facultad de ingenieria quÍmica unt

1

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA

ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA QUÍMICA

TESIS PARA OPTAR EL TITULO PROFESIONAL DE

INGENIERO QUÍMICO

AUTORES : Br. LOYOLA MORENO LUCY GIOVANNA

Br. DIAZ TIRADO VICTOR AUGUSTO

ASESOR : Dr. ANSELMO CASTILLO

TRUJILLO – PERU

2013

“RUPTURA DE ENLACES α (1,6) DE LA DEXTRANA

MEDIANTE LA ENZIMA DEXTRANAZA PARA LA

OBTENCION DE MOLÉCULAS DE GLUCOSA Y SU

APROVECHAMIENTO POSTERIOR EN ETANOL EN LA

EMPRESA CASAGRANDE S.A.A”

Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación

Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

2




“RUPTURA DE ENLACES α (1,6) DE LA DEXTRANA MEDIANTE LA ENZIMA

DEXTRANAZA PARA LA OBTENCION DE MOLÉCULAS DE GLUCOSA Y SU APROVECHAMIENTO POSTERIOR EN ETANOL EN LA EMPRESA

CASAGRANDE S.A.A”

Informe de Tesis para optar el Título profesional de

INGENIERO QUÍMICO

Br. LOYOLA MORENO LUCY GIOVANNA


Sustentada y Aprobada por el siguiente jurado

Dr. LUIS MONCADA A.

PRESIDENTE

Dr. ANSELMO CASTILLO V. M.Sc. JUAN DÍAZ CAMACHO

MIEMBRO SECRETARIO



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

3




“RUPTURA DE ENLACES α (1,6) DE LA DEXTRANA MEDIANTE LA

ENZIMA DEXTRANAZA PARA LA OBTENCION DE MOLÉCULAS DE GLUCOSA Y SU APROVECHAMIENTO POSTERIOR EN ETANOL EN

LA EMPRESA CASAGRANDE S.A.A”

PROYECTO PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO QUÍMICO

AUTORES : Br. LOYOLA MORENO LUCY GIOVANNA


ASESOR : Dr. ANSELMO CASTILLO

TRUJILLO – PERU

2013



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

4

AGRADECIMIENTO

Con nuestro mayor afecto, estima y consideración, queremos agradecer

gentilmente a todas las personas que colaboraron para la realización de este

proyecto, a nuestros padres, amigos quienes nos brindaron su apoyo de una u

otra manera, a los docentes de la Universidad Nacional de Trujillo y al personal

de apoyo del Laboratorio de Control de Procesos de la Empresa Azucarera

CasaGrande S.A.A.

A nuestro asesor M.Sc. Anselmo Castillo, quien de manera incondicional me

apoyó para la realización y culminación de este proyecto.

Y por último el agradecimiento especial al Ing. Gloria Slava, jefa del Dpto.

Control de Proceso Azúcar de la Empresa Azucarera CasaGrande S.A.A; y al

Ing. Roberto Condemarín, Supervisor de Análisis Especiales de la Empresa

Azucarera CasaGrande S.A.A., por su apoyo y gran aporte en conocimientos

de su reconocida experiencia en el área del Laboratorio de Control de Procesos

del azúcar.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

5

DEDICATORIA

Dedico el presente trabajo de manera muy

especial a mis padres Ricardo Loyola

García y Margarita Moreno Acosta, quienes

me permitieron alcanzar esta meta de ser

profesional estando conmigo en las buenas

y en las malas dándome ánimo y fuerzas

para vencer los obstáculos.

A mis amigos de la Universidad

Nacional de Trujillo, quienes

confiaron siempre en mi, el

lograr esta meta de ser

profesional.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

6

DEDICATORIA

Quisiera dedicar éste trabajo de manera

muy especial a mis Padres: Antonio

Díaz Cabosmalón y Margarita Tirado

de Díaz, que gracias a sus enseñanzas

he podido cumplir mis objetivos.

A mi primo Elder Ruíz Díaz, por

permitirme aprender a través de

su ejemplo que un Ingeniero

Químico no sólo debe ser

reconocido por sus logros sino

también por su forma de tratar a

los demás.

A mi gran amigo James Alayo

Castañeda por transmitirme su

experiencia y sus consejos para

mejorar el ámbito profesional.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

7

INDICE GENERAL

RESUMEN ........................................................................................................ 12

INTRODUCCIÓN .............................................................................................. 14

- ............................................................................................................................ O

BJETIVOS DEL ESTUDIO .......................................................................... 17

- Objetivo General ............................................................................... 17

- Objetivo Específico ........................................................................... 17

1. ......................................................................................................... L

A CAÑA DE AZÚCAR Y ALGUNAS GENERALIDADES....... 18

1.1 Historia de la Caña de Azúcar en Casa Grande .......................... 18

1.2 Composición de la caña de Azúcar.............................................. 19

1.3 Azúcares en la Caña .................................................................... 20

1.3.1 Glucosa ................................................................................... 20

1.3.2 Fructosa .................................................................................. 20

1.3.3 La Sacarosa ............................................................................ 21

2. ......................................................................................................... P

ROCESO DE ELABORACIÓN DEL AZÚCAR DE CAÑA. ..... 22

2.1 Extracción de la Sacarosa ........................................................... 22

2.1.1 Recepción de la caña .............................................................. 22

2.1.1.2 Mesas de Recepción ..................................................... 22

2.1.2 Limpieza de la caña ................................................................ 23

2.1.2.1 Mesas de Recepción ..................................................... 24

2.1.2.2 Conductor N°1 ............................................................... 24



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

8

2.1.2.3 Conductor N°2 ............................................................... 24

2.1.2.4 Conductor N°3 ............................................................... 25

2.1.3 Preparación de la caña ........................................................... 25

2.1.3.1 Conductor N°4 ............................................................... 25

2.1.3.2 Conductor N°5 ............................................................... 26

2.1.3.3 Conductor N°6 ............................................................... 26

2.1.3.4 Faja N°1 (Conductor N°7) .............................................. 26

2.1.3.5 Faja N°2 (Conductor N°8) .............................................. 27

2.1.3.6 Conductor N°9 ............................................................... 27

2.1.4 Extracción del jugo de caña .................................................... 27

2.1.4.1 Difusor ............................................................................ 27

2.1.4.2 Deshidratación de Bagazo ............................................. 30

2.1.4.3 Requisitos Fundamentales para la op. del Difusor ......... 31

2.2 Fabricación propiamente dicha .................................................... 32

2.2.1 Tratamiento del Jugo Difusor .................................................. 33

2.2.1.1 Pesado ........................................................................... 33

2.2.1.2 Encalado del jugo .......................................................... 33

2.2.1.3 Calentamiento del jugo encalado ................................... 38

2.2.2 Clarificación del Jugo .............................................................. 41

2.2.2.1 Consideraciones Generales ........................................... 41

2.2.2.2 Tanque Flash ................................................. 41

2.2.2.3 Proc. de Clarifi. del Jugo en el Clarificador DORR ......... 42

2.2.3 Filtración de la Cachaza .......................................................... 46

2.2.4 Concentración por evaporación del jugo clarificado ................ 50

2.2.4.1 Calentamiento del jugo clarificado ................................. 50



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

9

2.2.4.2 Sistema de evaporación................................................. 50

2.2.4.2.1 Pre Evaporación ................................................... 51

2.2.4.2.2 Evaporación de Simple Efecto .............................. 51

2.2.4.2.3 Evaporación de Triple Efecto ................................ 52

2.2.4.2.4 Parámetros de Evap. de los Evaporadores .......... 54

2.2.5 Cristalización del Azúcar ......................................................... 56

2.2.5.1 Tachos (VACUMPANES) ............................................... 56

2.2.5.2 Consideraciones para la Cristalización .......................... 58

2.2.5.3 Métodos de obtención de cristales de sacarosa ............ 59

2.2.5.4 Sistemas de tres templas ............................................... 60

2.2.5.5 Condiciones de operación de los tachos........................ 61

2.2.5.6 Cistalizadores ................................................................ 62

2.2.6 Centrifugación ......................................................................... 64

2.2.6.1 Operación de Centrifugación ......................................... 65

2.2.6.1.1 Tiempos de centrifugación .................................... 65

2.2.7 Envasado y almacenamiento .................................................. 68

3. ......................................................................................................... D

EXTRANA. ............................................................................ 69

3.1 Conceptos y generalidades .......................................................... 69

3.1.1 Factores responsables de los niveles de Dextrana ................. 72

3.1.2 Problemas generados por la Dextrana en el proceso ............. 74

4. ......................................................................................................... M

ATERIALES Y MÉTODOS. ................................................... 75

4.1 Estandarización de las soluciones de FEHLING .......................... 75

4.1.1 Alcance ................................................................................... 75



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

10

4.1.2 Principios ................................................................................. 76

4.1.3 Reactivos ................................................................................ 76

4.1.4 Materiales de vidrio ................................................................. 76

4.1.5 Instrumentos ........................................................................... 76

4.1.6 Procedimiento ......................................................................... 79

4.1.7 Expresión de los resultados y cálculos.................................... 80

4.1.8 Notas ....................................................................................... 80

4.1.9 Valores normalmente observados ........................................... 81

4.2 Azúcares reductores totales en jugo ............................................ 82

4.2.1 Alcance ................................................................................... 82

4.2.2 Campo de aplicación ............................................................... 82

4.2.3 Principios ................................................................................. 82

4.2.4 Reactivos ................................................................................ 82

4.2.5 Materiales de vidrio ................................................................. 83

4.2.6 Instrumentos ........................................................................... 83

4.2.7 Procedimiento ......................................................................... 83

4.2.7.1 Titulación de la muestra ................................................. 85

4.2.8 Expresión de los resultados y cálculos.................................... 86

4.2.9 Precisión ................................................................................. 87

4.3 Determinación de la Dextrana ..................................................... 87

4.3.1 Propósito ................................................................................. 87

4.3.2 Alcance ................................................................................... 87

4.3.3 Definiciones ............................................................................. 87

4.3.4 Principio del método ................................................................ 88

4.3.5 Documentos aplicables y/o Anexos ........................................ 88



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

11

4.3.6 Descripción de los recursos .................................................... 89

4.3.6.1 Materiales ...................................................................... 89

4.3.6.2 Equipos .......................................................................... 89

4.3.6.3 Reactivos ....................................................................... 89

4.3.7 Instrucciones ........................................................................... 90

4.3.7.1 Descripción del método .................................................. 90

4.3.7.2 Cálculos ......................................................................... 92

4.3.8 Seguridad ................................................................................ 93

4.3.9 Anexos .................................................................................... 93

4.3.9.1 Curva de calibración ...................................................... 93

4.3.9.2 Cálculo de la concentración de Dextrana....................... 94

5. ......................................................................................................... D

ISCUSIÓN DE RESULTADOS ........................................... 105

6. ......................................................................................................... C

ONCLUSIONES .................................................................. 112

7. ......................................................................................................... R

ECOMENDACIONES. ........................................................ 113

8. ......................................................................................................... R

EFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................... 114

ANEXOS........................................................................................ 116



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

12

RESUMEN

El propósito de esta tesis es dar solución al problema generado en la Empresa

Azucarera CASAGRANDE S.A.A referente a la dextrana presente en la caña

de azúcar y durante todo el proceso industrial de obtención del azúcar. Esto

significa conseguir un mayor rendimiento en la producción de azúcar y por

consiguiente aumentar las ganancias económicas de la empresa en mención.

Dicho problema suscitado se ha resuelto mediante el empleo de la enzima

Dextranasa con la finalidad de romper los enlaces α (1,6) de la Dextrana,

recuperando la glucosa de la sacarosa polimerizada por la Dextrana y

aprovechándola para obtener etanol.

Todo ello planteó el reto de poner en práctica una metodología eficiente basada

en la dosificación adecuada y eficaz de la enzima Dextranasa a 10, 15, 25, 30,

60 ppm y a tiempos de 10, 20 y 30 minutos en los jarabes de tipo A, B y C. De

esta manera, se consiguió bajar los niveles de Dextrana y se recuperó la

mayor cantidad de glucosa para la obtención de etanol, teniendo como

eficiencia óptima la dosificación de 15 ppm de enzima Dextranasa y a un

tiempo de 20 minutos en la aplicación de los jarabes.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

13

Por lo tanto, esta tesis está dirigida a disminuir los niveles de dextrana

originados desde cosecha de la caña de azúcar, la cual es perjudicial porque

aumenta la viscosidad en los jugos y consume la sacarosa de manera

irreversible. Consiguiendo esta disminución se consigue aumentar la

producción de azúcar, además de obtener etanol a partir de la glucosa

recuperada en la sacarosa. Y por último se consigue impulsar el desarrollo

sostenible de la empresa orientado a su crecimiento económico mediante la

generación de mayores ingresos económicos.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

14

ABSTRACT

The purpose of this thesis is to solve the problem generated in the Company

Azucarera CASAGRANDE S.A.A concerning the dextran present in sugar cane

and throughout the industrial process of obtaining sugar. This means getting a

higher yield in sugar production and consequently increase economic profits of

the company in question.

Said raised problem is solved by using dextranase enzyme in order to break the

links α (1,6) of Dextran, recovering polymerized glucose and sucrose Dextran

by taking advantage of it to obtain ethanol.

All this raised the challenge of implementing an efficient methodology based on

the adequate and effective dosage of dextranase enzyme to 10, 15, 25, 30, 60

ppm and times of 10, 20 and 30 minutes syrups type A, B and C. Thus was

achieved lower levels of dextran and more glucose for obtaining ethanol was

recovered, having as optimal efficiency dosing Dextranase enzyme 15 ppm and

a time of 20 minutes in the application syrups.

Therefore, this thesis is aimed at decreasing levels of dextran originated from

harvest sugar cane, which is harmful because it increases the viscosity juices

and consume sucrose irreversibly. Getting this decline is able to increase sugar

production, in addition to obtaining ethanol from glucose recovered in sucrose.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

15

And finally it gets boost sustainable development of the company oriented

economic growth by generating more income.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

16

INTRODUCCIÓN

A lo largo de los años la empresa azucarera CASAGRANDE se ha visto

afectada directamente tanto en la calidad del azúcar producido como en su

economía, ya que existen microorganismos no deseados llamados dextranas,

los cuales son sintetizados por otros microorganismos contaminantes a partir

de la sacarosa, que provocan pérdidas significativas al incrementar la

viscosidad en los flujos y aumentar los tiempos de proceso.

Las pérdidas económicas ocasionadas por las dextranas son continuas a

lo largo del proceso de producción de azúcar, ya que desde el inicio su

presencia en los jugos incrementa, de manera falsa, el valor de la cantidad de

azúcar calculada para estos y altera los indicadores productivos de la fábrica.

Ello se debe a la característica dextrorrotatoria de las dextranas que polarizan

alrededor de tres veces más que la sacarosa y generan un elevado y falso

valor de Pol.

