mi informe de practicas

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Per, DECANA DE AMRICA)

FACULTAD DE QUMICA E INGENIERA QUMICA

Escuela Acadmico Profesional de Ingeniera Qumica

INFORME DE PRCTICAS PROFESIONALES

CONTROL DE FBRICA BSICO

EN LA INDUSTRIA AZUCARERA

Empresa: EMPRESA AGROINDUSTRIAL

POMALCA S.A.A.

Jefe responsable: Ing. Pablo A. Molinero Durand

Realizado por: Bach. David Ray Gonzales Cotrina

Periodo de Prcticas: 05 de Julio - 05 de Octubre del 2010

Lugar: Pomalca - Chiclayo - Lambayeque

Fecha de Presentacin: Febrero del 2011

UNMSM Facultad de Qumica e Ingeniera Qumica

- II -


- III -

INDICE

Pg.

Introduccin.. .1

1. Glosario Azucarero.......2

2. Nociones Bsicas

2.1 Los azcares de caa.....9

2.2 Teora de la Cristalizacin de la sacarosa.....12

2.3 La caa de azcar.....16

2.4 Importancia de los azcares.18

2.5 Sustitutos de la sacarosa..19

3. Proceso fabril del azcar crudo (azcar rubia)

3.1 Diagrama de Bloques y Ubicacin de Equipos.21

3.2 Recepcin y Preparacin de Caa..22

3.3 Extraccin24

3.4 Generacin de vapor y usos.25

3.5 Purificacin

3.5.1 Alcalinizacin26

3.5.2 Calentamiento..27

3.5.3 Defecacin o Clarificacin..27

3.5.4 Filtracin29

3.6 Concentracin (Evaporacin)...30

3.7 Cristalizacin y Separacin

3.7.1 Cocimiento del Azcar ...34

3.7.2 Cristalizacin en Movimiento.38

3.7.3 Centrifugacin y Envasado40

4. La Empresa y la Industria Azucarera Nacional42

5. El Control de Fbrica

5.1 Funciones49

5.2 Controles

5.2.1 Control de Recepcin.50

5.2.2 Anlisis de rutina.50


- IV -

5.2.3 Control de Infeccin.50

5.2.4 Mantenimiento..51

5.2.5 Controles en Trapiche y Elaboracin51

5.2.6 Control de envasado...52

5.2.7 Tratamiento de Aguas.53

5.3 Principales ndices Fabriles..56

6. Anlisis Bsicos de Materia Prima, en Procesamiento y Producto

6.1 Mtodos Generales de Anlisis...59

6.2 Anlisis de rutina de Laboratorio

6.2.1 Anlisis de jugos y mieles

6.2.1.1 Anlisis de jugos..63

6.2.1.2 Anlisis de jarabe, mieles, masas y melaza70

6.2.2 Anlisis de materiales en estado slido

6.2.2.1 Anlisis de caa, bagazo y cachaza 71

6.2.2.2 Anlisis de azcar...73

7. Balances de Materiales

7.1 Reporte diario de Fabrica y Laboratorio 78

7.2 Secuencia de Clculos

7.2.1 Balance de Materiales en el Trapiche..79

7.2.2 B.M. en equipos de Purificacin Evaporacin.81

7.2.3 Balance de Materiales en la Sala de Cocimientos 83

8. Conclusiones y Recomendaciones87

APNDICE

Especificaciones Tcnicas del Azcar Crudo...90

Tabla 1. Correccin por temperatura para Bx.91

Tabla 2. Cuadro de % Az.reductores para jugos y mieles.91

Tabla 3. Cuadro de Schmitz para el clculo de POL ..91

Curva de absorcin de fosfato.95

Tabla 4. Factores para Glucosa..96

Tabla 5. ndices estndar para la Industria azucarera97

DIAGRAMA DE UN INGENIO AZUCARERO...98

BIBLIOGRAFIA.....99


- 1 -

INTRODUCCION

El presente informe es el resultado de una corta pero muy gratificante experiencia

como Ingeniero qumico practicante en la Empresa Agroindustrial Pomalca S.A.A. en

la Costa Norte del Per.

El trabajo se enfoca principalmente en dar a conocer cmo se efectan los anlisis

de rutina, los controles ms importantes en fbrica y su finalidad; intentando resumir

un proceso tan completo como el del azcar de caa (azcar crudo o azcar rubia).

El azcar es un constituyente bsico en nuestra ingesta diaria y esto hace que tenga

una demanda inelstica. La empresa slo produce azcar rubia, pues el 80% del

consumo nacional es de azcar rubia.

Desde los comienzos, la evaporacin, filtracin, sedimentacin, cristalizacin,

centrifugacin, etc. fueron pasos importantes y necesarios para los procesos de

manufactura; gran parte del conocimiento de estos mtodos proviene de su

aplicacin en la industria del azcar. De hecho su empleo ayud a establecer el

concepto de operaciones unitarias.

El proceso es una demostracin del aprovechamiento mximo que se puede dar a la

materia prima; concibindose al ingenio azucarero para autoabastecerse por

completo: tanto el agua de proceso como la energa provienen de la misma caa de

azcar y los subproductos obtenidos tambin resultan 100% aprovechables.

El corazn del proceso: el cocimiento y la granulacin, que es el trabajo del

maestro azucarero, ciertamente es el ms delicado en toda la fbrica.

Su experiencia y habilidad influyen de manera determinante en la calidad y

rendimiento a gran escala, por lo cual se le debe dar ms que un reconocimiento

especial.


- 2 -

1. GLOSARIO AZUCARERO

Agoste. Periodo donde se suprime el riego de caa para que madure.

Azcar crudo (azcar rubia). Raw sugar. Azcar comercial sin refinar.

Azcar impalpable. Azcar refinada reducida a polvo muy fino.

Azcar invertido: Es una mezcla equimolecular de glucosa y fructosa, como

resultado de la hidrlisis o inversin de la sacarosa.

Azcar refinado. White sugar. Cristales que no contienen ocluidos ninguna

impureza dentro de sus formaciones intersticiales. Se obtiene del azcar crudo

comercial que se disuelve, clarifica y decolora con carbn activado; luego de la

coccin se centrifuga y finalmente se seca.

Azcar. Sugar. Cristales de sacarosa que son extrados por el centrifugado de una

determinada masa. Los azcares son clasificados dependiendo del tipo de masa.

Azucarero. Sugar boiler. Operario responsable de conducir la cristalizacin del

azcar en la sala de cocimientos.

Azcares reductores. Reducing Sugars. Sustancias reductoras existentes en la

caa y sus productos que se expresan como azcar invertido. Ejemplos comunes:

glucosa y fructosa.

Azcares totales: Sacarosa ms azcares reductores.

Bagazo. Bagasse. Residuo que se obtiene al extraer el jugo de caa en cada

molino. El trmino general se refiere al que sale del ltimo molino y que se utiliza

como combustible o en la obtencin de pulpa de papel.

Brix. Brix degree. Porcentaje en peso (P/%P) de slidos disueltos en una solucin.

Dentro de estos slidos solubles se encuentran los no-azcares o sustancias no

polarizantes.

Cachaza. Filter cake. Torta de filtracin como residuo en el proceso de clarificacin

del jugo de caa.


- 3 -

Cal apagada. Slaked lime. Hidrxido de calcio.

Cal viva. Caustic lime. Oxido de calcio.

Caa de azcar. Sugar cane. Material vegetal de gnero Saccharum entregado a la

fbrica, el cual incluye caa limpia y la basura del campo.

Caa soca. La caa que crece a partir de las cepas que quedan en el suelo

despus de cortados los tallos, no se prepara terreno y slo requiere riego.

Caramelo. Solucin sobresaturada de sacarosa en estado vtreo o amorfo, de

viscosidad muy elevada que no permite la cristalizacin.

Casa llena. Exceso de jarabe por retraso en la sala de cocimiento.

Ceniza. Ash. Residuo inorgnico que queda despus de la combustin completa de

la materia orgnica.

Ceras. Waxes. Compuestos de aceites y resinas procedentes de las partes

superficiales de la caa y que se pueden extraer de la cachaza para comercializar.

Chute. Canal de alimentacin al primer molino.

Clarificacin. Subsidation. Sedimentacin.

Colorimetra. Colorimetry. Mtodo analtico cuantitativo que determina la

concentracin de una sustancia disuelta o suspendida a partir de la intensidad de

color de su disolucin o de la de los productos de su relacin con otra sustancia.

Control de fbrica. Factory control. Medicin de la eficiencia del proceso de

recuperacin de sacarosa mediante los balances de materiales.

Corte. Es el paso de una parte de la masa de un tacho a otro.

Cristal aguja. Cristales que han sufrido elongacin a lo largo de un eje, haciendo

difcil su centrifugacin.


- 4 -

Cristal monoclnico. Uno de los 7 sistemas cristalinos donde la celda unitaria tiene

sus tres aristas de diferente tamao y a diferencia del cristal ortorrmbico uno de sus

ngulos no mide 90.

Cristalizacin. Operacin que tiene por objeto separar de una disolucin un soluto

al estado slido que presenta estructura polidrica, es decir que sus tomos, iones o

molculas se desordenan en el espacio dando lugar a una red cristalina con arreglo

a unas fijas para cada sustancia.

