlato".

Třtinové plantáže a otroctví

Zlom nastal v 15. a 16. století s evropskými zámořskými objevy. Kryštof Kolumbus přivezl cukrovou třtinu na své druhé plavbě na ostrov Hispaniola. Teplé a vlhké klima Karibiku a Brazílie se ukázalo jako ideální pro pěstování třtiny. To vedlo k založení obrovských třtinových plantáží.

Pěstování a zejména sklizeň cukrové třtiny byla extrémně fyzicky náročná práce, kterou svobodní osadníci odmítali vykonávat. To vedlo k masovému dovozu zotročených lidí z Afriky v rámci transatlantického obchodu s otroky. Po více než tři století byla produkce cukru v Novém světě neoddělitelně spjata s brutalitou otrokářského systému. Miliony Afričanů byly přivezeny do Ameriky, aby pracovaly a umíraly na cukrových plantážích. Cukr se tak stal motorem koloniální ekonomiky a zároveň symbolem lidského utrpení.

Moderní doba

Po zrušení otroctví v 19. století byli otroci na plantážích nahrazeni levnou pracovní silou, často smluvními dělníky z Indie a Číny. V Evropě začala cukrové třtině konkurovat řepa cukrová, jejíž pěstování se rozšířilo během napoleonských válek. Dnes je cukrová třtina stále dominantním zdrojem cukru na světě, tvoří přibližně 80 % celosvětové produkce.

🌿 Environmentální a sociální dopady

Intenzivní pěstování cukrové třtiny v monokulturách má řadu negativních dopadů.

Environmentální dopady

• Ztráta biodiverzity: Zakládání plantáží často vede k odlesňování a ničení cenných ekosystémů, jako jsou tropické deštné lesy.
• Spotřeba vody: Cukrová třtina je plodina náročná na vodu, což v některých regionech vede k nadměrnému čerpání vodních zdrojů a vysychání řek.
• Znečištění vody: Intenzivní používání hnojiv a pesticidů vede ke znečištění povrchových i podzemních vod. Odpadní vody z cukrovarů mohou také způsobit vážné znečištění vodních toků.
• Znečištění ovzduší: Vypalování polí před sklizní uvolňuje do atmosféry velké množství skleníkových plynů a pevných částic, což přispívá ke změně klimatu a způsobuje respirační problémy u místních obyvatel.

Sociální dopady

• Pracovní podmínky: V mnoha zemích jsou pracovníci na třtinových plantážích stále vystaveni velmi těžkým a nebezpečným pracovním podmínkám, nízkým mzdám a často i formám nucené práce.
• Zábory půdy: Rozšiřování velkých plantáží může vést ke konfliktům o půdu a k vysídlování malých zemědělců a původních komunit.

Existují snahy o zmírnění těchto dopadů prostřednictvím certifikačních systémů, jako je Bonsucro, které podporují udržitelné a odpovědné pěstování a zpracování cukrové třtiny.

💡 Pro laiky

Představte si cukrovou třtinu jako obří, sladké stéblo trávy, které je plné cukrové šťávy. Když ho "vyždímáte", získáte sladkou šťávu. Tu pak v továrně (cukrovaru) uvaříte a necháte z ní odpařit vodu, podobně jako když děláte domácí sirup. Nakonec z hustého sirupu vykrystalizuje cukr.

Je to ale mnohem víc než jen cukr:

• Palivo pro auta: Ze sladké šťávy se dá vyrobit líh (ethanol), na který jezdí miliony aut, hlavně v Brazílii. Je to ekologičtější alternativa k benzínu.
• Elektrárna: Vláknité zbytky stébel, které zbydou po vymačkání šťávy (tzv. bagasa), se spálí a vyrobí se z nich elektřina. Cukrovar si tak sám vyrobí energii a ještě může dodávat přebytky do sítě.
• Krmivo pro zvířata a rum: Hustý sirup, který zbude po výrobě cukru (melasa), se používá jako krmivo pro dobytek nebo jako základ pro výrobu slavného karibského nápoje – rumu.

Cukrová třtina je tedy taková "zázračná" rostlina, ze které se dá využít téměř vše a téměř beze zbytku.