Para tener un conocimiento más amplio de las dextranas, éstas son

polisacáridos de elevado peso molecular, formados por glucosas unidas por

enlaces α -1,6 al menos en el 50%, con ramificaciones enlazadas α -1,3

aunque también puede presentar otras unidas a α -1,2 o α -1,4. Las

ramificaciones son significativas en las dextranas de bajo peso molecular, en

las que llegan a alcanzar hasta el 8%. La solubilidad de las dextranas



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

17

disminuye a medida que en ellas aumenta la proporción de otros enlaces a en

relación con los α -1,6. Las dextranas no son compuestos propios de la caña, el

contenido de estos polisacáridos en la caña es muy bajo o casi cero. Su

formación ocurre por la acción de la enzima dextranasacarasa de

microorganismos contaminantes que se alojan en la savia de la planta o la

atacan posteriormente al ser dañada su corteza. La infestación de la caña por

el insecto Diatraea saccharalis, conocido como “borer” y el ataque de roedores

favorecen la contaminación microbiana de la gramínea en el campo. El

Leuconostoc mesenteroides es la bacteria láctica que fundamentalmente

agrede a la caña. El nivel de exposición del tejido interno de la caña se

incrementa con el corte mecanizado, el trozado o por la quema, lo cual provoca

la inactivación de las enzimas fenol oxidasas de acción protectora o bactericida

en la planta. Bajo condiciones favorables de temperatura y humedad, la

dextranasacarasa hidroliza la sacarosa y forma dextranas. Junto con el jugo

estas dextranas se extraen en los molinos y contaminan los flujos del central y

su nivel en el jugo llega a exceder las 10 000 ppm (1%) en los casos extremos.

Una vez que las dextranas están en el proceso de producción de azúcar,

la viscosidad de la solución se incrementa en dependencia de la concentración

y del peso; las dextranas de peso molecular muy elevado son insolubles. Las

de menor peso y solubles aportan mayor dificultad al proceso de producción de

azúcar.

El contenido de las dextranas se incrementa progresivamente a lo largo

del proceso del jugo diluido a la miel final. El efecto perjudicial de las dextranas



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

18

comienza desde el momento en que estas se forman, ya que para ello se

consume sacarosa de manera irreversible.

Hasta hoy, el único método aplicable en la industria azucarera es la

hidrólisis enzimática de las dextranas. Y esto es posible gracias a la aplicación

de una enzima llamada dextranasa (α -D-1,6-glucano-6-glucanohidrolasa), la

cual es la encargada de realizar esta hidrólisis, debido a que es específica para

los enlaces α-1,6, mayormente presentes en el polisacárido de las dextranas,

los cuales se rompen formando moléculas de oligosacáridos de menor tamaño.

El objetivo de esta tesis es aplicar la enzima dextranasa durante el

proceso de azúcar para lograr reducir la dextrana proveniente de la caña de

azúcar; además de poder aprovechar la glucosa obtenida de la hidrólisis de la

dextrana para la obtención de etanol. De esta manera, además de reducir las

pérdidas económicas generadas en todo proceso del azúcar se podrá mejorar

la productividad y la calidad del azúcar en la Empresa Azucarera

CASAGRANDE S.A.A.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

19

OBJETIVOS DEL ESTUDIO

A. OBJETIVO GENERAL

Sintetizar la Dextrana mediante la enzima Dextranasa para

recuperar los monómeros (glucosa y fructosa) y utilizarlos

posteriormente en la obtención de etanol.

B. OBJETIVO ESPECÍFICOS

Determinar la eficiencia óptima de la enzima Dextranasa

Determinar la curva de calibración de la Dextrana

Determinar las condiciones de operación de la enzima

Dextranasa, en las cuales pueda actuar y llevar a cabo un

proceso eficiente.

Determinar las cantidades necesarias de la enzima Dextranasa

para ser usadas en el proceso y el tiempo óptimo de aplicación

de la misma.

Determinar la cantidad total de glucosa recuperada en el proceso.

1. LA CAÑA DE AZÚCAR Y ALGUNAS GENERALIDADES



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

20

1.1. HISTORIA DE LA CAÑA DE AZÚCAR EN CASA GRANDE

La caña de azúcar es la materia prima para producir azúcar, y genera

5000 empleos para los Peruanos. Esta planta llegó al Perú durante la

época de la conquista por los Españoles. En el valle de Chicama entre

los años 1535 – 1540 por el conquistador don Diego de Mora,

extendiéndose por los valles de Lambayeque, Lima y hasta ciertos

puntos de la sierra, pasando todo esto por diferentes etapas de

progreso.

Casa Grande en sus cultivos empleó y se sigue empleando la variedad

Chicamita 32. Esta caña ha brindado mejores resultados hasta la fecha.

El reemplazo de esta variedad por otra, en los próximos años dependerá

de los resultados de los trabajos de investigación que efectúe

CECOAAP a través de ICIA. Las operaciones de corte y carguío se

mantuvieron dentro de las técnicas ya existentes, acentuando los

aspectos de mantenimiento y/o reparación de los equipos para asegurar

su continuidad en el trabajo.

El ingenio azucarero de Casa Grande recepciona caña de azúcar tanto

de sus propios terrenos como también de particulares “colonos” o

“terceros”, teniendo la capacidad para moler hasta 10 000 ton, de caña

por día, en sus dos líneas de producción: trapiches y su moderno

difusor.

1.2. COMPOSICIÓN DE LA CAÑA DE AZÚCAR



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

21

Por ciento por ciento

Agua 74.50 74.50

SiO2 0.25

K2O 0.12

Na2O 0.01

CaO 0.02

Cenizas 0.50 MgO 0.01

Fe2O3 Vestigios

P2O5 0.07

SO3 0.02

Cl Vestigios

Celulosa 5.50

Fibra 10.00 Pentosana Xylan 2.00

Goma (Araban) 0.50

Lignina, etc 2.00

Sacarosa 12.50

Azúcares 14.00 Dextrosa 0.90

Nebulosa 0.60

Albuminoides 0.12

Almidos (asparagin) 0.07

Cuerpos nitrogenados 0.40 Aminoácido 0.20

Ácido Nítrico 0.01

Amoniaco y cuerpos xánticos

(vestigios)

Grasa y cera 0.20 0.20

Pectina (gomas) 0.20 0.20



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

22

Ácidos libres 0.08 (málico, sucínico) 0.08

Ácidos combinados 0.12 (málico, sucínico) 0.12

TOTAL: 100.00 100.00

1.3. AZUCARES EN LA CAÑA.

1.3.1. GLUCOSA.

La fórmula empírica de la glucosa es C6H2O6 y el peso molecular es

180.2 los cristales anhidros de glucosa son ortorombicos, se funden

a 146°C y tienen una densidad de 1.544, una solución al 26% tienen

una densidad de 1.10643, el monohidrato de glucosa (C6H12O6.H2O)

produce un cristal monoclínico esfenoidal, un extremo del cual se

disuelve con mucha mayor rapidez de el otro, se funde a 83°C. la

glucosa es menos soluble en agua que la sacarosa aún a 30°C una

solución saturada contiene solo un 57.6%. Es soluble en etanol e

insoluble en éter. Las moléculas de glucosa se condensan en

diferentes maneras para dar almidón, dextrana y celulosa.

1.3.2. FRUCTUOSA.

Llamada también azúcar de frutas, la fructuosa es más dulce que la

sacarosa y la glucosa, la fórmula empírica de la fructuosa es la

misma que la glucosa (C6H12O6) y el peso molecular es de 180.2, los

cristales ortorrómbicos de glucosa tienen una densidad de 1.598 y

una solución al 26% tiene una densidad de 1.1088, los cristales



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

23

funden a 105°C la fructuosa es muy soluble en agua y ligeramente en

etanol.

1.3.3. LA SACAROSA

El azúcar (sacarosa), es un carbohidrato de formula general

C12H22O11. Es un disacárido que consiste de dos compuestos

monosacáridos, se condensan en grupos glicosídicos.

Mientras que el componente de glucosa está ligada en su forma

piranosídica normal, los componentes de fructuosa muestran en

la molécula de sacarosa una forma anormal libre. De acuerdo con

estas circunstancias. El nombre químico de la sacarosa es: - D

– glucopiranosil - - D – fructofuranosido, siendo la fórmula:

(Componente de Glucosa) (componente de fructosa)

SUCROSA



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

24

2. PROCESO DE ELABORACION DEL AZÚCAR DE CAÑA.

En la elaboración de azúcar de caña se distinguen dos etapas importantes:

2.1. EXTRACCION DE LA SACAROSA

Para extraer los jugos de la cañas y por consiguiente, la sacarosa que

contienen, se emplean los sistemas de molienda y la difusión. La

molienda se lleva a cabo en los trapiches B y C y la difusión se lleva a

cabo en el Difusor Silver 840. La extracción del jugo de caña por el

sistema de Difusión Comprende los siguientes pasos:

2.1.1. RECEPCIÓN DE LA CAÑA.

2.1.1.1 PESAJE DE LA CAÑA

Al ingresar al Ingenio, las unidades de transporte conteniendo la

caña se pesan, luego se descarga la caña en la mesa de

recepción. Después al salir la unidad de trasporte se pesa

nuevamente, para que por diferencia se determine el peso de caña

que trae cada unidad y así poder determinar la cantidad de caña

que entra al ingenio en un día de molienda.

2.1.1.2. MESAS DE RECEPCIÓN.

Casa Grande cuenta con dos mesas de recepción, una para el

lavadero “A” la cual trabaja con los trapiches B y C (no detallaré)

y la otra para el lavadero “B” la cual trabaja con el difusor.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

25

Actualmente el Ingenio recepciona de 3000 – 5500 Tn de caña

por día, pero su capacidad de molienda diaria es de 10,000Tn

de caña por día (6,000Tn en el difusor y 4,000Tn en los

trapiches).

2.1.2. LIMPIEZA DE LA CAÑA.

Cuando se emplea el corte mecánico la caña que llega al ingenio

contiene muchas impurezas (materia extraña), las impurezas

pueden clasificarse como basura terrosa (tierra, barro, piedras,

etc.) y como basura fibrosa (hojas verdes, secas, cogollos, tallos

extraños, raíces, etc.)

Los materiales extraños afectan las pérdidas de recuperación y la

pureza de los productos finales azúcar y mieles.

La existencia de impurezas que acompaña a la caña, obliga a

realizar una limpieza minuciosa antes de realizar la extracción del

jugo, esto da por resultado un menor desgaste del equipo de

molienda y del sistema de bombeo del jugo y permite que el

ingenio opere a plena capacidad, reduce así mismo las pérdidas

de sacarosa en al cachaza del filtro debido a que se reduce la

cantidad de lodo en el mismo, así también se reduce la cantidad

de color y reductores en el producto final.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

26

2.1.2.1. MESA DE RECEPCIÓN.

Una vez descargada la caña ésta es transportada por un conductor

de cadenas con una inclinación de 45º lo que permite que por

gravedad caiga la impureza terrosa; al final de la pendiente la caña

cae por gravedad al conductor Nº1.

2.1.2.2. CONDUCTOR Nº1.

Este conductor de cadenas, trasporta la caña hacia el conductor

Nº2, tiene un ancho aproximado de 4 m, la tierra sigue cayendo

por gravedad al momento que la caña asciende esta pendiente. Al

finalizar el conductor Nº1 se ubica un cardirium, la función de esté

cardirium es de romper los paquetes y montones de caña que

vienen de la mesa de recepción.

2.1.2.3. CONDUCTOR Nº2

Este conductor es de cadena y tiene una inclinación de 45º; la

caña comienza a ascender por este conductor y aproximadamente

en la tercera parte de su longitud se encuentra el NIVELADOR, el

cual uniformiza el colchón de caña.

Al final de éste conductor se ubica una tubería que insufla aire

desde un ventilador, éste aire insuflado permite que la basura

terrosa caiga por gravedad en el momento de ingresar a los

peines.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

27


Este es un conductor de cadena G98, la caña en su recorrido,

comienza a ascender por la ligera pendiente de éste conductor

para que casi al llegar a la mitad de su ascenso sea sometida a un

lavado a presión con un sistema de duchas de agua, la cual es

suministrada por una bomba centrifuga desde una piscina, luego

de este lavado la caña continua con su recorrido y al final de la

pendiente cae por gravedad al conductor Nº4. En este conductor

se termina con la limpieza en húmedo, iniciada en el conductor

Nº2, pero es acá donde ocurre el verdadero lavado de la caña,

además en éste conductor se termina la limpieza de la caña para

luego empezar la preparación de la caña.

2.1.3. PREPARACIÓN DE LA CAÑA.


Este conductor es de cadena, a poca distancia de su inicio se

encuentra ubicada una batería de 12 cuchillas giratorias

(machetes) de 60 cm. de largo, las que están fijadas a un eje, el

cual gira a una velocidad de 600 rpm. La función de éstos

machetes es de cortar la caña en astillas sin extraer el jugo.

Después de los machetes están ubicados unos niveladores

mecánicos, la caña una vez nivelada continua su recorrido para

que al final de la pendiente de éste conductor descienda por una



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

28

rampa imantada (magneto), el cual tiene por función retener las

partículas de metal que vienen junto con la caña; la caña después

de pasar por la rampa imantada y continuando con su descenso,

va a ingresar al BOOSTER (quebrantador o rompedor).

Antes del BOOSTER se ubican dos rollos alimentadores, los

cuales como su mismo nombre lo dice alimentan el BOOSTER

de manera uniforme.


Este conductor tiene por función transportar la caña desde la

salida del Booster hacia el SCHREDDER (desfibrador).

2.1.3.3. CONDUCTOR Nº 6

Este conductor de cadenas tiene por finalidad transportar la fibra

de caña hacia la faja Nº1.

2.1.3.4. FAJA Nº1 (CONDUCTOR Nº7)

Continuando con su recorrido, la fibra de caña que viene del

conductor Nº6 es recepcionada por está faja para ser

transportada a la faja Nº2; esta faja es de jebe mide 1,5 m de

ancho.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

29

2.1.3.5. FAJA Nº2 (CONDUCTOR Nº8)

Esta faja recepciona la fibra de caña de la faja Nº1 y lo transporta

al conductor Nº7.

La faja es de jebe y de similares características a la faja Nº1, casi

al finalizar su recorrido, en esta faja se ubica una balanza BAN

AGEN KUKLA de 500 Tn de capacidad; está balanza registra el

peso de fibra de caña que ingresa al difusor.


Este conductor recibe la fibra de caña de la faja Nº2 y lo

transporta hasta el difusor. Es un conductor pequeño

denominado conductor de alimentación, tiene un nivelador que

facilita que la fibra ingrese al difusor de manera uniforme.

2.1.4. EXTRACCIÓN DEL JUGO DE CAÑA

La extracción de la sacarosa con el difusor implica:

- La preparación de la caña

- El propio difusor.

- La deshidratación del Bagazo.

Trabajos de Investigación demuestran que la extracción de la

sacarosa mediante difusores Implica dos procesos.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

30

Difusión. Una transferencia físico-química de sacarosa proveniente

del interior de la célula de la planta hacia el extracto circundante.

La difusión consiste en la tendencia de establecer el equilibrio en las

concentraciones ayudado por el movimiento espontáneo causado

por la agitación térmica.

Lixiviación por percolación. La eliminación mecánica de éste

extracto enriquecido se hace empleando agua caliente; el colchón

de fibra de caña dentro de un difusor actúa como un filtro grueso, de

esta manera el difusor actúa como un clarificador.

2.1.4.1. DIFUSOR.

El difusor de la empresa agroindustrial Casa Grande, fue

instalado en 1968 con el fin de producir una extracción del 97%.

Es un difusor circular marca Silver 840 de propulsión hidráulica,

con una capacidad de 6,000 Tn da caña por día.

Tiene como elementos auxiliares:

- 6 elevadores de bagazo (tipo gusano o sinfin)

- 18 bombas de recirculación accionada por su respectivo

motor de 20 HP.

- 3 bombas para enviar el jugo a fábrica, accionada por su

respectivo motor de 100 HP.

- 2 impulsores hidráulicos.