Cuerpo. Vessel. Cada uno de los evaporadores en una batera de mltiple efecto.

Curvas de maduracin. Grfico que permite visualizar los avances registrados para

los diferentes parmetros de calidad de la caa, desde el agoste hasta el inicio de la

cosecha.

Desfibrador. Shredder. Mquina de martillos giratorios que preparan la caa para

su trituracin.

Dextrana. Polisacrido formado por unidades de glucosa, ocasionado por bacterias

durante el almacenamiento del jugo de caa.

Dilucin. Es la cantidad de agua de imbibicin que queda en el jugo mezclado.

Elaboracin. rea de fbrica encargada de la purificacin del jugo del trapiche y

todo el resto del proceso productivo del azcar.

Espato de Islandia: Es una variedad de calcita transparente y rombodrica,

fcilmente exfoliable. Presenta la propiedad ptica de la birrefringencia, es decir que

tiene una doble refraccin; por lo cual se utiliza en los prismas de Nicol como pieza

clave de los polarmetros.

Extraccin. Separacin del jugo rico en sacarosa de la fibra de la caa por

lixiviacin y compresin.

Falso grano. Fenmeno indeseable que se presenta a elevada sobresaturacin.

Fibra. Materia seca insoluble en agua que contiene la caa y el bagazo. Las fibras

contienen principalmente celulosa.


- 5 -

Gomas. Gums. Producto compuesto principalmente de polisacridos como

pectinas, dextranas y almidn (starch).

Granulacin. Graining. Aparicin de pequeos cristales por sobresaturacin.

Granza. Cristales que crecen aglomerados.

Guarapo. Jugo obtenido de la molienda de la caa de azcar. Es un lquido gris-

verdoso de reaccin cida que contiene en disolucin todos los compuestos solubles

de la caa adems de resina, gomas y ceras.

Gusano. Screw conveyor. Aditamento helicoidal o tornillo sin fin utilizado para el

transporte de slidos o pastas.

Hidrmetro. Instrumento utilizado para la determinacin del Brix por densimetra.

Higroscpico. Capaz de absorber la humedad de la atmsfera.

Imbibicin. Proceso en el cual el bagazo se satura con un exceso de agua o jugo

para aumentar la extraccin. En la prctica se utiliza la imbibicin compuesta,

aplicando agua de imbibicin al bagazo del penltimo molino y jugo pobre en

sacarosa a los anteriores.

Incrustaciones. Scaling. Depsitos formados dentro de tubos de transferencia de

calor debidos a sales clcicas, principalmente, xidos metlicos y slice.

Jalea. Slurry. Mezcla de solucin saturada de azcar refinada con alcohol que se

introduce al tacho de granulacin.

Jarabe. Syrup. Disolucin concentrada por evaporacin, antes de extraerle azcar

por cristalizacin. Puede transportarse para su venta a fabricantes de refrescos o

similares.

Jugo absoluto. Absolute juice. Jugo sin diluir. Es la caa menos la fibra.

Jugo clarificado. Es el resultante de la precipitacin de las impurezas que arrastra

el jugo mezclado y tiene un color dorado brillante.


- 6 -

Jugo de la primera presin. (Jugo Crusher). Es el que se extrae por las dos

primeras mazas de un tndem.

Jugo defecado. Jugo clarificado con cal.

Jugo diluido. Wet crushing. Jugo mezclado.

Jugo mezclado. Mixed juice. Es la mezcla de los jugos de los dos primeros molinos

(primario y secundario) que se envan al proceso de elaboracin.

Jugo normal. Jugo absoluto.

Jugo primario. Dry crushing. Jugo extrado sin dilucin.

Jugo residual. Es el jugo que queda en el bagazo. En la prctica se toma el jugo

que extraen las dos ltimas mazas del ltimo molino del tndem.

Lechada de cal. Milk of lime. Suspensin de hidrxido de calcio en agua.

Liga. Magma o semilla.

Liquidacin. Shut down. Parada temporal de fbrica por mantenimiento.

Maceracin. Imbibicin.

Magma. Mezcla de cristales de azcar de tercera con un lquido como meladura,

jugo o agua producida medios mecnicos (mingler). Sirve como semilla para el

azcar comercial.

Masa (Masacocida). Masssecuite. Concentrado de jarabe o miel en el que ha

cristalizado el azcar. Se designan por nmeros o letras que indican su pureza

relativa.

Maza. Roller. Rodillo que compone un molino.

Meladura. Jarabe


- 7 -

Melaza. Es el residuo lquido del cual no resulta econmico extraer ms azcar.

Tambin recibe el nombre de miel tercera o miel final. Se emplea como materia

prima para la fermentacin alcohlica y otras fermentaciones industriales.

Mieles. Molasses. Lquido madre que se separa de una Masacocida por medios

mecnicos. Se denomina de acuerdo con la masa de donde se obtiene.

No pol. Non-sucrose. Sustancias que no poseen actividad ptica. Tambin llamadas

no azcares.

Prdidas en molienda. Milling loss. Es la sacarosa que arrastra la fibra del bagazo

por su contenido de humedad.

Peso normal. Normal weight. Es el peso de 26.000 g. de sacarosa pura disuelta en

100 cm3 de agua a 20C que da una lectura de 100 en la escala sacarimtrica con

muestra en tubo de 200 mm.

Pie. Footing. Es la base de la preparacin de una templa.

Pol. Es la abreviatura de polarizacin. Si la muestra es una solucin normal de

azcar la pol es igual al porcentaje de sacarosa.

Pureza real. Se calcula determinando el contenido de sacarosa real por el mtodo

Clerget.

Pureza. Purity. Es el porcentaje de sacarosa en el total de una muestra. El trmino

pureza generalmente significa pureza aparente.

Purga. Fugalling. Separacin por centrifugacin.

Razn de azcares reductores. Ratio. Relacin porcentual entre azcares

reductores y la pol o sacarosa aparente.

Recobrado. Overall-recovery. Recuperacin global de la sacarosa de la caa en el

producto final que evala las eficiencias de Trapiche y Elaboracin.

Retencin. ndice que evala la recuperacin de la sacarosa del jugo mezclado en

el producto final.


- 8 -

Sacarato. Saccharate. Mezcla de jugo clarificado y lechada de cal usada en la

defecacin.

Sacarmetro. Polariscopio o polarmetro que mide grados azucareros.

Sacarosa. Sucrose. Azcar de caa.

Sala de cocimientos. Pan stage. Es el rea de tachos.

Semillamiento. Seeding. Tcnica que consiste en introducir en la disolucin

ligeramente saturada un cierto nmero de micro-cristales para que crezcan en ella,

cuando se desea conseguir cristales de tamao uniforme.

Slidos insolubles. Slidos en suspensin presentes en el jugo, que pueden ser

removidos por medios mecnicos.

Tachos. Vaccum pans. Evaporadores de calandria al vaco e individuales donde se

producen las masascocidas.

Tndem. Conjunto de molinos.

Templa. Strike. Es el contenido de un tacho. Se refiere a los tipos de masas de

diferente pureza.

Trapiche. Milling plant. rea de fbrica donde se muele caa y extrae el jugo

mezclado para el rea de Elaboracin.

Vapor de escape, Exhausted steam. Vapor saturado de descarga de las turbinas y

que va hacia los pre-evaporadores.

Vapor de sangrado. Bled vapour. Vapor del jugo que se concentra en los

evaporadores para ser usado en calentadores y tachos logrando cierta economa

energtica.

Vapor directo. Live steam. Vapor sobresaturado que sale de las calderas.

Vapor vegetal. Vapour. Agua evaporada del jugo clarificado.

Zafra. Harvest. Periodo de cosecha y molienda de caa.


- 9 -

2. NOCIONES BASICAS

2.1 Los Azcares de Caa

Los carbohidratos son principios inmediatos orgnicos constituidos por

carbono, oxgeno e hidrgeno a razn 1:1:2. Desde el punto de vista qumico

tienen funcin alcohol-aldehdo (aldosas) o alcohol-cetona (cetosas). Algunos

de los carbohidratos ms sencillos de importancia biolgica son las hexosas,

azucares sencillos (monosacridos) de frmula C6H12O6. Los azcares

dobles (disacridos) de frmula C12H22O11 pueden considerarse constituidos

por dos azcares simples, unidos mediante la prdida de una molcula de

agua. Tanto el azcar de caa como el de remolacha son sacarosa,

combinacin de una molcula de glucosa y una de fructosa.

AZCARES REDUCTORES

Estos azcares se encuentran libres en los frutos dulces y la miel.

Los monosacridos como la glucosa o dextrosa y la fructosa o levulosa tienen

un grupo carbonilo libre C=O (de la funcin aldehdo y cetnica

respectivamente) que les confiere poder reductor.

FIG. 1 - AZUCARES REDUCTORES


- 10 -

Todos los monosacridos naturales tienen actividad ptica. La glucosa es

dextrgira (desva el plano de la luz polarizada hacia la derecha) y por el

contrario, la fructosa es levgira. El giro o poder rotatorio especfico es de

suma importancia para poder determinar el contenido en azcar de una

solucin cuando se realiza con azcares de naturaleza conocida.

