Tebu

Penanaman dan kegunaan

Kira-kira 107 buah negara menanam pokok tebu untuk menghasilkan 1,324 juta tan (melebihi enam kali jumlah bit gula yang dihasilkan). Pengeluar-pengeluar terbesar ialah Brazil, India, China, dan Pakistan, dan merupakan melebihi 50% daripada pengeluaran dunia.

Penanaman

Penanaman tebu memerlukan cuaca tropika atau separa tropika, dengan hujan minima 600 mm (24 inci) setahun. Ia merupakan salah satu tumbuhan yang memiliki sistem fotosintesis paling berkesan dalam alam tumbuhan, mampu menukar sehingga 2% dari tenaga suria kepada [biojisim]]. Dalam wilayah penanaman utama, seperti Hawai, tebu mampu menghasilkan 20 kg gula bagi setiap meter persegi yang terdedah kepada matahari.
Tebu ditanam dari keratan batang berbanding biji benih, walaupun sesetengah jenis tebu masih mampu menghasilkan biji benih, kaedah moden melalui potongan batang telah menjadi kaedah utama pembiakan. Setiap potongan mesti mengandungi sekurang-kurangnya satu kudup, dan potongan batang ini biasanya ditanam menggunakan tangan. Selepas ditanam, jambakan batang tebu boleh dituai beberapa kali; setiap kali selepas tuaian, batang asal akan menumbuhkan pucuk baru, dikenali sebagai ratoons. Biasanya, setiap tuaian yang berikut memberikan hasil semakin berkurangan, dan akhirnya pengurangan hasil menyokong penanaman semula. Bergantung kepada amalan penanaman, tuaian antara 2 hingga 10 boleh dilakukan antara setiap penanaman.
Tebu digunakan sebagai tumbuhan makanan oleh larva sesetengah spesies lepidoptera, termasuk kupu-kupu turnip.
Tebu boleh dituai menggunakan tangan atau mekhanikal. Penuaian menggunakan tangan menyumbang kepada separuh dari pengeluaran dunia, dan amat berleluasa di negara membangun. Apabila dituai dengan tangan, ladang tebu akan dibakar. Api merebak dengan cepatnya, membakar daun, tetapi membiarkan batang dan akar yang dipenuhi air selamat. Penuai kemudian memotong batang yang tegak pada aras tanah dengan pisau. Penuai tebu yang mahir mampu memotong 500 kg tebu sejam.
Mesin penuai gabungan tebu, atau penuai pemotong, adalah mesin tuaian yang pada asalnya dimajukan di Australia. Mesin penuai memotong tebu pada pangkal batang, menceraikan tebu dari daunnya, dan kemudiannya meletakkan batang tebu kedalam pedati sementara menghembus daun yang dipotong kembali keladang. Mesin sedemikian mampu menuai 30 tan tebu sejam, tetapi tebu yang dituai menggunakan mesin sedemikian perlu dihantar kekilang dengan cepat; apabila dipotong tebu mula kehilangan kandungan gulanya, dan kerosakan pada batang tebu semasa tuaian mekhanikal hanya mempercepatkan penguraian ini.

Pemprosesan

Secara traditional, tebu akan diproses dalam dua tahap. Kilang tebu di kawasan pengeluaran tebu, mengeluarkan gula dari tebu yang dituai segar, menghasilkan gula mentah bagi pemprosesan semula, dalam bentuk gula kilang putih bagi kegunaan tempatan. Pengilang gula, sering kali terdapat dalam kawasan pengguna gula yang tinggi seperti Amerika Utara, Europah, dan Jepun, kemudiannya akan menghalusi gula mentah bagi menghasilkan gula putih halus, keluaran yang lebih dari 99% sucrose sepenuhnya. Kedua tahap ini perlahan-lahan semakin kabur. Peningkatan kekayaan di kawasan tropik pengeluar gula mendorong kepada peningkatan bagi gula halus di kawasan tersebut, dan terdapat trend kearah menggabung pengilangan dan penghalusan di kawasan tersebut.