- 1 libertor



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

31

- 1 tambor silver de pre desague de bagazo (desaguador) de

95” de diámetro.

- 1 molino BMA de cuatro masas (cuarta masa) de 44” x 88” que

es accionado por una turbina de 1180 HP.

- 3 tamises D.S.M. (Dutch state mines)

- 1 decantador de 198 m3.

El propio difusor tiene una altura aproximada de 7.0 m y un

diámetro aproximado de 22m, consta de 3 partes o cuerpos.

Proceso de difusión.

Una vez pesada la fibra de caña, esta ingresa por la parte

superior del difusor donde forma un colchón de aprox. 1.6 metros

de altura, en esta parte central que es móvil, el colchón de fibra de

caña comienza a viajar en sentido contrario a las manecillas del

reloj, este viaje es en contracorriente con respecto a la circulación

de los jugos, quienes viajan en sentido de las manecillas del reloj.

El agua que se utiliza para la extracción del jugo es sometida a un

calentador ubicado sobre el difusor; esta operación se hace

usando vapor de contra presión de 2 atm a 130ºC, una vez

calentada el agua hasta 75ºC ingresa por la parte superior del

difusor.

Sobre el colchón de fibra de caña se extrae la sacarosa y cae a la

tina Nº1; luego la bomba centrifuga Nº1 extrae el jugo y es

impulsado a la parte superior donde ingresa sobre el colchón de



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

32

fibra y se va enriqueciendo con sacarosa (operación de

percolación y difusión) y cae a la tina Nº2; luego la bomba

centrífuga Nº 2 extrae el jugo y lo impulsa a la parte superior

donde ingresa sobre el colchón de fibra y se enriquece con más

sacarosa, luego cae a la tina Nº3 y así sucesivamente el jugo se

va percolando hasta la tina Nº19, donde se obtiene un jugo con la

máxima concentración de sacarosa. Luego el jugo es enviado a

fábrica mediante 3 bombas centrifugas de 100HP de potencia cada

una.

2.1.4.2. DESHIDRATACIÓN DE BAGAZO

El bagazo que abandona el difusor tiene una humedad

aproximada de 80% por lo que para su deshidratación primero

pasa por una batería de 2 masas (desaguador) de donde sale el

bagazo con una humedad aproximadamente de 65%, después el

bagazo ingresa a una batería de 4 masas (cuarta masa) que es

accionado por una turbina BMA de 1180 HP y vapor de 32 atm, de

donde el bagazo sale con una humedad aproximada de 50% para

luego ser enviado a la sección calderos.

El jugo que se obtiene en el desaguador es recirculado junto al

jugo del BMA (cuarta masa) y mediante una bomba centrífuga

son enviados a 3 tamices D.S.M. para su respectivo colado, donde

también recibe un previo encalamiento con lechada de cal de 5º

brix, la cual es preparada en la calera ubicada cerca al lavadero; el

jugo colado encalado ingresa a un calentador donde alcanza una



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

33

temperatura de 85ºC (es calentado con vapor de contrapresión

de 2 atm y 30ºC); el jugo una vez calentado ingresa al decantador

de donde se separa de la cachaza obteniéndose un jugo limpio

que se recircula al difusor e ingresa por la tina Nº2.

2.1.4.3. REQUISITOS FUNDAMENTALES PARA LA OPERACIÓN DEL

DIFUSOR.

1º. Índice de desplazabilidad (I.D.): 90 – 95%.

2º. La temperatura del jugo juega un papel importante en la

operación y debe de ser menor de 80ºC para evitar la

formación de gomas y pectinas. Las temperaturas ideales

para el proceso deben de ser:

Tº del agua de imbibición 75 ºC – 80 ºC

Tº dentro del difusor 75 ºC con la cual se evita la

formación microbiana.

Tº del jugo colado: 80 – 85 ºC

Tº del jugo decantado: 78 – 82ºC

Tº del jugo que se envía a fábrica 72 – 75ºC

3º. El pH del jugo tiene un rol importante para evitar la inversión

de la sacarosa.

Los pH ideales para el proceso deben de ser:

pH dentro del difusor: 5.5 – 6.2



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

34

pH del jugo colado: 8 – 10; a pH mayores trae problemas

de distribución de la fibra y un mal secado del bagazo.

pH del jugo que se envía a fábrica es de 5.8

4º. Los flujos que ingresan al difusor tienen un rol importante

para evitar sobrecargas y atascamientos; los cuales deben de

ser:

Fibra de caña: m´ = 250 – 300 Tn/h

Agua imbibición: Q = 65 – 70 Tn/h

Jugo decantado: Q = 160 – 200 Tn/h

2.2. FABRICACION PROPIAMENTE DICHA

En la fábrica es donde a partir del jugo que sale del difusor se obtiene

bolsas que contienen 50 Kg. de cristales de azúcar, siguiendo la línea

del proceso la fabricación comprende las siguientes etapas:

Tratamiento del jugo del difusor.

Clarificación.

Filtración de la cachaza.

Concentración por evaporación del jugo clarificado.

Cristales del azúcar.

Centrifugación.

Envasado y Almacenamiento.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

35

2.2.1. TRATAMIENTO DEL JUGO DEL DIFUSOR.

2.2.1.1. PESADO.

El jugo proveniente del difusor es pesado en una balanza

automática marca Fletcher Tipo M.B. con capacidad de 9 Tn y un

flujo másico de 320 Tn/h; cuando se descarga una balanza, un

contómetro registra el peso de una unidad, el cual tienen su

equivalente en peso.

Cuando se trabaja con trapiches el pesado se realiza en 2 balanzas

del mismo tipo con capacidad de 4.0 Tn cada una y un flujo másico

de 140 Tn/h.

2.2.1.2. ENCALADO DEL JUGO.

El jugo crudo por su composición es de naturaleza ácida pH = 5.0

– 5.5., los cuales pueden destruir la sacarosa por inversión.

Además si con este pH se lleva el jugo a los evaporadores,

también ocurrirá la destrucción de la sacarosa por inversión (pH

bajo y temperaturas altas) según la siguiente reacción.

C12H22O11 + H2O H C6H12O6 + C6H12O6 (ec. a)

CALOR



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

36

La ecuación (ec. a) es una reacción indeseable por lo que para

evitar la inversión, antes de aumentar la temperatura en el jugo

crudo se debe de elevar su pH, esto se logra agregando la

lechada de cal; el objetivo es obtener jugos clarificados neutros

pH = 7.0, en la práctica se consigue esto encalando los jugos

crudos hasta pH = 7.5 – 8.2.

En Casa Grande la alcalización se hace en dos pailas de encalado

conectadas por rebose, pero solo en una de ellas se le agrega la

lecha de cal de 5º Brix, el valor de pH se controla con el

speedomax el cual debe de registrar valores 7.5 – 8.2, a esta paila

de encalado también se le agrega el jugo proveniente de los

filtros Oliver (jugo filtrado).

La paila principal de encalado contiene un tanque concéntrico

pequeño que tiene por función evitar la turbulencia ácida hacia las

paredes de está paila, que traería como resultado la merma de su

vida física.

La forma de encalado es contínuo donde la dosificación de lechada

de cal a la paila principal es controlada automáticamente por una

válvula neumática que trabaja por acción de aire a presión. Si el pH

del jugo que se está encalando está por debajo de 7.5 la válvula

se mantiene abierta y si el pH del jugo que se está encalando

registra un valor de 8.2 la válvula se sierra automáticamente y el

jugo de deja de encalarse.

El jugo encalado continuo con su recorrido pasará a los

calentadores.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

37

a) pH del jugo alcalizado

Lo más práctico es guiarse por el pH del jugo clarificado que debe

de estar entre 6.8 – 7.2, para evitar destrucción de azucares. Para

lograr estabilizar el pH a 6.8 -7.2 en el jugo clarificado, es necesario

llevar el jugo alcalizado a un pH de 7.5 – 8.2.

* Cuando se agrega exceso de lechada de cal el pH del jugo

encalado será mayor de 8.5 produciendo.

- Descomposición de los azúcares reductores con el

consecuente aumento del color.

- Presencia de una cantidad excesiva de sales solubles de calcio,

lo que conlleva a un exceso de incrustaciones en las tuberías

de los evaporadores.

- Baja calidad del jugo clarificado, por el exceso de color.

- Aumento de producción de mieles.

- Aumento en los costos de producción.

* Cuando se agrega deficiente lechada de cal el pH del jugo

encalado es menor de 7.5 produciendo.

- Perdidas de sacarosa por inversión.

- Deficiente clarificación.

- Por inversión se forma glucosa y fructuosa, las cuales no

cristalizan, incrementando la producción de mieles.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

38

b) Cal.

La cal no se agrega en forma sólida pulverizada a los jugos porque

no lo permite su baja solubilidad, por el contrario la cal en terrones

se hidrata en un apagador especial de tipo giratorio en el que la cal

y el agua se agregan en proporciones adecuadas para primero

apagar la cal. Luego se sigue agregando agua hasta formar una

lechada de cal de 5º Brix; los trozos insolubles y piedras (granito)

son separados antes de que la lechada de cal pase a los dos

tanques de almacenamiento, los cuales están provistos de su

respectivo agitador. De acá la lechada de cal se bombea para ser

agregada al jugo de caña en la paila del encalado. La cantidad de

cal usada varía de 0,6 a 1,0 Kg. por tonelada de caña molida.

El apagado de la cal (CaO) con agua caliente (H2O) para obtener

una lechada de cal [Ca(OH)2] se logra mediante la siguiente

reacción:

CaO + H2O Ca(OH)2

Cal viva agua caliente cal apagada

El Brix apropiado de la lechada de cal (5º Brix) es muy importante

para obtener una suspensión adecuada del hidrato de calcio

(Ca(OH)2, lo que permitirá mejor dispersión de la cal al añadirse a

jugo y así logran mayor rapidez en las reacciones químicas.

A un Brix mayor de 5 la suspensión de las partículas de cal será

menor y su tendencia a sedimentarse aumentará por lo que las

posibilidades de obstrucción en tuberías, válvulas y bombas

también aumentarán.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

39

A un Brix menor de 5 la cantidad de agua que se introduce al

proceso será mayor, recargando el trabajo a los evaporadores y

teniendo que preparar lechada de cal con más frecuencia.

c) Reacciones durante el encalado.

* Función del Fosfato.

Las pruebas acumuladas indican que el contenido de fosfato en el

jugo es el factor más importante para una clarificación eficiente.

Solo los iones fosfato libres toman parte en la clarificación de jugo

por lo tanto los jugos con una cantidad adecuada de fosfatos

inorgánicos son los más deseables; por otra parte, está bien

comprobado que si el nivel de fosfatos inorgánicos en el jugo crudo

es menor de 300 ppm (P/V) no se podrá clarificar adecuadamente

el jugo y es probable que se requiera la aplicación de fosfatos.

La cal con el ácido fosfórico de los jugos forma un precipitado de

fosfato tricálsico que envuelve y arrastra las impurezas, dando

lugar a la formación de la cachaza (sedimentos – barro).

Las reacciones que ocurren en la clarificación del jugo son las

siguientes, pero cabe recalcar que se dan en el clarificador que es

donde se forma la cachaza.

2H3PO4 + 3Ca(OH)2 Ca3(PO4)2 + 6H2O

2PO43- + 3Ca2+ Ca3(PO4)2 (ec. Iónica)

d) Sistema de alcalización.

En Casa Grande tenemos el siguiente sistema:



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

40

- Alcalización en frío.

- Alcalización en caliente

- Alcalización fraccionada

- Alcalización fraccionada y doble calentamiento.

2.2.1.3. CALENTAMIENTO DEL JUGO ENCALADO.

a) Consideraciones primarias.

En la fabricación del azúcar, la cal y el calor son los agentes

principales para la clarificación del jugo, por lo tanto una vez

encalado el jugo debe de calentarse ligeramente por encima del

punto de ebullición, es decir (102 – 104ºC). Debemos tener

presente que la temperatura a la cual hierve la solución de azúcar

es mayor que la temperatura a que hierve el agua a una misma

presión atmosférica; el jugo mezclado hierve a 100.6 ºC y el agua

a 100 ºC. Esta diferencia es llamada “elevación del punto de

ebullición” (E.P.E.) en las soluciones de sacarosa y en los jugos de

caña.

La temperatura a que se calienta el jugo tiene una gran

importancia en la clarificación y por lo tanto es necesario el

máximo de atención; debido a que con una temperatura por debajo

del punto de ebullición se puede presentar los siguientes

problemas:

- Formación incompleta de flóculos.

- Coagulación incompleta



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

41

- Desalojo de gases incompleto.

Por otro lado, con temperaturas muy altas en el jugo (mayores de

104ºC), se puede presentar los problemas siguientes:

- Destrucción de azucares invertidos.

- Formación de color.

b) Calentamiento.

En la empresa agroindustrial Casa Grande, el calentamiento del jugo

crudo se realiza en 6 calentadores primarios (calentadores B) y en 6

calentadores secundarios (calentadores A); es decir en un total de

12 calentadores. Además junto a estos calentadores se ubican 6

calentadores C que calientan el jugo clarificado.

El calentamiento se lleva a cabo en 3 baterías, cada una de las

cuales está compuesta de 4 calentadores verticales los que

trabajan en serie (2B – 1B – 1A – 2A); (3B – 4B – 4A - 3A); (5B – 6B

– 6A - 5A).

El calentamiento del jugo crudo se realiza en dos etapas, en la

primera etapa se calienta el jugo desde 40ºC hasta 85ºC con vapor

de calefacción de 0.3 KJ/cm2 proveniente de los evaporadores de

simple efecto, luego en la segunda etapa se siguen calentando

desde 85ºC hasta 105ºC, con vapor de calefacción de 1.0KJ/cm2

proveniente de los pre-evaporadores.

El jugo circula dentro de los tubos y el vapor por la parte exterior de

ellos; mamparas apropiadas obligan al jugo a pasar por un cierto



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

42

número de veces de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba, cada

vez por una parte de los tubos de la calandria. El vapor se condensa

al ceder su calor latente al jugo frío que lleva desde las pailas de

encalado para calentarse.

El calentamiento es en contracorriente, el jugo ingresa por la parte

inferior de los calentadores y el vapor ingresa por la parte superior

del calentador. Además todo calentador cuenta con termómetro para

medir la temperatura del jugo con una salida para los

condensadores por la parte inferior y otra en la parte superior para

la salida de gases incondensables. La velocidad del jugo en los

calentadores es aproximadamente de 1.5m/s. se ha reconocido

ampliamente que la mayor velocidad del jugo incrementa la

transferencia de calor y retarda la formación de incrustaciones, el

límite superior de la velocidad se establece por lo general de

acuerdo con la caída disponible de la presión del líquido. Cuatro

bombas centrífugas impulsan el jugo crudo desde la paila de

encalado hacia los calentadores, cuyo uso depende de la cantidad de

jugo que se dispone.

Salida de vapor de calefacción = Sale como condensado al ceder su

calor latente al jugo.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

43

2.2.2. CLARIFICACIÓN DEL JUGO.

2.2.2.1. CONSIDERACIONES GENERALES.

El jugo clarificado, transparente y de un color parduzco se obtiene

en los clarificadores, en donde se separan de la cachaza

(precipitados). La cachaza recibe un tratamiento antes de ser

desechada a los campos como cultivo y el jugo clarificado sigue

la línea principal del proceso; es decir se dirige a la etapa de

evaporación, pero previamente se calienta en los calentadores de

jugo clarificado.