La fructosa es ms soluble que la sacarosa y difcil de cristalizar, por lo que se

usa en forma jarabes. Las ecuaciones clsicas de Gay-Lussac de la

fermentacin alcohlica de la glucosa por levadura (Saccharomyces

cerevisciae por ejemplo.) dando una pequea porcin de glicerina como

subproducto son:

C6H12O6 ZIMASA 2CO2 + 2 C2H5OH (AH = - 130 KJ)

2C6H12O6 + H2O C2H5OH + CH3COOH + 2 C3H8O3

SACAROSA

Disacrido de nombre: alfa -D-glucopiranosil-(1-2) beta-D- fructofuransido.

FIG. 2 ESTRUCTURA DE LA SACAROSA

La ausencia de funciones reductores semi-acetlicas (la funcin aldehdo de

la glucosa y la funcin cetnica de la fructosa estn bloqueadas) explica que

la sacarosa no tenga poder reductor.

La sacarosa es muy soluble en agua, una solucin saturada a 20C contiene

el 67% por peso; pero es muy poco soluble en alcohol.

La sacarosa cristaliza de una solucin acuosa como compuesto anhidro, en

forma de prismas transparentes del sistema monoclnico, con una densidad

de 1.5879 a 15C.


- 11 -

En solucin, este azcar es dextrgiro, con una rotacin especfica de []20D +

66.6 a una concentracin de 26 g / 100mL agua. La sacarosa se hidroliza

con facilidad en soluciones cidas a velocidades que aumentan notablemente

segn el aumento de temperatura y disminucin del pH, desdoblndose en

sus monosacridos constituyentes, segn la reaccin:

C12H22O11 + H2O C6H12O6 + C6H12O6

POLARIZACION: SACAROSA +66.6 D-GLUCOSA +52.8 D-FRUCTOSA -92.8

El producto se llama azcar invertida y a la reaccin se le conoce como

INVERSION, ya que la mezcla equimolecular produce un cambio de la

actividad ptica dextrgira propia de la sacarosa a una actividad neta levgira

de (+52.8 -92.8) / 2 = -20.0

FIG. 3 - INVERSIN DE SACAROSA POR HORA A DIFERENTES TC Y pH

La sacarosa no fermenta directamente, sino que se debe hidrolizar por medio

de cidos o de las enzimas sacarasa e invertasa que puede producir las

levaduras para la fabricacin de alcohol.


- 12 -

La sacarosa pura funde a los 160C transformndose en caramelo, que es

una masa amorfa color pardo. El acido sulfrico concentrado carboniza el

azcar.

La solucin de sacarosa disuelve algunos xidos (CaO, PbO, BaO) dando

productos de adicin llamados sacaratos. La glucosa y sus jarabes son

menos higroscpicos que la sacarosa y menos an que el azcar invertido,

por lo que stos ltimos son buenos humectantes en confitera junto con los

polioles.

2.2 Teora de la Cristalizacin de la sacarosa

SOLUBILIDAD

La sacarosa es fcilmente soluble en agua y la cantidad que se puede

disolver aumenta con la temperatura.

T C

Bx SOLUBILIDAD

% Slidos solubles

Partes de sacarosa por 100 de agua

20 66.32 196.9 30 68.20 214.5 40 70.14 234.9 50 72.16 259.2

60 74.24 288.2 70 76.40 323.7 80 78.62 367.7

Fuente: E. Hugot

El coeficiente de Solubilidad (CS) es una razn de solubilidades para una

misma temperatura:

CS =Solub.sacarosa en Soluc. Impura / Solub.sacarosa en Soluc. Pura

En general, se considera que para la caa de azcar, la solubilidad de la

sacarosa disminuye al aumentar las impurezas de la solucin. Se prepar

una grfica haciendo varias mezclas de melazas de concentracin conocida

con sacarosa pura:

Por ejemplo, en la FIG. 4, una solucin de 50 de pureza que contiene 77 %

de slidos tiene temperatura de saturacin 35C (punto A).


- 13 -

El contenido en agua es de 100-77= 23%. La sacarosa es 0.50 x 77 = 38.5

%. Por lo tanto, la solubilidad correspondiente al punto A es 100 x 38.5 / 23.0

= 167.4. A la misma temperatura de 35C, pero con 100 de pureza (punto B)

la solucin contiene 69.1% de slidos y la solubilidad es 100 x 69.1 / 30.9 =

223.3. Entonces el coeficiente de solubilidad en el punto A es 167.4 / 223.3 =

0.751.

FIG. 4 - SLIDOS TOTALES EN SOLUCIONES SATURADAS DE AZCAR A

DIVERSAS PUREZAS Y TEMPERATURAS

Sin embargo, las impurezas influyen en la solubilidad de la sacarosa, de

acuerdo con su naturaleza y concentracin. La mayora de sales inorgnicas

tienden a aumentar la solubilidad; el azcar invertido (azcares reductores) la

disminuye y otros componentes no sacarosos casi no influyen. Se hicieron

dos grficas (FIG. 5 y 6) que muestran la forma en que el coeficiente de

solubilidad vara con la temperatura y pureza a dos razones de diferentes de

AZ.RED / CENIZA, la primera con un alto contenido de AZ.RED y la otra con

un mayor contenido de CENIZA.

En la FIG. 5 se puede ver que a 50 de pureza y 35C (el punto C) el

coeficiente de solubilidad es 0.75.


- 14 -

FIG. 5 COEFICIENTES DE SOLUBILIDAD (AZ.RED / CENIZA = 2.42)

FIG. 6 COEFICIENTES DE SOLUBILIDAD (AZ.RED / CENIZA = 0.94)


- 15 -

SOBRESATURACION

Una solucin puede llevarse a sobresaturacin si se concentra por

evaporacin o se enfra ms all del punto de saturacin. Pero para que se

formen cristales debe haber una considerable saturacin, la cual constituye la

fuerza motriz de la cristalizacin.

FIG. 7 CURVAS DE SOBRESATURACION PARA SCAROSA PURA

Se distinguen 3 zonas de sobresaturacin (FIG.7):

La zona metaestable, la ms cercana a la saturacin, donde los cristales que

existen aumentan su tamao pero no se forman cristales nuevos.

La zona intermedia (casi no existe), en la cual se forman cristales nuevos slo

en presencia de cristales existentes.

La zona lbil, donde los cristales existentes crecen y se forman nuevos

cristales espontneamente, sin presencia de otros.


- 16 -

El lmite entre las dos principales zonas vara notoriamente con la pureza:

PUREZA 60 70 80

Sobresaturacin en el limite 1.55 1.30 1.25

entre las zonas metaestable y lbil

Fuente: E. Hugot

VELOCIDAD DE CRISTALIZACION

La velocidad con la que crecern los cristales en una solucin sobresaturada

de sacarosa depender de las velocidades de 2 procesos sucesivos, de los

cuales el ms lento ser el factor determinante: la difusin de molculas de

sacarosa a travs de la capa de jarabe que rodea al cristal y el

acomodamiento de las molculas de sacarosa en la posicin debida en la

estructura cristalina.

Un aumento del grado de sobresaturacin favorece la tendencia de las

molculas de sacarosa a fijarse a la estructura cristalina, aumentando el

gradiente de concentracin a travs del cual se difunden las molculas y

aumentando la viscosidad. Por otro lado, las impurezas y la disminucin de la

temperatura (que favorecen la sobresaturacin) aumentan la viscosidad, la

cual disminuye la velocidad de difusin.

2.3 La Caa de Azcar

Es una gramnea grande y propia de los climas tropicales y subtropicales que

pertenece al gnero Saccharum y la especie S.officinarum era la

predominante hasta la introduccin de variedades nacidas de semillas. Las

amplias variaciones en el tamao, el color y el aspecto, son resultado de las

diversas condiciones del terreno, del clima, de los mtodos de cultivo y de la

seleccin local.

Durante toda su historia, las plantaciones de caa comercial se han efectuado

por medio de estacas, nunca por medio de semillas (hasta 1888 se crea que

era una planta estril). El sistema de cultivo consiste en enterrar en surcos los

trozos de tallos o tallos enteros de semillero, de cuyos brotes o yemas

existentes en los nudos nace una nueva planta, y de cada uno de estos

retoos nacen varios tallos que forman una cepa de caa.


- 17 -

El tiempo que transcurre desde que comienza el crecimiento de la caa hasta

su corte es muy variado y depende tanto de la variedad de caa como de las

condiciones de cultivo y principalmente del estado higromtrico del terreno.

En el Per, la maduracin se alcanza entre los 12-18 meses y se controla

mediante la regulacin de la cantidad de agua de regado. Durante los meses

de agoste, se suprime el riego con la finalidad de detener el crecimiento e

incrementar el contenido de sacarosa y disminuir el contenido de azucares

reductores que se utilizan para su biosntesis - por 3 a 4 meses hasta

alcanzar un contenido ptimo de maduracin y empezar la zafra o cosecha.