Pengilangan

Di kilang tebu, tebu dibasuh, dan kemudiannya dipotong dan dicincang oleh mata pisau yang berputar. Tebu yang dicincang kemudiannya dicampurkan berulang kali dengan air dan digelek antara penggelek; air tebu yang terkumpul (dikenali di Brazil sebagai garapa) mengandungi 10–15% sucrose, sementara pepejal berfiber yang tinggal, dikenali sebagai hampasinggeris: bagasse, dibakar sebagai bahan api. Hampas menjadikan kilang gula lebih dari berdikari dari segi penggunaan tenaga; hampas lebihan kemudiannya boleh digunakan sebagai makanan haiwan, dalam penghasilan kertas, atau dibakar bagi menghasilkan eletrik bagi grid tenaga tempatan.
Air tebu kemudiannya dicampurkan dengan batu kapur bagi menyesuaikan pHnya kepada 7. Ini menghalang penguraian sucrose kepada glucose dan fructose, dan menyingkir keluar sebahagian kekotoran. Campuran ini kemudiannya diheningkan, membenarkan kapur dan pepejal terapung lain mendak dan cecair yang l;ebih jernih ini dipekatkan dalam pengeluwap pelbagai kesan (multiple-effect evaporator) bagi menghasilkan sirap dengan kandungan sucrose sekitar 60% menurut berat. Sirap ini kemudiannya dipekatkan dalam vakum sehingga ia menjadi superpekat, dan kemudiannya disemai dengan kristal gula. Apabila disejukkan, gula berkristal keluar dari sirap. Mesin (centrifuge) digunakan bagi mengasingkan gula dari cecair yang tinggal, atau molasses. Pengkristilan tambahan mungkin dilakukan bagi mengeluarkan lebih banyak gula dari molasses; baki molasses selepas kesemua gula yang boleh dihasilkan telah dikeluarkan secara kos-efektif dikenali sebagai blackstrap.
Gula mentah berwarna kuning hingga gula perang. Sekiranya gula putih diperlukan buih sulfur dioxida mungkin ditiup melalui air tebu sejurus sebelum pengelowapan. Peluntur ini menjadikan bahan cemar bewarna menjadi tanpa warna. Gula yang diluntur menjadi putih melalui proses sulfitation ini dikenali sebagai putih kilang, putih ladang atau gula kristal. Gula dalam bentuk ini merupakan bentuk gula yang paling banyak digunakan dinegara penanam tebu.

Penapisan

Dalam penulinan gula, gula kasar ditulinkan lebih lanjut. Mula-mula gula kasar dicampurkan dengan sirap pekat dan dibersihkan secara centrifuge. Proses ini dikenali sebagai affination; tujuannya adalah bagi membersihkan selaput luar kristal gula kasar, yang kurang tulin berbanding bahagian dalam kristal. Baki gula kemudian dilarutkan bagi menghasilkan sirap, sekitar 70% menurut berat pepejal.
Larutan gula ini kemudiannya dijernihkan melalui campuran asid phosphorik dan kalsium hidrosida, yang bergabung bagi mengeluarkan kalsium phosphate. Partikel calcium phosphate memerangkap sebahagian bahan cemar dan menyarap yang lain, dan kemudiannya terapung di bahagian atas tangki, di mana ia akan diceduk buang. Pilihan lain kepada teknik phosphatation adalah karbonatation, yang hampir serupa, tetapi menggunakan karbon dioksida dan kalsium hidroksida bagi menghasilkan penyingkiran kalsium karbonat .
Selepas sebahagian baki pepejal ditapis keluar, sirap jernih ini dinyahwarna melalui penapisan melalui lapisan karbon aktif. Sesetengah baki cemaran bewarna diserap dalam tapisan karbon. Sirap yang ditulinkan kemudiannya dipekatkan lagi menjadi amat pekat dan dikristalkan dalam keadaan hampagas, bagi menghasilkan gula putih tulin. Sebagaimana di kilang gula, kristal gula dipisahkan dari molasses melalui centrifugation. Gula tambahan diambil dengan mencampur baki sirap dengan basuhan dari affination dan dikristalkan sekali lagi bagi menghasilkan gula perang. Apabila tiada lagi gula dapat dihasilkan dengan mudah, molasses terakhir masih mempunyai 20–30% sucrose, termasuk 15–25% glukos dan fructos.
Untuk menghasilkan gula kasar dari mana bijian gula individual tidak melekat sesama sendiri, gula perlu dikeringkan. Ini dicapai dengan mula-mula mengeringkan gula dalam pengering pemutar panas, dan kemudian merawat gula tersebut dengan meniup udara sejuk melaluinya selama beberapa hari.

Sirap Tebu Reben

Tebu Ribon adalah jenis separa tropika yang dahulunya pernah ditanam secara meluas di selatan Amerika Syarikat, ke utara sejauh persisiran North Carolina. Airnya dikeluarkan dengan menggunakan pemerah berkuasa kuda atau baghal, kemudian cecair itu dididihkan, sama seperti sirap maple, dalam dulang leper, kemudiannya digunakan dalam bentuk sirap sebagai pemanis makanan lain. Ia bukannya tanaman perdagangan masa kini, tetapi sebilangan kecil petani cuba mengekalkan tradisi lama dan mendapati pasaran tersedia bagi keluaran mereka. kebanyakan pengeluaran tebu di Amerika Syarikat dilakukan di Florida dan Louisiana, dan sebahagian kecilnya di Hawaii dan Texas.

Tebu untuk penghasilan etanol (sebagai penggantian untuk gasolin)

Minat dalam penggunaan tebu bagi menghasilkan ethanol semakin meningkat, disebabkan kenaikan harga minyak dan gasolin. Brazil telah berjaya menggunakan ekonomi bahan apinya bagi menggantikan kebanyakan penggunaan gasolin dengan penggunaan ethanol. Jagung digunakan secara meluas di Amerika Syarikat bagi penghasilan ethanol. Tebu bagaimanapun adalah lebih berkesan bagi menghasilkan ethanol. Penggantian ethanol berasaskan jagung kepada ethanol berasaskan tebu membolehkan negara bergantung minyak seperti Amerika Syarikat bagi mengurangkan pergantungan kepada minyaknya.