Antes de ingresar al clarificador, el jugo encalado caliente debe de

haber pasado por un tanque de desalojo de gases (tanque flash).

2.2.2.2. TANQUE FLASH.

El jugo encalado caliente que sale de los calentadores se descarga

en un tanque pequeño (tanque flash), el cual es un tanque cilíndrico

localizado por encima y cercano a los clarificadores, con conexiones

tangenciales para la entrada y salida del jugo, y con una salida a la

atmósfera que actúa como chimenea.

El jugo a la salida de los calentadores tiene una temperatura de 102 -

104ºC y una presión mayor que la atmosférica. Este jugo se expande

en el tanque de desalojo al bajar a la presión atmosférica y como

consecuencia de esta caída de presión, libera el exceso de calor y al

mismo tiempo permite el desalojo de los gases, del vapor y del aire

ocluidos en el jugo. La entrada del jugo en forma tangencial es



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

44

beneficiosa porque al imprimirle al jugo un movimiento circular ayuda

al desprendimiento.

El escape de vapor por la salida de la chimenea debe de ser visible

todo el tiempo y en forma continua. Esto es indicativo de una

interación correcta.

El desalojo de vapores deberá ser la más completa posible para

clarificadores, lo que evita el moviendo del jugo dentro de ellos por

diferencia de temperatura (diferencias térmicas) que tienden a

revolver los clarificadores.

La eliminación por la chimenea del tanque de expansión de los

gases, aire y vapor atrapados en el jugo, impide que estos

ocasionen movimientos ascendentes en el jugo del clarificador.

Además impide que las partículas finas de bagacillo y flóculos

diminutos al adherírseles aire, gases o vapor, tengan tendencia a

flotar en lugar de sedimentarse.

2.2.2.3 PROCESO DE CLARIFICACIÓN DEL JUGO EN EL

CLARIFICADOR DORR.

La Empresa Agroindustrial Casa Grande cuenta con dos

clarificadores, uno con de 700m3 de capacidad y otro con 460m3

de capacidad, siendo del tipo RAPID – DOOR, cada clarificador en

su interior consta de cuatro compartimentos (dos compartimentos

en el nivel superior y dos compartimentos en el nivel inferior)

consistentes en realidad en dos clarificadores superpuestos uno

sobre otro, este tipo de clarificador permite disminuir la turbulencia



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

45

y mayor velocidad del flujo de jugo, lográndose una apreciable

disminución de pérdidas por inversión, que son proporcionales al

tiempo que pasa el jugo dentro del clarificador.

El clarificador, tiene un eje central que gira lentamente (6 rph) y

lleva láminas raspadoras que limpian el fondo de los

compartimentos. El jugo por decantarse (Tº = 100.6ºC; P = 1 atm;

pH = 7.8) ingresa tangencialmente por la parte superior del

clarificador, para distribuirse a través del tubo central rotatorio

hueco en los compartimentos superpuestos. En el clarificador la

decantación es lenta debido a que las pequeñas partículas sólidas

se repelen mutuamente (esto es a causa de que poseen cargas

eléctricas análogas) entonces, es necesario neutralizar esa carga

adicionando un poli electrolito (agente floculante), dando lugar a la

formación de flóculos. Como estos son de mayor tamaño decantan

más rápidamente. Se usan como floculantes el Separan, Sedipur,

Clarifoo, Taflock, Talosep, etc.

El eje central al girar cumple dos funciones, la primera es que

facilita la decantación al producir una mezcla homogénea del jugo

encalado dentro del clarificador y la segunda función es que

mediante unos raspadores acarrea la cachaza depositada en las

bases de los compartimentos para depositarlos en la tina del tercer

compartimiento (compartimiento del nivel superior) y en la base

cónica del primer compartimiento (compartimiento del nivel inferior)

las cachazas asentadas se toman del tercer y primer



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

46

compartimiento a través de unas tuberías que se encuentran en el

primer caso por la parte lateral inferior del tercer compartimiento y

en segundo caso por la parte inferior debajo del clarificador; de

estas tuberías se desprenden ramales las cuales se encuentran

comunicadas a las bombas, las que hacen subir la cachaza a una

caja recolectora, para luego hacerla pasar a la filtración.

El jugo clarificado, sale de zonas tranquilas y más claras de cada

compartimiento, esto por intermedio de cinco tuberías de rebose,

cuatro de las cuales se encuentran escalonadas en la parte lateral

de cada compartimiento, siendo en total 20 el número de tuberías

que llegan a las cuatro cajas de rebose (cajas recolectoras de

jugo), en la que el gasto se regula por medio de unos volantes que

tiene cada tubería de llegada. Además, de los compartimientos

primero y tercero salen por la parte lateral unas tuberías delgadas

con dirección hacia abajo, las cuales tiene sus llaves que sirven

para controlar el nivel de la cachaza, por lo tanto estas entradas

son a diferente nivel, son en un número de 8 por compartimiento a

cada tina.

De las casetas (cajas recolectoras de jugos) el jugo clarificado

pasa un tanque de jugo clarificado que tiene 100m3 de capacidad,

este tanque está ubicado junto a los dos clarificadores. El jugo

clarificado debe de tener 13 – 15 ºBrix; pH = 7; Tº 98ºC. Son muy

importantes estos valores porque de ellos depende la calidad del

grano de azúcar (color).



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

47

a) Remoción de la Cachaza

Durante el proceso de clarificación, la mayor parte de la cachaza

que se sedimenta sobre las bandejas es removida continuamente,

esto se hace con bombas de diafragma situadas en el nivel de

operación del clarificador, pero para la remoción se tiene que ver la

consistencia de la cachaza, por que cuando la textura de la

cachaza es muy floja, la sedimentación de las impurezas no es

completa y el jugo clarificado tendrá menos calidad, entonces la

consistencia o textura de la cachaza debe ser espesa para

asegurar una buena clarificación; además las cachazas flojas son

mucho más difíciles de manejar y agotar en los filtros rotatorios.

b) Dosificación del Floculante

Los floculantes aumentan el grado de formación de flóculos y la

rápida sedimentación de la cachaza, haciendo esta última más fácil

de filtrar y de agotar.

Debido a su alta actividad solamente son necesarias muy

pequeñas dosis (ppm); debido a que dosis exageradas pueden

afectar el trabajo de los tachos en las masas cocidas de

agotamiento. La concentración de la solución dosificadora debe ser

de 300 – 500 ppm, según teoría o según recomendación de

fabricante; esto para obtener concentraciones de 0.2 -4.0 ppm

dentro del clarificador. Esta concentración depende de la calidad

de jugos a tratar, en Casa Grande se usa aprox. 0.5 ppm de

floculante clarifoo.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

48

c) Brillantez en el jugo clarificado

La brillantez y calidad del jugo clarificado es una indicación de la

eficiencia en el proceso de clarificación, las ventajas que se

obtienen son múltiples:

- Mínimas combinaciones químicas que puedan dar origen a

productos de la descomposición del sacarosa y azúcar invertidos.

- No existe la posibilidad de grandes incrustaciones en los

evaporadores.

- Hay menor formación de materias que ocasionan altas

viscosidades impidiendo la cristalización de la sacarosa.

- Menos formación de mieles en la fábrica.

- Mejores azucares para la centrifugación.

- Azúcares de bajo color con mayor filtrabilidad y menor contenido

de cenizas.

2.2.3. FILTRACIÓN DE LA CACHAZA.

La cachaza proveniente de los dos clarificadores pasa a un tanque

mezclador donde se le añade lechada de cal en forma continua

(5ºBrix), luego se le añade bagacillo (que facilitara la formación de

la torta y la filtración) proveniente de los calderos, el cual ha sido

debidamente cernido y es impulsado por unos ventiladores a un

ciclón el cual lo deja caer hacia el mezclador. Este mezclador se

encuentra en constante agitación producida por un agitador que se

encuentra a una velocidad de 20 rpm. También llega al mezclador



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

49

una tubería de cachaza que regresa del tanque de rebose,

impulsado por una bomba.

En las partes laterales tiene dos cajas de las cuales salen 6

tuberías que son las encargadas de transportar la cachaza

mezclada con bagacillo hacia los filtros al vacío.

Cuando el tambor rotatorio comienza a girar alrededor de un eje

horizontal la periferia que está cubierta con láminas perforadas de

acero inoxidable se pone en contacto con la cachaza que se

deposita en la bandeja, en donde está sumergida parte del tambor,

entonces mediante las pequeñas perforaciones comienza a

producirse la aspiración del líquido mediante el vacío que es

producida por dos bombas.

Primero se aplica el vacío bajo (10 – 15 pulg. Hg) el que produce la

aspiración del líquido, que entre por las pequeñas perforaciones.

Sin embargo, estos se llena rápidamente de bagacillo y de materia

en suspensión, es decir la función del vacío bajo es formar la torta

en las perforaciones del filtro, con características porosas para

poder lavarla con facilidad. Este primer jugo está mal filtrado y es

turbio. Luego se le aplica el vacío alto (15 – 20 pulg. Hg); en efecto

es necesario aumentar la aspiración por que la resistencia ofrecida

por la torta crece con el espesor. En este caso, existe una mejor

filtración obteniéndose jugos más claros; es decir la función del

vacío alto es de permitir el lavado de la torta mediante la aplicación



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

50

de agua y al mismo tiempo en el último tercio de la revolución del

filtro secar la torta. Una vez que la torta demuestre grietas, el vacío

no podrá subir más a no ser se aplique más agua para evitar las

grietas.

El tambor del filtro gira aproximadamente a 12 rph (5 minutos por

vuelta) y tiene 4.8 m de largo con 2.4m de diámetro

aproximadamente. Entonces al rotar el tambor parte de la periferia

perforada se pone en contacto con la cachaza que se deposita en

la bandeja. Luego al aplicar el vacío bajo se produce una

aspiración lenta a la cachaza hasta la formación de la torta en toda

la periferia del tambor, el jugo que arrastra a la superficie se

escurre a la cubeta (bandeja). Después por la parte superior se le

aplica agua caliente, mediante varios aspersores pulverizadores.

Esta agua que cae en forma de lluvia sirve para humedecer la

torta iniciando así el lavado. Luego al aplicar el vacío alto se aspira

lentamente en forma de jugo por que se enriquece con la sacarosa

de la torta. Después la torta de la cachaza comienza a secar por la

aspiración del jugo provocado por el vacío.

En la última fracción de vuelta (antes de que se vuelva a poner en

contacto la parte seca de la torta con el lodo de cachaza

depositado en la bandeja) la película gruesa de la cachaza (torta)

se desprende por medio de un raspador instalado a lo largo del

tambor cayendo la torta de cachaza sobre un colector de donde es



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

51

arrastrado con agua hacia los desagües de la fábrica, los cuales se

van a los campos de cultivo donde la cachaza sirve como abono.

La torta de cachaza generalmente resulta 3 – 5% por peso de caña

molida.

Para evitar que la cachaza que llega a la cubierta del filtro se

deposite en el fondo, se mantiene en movimiento por medio de un

agitador oscilante que pivotea sobre el eje del filtro.

El espesor de la torta es variable y en general es de 1.0

centímetro. El filtro produce de 60 a 70 Kg de torta/m2.hr. La cual

mantiene un buen aspecto seca y porosa, contiene sin embargo

del 75 al 85% de agua y de 0,2 a 2,0 % de azúcar.

El vacío para extraer el jugo de los filtros, llega a los extremos

circulares del tambor a través de cuatro tuberías (dos a cada lado);

cada lado tiene vacío alto y vacío bajo, los cuales vienen a dos

tanques donde se depositan el jugo filtrado y por gravedad cae a

un tanque pequeño de recepción; además estos dos tanques

están conectados a la bomba al vacío. El jugo recuperado de los

filtros Oliver denominado jugo filtrado son recirculados a las pailas

de encalado. Esto desde el tanque pequeño de recepción y

mediante una bomba centrífuga.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

52

2.2.4. CONCENTRACIÓN POR EVAPORACIÓN DEL JUGO CLARIFICADO.

2.2.4.1. CALENTAMIENTO DEL JUGO CLARIFICADO

Se emplea calentadores para elevar la temperatura del jugo

clarificado antes de su alimentación al sistema de operación.

Generalmente la temperatura del jugo clarificado es de 10ºC más

baja que el punto de ebullición del jugo en el primer cuerpo del

sistema de evaporación (107ºC); por ese motivo parte del vapor de

escape que se aplica a ese cuerpo tiene que ser empleado en

calentar el jugo hasta su punto de ebullición, antes de que pueda

comenzar la evaporación, por consiguiente resulta beneficioso usar

calentadores antes de que el jugo clarificado ingrese al sistema de

evaporación.

2.2.4.2. SISTEMA DE EVAPORACIÓN.

En Casa Grande se emplea el sistema de quíntuplo efecto, el cual está

constituido por.

- Primer efecto : 9 pre evaporadores

- Segundo efecto : 3 evaporadores de simple efecto

- Tercero, cuarto y quinto efecto: 3 baterías A, B y C. c/u de triple

efecto.

2.2.4.2.1. PRE - EVAPORACIÓN.

El jugo clarificado que sale de los evaporadores tiene una

temperatura aproximada de 107ºC y 15ºBrix, luego ingresa a los



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

53

pre-evaporadores, los cuales emplean vapor de contrapresión

como vapor de calefacción, que es de 2 atm y con 130ºC. La

alimentación del jugo es por la parte inferior del pre-evaporador y

el vapor que sale por la parte superior es de 1 atm, el cual es

utilizado posteriormente como vapor de calefacción. Por la parte

inferior sale el jugo concentrado con 25ºBrix y 110ºC aprox.,

para luego pasar a los evaporadores simples.

2.2.4.2.2. EVAPORACIÓN DE SIMPLE EFECTO

El jugo que sale de los pre – evaporadores con 25ºBrix y 110ºC

de temperatura aproximadamente, pasa a los evaporadores de

simple efecto, los cuales emplean vapor de 1 atm (proveniente

de los pre – evaporadores) como vapor de calefacción. La

alimentación del jugo es por la parte inferior del evaporador

simple, de estos sale por la parte superior vapor de 0,3 atm, que

posteriormente será utilizado para calentar los evaporadores de

triple efecto (también va a ser utilizado en calentar el jugo

encalado- línea B) y por la parte inferior sale el jugo concentrado

a 35ºBrix aproximadamente para luego pasar a las baterías de

triple efecto.

2.2.4.2.3. EVAPORACIÓN DE TRIPLE EFECTO

Para la evaporación de triple efecto Casa Grande Cuenta con

tres baterías (batería A, B, C) y cada batería consta de tres



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

54

cuerpos conectados en serie (AI – AII – AIII); (BI – BII - BIII); (CI

– CII - CIII),

El jugo proveniente del sistema de evaporación simple efecto,

con 35º Brix ingresa al cuerpo de los evaporadores de triple

efecto. A su vez por otra tubería ingresa vapor de 0.3 atm.

(Proveniente de los evaporadores simples) que hace que el jugo

en la cámara de evaporación llegue a su punto de ebullición,

donde hay una presión de -0.1 atm. y una temperatura de 95 ºC;

de esta sección se obtiene un jugo con 45º Brix y una

temperatura aproximada a la de la cámara de evaporación.

El jugo proveniente del primer cuerpo del evaporador de triple

efecto ingresa al segundo cuerpo, también el vapor procedente

del primer cuerpo ingresa a la cámara de condensación del

segundo cuerpo para transferir su calor sensible, lo que provoca

que en la cámara de evaporación empiece a hervir el jugo,

donde hay un presión de -0.3atm. y una temperatura de 75 ºC,

de esta sección sale el jugo con 52 ºBrix y una temperatura

aproximada a la de la cámara de evaporación.