Existen diferentes mtodos para el seguimiento del proceso de maduracin:

Se puede determinar el contenido de humedad, hacer anlisis directos de

azucares en el jugo de caa o determinar Brix mediante un refractmetro

manual (lo que es bastante exacto y ms simple). Se ha visto que la madurez

de la caa progresa de abajo arriba y cuando la parte ms alejada del suelo

est madura y alcanza su mximo contenido en azcar, la parte ms baja ya

ha pasado esta fase.

El corte de caa es una actividad que se realiza manualmente en el pas

debido a las condiciones del terreno as como al problema social que

provocara el despido de la mano de obra. Es muy importante trasladar la

caa recin cortada a la fbrica lo ms rpido posible, ya que la sacarosa se

vuelve a descomponer en azcares reductores. La quema es parte de las

actividades de cosecha y sirve para eliminar las hojas secas de la caa

agostada y las malas hierbas facilitando el corte de caa y disminuyendo la

cantidad de material extrao ingresado a fbrica.

Parmetros de calidad de caa en el proceso de maduracin:

BRIX % inicio 16-18 / final 18-22

POL% bajo < 13 / regular 13-14 / bueno 14-16 / muy bueno 16-18

PUREZA % bajo 65-68 / regular 78-80 / bueno 80-86 / muy bueno 86-90

REDUCTORES % inicio 0.5-0.8 / final 0.1-0.2


- 18 -

FIBRA % acept. 18-20 / regular 16-18 / bueno 14-16 / muy bueno


- 19 -

La sacarosa proporciona una energa metablica de 380 Kcal / 100g, sin

embargo no es asimilable directamente. Al ser ingerida se hidroliza,

desdoblndose en glucosa y fructosa, primero por el cido clorhdrico del jugo

gstrico y luego por la enzima sacarasa secretada en el jugo intestinal.

La glucosa se metaboliza hasta dixido de carbono y agua con emisin de

energa. La reaccin correspondiente a la combustin de la glucosa es:

C6H12O6 + 6 O2 = 6 CO2 + 6 H2O (Hc glucosa = - 2850 KJ/mol)

Es la nica hexosa que se encuentra en cantidades apreciables en el

organismo, los dems carbohidratos que ingerimos son transformados en

glucosa por el hgado. La glucosa es un componente indispensable en la

sangre y para el metabolismo de las clulas cerebrales se requiere una

concentracin mnima de glucosa en la sangre.

La sacarosa tiene dos funciones bsicas en los alimentos, por una parte

impartir el dulzor tan estimado y por otra conferir los alimentos volumen y

textura concreta. El poder edulcorante de la sacarosa es 75% menor que el de

la fructosa y 25 % mayor que el de la glucosa.

2.5 Sustitutos de la sacarosa

Existe actualmente una gran preocupacin por conseguir productos bajos en

caloras, aptos para diabticos y que no produzcan caries.

El efecto edulcorante se puede conseguir con los edulcorantes intensivos

(nutritivos o no) como sacarina, aspartame, ciclamato, etc. que son sustancias

sintticas o semi-sintticas pertenecientes a diversas familias qumicas y de

aporte prcticamente nulo en caloras. Sin embargo, en muchos casos, es

tambin necesario recurrir a los agentes o edulcorantes de carga con los que

se da a los alimentos el volumen y textura deseados (polialcoholes o polioles

como sorbitol, xilitol, manitol, etc.).

La sucralosa, es el nico edulcorante sin caloras, unas 600 veces ms dulce

que la sacarosa, que se fabrica a partir del azcar y se utiliza en su reemplazo

para bebidas de bajas caloras y alimentos procesados (aunque se puede

sintetizar sin la presencia del azcar).


- 20 -

Descubierta en 1976, se fabrica por halogenacin selectiva de la sacarosa,

donde los 3 grupos hidroxilos de la sacarosa se reemplazan por cloro dando

1,6-dicloro-1,6-dideoxi--D-fructo-furanosil4-cloro-4-deoxi--D-galactopiranosido

con frmula semidesarrollada C12H19Cl3O8

La molcula de sucralosa tiene la particularidad de ser inerte y pasar por el

cuerpo sin alterarse, sin metabolizarse y es eliminada despus de consumida.

La FDA (Food and Drugs Administration) aprob la sucralosa desde 1998

como edulcorante de uso general y se comercializa bajo la marca Splenda

PODER EDULCORANTE

sacarosa 1

ciclamato 25-40

aspartame 100-200

sacarina 200-500

Los Jarabes Fructosados.- Gran parte de los edulcorantes nutritivos se

obtiene por conversin del almidn (principalmente de maz) en jarabes de

fructosa (HFCS). El almidn se puede hidrolizar en glucosa con la enzima

alfa-amilasa y los jarabes que se obtienen son nutritivos pero no muy dulces.

Por eso el jarabe de glucosa, despus de pasar por etapas de licuefaccin y

sacarificacin, se trata con la enzima inmovilizada glucosa isomerasa para

convertir hasta 42% de la glucosa en su ismero fructosa (que tiene un mayor

poder edulcorante que la sacarosa).Estos jarabes son de amplio uso en la

industria de refrescos y bebidas reemplazando a la sacarosa.

Edulcorantes naturales

Dentro de los edulcorantes naturales ms populares recientemente, se debe

mencionar a las plantas fanergamas del gnero Stevia, nativa de Sudamrica,

ampliamente cultivada por sus hojas dulces y sus posibles beneficios en el

tratamiento de la obesidad y la hipertensin arterial por tener un efecto

insignificante en la glucosa de la sangre.


- 21 -

3. PROCESO FABRIL DEL AZUCAR CRUDO (AZUCAR RUBIA)

3.1 DIAGRAMA DE BLOQUES Y UBICACIN DE EQUIPOS

FIG. 8 DIAGRAMA DE BLOQUES DE LOS PRINCIPALES PROCESOS EN LA

ELABORACION DEL AZUCAR CRUDO


- 22 -

FIG. 9 UBICACIN DE EQUIPOS EN FBRICA

3.2 RECEPCION Y PREPARACION DE LA CAA

El procesamiento fabril de la caa comienza con la cosecha, el arrume y

cargado en trileres. Al llegar al ingenio son pesados en bsculas de

plataforma, registrndose el peso para los balances respectivos.

Las unidades de transporte en el patio de maniobras esperan su turno para

ser descargados por medio de una gra de hilos o cables de 25 TM de

capacidad hacia un conductor de descarga lateral inclinado (mesa

alimentadora), donde se realiza un primer lavado de la caa con agua

proveniente de condensados por cada libre; la finalidad es eliminar tierra,

cogollos, races, hierbas, etc.


- 23 -

El segundo conductor es perpendicular al anterior y se compone de dos

conductores de distinta inclinacin. La caa se lava por segunda vez con

agua de condensados que drena a travs de perforaciones de la superficie.

Por su inclinacin, todos los conductores llevan arrastradores triangulares con

los que evitan que la caa se deslice. Para que la carga que llega al primer

juego de machetes sea homognea, previamente hay un nivelador en forma

de aspas.

El tercer conductor (el Principal) es perpendicular al anterior y tiene un

segundo nivelador, un segundo juego de machetes para reducir el tamao de

tallo y adems un desfibrador (shredder) que convierte los trozos de caa a

hilos, al girar su molino de martillos y hacer chocar la caa en yunques. La

alimentacin al desfibrador es regulada por un aventador giratorio (kicker) que

se encuentra en la parte alta del conductor.

Esta preparacin mecnica es muy importante para ayudar a una eficiente

extraccin. Ya que los macheteros hacen que se reduzca el volumen de la

caa, hacindolo ms compacto y manejable; el desfibrador rompe la pared

celular y rasga las cortezas, para que se libere el jugo por una compresin

posterior.

El exprimidor (crusher) consiste en dos rodillos de superficie ranurada y

dentada a los que se les aplica presin para entregar a los molinos un

material ya triturado que se asemeje ms al tipo bagazo con el que trabajan.

En el Per, no es comn encontrar esta mquina, por lo que el cuarto

conductor lleva la caa preparada del desfibrador directamente hacia la

entrada del primer molino del trapiche.

Se toman muestras de caa preparada para determinar el contenido de fibra.


- 24 -

3.3 EXTRACCION

La Planta de extraccin o Trapiche tiene 6 molinos accionados por motores

elctricos de corriente continua (el montaje del conjunto es un tndem); cada

uno de ellos se compone de 3 cilindros ranurados o mazas entre los cuales

pasa sucesivamente la caa exprimida. La maza superior es mvil y de

velocidad regulable a travs de un sistema de reductores de revoluciones y

engranajes, la maza caera y la maza bagacera son movidas por la maza

superior.

An cuando el bagazo se somete a repetidas compresiones, retiene

inevitablemente una alta proporcin de humedad, por lo cual se tiene que

hacer un artificio para extraer por lixiviacin la sacarosa contenida en el jugo

rico de caa (jugo absoluto), reemplazando este jugo por agua o jugo pobre

en sacarosa; operacin llamada imbibicin.