El jugo proveniente del segundo cuerpo del evaporador de triple

efecto ingresa al tercer cuerpo, también el vapor procedente del

segundo cuerpo ingresa a la cámara de condensación del tercer

cuerpo para transferir su calor sensible, lo que provoca que en la

cámara de evaporación siga hirviendo el jugo, donde hay una

presión -0.81 atm y una temperatura de 65 ºC, de esta sección



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

55

sale el jugo con 60 – 65 ºBrix al cual se le llama jarabe; el mismo

que mediante unas bombas centrifugas es enviado al tanque de

jarabe. Además por la parte superior del tercer cuerpo del

evaporador de triple efecto sale el vapor, el cual va al

condensador barométrico donde recibe un baño de agua fría y

con la ayuda de una bomba al vacío se logra mantener el vacío

de -0.81 atm, logrando así que la temperatura se reduzca en

cada efecto (cuerpo) para evitar el caramelización y

oscurecimiento del jarabe. El primer cuerpo es el que tiene

mayor temperatura y también mayor vapor, reduciendo su

temperatura paulatinamente hasta llegar a 65 ºC en el tercer

cuerpo del evaporador de triple efecto. La diferencia de presión

que hay en los evaporadores de triple efecto permite el paso del

jugo de un cuerpo a otro.

El vapor que se condensa en las calandrias debe de extraerse

continuamente, puesto que la acumulación de estos anega la

superficie calórica y disminuye el rendimiento de los

evaporadores; también lo mismo ocurre con los gases

incondensables por lo que también deben ser extraídos

continuamente.

2.2.4.2.4. PARÁMETROS DE EVAPORACIÓN DE LOS EVAPORADORES

* Pre-evaporador.

Presión vapor entrada 2 atm.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

56

Temperatura vapor entrada 130 ºC

Brix jugo entrada 15 ºBrix

Temperatura jugo entrada 107 ºC

Presión vapor salida 1 atm.

Brix Jugo salida 25 ºBrix

Temperatura jugo salida 110 ºC

* Evaporador simple.

Presión vapor entrada 1 atm.



Presión vapor salida 0.3 atm.



* Evaporadores triple efecto.

Primer Cuerpo

Presión vapor entrada 0.3 atm.



Presión vapor salida -0.1 atm.




Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

57


Segundo Cuerpo

Presión vapor entrada -0.1 atm.



Presión vapor salida -0.3 atm.



Tercer Cuerpo

Presión vapor entrada -0.3 atm.



Presión vapor salida(vacío) 620Torr(-0.81 atm)

Brix Jugo salida(jarabe) 65 ºBrix


Temperatura agua inyección 25 ºC

Temperatura agua de cola 42 ºC

En todos los evaporadores.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

58

Nivel de Jugos 1/3 de altura de los

tubos de la

calandria.

Gases incondensables Calandrias libres de

gases.

Agua condensada Calandrias libres de

condensados.

2.2.5. CRISTALIZACIÓN DEL AZÚCAR.

La cristalización del azúcar, es decir la cristalización de la sacarosa a

partir del jarabe producido en los evaporadores, es la etapa más

importante de la elaboración de la azúcar, la cual se realiza en los

tachos de vacío o vacumpanes (cocimiento) y culmina en los

cristalizadores (cristalización propiamente dicha)

2.2.5.1. TACHOS (VACUMPANES)

Estos aparatos son evaporadores de simple efecto que trabajan

con vacío y con vapor de escape, se diferencian por que los tubos

que componen la calandria tienen mayor diámetro; puesto que por

el interior de ellos tiene que circular material que es mucho más

denso.

La función del tacho es la producción y desarrollo de cristales a

partir de jarabe, mieles y semilla según la alimentación. La

densidad del jarabe no debe ser mayor de 65 ºBrix a pesar que a



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

59

mayor °Brix disminuye el consumo de vapor; pero por otro lado

implica la formación de conglomerados y falso grano. En el ingenio

Casa grande se usa tachos de calandria que requiere vapor de 1

atm. proveniente de los pre-evaporadores; además usan vacío que

puede ser individual o general, que se mantiene mediante el uso

de agua fría de inyección.

Se dispone de 18 tachos distribuidos de la siguiente manera.

Tachos semilleros : 1, 2

Tachos para masa de primera : 3, 4, 5, 6

Tachos para masa de segunda : 7, 8, 9, 10, 11

Tachos para masa de tercera : 12, 13, 14, 15

Tachos para masa refinada :1R, 2R, 3R

La capacidad de los tachos es de 60 Tn. (9 tachos), 80 Tn (2

tachos) y 85 Tn (7 tachos)

Los tachos de masas cocida C tienen agitación mecánica, los

tachos 1, 2; 6, 7, 8, 9, 10 tienen su trampa ubicado a su lado

superior. El vapor en esta trampa cambia de dirección y se une a

los demás en una sola línea que van a las columnas barométricas

para su condensación, estos tachos trabajan con vacío general.

Los tachos 3, 4, 5, 11, 12, 13, 14, 15 y los tres de la refinada

tienen su trampa ubicada en el domo de cada tacho y poseen un

condensador vertical individual, trabajando con vacío

independiente.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

60

2.2.5.2. CONSIDERACIONES PARA LA CRISTALIZACIÓN.

En una solución no se forman, crecen, ni se depositan cristales a

menos que esté sobresaturada; es decir que la solución contenga

más sólidos que los que el agua podría disolver a determinada

temperatura.

a) Saturación.

Se dice que una solución está saturada cuando no puede

mantener en solución más materias sólidas a una temperatura

dada.

b) Sobresaturación.

Cuando existen más materias sólidas en una solución saturada

c) Fases de la Sobresaturación.

El grado de sobresaturación se divide en tres fases o zonas:

c-1) Zona Meta estable: Comprende una zona de concentración en

la cual los cristales que existen aumentan su tamaño, pero no se

forman nuevos cristales.

c-2) Zona intermedia: Se ubica encima de la meta estable, dentro

de la cual crecen los cristales existentes y se forman nuevos

cristales. En esta zona puede formarse el falso grano.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

61

c-3) Zona lábil: En esta zona se forman cristales espontáneamente

sin presencia de otros.

2.2.5.3. MÉTODOS DE OBTENCIÓN DE CRISTALES DE SACAROSA.

a) Por espera.

El tacho se alimenta con jarabe y deja que se concentre hasta

formarse por sí solo granos; cuando el operador cree que la

cantidad de grano es suficiente ya no deja que se forme mas,

dejando que desarrolle el grano ya formado. En este punto se

debe de tener en cuenta la línea lábil; la cual constituye la

demarcación entre la zona intermedia y lábil.

b) Por Choque.

El tacho se alimenta por jarabe y cuando tiene una

concentración adecuada se agrega azúcar impalpable, que por

choque se forma el grano; luego ese grano se hace desarrollar.

Es un poco más rápido para la obtención de cristales en

comparación al método por espera.

c) Por Semillamiento.

El tacho se alimenta con jarabe y cuando tiene una

concentración adecuada se agrega la semilla (azúcar C); la cual

por tener un grano pequeño sirve de semilla para formar los

cristales. Este método es rápido y es el más usado.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

62

2.2.5.4. SISTEMA DE TRES TEMPLAS.

En el ingenio de Casa Grande se emplea el sistema de tres

templas, las cuales son:

- Templa A o primera templa

- Templa B o segunda templa

- Templa C o tercera templa

En este sistema se hace una extracción sucesiva de la sacarosa

disponible en las masas o agotamiento de estas, dichas masas

se van cristalizando en varias etapas y como consecuencia se

lleva a purezas cada vez menores.

Para la preparación de las tres templas se utiliza diversas

proporciones de ciertos componentes y se obtiene

consecuentemente ciertos tipos de azúcar de acuerdo a cada

templa.

Templa “A” de semilla y jarabe; se obtiene azúcar A y miel A.

Templa “B” de semilla, jarabe y miel A; se obtiene azúcar B y

miel B.

Templa “C” de jarabe, miel A, miel B y azúcar impalpable; se

obtiene azúcar C y miel C o melaza.

2.2.5.5. CONDICIONES DE OPERACIÓN DE LOS TACHOS.

Brix del jarabe que ingresa 65º Brix

Pureza del jarabe que ingresa mayor 78%



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

63

Presión de vapor de escape 1 atm.

Vació en el tacho 660torr (-0.85atm.)

Temperatura en el tacho 65 – 68 ºC

Temperatura de agua de inyección 30ºC

Condensados en la calandria = libre de condensados

Gases incondensables = libre de Gases

incondensables

Falso grano y conglomerado = Libre Falso grano y

conglomerado

Masa cocida A.

Brix 93 – 94

Pureza 84 – 90

Miel A.

Brix 78 – 80

Pureza 60 – 65

Masa cocida B

Brix 94 – 95

Pureza 70 – 75

Miel B.

Brix 78 – 80

Pureza 55 – 60

Masa cocida C.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

64

Brix 96 o más

Pureza 56 – 62

Miel C (melaza)

Brix 84 – 86

Pureza : menor de 38

2.2.5.6. CRISTALIZADORES.

Es imposible lograr que toda la sacarosa que se encuentra en la

miel se deposite sobre el cristal ya formado en el tacho; esto se

debe a la disminución de velocidad de cristalización por la baja

pureza de la miel y a la viscosidad que adquiere a medida que

se acerca al estado de agotamiento. Generalmente en las masas

cocidas finales de baja pureza, después de que la masa cocida

ha llegado a su máxima consistencia en el tacho, se descarga a

un cristalizador; en el cual se realiza la “cristalización en

movimiento”, hasta que la miel llega a agotarse.

La cristalización en movimiento es la operación por la cual la

masa cocida que se descarga del tacho, es movida lentamente

en un cristalizador y va perdiendo su temperatura hasta su total

enfriamiento (temperatura ambiente). Esta disminución de

temperatura disminuye la solubilidad de la sacarosa (formación

de un grano de consistencia dura) y hace que continúe con el

proceso de cristalización.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

65

En el lenguaje de fábrica a este efecto se le llama

“cristalización”. El proceso completo en el tacho constituye la

cristalización del azúcar, pero en la fábrica el término

“cristalización” se usa particularmente para la cristalización en

movimiento, después que la masa deja el tacho.

Se debe evitar que la masa cocida llegue a una temperatura muy

baja; porque se puede hacer muy viscosa y las centrifugas no

podrían lograr una separación satisfactoria de cristales de las

mieles, pero si esto ocurriese se puede agregar agua caliente y

se disminuye la viscosidad sin disolver los cristales formados.

Este proceso complementario de cristalización se realiza en los

cristalizadores, que son recipientes de sección cilíndrica en

forma de U (Diámetro aproximado 2.5m; largo: 8 a 12 m),

dotados de agitadores que se mueven a baja velocidad (1

revolución en 1.4 minutos).

Casa grande consta de cinco cristalizadores de 75 m3 cada uno

para la masa “A”, seis cristalizadores de 70 m3 cada uno para la

masa “B” y un lanchón de 150 m3, con 20 cristalizadores de 47

m3 cada uno para la masa “C”. Todos estos cristalizadores

tienen características similares citadas anteriormente.

Las masas, una vez frías en los cristalizadores, pasan a las

centrífugas.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

66

2.2.6. CENTRIFUGACIÓN.

Las templas o masas cocidas que se descargan de los recipientes

cristalizadores pasan a las centrifugas, que son máquinas que por

fuerza centrífuga separan los cristales (azúcar) de las mieles que

contiene las masas cocidas. Primero van a un mezclador instalado

sobre las centrifugas que es un recipiente en forma de canal dotado

de brazos giratorios para evitar que se asienten los cristales.

La centrifuga consiste en un canasto perforado provisto de tela

metálica especial, cuyas mallas son muy finas; éste canasto gira

dentro de un envolvente metálico llamado olla que recoge la miel

expulsada por la fuerza centrífuga. En el interior del canasto quedan

los cristales; los cuales son descargados por la base. La

centrifugación se hace más fácil cuando hay uniformidad en el grano,

pero si hay falso grano, la operación se realiza con dificultad; debido

a que los granos finos obturan las perforaciones del canasto que son

por donde sale la miel madre; en este punto se ve la importancia de

evitar la formación del falso grano en los tachos y cristalizadores.

Además si el falso grano logra pasar junto con la miel saldrá una miel

con poco agotamiento que al final del proceso implica pérdidas a la

empresa.

2.2.6.1. OPERACIÓN DE CENTRIFUGACIÓN.

La máquina al iniciar operaciones, se carga inmediatamente

abriendo la compuerta; la masa cocida cae al fondo y se distribuye



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

67

dentro del canasto; por acción de la fuerza centrífuga la miel sale

por el forro perforado hacia el envolvente y los cristales (azúcar)

quedan retenidos. El centrifugado o purga continua hasta que los

cristales de azúcar queden libres de miel, los cuales se pueden

eliminar casi completamente si se rocía una cantidad medida de

agua. La descarga de azúcar es parte del ciclo compuesto por la

carga, la purga y el lavado y se efectúa por la abertura de

descarga cubierta por un “cono” (campana) que se levanta para

permitir la salida del azúcar por la parte inferior de la máquina.

Antes del descargado un raspador mecánico (arado) raspa

lentamente el canasto para que el azúcar descienda a la parte

inferior, zona por donde se descarga y pasa a una faja

transportadora ubicada debajo de las máquinas centrifugas.

2.2.6.1.1. TIEMPO DE CENTRIFUGACIÓN.

Generalmente dura 1.5 minutos, pero el ciclo total dura

aproximadamente 4 minutos.

Estos tiempos tendrán que ser iguales en todas las centrifugas

que trabajan con la modalidad de enclavamiento (en serie); el

cual es un sistema de conexiones por medio de circuitos

eléctricos que permiten un trabajo más continuo y sin pérdida de

tiempo.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

68

a) Tiempo de arranque.

La máquina inicia un nuevo ciclo, después de haber terminado

con el ciclo anterior. Este tiempo es de aproximadamente 10

segundos.

b) Tiempo de Carga.

La entrada de la masa a la centrifuga se hace teniendo en

cuenta su fluidez. Este tiempo es de 15 – 20 segundos.

c) Tiempo de Centrifugado.

Es la operación de separar los cristales de sacarosa de la miel;

esto se logra añadiendo agua de lavado para dejar exenta a los

cristales de la miel. Este tiempo es de aproximadamente 1.5

minutos. En este punto está incluido:

- Tiempo de Lavado, que dura de 10 a 20 segundos

dependiendo de la calidad de masa cocida. Este lavado se hace

con agua condensada caliente.

- Tiempo de Raspado, que dura aproximadamente 20 segundos

y consiste en raspar el canasto para que la azúcar adherida a

este por acción de la fuerza centrifuga, descienda a la parte

inferior para descargarse.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

69

d) Tiempo de frenado de la máquina.

Este tiempo es de aproximadamente 10 segundos y consiste en

parar la máquina para levantar la campana y proceder a

descargar.

e) Tiempo de descarga

Este tiempo es de 20 – 25 segundos. El azúcar se descarga por

la base y es transportada por fajas elevadoras de cangilones a la

tolva de almacenamiento y la miel sale por una tubería ubicada en

la parte lateral del cuerpo de la centrífuga.

Si llega masa de primera a la centrífuga se obtiene azúcar A y

miel A.

Si llega masa de segunda a la centrífuga se obtiene azúcar B y

miel B.

Si llega masa de tercera a la centrifuga se obtiene azúcar C

(semilla) y miel C (melaza).

Las mieles A y B se reciclan (previa dilución a un °Brix

apropiado) hasta su total agotamiento; puesto que contiene

sacarosa cristalizada. Este método no se puede realizar con la

melaza por más que se haga crecimiento extremo, pues ya llegó

a su máximo agotamiento.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

70

La azúcar “A” o de primera junto con la Azúcar “B” o de segunda

van al almacén donde se mezclan y se envasan como azúcar

comercial y la azúcar “C” o de tercera se utiliza como semilla en

las Templas A y B para la producción de azúcar A y B

respectivamente.

2.2.7. ENVASADO Y ALMACENAMIENTO.

En Casa Grande el envasado se realiza mediante 2 balanzas

automáticas RICHARSON de funcionamiento neumático, regulado a

50 Kg., usando además máquinas cocedoras y transportadores.

El almacén es un cuarto muy amplio con capacidad de 2000 Tn de

azúcar, a éste cuarto llegan fajas que descargan el azúcar a un altura

de 7 m; el azúcar es tomada para su despacho por conductos

subterráneos para su posterior envase en bolsas de papel de 50 Kg.

cada uno; luego estas bolsas son almacenadas en un silo muy amplio.

El azúcar Rubia aun contiene una mínima concentración de miel, la

cual es perjudicial porque le da un aspecto húmedo; esta humedad

debe ser mínima para que no se deteriore el producto. El porcentaje

tolerable de humedad en el azúcar rubia es de: 0.30 a 0.35%, si este

factor es menor las condiciones que tiene el azúcar para su

almacenaje es óptima, caso contrario es perjudicial. Si hay demasiada

humedad el azúcar está propensa a un ataque de hongos y bacterias.

Cada balanza envasa un promedio de 10 bolsas por minuto; también

estas balanzas son controladas por su peso, regularmente varía

debido a la vibración.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

71

Para su despacho se realiza por dos vías que trasladan las bolsas de

azúcar y en la salida es recibido por dos estibadores que lo apilan en

la unidad de transporte.

3. DEXTRANA.

3.1 CONCEPTO Y GENERALIDADES

En este polímero las unidades de glucosa están unidas

predominantemente de 50% a 97% por enlaces glicosidicos α (1-

6), y el resto por ramificaciones α (1-3) y α (1-4). Asimismo su

peso molecular oscila entre 105 y 107 unidades Dalton. El

microbiólogo ruso Cienkevvski dio el nombre de Leuconostoc

mesenteroides a las bacterias sintetizadoras de dextrana.

El contenido de dextrana del azúcar está relacionado con el

contenido de dextrana del jugo de la caña. Aunque la dextrana se

forma durante el proceso en fábrica, la mayor parte entra en el

jugo de la caña que es depositada en el patio del ingenio, o

puede desarrollarse en la caña mientras ésta permanezca

almacenada allí. Para mantener bajos los niveles de dextrana, la

caña que es entregada al ingenio, se debe moler de inmediato.

La sacarosa se transforma en dextrana y fructosa por acción de la

dextranosacarasa, enzima producida por Leuconostoc. Esto se

muestra en la siguiente reacción:



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

72



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

73

3.1.1 FACTORES RESPONSABLES DE LOS NIVELES DE DEXTRANA

a) La población de Microorganismos.

En éstos se incluyen Leuconostoc, Streptococcus,

Streptobacterium, Acetobacter y Betabacterium, los cuales

tienen capacidad de producción de dextrana en determinadas

condiciones. La raza de Leuconostoc Mesenteroides es más

específica para la producción de dextrana a partir de

sacarosa, la misma que se reproduce rápidamente bajo

condiciones anaeróbicas, por lo tanto les es favorable la

formación de pilas grandes de caña, cubiertas de lodo y sin

circulación de aire.

La caña que se mantiene limpia, seca, y en pilas pequeñas,

no desarrolla altas cantidades de microorganismos que

producen dextranas.

b) La Temperatura,

Independientemente de la variedad de caña se producen

niveles más altos de dextranas en cosechas de verano, en

comparación a las bajas temperaturas o de invierno.

c) Lluvia.

Las lluvias por sí solas no afectan la producción de dextranas,

pero las condiciones de los lodos en el campo debido a una



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

74

fuerte precipitación si lo hacen. La caña con lodo presenta un

nivel de formación de dextrana debido a que la bacteria

Leuconostoc habita en el suelo.

d) Intensidad de la Quema.

En la caña quemada en pie, los jugos ubicados debajo de la

superficie, podrían hervir, mientras que en una quema pobre,

se alcanza una temperatura de 98ºC a 1 mm por debajo de la

superficie del tallo. Las altas temperaturas causan rupturas ó

rajaduras en la superficie del tallo que permite la entrada del

microorganismo y por lo tanto acelera el proceso de deterioro

de la caña quemada, mucho más rápido que en la caña

verde.

e) Grado de Daño Causado en el Tallo Entero ó en los

Trozos de Caña.

Los tallos enteros mostraron mayor presencia de dextrana,

cada vez que son dañados por las llantas de los tractores y

demás vehículos. Está relacionado con la cantidad de tejido

del tallo expuesto al aire y suelo, que permite la entrada del

Leuconostoc.

f) Demora entre Quema y Corte.

Se ha encontrado un gran número de microorganismos en

tallos quemados, siendo la especie dominante la del



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

75

Leuconostoc. La caña quemada cuyo corte se demore,

propiciará el deterioro, en la medida que haya sufrido daños

la superficie del tallo.

g) Demora entre Corte y Molienda.

A mayor demora en la molienda, mayor probabilidad de

producción de dextrana.

3.1.2 PROBLEMAS GENERADOS POR LA DEXTRANA EN EL PROCESO

DE MANUFACTURA DEL AZÚCAR.

En la fabricación de azúcar crudo causa:

a) Disminución de la velocidad de filtración del fango, impidiendo

una efectiva clarificación del jugo mezclado, al actuar como coloide

neutral, ó sin carga, bloqueando la unión de partículas cargadas.

b) Disminuye la velocidad de crecimiento de los cristales e induce

una excesiva nucleación, causando la formación de granos aguja ó

cristales alargados, que bloquean el filtro de las centrífugas, siendo

difícil la purga, especialmente en cocimientos de baja pureza. Esto

trae como consecuencia que también los granos muy finos se cuelen

a través de las telas de las centrífugas incrementando la pérdida en

mieles y por tanto la pérdida de sacarosa en miel final.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

76

Como una regla general para relacionar los niveles de dextrana a las

pérdidas en pureza, para niveles de dextranas del orden de 300

ppm, se podría esperar una pérdida de un grado en la pureza de la

miel final.

c) Distorsión en el control químico, puesto que las dextranas al ser

dextrorrotatorias, afectan las lecturas de pol, aumentándolas en

distintos grados desde los jugos hasta las mieles y hasta el azúcar

final. De esta manera los cálculos de contenido de sacarosa son

errados, por sus falsas purezas. Se determinó un incremento de 0,30

unidades de pol por 1 000 ppm de dextranas, sin clarificación de

acetato de plomo y sin efecto de azúcares invertidos. Se sabe que

durante el análisis de Pol, de los diversos materiales, al clarificar con

acetato de plomo se elimina el 80% de la dextrana de alto peso

molecular.

d) Incrementa la viscosidad disminuyendo la velocidad de

intercambio de calor, causando una disminución en la eficiencia de

los evaporadores y por ende mayor consumo de vapor.

Entre los problemas causados en refinería:

e) Distorsión en la lectura de Pol del azúcar crudo.

f) Pérdidas en refinería debido al alargamiento de los cristales del

azúcar crudo, se incrementa la cantidad de material enviado a



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

77

recuperación, aumentando las altas viscosidades e incrementando

los costos de refinería.

g) Origina problemas de calidad y disminuye la vida útil del

producto final. Los caramelos duros pierden su forma al ser

fabricados con azúcar alto en contenido de dextranas y causan

problemas sub-secuentes de empaque.

Debido a los serios efectos adversos de la dextrana en la fabricación

del azúcar, la búsqueda de métodos para la remoción enzimática de

éste polímero, ha arrojado alguna luz sobre éste problema. La

dextrana producida puede descomponerse mediante la enzima

dextranasa

Un mejor control de Leuconostoc y disminución de dextrana, se logra

a través de una buena higiene, mantenimiento y uso adecuado de

bactericidas. El sistema de agua de lavado ó maceración puede ser

una buena opción para aplicar el agente bactericida.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

78

4. MATERIALES Y MÉTODOS.

El objetivo de este punto es la descripción de las instalaciones experimentales,

los métodos analíticos, los procedimientos operativos, así como el material,

incluido los reactivos, con los que se han llevado a cabo los experimentos de

esta investigación.

Si bien a lo largo de la tesis se presentan particularidades de los métodos

operativos, metodologías, e instalaciones utilizadas en el transcurso de la

experimentación, en este punto se señalan aquellos aspectos comunes que por

su generalidad pueden presentarse conjuntamente.

A continuación presentamos las técnicas analíticas utilizadas como parte de la

experimentación:

4.1 ESTANDARIZACIÓN DE LA SOLUCIÓN DE FEHLING

4.1.1. ALCANCE

Este método es usado para estandarizar las soluciones de

Fehling. (Modificación Soxhlet de la solución de Fehling)



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

79

4.1.2 PRINCIPIO

Cuando se preparan soluciones de Fehling, estas son

estandarizadas, y se aplica un factor de corrección. La

estandarización de las soluciones es esencial dado que el

contenido de cobre en la solución puede variar.

4.1.3 REACTIVOS

Solución estándar de glucosa de 2 mg/ml de concentración

Fehling A

Fehling B

Indicador de azul de metileno 1% w/v en solución acuosa.

4.1.4 MATERIAL DE VIDRIO

Bureta de 50 ml

Frasco Erlenmeyer de 500 ml.

Pipeta de 5 ml.

4.1.5 INSTRUMENTOS

Balanza analítica, con al menos 0.1 mg de incertidumbre.

Plato de calentamiento / Mechero Bunsen.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

80

4.1.6 PROCEDIMIENTO

Coloque solución estándar de glucosa de 2-mg/ml en una bureta de

50ml. Mezcle 5ml de solución de Fehling A y 5 ml de solución de

Fehling B en un frasco erlenmeyer. En el mismo adicione 30 ml de

agua destilada y aproximadamente 18 ml de solución estándar de

glucosa desde la bureta.

Caliente el frasco de tal forma, que empiece a hervir a los dos

minutos. Reduzca el calor y deje hervir suavemente por

aproximadamente 10 segundos. Debe aparecer un color rojo brillante.

Adicione 4-5 gotas de indicador de azul de metileno. Titule en

condiciones de ebullición moderada adicionando solución estándar de

glucosa, aproximadamente 3ml, manteniendo intervalos de 5 - 10

segundos después de cada adición.

Después de la adición total, aproximadamente 24 ml de solución

estándar de glucosa, adicione pequeñas cantidades (0.3 a 0.4 ml) y

complete la titulación. El color cambia de azul a rojo brillante en el

punto final. Esto da una aproximación de la localización del punto

final.

Para lograr precisión, repita la titulación como se mencionó

anteriormente (hasta la adición de azul de metileno) y adicione una

cantidad de solución de glucosa de tal forma que no se requiera más

de 1 ml para completar la titulación. Posteriormente adicione solución

estándar, iniciando con 0.1 a 0.2 ml de incremento y finalmente gota a

gota hasta completar la titulación.

Repita la titulación por varias veces ( ≥ 4) y tome el promedio de las



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

81

titulaciones.

4.1.7 EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS Y CÁLCULOS

En éste caso la concentración de la solución estándar de glucosa

es 2mg/ml. Por consiguiente interpolando teóricamente, el punto

final debe ser 25.64 ml. (Reference, Indian Standards: IS: 1162 -

1958). Por lo tanto,

Factor de Fehling (F.F) =

Donde,

A = promedio de las lecturas de las titulaciones.

Ejemplo: Si el valor de la titulación es 26ml, el Factor Fehling

debe ser 25.64/ 26 = 1,011

Exprese el resultado obtenido como: Factor de Fehling de la

solución preparada

4.1.8 NOTAS.

Todas las titulaciones que involucran soluciones de Fehling

deben ser realizadas únicamente en condiciones de ebullición.

La ebullición no se debe detener durante la titulación.

La titulación se debe completar antes de 3 minutos después de

hervir.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

82

Es común observar que el método de titulación con las

soluciones de Fehling puede variar ligeramente de persona a

persona. Diferentes estándares y literatura también describen

varios procedimientos de titulación. Sin embargo los resultados

finales deben ser aproximadamente los mismos.

El indicador puede ser adicionado cerca del punto final (cuando

se requiera cerca de 1 ml para completar la titulación) y la

titulación es completada con pequeñas adiciones de titulante. No

obstante la forma de titulación descrita anteriormente da

resultados precisos. Se deben considerar hasta 3 puntos

decimales de Factor Fehling para el cálculo de Azúcares

Reductores Totales.

4.1.9 VALORES NORMALMENTE OBSERVADOS:

El rango es de 0.920 a 1.050. Rara vez caen por fuera de este

rango (dependiendo del Cu presente en la solución/reactivo

químico original) sin embargo este debe ser determinado

precisamente y aplicado.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

83

4.2. AZUCARES REDUCTORES TOTALES EN JUGO

4.2.1. ALCANCE

Este método determina los azúcares reductores en jugo de caña.

La importancia de los azúcares reductores es que su valor

representa pérdidas de azúcar de la fábrica. Debido a que los

azúcares reductores no pueden ser recuperados o separados

representan pérdidas para la fábrica. Sin embargo en el caso de

la destilería y el proceso de fermentación su valor es muy

importante porque está directamente relacionado con la

recuperación de etanol y rendimientos.

4.2.2. CAMPO DE APLICACIÓN

Este método puede ser usado para determinar los azucares

reductores totales del jugo crudo, jugo diluido, jugo clarificado.

4.2.3. PRINCIPIO

Se refiere a los Azúcares Reductores

4.2.4. REACTIVOS

Soluciones de Fehling estandarizadas, reactivos A y B

Solución de acetato de plomo 10% w/v (solución de plomo)



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

84

Solución de fosfato - oxalato de potasio (solución

desplomadora)

Indicador de azul de metileno 1% w/v

Solución de hidróxido de sodio 6N

Indicador de Fenolftaleina

Ácido clorhídrico concentrado

4.2.5. MATERIAL DE VIDRIO

Beaker de 100ml

Matraz Volumétrico de 250ml

Matraz Erlenmeyer de 500ml. 250ml

Pipetas (graduadas) 25ml. 10ml, 5ml

Pipeta volumétrica de 50 ml

Embudo

4.2.6. INSTRUMENTOS

Balanza Analítica con al menos 0.1 mg de incertidumbre

Plato de calentamiento Quemador Bunsen

Baño de agua de temperatura constante

4.2.7. PROCEDIMIENTO

Pese con precisión aproximadamente 50 g de jugo crudo/

diluido/ clarificado en un beaker de 100ml.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

85

Transfiéralos cuantitativamente a un frasco volumétrico de

250 ml con agua destilada. Adicione 25 ml de solución de

acetato de plomo (solución de plomo). Diluya hasta el

volumen y mezcle bien.

Filtre la solución en un matraz erlenmeyer seco. Deseche el

precipitado.

Transfiera utilizando una pipeta 50 ml el filtrado a un matraz

volumétrico de 250 ml. Adicione 10 ml de solución

desplomadora. Diluya a 250 ml. mezcle bien y filtre.