Se emplea agua de imbibicin a 70C proveniente de condensados a la salida

del penltimo molino (en este caso es el quinto) con la finalidad de favorecer

la disolucin de sacarosa en la fibra que la contiene. Los jugos diluidos del

tercer al sexto molino, a su vez, sirven de imbibicin (maceracin): el jugo del

tercer molino va a la salida del primero; el del cuarto a la salida del segundo y

as sucesivamente.

El jugo del primer molino o jugo primario se obtiene de una trituracin en seco

y se junta con el jugo diluido del segundo para formar el jugo mezclado o

guarapo, que es la materia prima directa para la elaboracin del azcar y del

cual se calcula la extraccin de sacarosa.

Se toma muestras de jugo crusher o de la primera presin a la salida de los

dos primeros rodillos del primer molino; de jugo residual a la salida de los dos

ltimos rodillos del ltimo molino y de jugo mezclado que se bombea hacia

unos coladores vibratorios para separar el bagazo que retorna al trapiche y se

descarga a un tanque donde se alcaliniza posteriormente (en otras fbricas

hay una balanza de jugo mezclado).


- 25 -

3.4 GENERACIN DE VAPOR Y USOS

El bagazo final que contiene alrededor del 50% de humedad se analiza y se

conduce a 4 calderas acuotubulares para su combustin y generar el calor

necesario para formar vapor sobrecalentado de 340C y 25-30 kgf/cm2 (400

psig) que se utiliza en la generacin de energa elctrica para autoabastecer

al ingenio. Se estima una capacidad total de produccin de este vapor en 95

Ton/hora. Se comercializa con el bagazo excedente, usado en la fabricacin

de cartn y papel.

El vapor de escape (vapor exhausto) de 25 - 30 psig proveniente de las

turbinas de contrapresin se utiliza en los Pre-evaporadores y el vapor del

jugo de los pre-evaporadores (vapor vegetal) de 10 psig se distribuye a los

calentadores de jugo encalado, a los evaporadores y a los tachos.

Debido a que en la operacin del evaporador de mltiple efecto se produce

ms agua como condensado de la que se consume como vapor (la idea

fundamental del diseo original del mltiple efecto era que por cada libra de

vapor que se usara se obtendran aprox. tantas libras de evaporacin como

efectos haya en el equipo), usualmente hay un exceso de condensado

disponible para la alimentacin de las calderas, imbibicin, lavado,

enfriamiento, etc.

Ha sido costumbre mandar el condensado de los Pre-evaporadores (primer

efecto) a las calderas, debido a su gran pureza y elevada temperatura, y

completar el volumen de agua necesario para la alimentacin de las calderas

con condensados de otros efectos, preferentemente los de mayor

temperatura. Los condensados van a un tanque donde se acondicionan para

alimentar calderas.

Adems se puede lograr una economa considerable de vapor aprovechando

el flash, es decir, hacer que el condensado de un evaporador pase a la

camisa de vapor del siguiente, donde se auto-evapora hasta alcanzar la

temperatura correspondiente al vaco existente en dicha cmara.


- 26 -

3.5 PURIFICACION

Las operaciones de purificacin son la Alcalinizacin, el Calentamiento, la

Defecacin o Clarificacin y la Filtracin.

El jugo que exprimen los molinos es cido (pH=5.5) y turbio por lo que es

universal el uso de cal y calor para eliminar impurezas solubles e insolubles y

manejar el pH de los jugos de forma que se eviten posibles prdidas por

inversin de sacarosa. El tratamiento por medio de cal y calor produce un

precipitado de composicin compleja que engloba tanto slidos en

suspensin como a las partculas ms finas. Esto es gracias a los fosfatos

naturales del jugo de caa que reaccionan con la cal dando sales clcicas

insolubles a partir de los cidos orgnicos del jugo (a los que debe su pH). La

calefaccin del jugo alcalino a una temperatura ligeramente superior a la de

ebullicin, coagula la albmina que precipita junto a grasas, cera y gomas.

Adems, parte de la pectina y materia coloreada se destruye o es vuelta

insoluble.

Es importante hacer un anlisis de fosfatos en jugo mezclado; ya que

mientras mayor sea la cantidad de cido fosfrico en el jugo, ser ms fcil la

clarificacin. Generalmente se considera un requerimiento mnimo de 300

ppm de P2O5 en jugos; en caso de deficiencia se debe agregar cido

fosfrico.

3.5.1 ALCALINIZACIN

En la Planta de cal se recibe cal viva (90-95% CaO) en trozos que luego se

pulverizan y pasan a un apagador donde se agrega agua y tamiza para

separar las piedras de la suspensin de cal que se diluye con ms agua de

acuerdo a las necesidades.

La alcalinizacin del jugo se efecta de forma continua agregando una lechada

de cal o bien una mezcla de lechada de cal con jugo clarificado formando

sacarato monoclcico de 8-10Be (ste permite un mezclado ms rpido y

uniforme con el jugo a clarificar y evita el bloqueo de tuberas con lechada de

cal) en el tanque de encalamiento con agitador para la mezcla.


- 27 -

El consumo de cal es de 0.5-0.7 kg CaO por tonelada de jugo, logrando un pH

de 7.5 a 8.2 en el jugo encalado.

3.5.2 CALENTAMIENTO

El jugo se bombea a la batera de calentadores verticales, que son recipientes

cilndricos cerrados en sus dos extremos por cabezales que soportan

numerosos tubos de cobre o acero inoxidable. Cada grupo de tubos est

encerrado en celdas conectadas a los cabezales externos, de modo que por

los tubos circula jugo a gran velocidad haciendo mltiples pasos por cada

celda de tubos, de arriba abajo y viceversa, calentndose externamente con

vapor hasta salir del equipo.

El arreglo de la batera de calentadores es 2 2 2, trabajando en paralelo

con 3 calentamientos sucesivos. Es importante alcanzar temperaturas de 104-

105C para la coagulacin de la materia coloidal; pero no se debe pasar estas

temperaturas por el riesgo de que las ceras se derritan, emulsifiquen en el

tanque flash y se vuelva difcil de remover.

3.5.3 DEFECACIN O CLARIFICACIN

El jugo calentado se descarga tangencialmente a un pre-floculador o tanque

flash que tiene una pipa abierta a la atmsfera, donde parcial y sbitamente se

convierte en vapor; con el objeto de eliminar las burbujas de aire adheridas a

las partculas en suspensin que dificultan la sedimentacin de los flculos en

el clarificador y adems lo alimenta con jugo en flujo laminar.

Se emplean floculantes qumicos para ayudar a la formacin de precipitado y

reducir su tiempo de sedimentacin. Estos floculantes pueden ser a base de

polmeros orgnicos catinicos reemplazantes de los tradicionales a base de

sales de hierro y aluminio; que actan en sistemas de partculas coloidales,

neutralizando cargas y formando puentes entre estas partculas que les

permite aglomerarse.

Mediante la sedimentacin en clarificador cerrado continuo de varias bandejas

se logra la separacin de los lodos del jugo claro.


- 28 -

El clarificador tiene 4 compartimentos superpuestos, son independientes y se

alimentan separadamente (trabajan alternadamente y de ah que el clarificador

sea continuo). El jugo entra por el tope tangencialmente y fluye radialmente

sobre la superficie cnica de la bandeja. El tiempo de residencia en el

clarificador es de 2.5 horas.

Los lodos del clarificador son removidos por rastrillos (en el fondo de cada

compartimento) que giran lentamente conectados por brazos y montados al

eje central, deslizndolos hacia la bandeja de lodos central, desde la cual se

extraen mediante bombas reciprocantes de diafragma operadas por vapor y

mecnicamente (a diferencia de los jugos en que se usan bombas centrfugas

acopladas a motores elctricos) hacia los filtros rotatorios al vaco. Mientras

que el jugo claro es tamizado para ser enviado a los Pre-Evaporadores.

El pH del jugo claro debe mantenerse ligeramente alcalino, con valores de

entre 7.1 y 7.5 para evitar todo riesgo de inversin de sacarosa.

FIG. 10 CLARIFICADOR


- 29 -

3.5.4 FILTRACIN

La filtracin de los lodos se realiza a una temperatura de preferencia sobre los

80C, pues la viscosidad de los jugos y en particular de las gomas y ceras que

tienen que pasar a travs de la superficie filtrante, disminuye al incrementar la

temperatura.

El filtro consiste en un tambor o cilindro hueco que rota aprox. 1 revolucin

cada 5 minutos en un eje horizontal y que est sumergido parcialmente en el

lquido a ser filtrado. La periferia del tambor sirve como superficie de filtrado,

se divide en secciones independientes en la circunferencia, extendindose a lo

largo de la longitud total del tambor. Cada una de estas secciones se conecta

individualmente a un sistema de vaco mediante una vlvula de distribucin

que las separa en 3 sectores: uno sin conexin al vaco (a la atmsfera), el

segundo comunicado a una cmara de bajo vaco (6-12 Hg) y el tercero a

una de alto vaco (15-20 Hg). La cubierta del cilindro es de lmina de bronce

o acero inoxidable y tiene perforaciones de dimetro aprox. 1/64.