Transfiera 125 ml del filtrado a un matraz volumétrico de 250

ml. Adicione 10 ml de ácido clorhídrico concentrado. Caliente

y mantenga la temperatura a 69°C por 5 minutos en un baño

de agua a temperatura constante mantenido alrededor de

72°C) (no permita que la temperatura en el matraz volumétrico

exceda de 70 ° C) Puede colocar un termómetro en el frasco

para verificar la temperatura.

Retire el frasco del baño de agua enfríelo a temperatura

ambiente. Adicione algunas gotas de indicador de fenoltaleína

y neutralícelo adicionando solución 6N de hidróxido de sodio

hasta lograr un débil color rosado. Remueva este color

adicionando gota a gota solución de ácido clorhídrico 6N.

enfríe a temperatura ambiente si es necesario y diluya hasta

el volumen. Mezcle bien. Esta se llama solución invertida.

Llene con solución invertida una bureta de 50 ml. Esta debe

ser usada para la titulación con la solución de Fehling



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

86

estandarizada.

4.2.7.1 TITULACIÓN DE LA MUESTRA

En un matraz erlenmeyer de 500 ml transfiera 5ml de solución

de Fehling A y 5ml de solución de Fehling B con una pipeta de

5ml. Adicione 30ml de agua y aproximadamente 15-16ml de

solución invertida desde la bureta.

Caliente el frasco sobre el plato de calentamiento/ quemador y

regule el calor de tal forma que la solución empiece a hervir

en 2 minutos.

Hierva suavemente por algunos segundos. Se deberá

desarrollar un color rojo brillante. Adicione 4 gotas de

indicador de azul de metileno al 1% y bajo una condición de

ebullición suave complete la titulación adicionando de una

sola vez 1 – 1.5 ml disolución invertida, en un tiempo de 3 a 4

segundos. En el punto final el color cambia de azul a rojo

brillante. Esta titulación da un rango aproximado para el

titulante.

Repita la titulación para lograr una mayor precisión del

titulante. Para esto, transfiera 5 ml de solución A y B al matraz

erlenmeyer, adicione 30 ml de agua y 15 ml de solución

invertida. Hierva suavemente por 5 segundos. Adicione 3

gotas de indicador.

Continúe con ebullición moderada por algunos segundos y



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

87

adicione lentamente casi toda la solución invertida, hasta que

no falte más de 1 ml para completar la titulación.

Posteriormente, complete la titulación en condición de

ebullición moderada. inicialmente con incrementos de 0.1 a

0.2 ml y finalmente adicionando gota a gota la solución

invertida desde la bureta

Repita la titulación al menos 3 a 4 veces y tome el promedio

de las lecturas de 3 titulaciones.

NOTA: Refiérase a la estandarización de la solución de Fehling

. 4.2.8. EXPRESIÓN DE LOS RESULTADOS

Azúcares reductores totales en el jugo son dados como:

% m/m de Azúcares Totales

Reductores en jugo

Donde:

5.127 = es una constante (Factor de Azúcar invertido, interpolado

y obtenido de IS-1162: 1958)

F.F. = Es el factor de Fehling (Para su determinación referirse a

la estandarización de la solución de Fehling)

D.F. = Es el factor de dilución del jugo, en este caso es 0.02. Este

se calcula como sigue:



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

88

4.2.9. PRECISIÓN

La diferencia entre dos resultados obtenidos al analizar la misma

muestra no debe variar más de 3% de los Azúcares Reductores

Totales.

NORMALMENTE SE OBSERVAN VALORES: DE: 10-15%W/W

4. 3 DETERMINACIÓN DE DEXTRANA

4.3.1. PROPOSITO

Determinar el contenido de dextrana en diferentes tipos de

muestra obtenida a lo largo del proceso de azúcar.

4.3.2. ALCANCE

Este documento es aplicable a jugos, jarabes, mieles y masas.

4.3.3. DEFINICIONES

Las dextranas son polisacáridos de elevado peso molecular,

formados por glucosas unidas por enlaces α-1.6 al menos en el

50 %, con ramificaciones enlazadas α -1.3, aunque también



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

89

puede presentar otras unidas α -1.2 o α -1.4. Las dextranas no

son compuestos propios de la caña, pero son sintetizadas por

algunos microorganismos a partir de la sacarosa, el más

importante es el Leuconostoc mesenteroides.

4.3.4. PRINCIPIO DEL MÉTODO.

El método considera la dextrana como el material polisacárido

precipitado en etanol al 50 %, a partir de una solución de

sacarosa, libre de almidones y proteínas. De acuerdo con el

procedimiento, el ácido tricloroacético precipitó la proteína del

jugo, el cloruro de bario precipita las sales, la filtración

subsecuente remueve los sólidos suspendidos, las proteínas y

una gran parte del almidón que no es soluble en el jugo frío.

Una vez formada la turbiedad con el etanol, se lee en el

espectrofotómetro a la longitud de onda igual a 720 nm.

Con el valor de la absorbancia se encuentra la concentración

en la curva de calibración previamente calibrada.

4.3.5. DOCUMENTOS APLICABLES Y/O ANEXOS

Método utilizado para la elaboración de la presente instrucción.

Tecnicaña 6.1.13: Determinación de Dextrana en Jugos.

4.3.6. DESCRIPCIÓN DE LOS RECURSOS



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

90

4.3.6.1 EQUIPOS

a) Espectrofotómetro.

b) Refractómetro digital.

4.3.6.2 MATERIALES

a) Celdas de absorción, 1 cm.

b) Vasos de precipitación de 250 ml.

c) Embudos.

d) Bureta de 50 ml.

e) Probeta de 100 ml.

f) Papel de filtración: Whatman Nº 5 u otro equivalente que

cumpla la misma función.

g) Cronómetro.

h) Botella con tapa o matraz erlenmeyer de 50 ml.

i) Pipetas graduadas y volumétricas.

j) Guantes quirúrgicos o similares.

4.3.6.3 REACTIVOS

a) Solución de cloruro de bario al 10 % P/V.

b) Solución de ácido tricloroacético al 10 % P/V.

c) Etanol grado absoluto.

d) Solución de sacarosa pura al 50 % P V.

e) Ayuda filtrante.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

91

f) Solución patrón de dextrana 1 mg/cm3. (Esta solución

puede conservarse refrigerada durante una semana).

4.3.7. INSTRUCCIONES

4.3.7.1 DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO

Filtrar una cantidad suficiente de jugo a analizar.

Medir en un refractómetro el Brix del jugo filtrado.

Tomar 100 cm3 de jugo filtrado con ayuda de una pipeta

volumétrica y trasvasar a un matraz erlenmeyer de 250

cm3.

En caso se analice jarabe, masas, mieles, semilla o melaza

seguir el siguiente cuadro de diluciones.

Muestra Dilución Factor Dilución

Jarabe 1 3 4

Masas A,B,C 1 5 6 Mieles A y B 1 5 6

Semilla By C 1 5 6

Melaza 1 5 6

De la dilución, medir °Brix y tomar también 100 cm3 con

ayuda de una pipeta volumétrica de 100 ml. Luego

trasvasar a un matraz erlenmeyer de 250 cm3.

A la muestra filtrada, adicionar 20 cm3 de ácido

tricloroacético al 10 %, 10 cm3 de cloruro de bario al

10% y de 1 - 2 g de ayuda filtrante (Celite), luego



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

92

mezclar bien y filtrar a través de papel filtro Whatman Nº

5 o similar, descartando los primeros cm3 del filtrado.

Recibir el filtrado en un matraz erlenmeyer o vaso de

precipitación de 250 cm3.

Del filtrado tomar 2 alícuotas de 10 cm3 en un matraz

erlenmeyer de 50 cm3.

A una de las alícuotas agregar 10 cm3 de agua destilada

(blanco).

A la otra alícuota adicionar gota a gota 10 cm3 de etanol

absoluto desde una bureta, agitando suavemente el

matraz erlenmeyer durante la adición del alcohol

(muestra).

Inmediatamente después de terminar la adición del alcohol,

contar exactamente 20 minutos para desarrollo de la

turbiedad.

Después de transcurridos los 20 minutos, leer la

absorbancia de la muestra en el espectrofotometro a una

longitud de onda de 720 nm, usando el blanco para la

calibración del instrumento.

4.3.7.2 CALCULOS

Donde:



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

93

Abs: Lectura de Absorbancia

a : pendiente

b : constante

: densidad

Bx : º Brix

Deduciendo la fórmula: Abs = a x Conc. + Conc. Dextrana = , mg/cm3 soluc. En solución = 100 cm3 jugo + 20 cm3 ac. Ticloroaético + 10 cm3 cloruro

bario Por lo tanto en 130 cm3 solución tenemos 100 cm3 jugo De Se llega a la fórmula:

Para el caso de muestras tipo masas, mieles, semillas , jarabe y

melaza usar el factor de dilución como sigue para la

determinación de dextrana:

ppm Dextrana = ppm dextrana en muestra diluida x factor dilución



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

94

4.3.8. SEGURIDAD

Utilizar el equipo de protección personal apropiado.

4.3.9. ANEXO 4.3.9.1 CURVA DE CALIBRACIÓN

En un matraz erlenmeyer de 50 cm3, preparar las siguientes

soluciones estándares, a partir de la solución patrón de

concentración (Cp) de dextrana de 1 mg/cm3.

Solución Estándar

Blanco 1 2 3 4 5 6 7

Ácido tricloroacético (10%), cm3

0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5

Solución de Sacarosa (50%), cm3

4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0

Solución standard de Dextrana, Vp en cm3

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0

Agua destilada, cm3 15.5 5.0 4.5 4.0 3.5 2.5 1.5 0.5

Volumen Total, VTen cm3

20 10 10 10 10 10 10 10

Adicionar con una bureta y gota a gota 10 cm3 de etanol absoluto

al estándar (1) de dextrana (Exceptuando el blanco). Agitar

suavemente el erlenmeyer durante la adición de alcohol.

Inmediatamente después de terminar la adición de etanol,

empezar a contar el tiempo con cronómetro por 20 minutos.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

95

De la misma manera descrita, adicionar etanol a cada uno de los

estándares restantes con intervalos de 2 minutos (Estándares del

2 al 7).

Después de los 20 minutos transcurridos de cada estándar, leer la

absorbancia de cada uno de ellos en el espectrofotometro, a

longitud de onda igual a 720 nm usando el blanco para ajustar a

cero en el instrumento.

Elaborar la curva de Calibración graficando absorbancia "A"

(ordenada Y) versus concentración "Cs" (abscisa X) en mg

dextrana/cm . Debe elaborarse una nueva curva patrón cada vez

que use un nuevo frasco de alcohol.

4.3.9.2 CÁLCULO DE LA CONCENTRACIÓN DE DEXTRANA EN EL ESTÁNDAR

Calcular los mg de dextrana/cm en la abscisa X de siguiente manera:

Cs (mq de dextrana/cm3) =

Dónde:

Cs: Concentración de dextrana en el estándar, en mg

dextrana/cm3.

Vp: Volumen de solución patrón de 1 mg de dextrana/cm en el

estándar, en ml.

Cp: Concentración de la solución patrón = 1 mg dextrana/cm .

Vt: Volumen total acumulado en el estándar = 20 ml.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

96

CUADRO 1: CURVA DE CALIBRACIÓN

GRÁFICA 1

VOLUMEN DEXTRANASA

(1mg/cm3)

SOLUCIÓN DEXTRANA

ABSORVANCIA

0 0 -0.004

0.5 0.025 0.005

1 0.05 0.01

1.5 0.075 0.013

2 0.1 0.02



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

97

GRÁFICA 2

TIEMP

OCO

NCEN

TRAC

IÓN D

EXTR

ANAS

ABR

IX FA

CTOR

DE

(MINU

TOS)

(PPM)

INICIA

LCO

RREC

CIÓN

ABSO

RBAN

CIAPP

M1°

2°3°

PROM

EDIO

RESU

LTADO

00

5920.

960.0

70.0

35377

5.2720

169.

270

71.2

70.133

3333

57.168

0252

110

58.16

20.7

0.05

0.03

3356.7

2744

75.2

7274

73.733

3333

54.376

8196

230

56.88

20.8

0.06

0.034

3691.5

6309

6872

70.4

70.133

3333

57.168

0252

350

55.92

20.74

0.05

0.026

3021.8

9178

7266

6668

58.961

5318

460

53.12

20.78

0.06

0.029

3273.0

1853

67.2

70.4

70.4

69.333

3333

57.827

6562

580

51.08

20.74

0.05

0.031

3440.4

3635

73.6

7271.

272.

266666

755.

480408

2

6100

50.68

20.68

0.05

0.035

3775.2

7201

7073.

674

72.533

3333

55.276

4361

EXPE

RIMEN

TOTEM

PERA

TURA

40

DEXT

RANA

ART

EF

ICIE

NC

IA D

E L

A E

NZ

IMA

DE

XT

RA

NA

SA

TA

BL

A 1

(*)

(*):

Azúc

ares

Red

ucto

res

Tota

les

(*):

Par

tes

por m

illón

(*)



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

98

GRÁFICA 3

GRÁFICA 4 CONC

ENTRA

CIÓN D

EXTRA

NASA

TIE

MPO

BRIX

FACTO

R DE

(PPM)

(MINU

TOS)

INICIA

LCO

RRECC

IÓNAB

SORB

ANCIA

PPM

1°2°

3°PR

OMED

IORES

ULTA

DO

10

54.56

20.68

0.05

0.006

1347.7

1351

7676

7676.

00052.

755054

8

25

53.96

21.06

0.08

0.006

1347.7

1351

7272.

870.

871.

86755.

789204

5

315

53.4

21.12

0.08

0.004

1180.2

9568

7070

7070.

00057.

276916

6

420

53.2

21.2

0.08

0.002

1012.8

7786

73.2

73.6

73.6

73.467

54.574

1946

535

52.36

21.02

0.07

0.001

929.16

8942

6870

69.2

69.067

58.050

929

EXPERI

MENT

OTEM

PERAT

URA

(°C)

15

DEXTR

ANA

ART

EF

ICIE

NC

IA D

E L

A E

NZ

IMA

DE

XT

RA

NA

SA

TA

BL

A 2

CONC

ENTR

ACIÓ

N DEX

TRAN

ASA

TIEMP

OBR

IX FA

CTOR

DE

(PPM)

(MIN

UTOS

)IN

ICIAL

CORR

ECCIÓ

NABS

ORBA

NCIA

PPM

1°2°

3°PR

OMED

IORE

SULTA

DO

00

54.04

23.18

0.23

0.006

1347

.7135

175

.676

.875

.237

.855

.1666

0091

15

5623

.60.2

60.0

0411

80.29

568

75.6

75.2

75.6

47.8

55.45

9003

39

215

55.4

25.68

0.42

-0.00

634

3.206

546

76.4

7878

.468

.253

.9343

5725

330

54.24

24.88

0.35

084

5.460

028

79.6

79.2

79.2

99.8

52.75

5959

53

460

53.04

24.82

0.35

0.006

1347

.7135

174

76.4

78.4

157

54.87

7265

59

EXPE

RIMEN

TOTE

MPER

ATUR

A

(°C)

5

DEXT

RANA

ART

EF

ICIE

NC

IA D

E L

A E

NZ

IMA

DE

XT

RA

NA

SA

TA

BL

A 3



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

99

CONC

ENTR

ACIÓ

N DE

XTRA

NASA

TIEM

POBR

IX

FACT

OR D

E

(PPM

)(M

INUT

OS)

INIC

IAL

CORR

ECCI

ÓNAB

SORB

ANCI

APP

M1°

2°3°

PROM

EDIO

RESU

LTAD

O

00

055

.420

.78

0.06

0.01

117

66.2

5808

74.8

75.2

74.4

74.8

0055

.953

2904

110

55.2

821

.58

0.11

0.00

714

31.4

2242

73.6

69.2

7271

.600

58.4

5399

61

220

55.4

21.4

80.