Al rotar el filtro, el lquido donde est el cilindro se conecta con la seccin de

bajo vaco donde se produce su aspiracin y al pasar por las finas

perforaciones se va obteniendo un filtrado turbio, a la vez se van obstruyendo

por lo que se debe pasar a la seccin de alto vaco para vencer la resistencia

de la torta que se va formando. La torta misma ayuda a una filtracin ms

eficiente y contina formndose hasta que la seccin emerge del lquido.

Luego la torta se lava con agua caliente (la mayor eficiencia de operacin

depende de la cantidad a usar) con atomizadores durante el tiempo suficiente

para desplazar al jugo de su contenido. Y antes de que la seccin re-ingrese al

lquido se corta el vaco, permitiendo que una cuchilla separe la torta adherida

ya escurrida, llamada cachaza, que se emplea como abono. El jugo filtrado se

retorna al tanque de mezcla.

Los filtros no cumplen satisfactoriamente su funcin a menos que se adicione

una cantidad de bagacillo a los lodos, gracias a la fibra que acta como

coadyuvante de la filtracin. Se explica porque los precipitados coloidales

gelatinosos embotan fcilmente los poros del filtro y al aumentar la presin


- 30 -

disminuyen su permeabilidad, por lo que se requiere un lecho de mayor

porosidad.

3.6 CONCENTRACION (Evaporacin)

Se tiene que eliminar la mayor parte del agua del jugo clarificado para trabajar

con un jarabe de alrededor de 60% contenido en slidos. La concentracin

del jarabe o meladura debe estar dentro de los lmites que permitan producir

un azcar de buena consistencia y no disminuir la capacidad de los tachos al

recargarles demasiada evaporacin.

El porcentaje de evaporacin depender de la superficie de transferencia de

calor disponible de Pre-evaporadores y Evaporadores (aprox. 70%).

Los evaporadores se pueden conectar en equipo en forma tal que la

evaporacin producida en uno de ellos se utiliza como vapor de calefaccin

del siguiente. Slo es necesario disminuir la presin de cada unidad sucesiva

que se aada, y as se establecer una diferencia de temperatura adecuada

que permitir el funcionamiento correcto del equipo. Esto se llama

evaporacin en mltiple efecto.

La concentracin del jugo requiere baja temperatura para evitar la

caramelizacin e inversin que se produciran si la operacin se realizara a

alta temperatura. Calentando al vaco, se disminuye la presin que acta

sobre l, y con ello su punto de ebullicin; por tanto, si se extraen los gases y

vapores que se forman al calentarlo y se aplica suficiente calor, el agua se

evapora con rapidez a una temperatura relativamente baja. Se utilizan

bombas de vaco para extraer los gases y vapores y mantener baja la presin

sobre la superficie del lquido.

El rango de operacin de los evaporadores est entre los 55 y 110 C,

mientras que a pH menor de 6.5 la inversin se incrementa rpidamente.


- 31 -

EVAPORADOR DE MULTIPLE EFECTO

FIG. 11 PRINCIPIO DEL MULTIPLE EFECTO

En la industria azucarera, el evaporador de mltiple efecto consta de 4 5

evaporadores conectados en serie y los evaporadores individuales se llaman

efectos, cuerpos o vasos, segn la costumbre local.

Cada evaporador lleva en el fondo una calandria o camisa de vapor de forma

cilndrica, con placas para tubos en sus extremos superior e inferior dotados

de un tubo central ms grande. Estos tubos, generalmente hechos de cobre,

constituyen la superficie de calefaccin.

La circulacin del jugo es ascendente por los tubos de la calandria y

descendente por el tubo central de salida. Este flujo se debe a las burbujas

del vapor mientras hay calentamiento en los tubos, las burbujas tienden a

levantarse al crecer, agitado y levantando a la masa.

Sobre la calandria est el espacio para la evaporacin (la mayor parte del

volumen del equipo), el cilindro que rodea este espacio lleva mirillas, una

entrada de hombre y una tubera para gases incondensables. Arriba del

cilindro hay un domo o cubierta superior, a la cual se fija un separador cuyo

fin es atrapar las gotas de jugo que pueden ser arrastradas por las corrientes

de vapor.

El separador de cada cuerpo est conectado con la calandria del siguiente por

grandes tuberas de vapor, y el separador del ltimo cuerpo est conectado a

un condensador de la misma forma. El vapor de escape de turbinas entra en


- 32 -

la calandria del primer efecto (Pre-Evaporadores) y hace que el jugo hierva

dentro de los tubos.

El jugo de los Pre-evaporadores debe ser analizado para mantener un brix

promedio de 25 que garantiza una evaporacin suficiente y sin

ensuciamiento de calandria por alto contenido de slidos.

El vapor que sale del jugo y pasa a travs del domo, el separador y la tubera

de vapor, entra en la calandria del segundo cuerpo (primer evaporador de la

batera), donde produce un efecto equivalente al que tuvo el vapor en la

primera calandria. La evaporacin del segundo efecto sirve de vapor al

tercero y as sucesivamente hasta llegar al ltimo efecto cuya evaporacin va

al condensador.

La fbrica tiene 3 Pre-evaporadores, que alternan en funcin de dos en dos y

2 bateras de 4 evaporadores c/u en paralelo (quntuple efecto); terminando

cada batera en un condensador baromtrico de contracorriente.

SISTEMA DE VACIO

Se requiere generar vaco para los evaporadores, tachos y filtros

El equipo de vaco requerido se compone no solo del condensador de vapor;

tambin de una bomba rotativa de vaco para extraer el aire del condensador,

bomba de inyeccin de agua de enfriamiento para mantener el vaco, una

columna baromtrica por donde se descarga el vapor condensado junto al

agua de enfriamiento a un pozo abierto a la atmsfera; y una bomba para

regresar el agua calentada del pozo a un sistema de enfriamiento,

completando el circuito.

La altura de la columna baromtrica desde el pozo al condensador es cercana

a los 10.5 m ya que el lquido contenido no es mercurio y la densidad del

agua es 13.6 veces menor (0.76 m x 13.6 = 10.33 m). Por eso los equipos

que requieren vaco se ubican en planta alta.


- 33 -

Presiones de operacin del Mltiple efecto

1 EFECTO Entrada 2.06 bar 1 EFECTO Salida 1.02 bar 2 EFECTO Salida 0 bar 3 EFECTO Salida 5.6 plg. Hg vaco

4 EFECTO Salida 13 plg. Hg vaco

5 EFECTO Salida 26 plg. Hg vaco

El jarabe que se obtiene es bombeado a un tanque para la alimentacin a los

tachos por medio de bombas centrfugas, al igual que las mieles (aunque

stas tienen que ser diluidas para hacerlas manejables).

La concentracin y pureza de este material afectan la rapidez del trabajo de

los tachos estimndose adems la calidad de las masas cocidas a producir,

por lo que se deben hacer los anlisis con la frecuencia correspondiente.

FIG. 12 SISTEMA DE VACIO EN EVAPORADORES Y TACHOS


- 34 -

3.7 CRISTALIZACION Y SEPARACION

3.7.1 COCIMIENTO DEL AZCAR

El lmite entre la evaporacin y la coccin del azcar se da en el punto donde

el jarabe empieza a cristalizar y est entre los 78 y 80 Bx, pasando

progresivamente del estado lquido a una condicin parte slida-parte lquida;

pierde fluidez y pasa a llamarse masacocida.

La nueva consistencia ya no permite la coccin en tubos delgados, ni la

circulacin es fcil de un cuerpo o efecto a otro. Los tachos de calandria son

evaporadores de simple efecto, de diseo especial, dotado de tubos cortos de

gran dimetro y un tubo central grande, para facilitar la circulacin de la

masacocida pesada y viscosa.

Los tachos operan a 26Hg de vaco y 10 psig de presin de vapor. En la

fbrica hay 11 tachos de aprox. 40 toneladas de capacidad c/u.

ACCESORIOS PARA TACHOS (FIG.13)

Una vlvula grande para descarga de masas cocidas, situada en el

fondo y otra vlvula de pase para comunicar un tacho con otros.

Una vlvula de alimentacin

Una vlvula para entrada de vapor de coccin y otra de vapor directo

para limpieza despus de una coccin.

Un separador superior para impedir el arrastre de gotas de jarabe

Un condensador

Una bomba de vaco para eliminar gases incondensables y operacin de

coccin

Una vlvula para cortar el vaco y descargar

Mirillas de observacin para ver el progreso de la templa (masa a

descargar)

Conexiones de agua caliente y fra para el trabajo de la templa

Un manmetro para presin de vapor y otro de vaco

Una sonda para tomar muestras y una bandeja de lavado.


- 35 -

FIG. 13 TACHO VACCUM PAN


- 36 -

SISTEMA DE COCIMIENTO

Debido a que cuando una masacocida se centrifuga y separa en azcar y miel, y

que sta miel an tiene alto contenido de azcar cristalizable, es que puede

aprovecharse para formar ms templas y volver a trabajarlas.

Sin embargo, el nmero de veces que se puede repetir esta operacin es

limitado porque las mieles se van agotando en azcar, todo el azcar ya no es

cristalizable y todos los ciclos van incrementando la viscosidad, lo que hace muy

difcil su manejo.

El Sistema ms comn es el de 3 templas: los tachos producen masas A, B

C segn el programa de produccin y el stock de jarabe y mieles.

La masa primera o masa A se separa por centrifugacin y se obtiene el azcar A

y la miel A, de igual modo ocurre con el azcar B; stas dos forman el azcar

comercial que tiene un tamao aprox. 0.8 mm. El azcar C (o de tercera) viene

de la masa C (o de baja pureza) y es un azcar no comercial que se reprocesa;

su tamao de grano es aprox. 0.3 mm. La melaza es la miel final (que se

separa del azcar C) cuyo contenido en sacarosa es la prdida ms grande en

todo el proceso, aunque un subproducto valioso para la fabricacin de alcohol.

Resumen:

Primero se concentra el jarabe junto con la miel A (miel primera) para formar

una mezcla que sirva como pie de grano.

Antiguamente se tena que hacer grano por concentracin del jarabe o

introduccin de semillas de choque (cristales de azcar molido que crecen al

irse adhiriendo la sacarosa del jarabe o miel con que se les alimentaba.

Actualmente se prepara en un depsito aparte una solucin saturada de azcar

refinado de 78Bx y 80C aprox. (FIG.4), la cual se introduce por la sonda al

tacho como una jalea (solucin azucarada en alcohol rectificado de 96 G.L.,

el cual no disuelve a la sacarosa sino que sobresatura la solucin original).

Una vez hecho el semillamiento se hace el grano nuevo alimentando el

tacho de granulacin con miel primera.


- 37 -

El grano nuevo se transfiere a otros tachos, dando 3 cortes o 3 pies de

templa para masa C (ocupando aprox. 1/3 de la capacidad de cada uno).

Luego se alimenta cada tacho con miel B (miel segunda) hasta completar su

capacidad y descargar las templas como masa C.

Despus de ser centrifugada, el azcar C se vuelve semilla para pies de

templa A y B, cuando se mezcla con agua de condensados en un mezclador

(mingler), tambin llamndose magma o liga.

Los pies de templa A y B (templas comerciales) se forman con el magma y

jarabe. Se procede a hacer los cortes respectivos.

Las templas B se alimentan con miel primera y se descargan como masa B.

Las templas A se alimentan slo con jarabe y se descargan como masa A.

De todo el cocimiento, la parte ms importante es la granulacin; sta se lleva

acabo en el tacho de menor capacidad, dejando las de mayor capacidad para

templas comerciales.

Los maestros azucareros se encargan del semillamiento de los tachos mientras

la concentracin se encuentra en la zona metaestable, con sobresaturacin

operativa entre 1.25 y 1.40 (FIG. 7).

La finalidad de la jalea es iniciar la recristalizacin del azcar refinado, al

cristalizar nuevamente la solucin de azcar que ha quedado sobresaturada

instantneamente por la capacidad de absorcin del agua por el alcohol.

Los microcristales que se forman as, tienen una gran superficie de crecimiento y

como la velocidad de adsorcin del azcar es proporcional a la superficie, stos

crecern ms rpidamente habindose corregido las irregularidades iniciales de

los cristales.

Despus que se logra el grano, la masacocida tiene que mantenerse en la zona

metaestable hasta el final de la templa. Si se deja que la concentracin baje, se

disolvern los cristales de azcar; si se deja que se sobrepase esta zona

inmediatamente habr formacin de conglomerados y falso grano.


- 38 -

La conglomeracin (granza) significa la agrupacin de cierto nmero de cristales

que siguen creciendo juntos y que siguen as hasta el final de la templa,

presentando inconvenientes como el arrastre de impurezas en las rendijas por

arrastre de miel, elevada coloracin y baja filtrabilidad.

Falso grano se llama a los cristales que crecen espontneamente a elevada

sobresaturacin; raras veces crecen lo suficiente para ser retenidos por las telas

de las centrifugas, por lo que la mayora atraviesan dichas telas junto con las

melazas (cuyas riquezas aumentan). Cuando aparece, no se podr hacer ms

que volver a fundir el azcar.

El punto de inicio de semillamiento, fin de granulacin y descarga de templa son

controlados por el tacto, la inspeccin visual y un refractmetro porttil del

experimentado maestro azucarero. De todos modos se mandan muestras de pie

de grano y de templas antes de su descarga (ciclones), para el anlisis rpido en

el laboratorio de sus purezas y comprobar si estn listas.

Los tiempos de coccin son muy variables, dependiendo de varios factores

como: la pureza y concentracin del jarabe, la presin de vapor de cocimiento

adecuada, la no interrupcin del vaco, etc. Se consideran tiempos tericos de 2,

3.5 y 6.5 horas por cada templa de masas A, B y C respectivamente.

3.7.2 CRISTALIZACIN EN MOVIMIENTO

1. La sobresaturacin creada por la disminucin de la solubilidad es la fuerza

motriz de la cristalizacin (como se vio en teora en el capitulo 2) y este

principio se aplica en tachos y cristalizadores.

2. En la prctica, se sabe que cuanto mayor sea el contenido de slidos totales en

la masacocida, menor ser la pureza de la melaza. Por lo que es razonable que

se trate de cocer hasta lograr la mayor densidad posible, dentro de los limites

impuestos por la necesidad de que la masa se pueda trabajar en cristalizadores

y centrifugas.

3. La velocidad de cristalizacin es determinada por el grado de sobresaturacin,

la temperatura, la superficie cristalina disponible y la naturaleza y grado de


- 39 -

concentracin de las impurezas. Todos estos factores influyen en la

viscosidad, siendo el factor dominante en la tecnologa del proceso.

4. Pero una vez que la masacocida se ha llevado a la mxima consistencia que

puede trabajar el tacho, es necesario contar con equipos de cristalizacin

auxiliares; dado que va ocurriendo una disminucin rpida de la velocidad de

cristalizacin a medida que la miel se aproxima al estado de agotamiento y a

pesar de tener una viscosidad controlada por la alta temperatura.

5. Los cristalizadores son recipientes en forma de U con paletas de agitacin

continua (de ah el nombre cristalizacin en movimiento) que se mueven a

baja velocidad, dispuestas en forma de espiral y que enrollan la masacocida

hasta la compuerta de salida. Algunos de estos equipos cuentan con un

sistema de enfriamiento con circulacin de agua en contracorriente, donde los

serpentines forman parte del aparato giratorio.

6. El enfriamiento progresivo de las masas disminuye la solubilidad y hace que

siga ocurriendo la cristalizacin. Por otro lado, el agitamiento continuo

disminuye las diferencias internas de temperatura y sobresaturacin, evitando

as el peligro de formacin de ncleos nuevos.

7. Despus de esta recuperacin final de la sacarosa, se debe recalentar la masa

(sin disolver los cristales), llevndola a su temperatura de saturacin para

disminuir la viscosidad y sea mas fcil la separacin de los cristales de las

mieles en las centrifugas.

8. Para las templas de baja pureza de aprox. 100Bx el enfriamiento puede durar

entre 24-30 horas y la temperatura de la masa unos 65-70C desciende a

48.5C aprox. (FIG.14)

9. El tamao de los cristales es importante, ya que influye en la velocidad y en el

grado de agotamiento de las melazas. Los cristales de menor tamao como 0.2

mm son difciles de centrifugar porque se atascan, pero presentan mayor

superficie total, la cual es proporcional a la velocidad de agotamiento. Por tanto

se debe buscar un tamao ptimo.


- 40 -

FIG. 14 CURVA DE ENFRIAMIENTO DE MASACOCIDA

10. Un grano uniforme permite aumentar mucho la superficie total de cristales que

contiene la masacocida con una disminucin muy pequea del tamao de

cristales.

3.7.3 CENTRIFUGACIN Y ENVASADO

Se debe cocer la masa de forma que se logra el contenido de slidos

necesario para producir una melaza cuya viscosidad sea la mxima que

permita trabajarla a una temperatura de saturacin de aprox. 55C; que es la

temperatura a la que se debe calentar la masa antes de purgarla o

centrifugarla.

Los cristales que contiene la masacocida son separados de las mieles por

accin de la fuerza centrifuga. El canasto cilndrico de la maquina que est

suspendido en un eje o flecha que gira de 1000-1800 rpm por motor elctrico,

tiene sus costados perforados y forrados de malla metlica de 400-600

perforaciones por plg2 que retiene los cristales y drena las mieles.

El azcar C que se fluidiza para recircularse y la melaza se mueven por medio

de bombas rotatorias de engranes, las cuales pueden manejar lquidos

altamente viscosos que ninguna otra bomba puede hacer. Justamente la

ubicacin de los equipos de arriba abajo: tachos, cristalizadores y centrifugas


- 41 -

se debe a la imposibilidad de diluir las masas para ser bombeadas, ya que se

malograra todo el trabajo de cristalizacin.

En la fbrica hay 6 centrfugas de azcar comercial automticas, en los que el

operador solo debe fijar los tiempos del ciclo, operan alrededor de 1200 rpm y

tienen una capacidad de centrifugacin de 325 kg por 3 minutos de ciclo.

Tambin hay 4 centrifugas semi-automaticas para masas de baja pureza,

donde slo la carga y descarga se hace manualmente.