110.

004

1180

.295

6874

.473

.671

.673

.200

57.1

7631

31

330

55.2

821

.56

0.11

0.00

210

12.8

7786

72.8

7270

71.6

0058

.453

9961

410

54.9

221

.06

0.08

0.00

210

12.8

7786

8084

8482

.667

50.6

2870

31

520

55.2

821

.16

0.08

0.00

310

96.5

8677

7068

.470

.469

.600

60.1

3370

87

630

55.1

220

.88

0.06

0.00

411

80.2

9568

7072

7271

.333

58.6

7251

57

710

54.3

621

.20.

080.

011

1766

.258

0874

.875

.275

.675

.200

55.6

5566

65

820

54.8

21.2

40.

080.

013

1933

.675

9174

75.6

7574

.867

55.9

0346

56

930

54.7

221

.28

0.09

0.01

420

17.3

8482

76.4

8080

78.8

0053

.113

0219

1010

54.1

223

.32

0.24

0.02

226

87.0

5613

75.2

73.2

7674

.800

55.9

5329

04

1120

54.0

423

.44

0.25

0.02

428

54.4

7396

80.4

8080

80.1

3352

.229

2777

1230

5423

.58

0.26

0.02

2519

.638

378

7678

77.3

3354

.120

3378

1310

52.4

201.

20.

015

2101

.093

7374

.474

.473

.274

.000

56.5

5819

08

1420

5220

1.2

0.01

319

33.6

7591

75.2

73.6

69.2

72.6

6757

.595

9558

1530

52.4

201.

20.

012

1849

.966

9974

74.4

7273

.467

56.9

6877

66

60

EXPE

RIM

ENTO

TEM

PERA

TURA

(°C)

10 15 25 30

DEXT

RANA

ART

CU

AD

RO

CO

MP

AR

AT

IVO

DE

LA

DE

XT

RA

NA

Y A

ZÚ

CA

RE

S R

ED

UC

TO

RE

S T

OT

AL

ES

A U

N R

AN

GO

DE

CO

NC

EN

TR

AC

ION

ES

Y D

E T

IEM

PO

S D

ET

ER

MIN

AD

OS



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

100

GRÁFICA 5

GRÁFICA 6



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

101

GRÁFICA 7

GRÁFICA 8



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

102

GRÁFICA 9



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

103

5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS.

GRÁFICA 1:

A 40 minutos, la concentración de 50 ppm de dextranasa incrementó el

ART en 60 % aproximadamente (se incrementó 1.79 % ART), mientras

que disminuyó la dextrana desde 37.91 ppm hasta 30.13 ppm

(diferencia de 7.78).

GRÁFICA 2:

A 15 minutos, la concentración de 35 ppm de dextranasa incrementó el

ART en 60 % aprox. (se incrementó 5.30 % ART ), en comparación con

la dextrana que disminuyó en 4.09 ppm.

GRÁFICA 3:

En la concentración de 10 ppm de Dextranasa, se puede observar que:

1. A 30 minutos el ART aumenta a 60% (Incremento de 2.60% debido a

la enzima) y la dextrana disminuye desde 22.7 ppm hasta 14.3 ppm

(diferencia de 8.4 ppm).

2. A 10 minutos el ART aumenta a 60% (Incremento de 2.15% debido a

la enzima) y la dextrana disminuye desde 22.6 ppm hasta 16 ppm


En la concentración de 15 ppm de Dextranasa y a 20 minutos el ART

aumenta a 57.2 % (Incrementó en un 0.1 % debido a la enzima) y la



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

104

dextrana disminuye desde 22.6 ppm hasta 17.7 ppm (diferencia 5.0

ppm).

En la concentración de 30 ppm de dextranasa y a 20 minutos el ART

aumenta a 59.2 % (Incremento de 2.2% debido a la enzima) y la

dextrana disminuye desde 22.7 ppm hasta 21.01 ppm (diferencia 1.7

ppm).

GRÁFICA 4:

En todos los puntos de la gráfica (concentración 10 ppm de dextranasa)

la dextrana aumenta, esto debido a una desactivación de la enzima en

las que influyeron las condiciones de conservación de la muestra, una

adecuada calibración de los equipos y también una carencia de los

mismos.

En la concentración de 15 ppm de Dextranasa y a 30 minutos el ART

aumenta a 57 % (Incremento de 12.8% debido a la enzima) y la dextrana

disminuye desde 11.8 ppm hasta 9.3 ppm (diferencia 2.5 ppm).

En la concentración de 25 ppm de Dextranasa, el ART se ha mantenido

constante en todos los puntos y ha habido una variación en la dextrana,

no siendo óptima para el proceso requerido, esto debido a condiciones

de operación de dicha muestra.

Podemos observar que ambas líneas de la gráfica (concentración de 30

ppm de Dextranasa) no concuerdan puesto que, al aumentar el ART,



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

105

aumenta la dextrana y lo que se busca es que sean inversamente

proporcionales.

En la concentración de 60 ppm de Dextranasa y a 20 minutos podemos

observar que la dextrana no varía significativamente, sino por el

contrario, continúa aumentando a pesar de que en este punto se refleja

un crecimiento considerable de ART.

GRÁFICA 5:

En la concentración de 10 ppm de Dextranasa, se observa que:

1. A 30 min el ART aumenta a 58% (Incremento de 2.5% debido a la

enzima) y la dextrana disminuye desde 17.6 ppm hasta 10.1 ppm


2. A 10 minutos el ART aumenta a 58.5 % (Incremento de 2.5% debido

a la enzima) y la dextrana disminuye desde 17.6 hasta 14.3 (diferencia

de 3.3 ppm).

Sin embargo, podemos observar que en esta misma concentración y en

un tiempo de 20 minutos hay también un aumento de ART de 57%

(incremento de 1.2%) y la dextrana disminuye desde 17.6 ppm hasta un

11.7 ppm (diferencia de 5.9 ppm).

En la concentración de 15 ppm de Dextranasa y a 20 minutos podemos

observar que hay una disminución de dextrana de 17.06 ppm hasta

10.911 (diferencia de 6.1ppm ) y la cual a su vez incrementa el ART a

60.13 % (incremento de 4. 18% debido a la enzima). De esta manera se



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

106

obtuvo un resultado favorable, siendo esta concentración y este tiempo

el punto óptimo para la activación de la enzima.

En la concentración de 30 ppm de Dextranasa podemos darnos cuenta

que la enzima no tuvo ningún efecto positivo sobre la muestra.

La gráfica de concentración de 60 ppm de Dextranasa, nos muestra la

ineficiencia de la enzima a esta concentración.

GRÁFICA 6:

En la gráfica, se observa claramente que a un tiempo de 5 minutos y a

una concentración de dextranasa de 5 ppm, la enzima si puede actuar

eficientemente, es decir el ART aumenta a 55.5 % ( incremento de 0.3%

debido a la enzima) y a su vez la dextrana se disminuye desde 13.3 ppm

hasta 11.7 (diferencia de 1.6 ppm).

GRÁFICA 7:

En estas gráficas de concentraciones de 10, 15, 30 y 60 ppm de

Dextranasa, podemos observar que la muestra analizada inicialmente

con una cantidad de -0.009 ppm de dextrana, no puede apreciar

significativamente la disminución de la misma y además no produce una

estabilidad en el porcentaje del ART debido a diversos factores como

por ejemplo en la manipulación de los análisis. Afirmando así lo dicho

anteriormente, la concentración de 60 ppm produce un ligero cambio de

ART y DEXTRANA cumpliéndose de esta manera la proporción inversa

de ambos.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

107

GRÁFICA 8:

La gráfica de 5 ppm de Dextranasa, nos muestra que:

1. En el tiempo de 5 minutos el ART aumenta a 54.6 % (incremento de

0.5 debido a la enzima) mientras que la dextrana disminuye hasta 42.45

% (diferencia de 8.6)

2. En el tiempo 10 minutos, el ART aumenta a 55.8 (incremento de 1.6

debido a la enzima) mientras que la dextrana disminuye hasta 42.60%

(diferencia de 8.5)

En estas gráficas de concentraciones de 10, 15 y 30 ppm de

Dextranasa, podemos observar que la muestra analizada inicialmente

con una cantidad de -0.004 ppm de dextrana, no aprecia una

disminución significativa de la misma y además no produce una

estabilidad en el porcentaje del ART debido a diversos factores como

por ejemplo en la manipulación de los análisis y a una posible

desactivación de la enzima.

GRÁFICA 9:

En esta gráfica de concentración de 5ppm de Dextranasa, se observa

que a un tiempo de 10 minutos, el ART aumenta a 55% (Incremento

debido a la enzima de 3.8%) mientras que la dextrana disminuye desde

10.15 ppm hasta 5.90 ppm (diferencia de 4.2 ppm).

En la concentración de 10 ppm de Dextranasa podemos observar que:



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

108

1. A 30 minutos el ART aumenta a 54.1% (Incremento de 2.7% debido

a la enzima) mientras que la dextrana disminuye desde 10.15 ppm hasta

7.58 ppm (diferencia de 2.6 ppm.)

2. A 5 minutos el ART aumenta a 53.9% (Incremento de 2.4% debido a

la enzima) mientras que la dextrana disminuye desde 10.15 ppm hasta


En esta gráfica se puede apreciar que tanto en el punto 1 como en el

punto 2 la disminución de la DEXTRANA es la misma y en el ART, no

hay una diferencia significativa; por lo que lo más recomendable es

tomar en cuenta el menor tiempo, el cual sería el de 5 minutos.

En la concentración de 15 ppm de Dextranasa, podemos observar que:





a la enzima) mientras que la dextrana disminuye desde 10.15 ppm

hasta 5.10 ppm (diferencia de 5.05 ppm).

En esta gráfica se puede apreciar que tanto en el punto 1 como en el

punto 2 la disminución de la DEXTRANA es la misma y con respecto al

ART, su incremento es el mismo también; por lo que lo más

recomendable es tomar en cuenta el menor tiempo, el cual sería el de 5

minutos.

En la concentración de 30 ppm de Dextranasa se puede observar que:



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

109







En esta gráfica se puede apreciar que en el punto 1 hay un mayor

incremento de ART comparado con el punto 2 y todo lo contrario lo que

sucede en la determinación de la Dextrana; por lo que lo más conveniente

es tomar en cuenta el menor tiempo, el cual sería el de 10 minutos.

En la concentración de 60 ppm de Dextranasa, podemos observar que:





a la enzima) mientras que la dextrana disminuye desde 10.15 ppm

hasta 7.6 ppm (diferencia de 2.6 ppm).

En esta gráfica se puede apreciar que en el punto 1 hay un menor

incremento de ART comparado con el punto 2 y todo lo contrario lo que

sucede en la determinación de la Dextrana; por lo que lo más

conveniente es tomar en cuenta el menor tiempo, el cual sería el de 10

minutos.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

110

6. CONCLUSIONES

1. Se

determinó que la eficiencia óptima de la enzima dextranasa a distintas

concentraciones aplicada en una muestra de jarabe es aquella que

opera a un tiempo de 15 minutos. De esta manera se consigue una

disminución significativa de los niveles de dextrana iniciales de la

muestra y a la vez un incremento de los azúcares reductores totales, es

decir se ha recuperado significativamente la glucosa necesaria para la

obtención de etanol.

2. Las

condiciones de operación de la enzima Dextranasa son a una

temperatura, cuyo rango es entre 55- 60°C y a un pH de 6.0 ± 0.5,

porque a tales condiciones la enzima en mención tiene mayor actividad y

de esta manera se consiguieron resultados favorables para la empresa

Casa Grande S.A.A.

3. Se

determinó que hubo un mayor rendimiento de la enzima dextranasa

cuando se dosificó a una concentración de 15 ppm en la muestra de

jarabe, porque se obtuvo una disminución considerable de los niveles de

dextrana presentes en la muestra y a su vez se determinó que el tiempo

óptimo de aplicación de la enzima es de 10 minutos.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

111

4. La

cantidad total de glucosa recuperada está en función de los Azúcares

Reductores Totales y según las pruebas experimentales realizadas, se

determinó que a una concentración de Dextranasa de 15 ppm y a un

tiempo de 20 minutos, hubo una mayor recuperación de glucosa y de

esta manera un aprovechamiento posterior para la obtención de etanol.

7. RECOMENDACIONES.

1. Se

recomienda la calibración periódica de los instrumentos y equipos del

Laboratorio de Control de Procesos como son: Espectofotómetro,

Brixómetro, Balanzas analíticas, etc. para un mejor control de

condiciones óptimas de trabajo.

2. Los

materiales de laboratorio utilizados en los análisis deben estar

totalmente limpios y desinfectados para evitar la contaminación

cruzada de la muestra con otros reactivos y de esta manera obtener

resultados confiables.

3. Se

recomienda mantener refrigerada la enzima Dextranasa para evitar



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

112

que pierda su actividad y a su vez evitar que disminuya su

efectividad.

4. Se

recomienda realizar la dosificación de la enzima con un

concentración no mayor a 15 ppm y a un tiempo no mayor a 30

minutos, de lo contrario disminuye la efectividad de la enzima y por lo

tanto no se obtienen resultados favorables para el proceso.

8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

TECNICAÑA. “Manual de Laboratorio para la industria azucarera”. Cali.

Noviembre de 1989. Pag.62,76

ICUMSA. “Methods Book 2005” Berlin, Germany. Verlag Dr. Albert Bartens KG.

Peter Rein. Cane Sugar engineering. Berlin Germany. 2007

Z. Bubnik, P.Kadlec, D.Urban, M.Bruhns. “Sugar Technologists Manual”. Berlin,

Germany. 1995

SPENCER, GUILFORD L. & MEADE G.P. “Manual de fabricantes de azúcar de

caña y Químicos azucareros”, 8va edición 1945. New York. Editorial John

Willey and Sons.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

113

JAMES C. P. CHEN “Manual del azúcar de Caña” 2da reimpresión 1999,

México. Editorial Limusa S.A.

MANUEL P. ARCA. RAUL ESPARZA & OTROS “Haciendo Azúcar”. Tomos I,

II, III, IV, V, VI. 1983 – 1988, Acra Corporation, Impreso en los Estados Unidos

de América.

MARCELINO CHE LEON “Tecnología del Azúcar”. 1990. Trujillo, Perú.

F.A. LOPEZ FERRER."FABRICACION DE AZUCAR DE CAÑA". Edit. Cultura

S.A., Macana, Cuba, 1968.

HUGOT EMILE. "MANUAL PARA INGENIEROS AZUCAREROS". Edit.

Continental S.A., México, 1964.

MONING PIETER. "PRINCIPIOS DE TECNOLOGIA AZUCARERA". Edit.

Continental S.A., México, 1964.

VILLON V., CENARO. "PRINCIPIOS FUNDAMENTALES EN LA INDUSTRIA

AZUCARERA". Trujillo. 1977.



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

114

ANEXOS



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

115



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

116



Bibliot

eca d

e Ing

enier

ía Quím

ica U

NT

facultad de ingenieria quÍmica unt

Documents