Valores referenciales del ciclo de centrifugacin para azcar comercial

Duracin

Etapa del ciclo min seg

Carga y aceleracin 1 0

Secado y lavado a velocidad

40

Frenado elctrico

15

Frenado mecnico

10

Descarga

20

Ciclo completo 2 25

Fuente: Hugot & Jenkins

Es importante verificar la cada de pureza que debe haber entre una

masacocida y su correspondiente miel con el objeto de recircular la menor

cantidad de sacarosa hacia el proceso, de esta manera se califica el trabajo

de las centrifugas hacindose los ajustes necesarios. Por eso se toman

muestras para analizar por templa.

El azcar comercial, tambin llamado azcar T, es transportado por un

conductor tipo espiral hacia las tolvas de azcar A y B de donde se recibe en

bolsas de papel en dos balanzas en lnea donde los operarios controlan un

peso de 50 kg para inmediatamente coser las bolsas y despacharlas en

trileres. El control de envase se ver en la seccin 5.2.6


- 42 -

4. LA EMPRESA Y LA INDUSTRIA AZUCARERA NACIONAL

Empresa Agroindustrial Pomalca S.A.A.

La Empresa est ubicada en la Provincia de Chiclayo (Regin Lambayeque) en

los distritos de Chongoyape, Zaa, Chiclayo, Reque, Monsef y Lambayeque. La

planta industrial y la sede institucional se encuentran en la localidad de Pomalca,

en la carretera Pomalca-Chongoyape-Chota, cuya altitud aproximada es 44

m.s.n.m.

FIG. 15 UBICACIN GEOGRAFICA

La antigua Hacienda fue fundada como empresa agroindustrial en 1821. En 1902

se constituy como Sociedad Agrcola Pomalca Ltda. La historia del ingenio ya

equipado con tecnologa moderna a raz del incremento de la demanda

internacional del azcar durante la primera guerra mundial, empezara con la

Familia De La Piedra en 1920.


- 43 -

La Produccin se increment y se cont con una destilera de alcohol (que hiciera

popular al Ron Pomalca); cuando en 1970, todas las tierras de la Hacienda

Pomalca y anexos fueron expropiadas por la Ley de Reforma Agraria (slo la

destilera continu en posesin de Los Piedra).

Despus de convertirse en la Cooperativa Agraria Azucarera Pomalca Ltda. y

agudizarse su crisis por muchos aos de mala administracin; desde 1997 pas a

ser Sociedad Annima con el nombre de Empresa Agroindustrial Pomalca S.A.A.

El Estado capitaliz su deuda en el 2003 y actualmente es dueo de un

porcentaje de las acciones.

Entre el 2004 y 2005, cuando la administracin actual (El Grupo Oviedo, que

administra las Azucareras de Tumn y Pomalca) asume la direccin al convertirse

en accionista de la Empresa, el ambiente era de inestabilidad y constante conflicto

laboral. La fbrica mola al 30% de su capacidad y los rendimientos slo eran de

35 toneladas por hectrea.

A la fecha (2010) la situacin de la Empresa ha mejorado notablemente, subiendo

el valor de las acciones de S/. 0.04 en el 2004 a un valor mximo de S/. 1.33

en el 2007. Los rendimientos sobrepasan las 160 toneladas por hectrea y se

tienen sembradas ms de 8000 hectreas con caa nueva de las 9000 que son

aptas para el cultivo de caa.

Sin embargo, se ha reportado que las deudas que se tiene con el Estado y la

deuda laboral interna se han incrementado durante los ltimos aos, corriendo el

peligro de embargo por los acreedores, razn por la que los azucareros

demandan la ampliacin de la polmica Ley de Proteccin Patrimonial al

Gobierno de turno, que venci el 31 de Diciembre del 2010.

Indicadores de Gestin 2009

Molienda total: 910 801 Ton. (80% Caa Propia)

Produccin de azcar: 93 850 Ton.

Facturacin anual: S/. 125 385 875

La capacidad de Planta es de 3500 toneladas de Caa al da, pero la

capacidad de Trapiche es superior, bordeando las 4500 toneladas.


- 44 -

FIG. 16 ORGANIGRAMA BASICO

El rea de Elaboracin y el rea de Trapiche son las responsables de la

produccin y dependen de la Superintendencia de Fbrica.


- 45 -

PRODUCCION NACIONAL Y MUNDIAL

El liderazgo de Brasil en el mercado mundial actualmente se basa en los

menores costos de produccin y a la activa presencia del sector alcoholero

como una importante alternativa de los subproductos de la caa en ese pas.

Durante los ltimos 10 aos la produccin mundial de caa de azcar ha

aumentado en un 25% a mas de 1.5 millones de toneladas. Esto se puede

atribuir a un 13 % de aumento en el rea cosechada y a un 9 % de mejora en el

rendimiento

PRODUCCIN MUNDIAL 2008 - 2009 = 1,558 MILLONES DE TONELADAS.

FUENTE: FAO.

En el Per, la caa de azcar se cultiva en 5 regiones y se cosecha durante

todo el ao (el 77 % se encuentra en la costa norte). De las hectreas

sembradas con caa corresponde el 65 % a los 10 ingenios azucareros y el 35

% restante a los sembradores particulares.

INGENIOS AZUCAREROS DEL PER:

Lambayeque: Cayalt, Pomalca, Pucal y Tumn.

La Libertad: Casa Grande, Cartavio, Laredo

Lima: Andahuasi, Paramonga

Ancash: San Jacinto


- 46 -

Las variedades de caa que se cultivan en el Per son 18. Las de brote ms

rpido son la H44 - 3098, H50 - 7209, H52 - 4610, H55 8248 y las ms

cultivadas son la H32 8560, H37 1933 y la P12 - 745 (Azul de Casa grande)

SUPERFICIE COSECHADA PRODUCCIN Y RENDIMIENTO DE CAA DE AZUCAR

AO SUPERFICIE COSECHADA

ha.

PRODUCCION t.

RENDIMIENTO t/ha.

1999 58,127 6,278.6 108.02

2000 63,808 7,135.2 111821

2001 60,373 7,386.0 122339

2002 68,050 8,419.8 123.73

2003 77,720 8,864.0 114.03

2004 70,851 6,945.7 98.03

2005 61,549 6,304.1 102.42

2006 65,847 7,245.8 102.50

2007 68,491 8,283.6 121.09

2008 69,127 9,396.0 135.92

2009 75,348 10,100.1 131.88


- 47 -

COMERCIO INTERNACIONAL En el azcar, nuestra balanza comercial es significativamente deficitaria. A

pesar de la recuperacin de la produccin azucarera la demanda interna an

supera a la oferta por lo que es satisfecha con la importacin. Adems

exportamos azcar de caa en bruto e importamos azcar refinada.

IMPORTACIN DE AZCAR

El Per import grandes cantidades azcar refinada, pasando de 171,526

toneladas en el 2000 a 243,254 toneladas en el ao 2006, en esto dos aos

el crecimiento de las importaciones fue de 41.8% ( 2000 al 2006 ), a partir

del 2004 retoma el crecimiento las importaciones a una tasa de 34.9%

anualmente. En el ao 2006 nuestro principal proveedor de Azcar fue

Colombia con 142,432 toneladas, seguido de Brasil con 31,427 toneladas.

La importacin de azcar refinada en el ao 2007 fue 222,495.5 t., y de

azcar rubia se import en este ao 23,246.7 toneladas, en el ao 2008 se

import azcar blanca la cantidad de 204.706.4 t., de azcar rubia la

importacin fue de 2,789.1 t. y en el ao 2009 la importacin de azcar

refinada alcanz la cantidad de 137,137.8 toneladas y de azcar rubia la

importacin fue de 8,571.8 toneladas.

Con nuestras importaciones de azcares tanto blanca como rubia, son los

Pases limtrofes como Colombia, Brasil y Bolivia los que se han beneficiado.

Las Empresas importadoras son relativamente pocas, la que lidera las

importaciones es la Corporacin Lindley

El Ministerio de Agricultura en el mes de Mayo de 2010, ante la comisin de

defensa del consumidor explic que se ha importado unas 16,500 toneladas

de azcar, 11,500 toneladas de azcar rubia procedente de Brasil y 5.000

toneladas de azcar blanca procedente de Guatemala, faltando importar un

restante.


- 48 -

EXPORTACIONES

El Per exporta azcar de caa en bruto, los volmenes registrados en el

ao 2000 fue de 41.7 mil toneladas y en el 2006 fue 108.5 mil toneladas

representando un crecimiento de 160.2% en el periodo 2000 a 2006. Este

crecimiento esta reflejado principalmente por el aumento del consumo

industrial.

Las Exportaciones de los azcares de nuestro pas fueron en dos partidas, la

principal fue la partida 1701119000 - Azcar de caa en bruto sin

Aromatizantes y Colorantes que alcanz en el ao 2009 la suma de US$

35.70 millones, representando el 96% del total y la segunda partida

1701999000 - Dems azcares de caa o de remolacha, en estado slido

que se exporto por US$1.39 que representa el 4% restante dando un total del

100%.

En el ao 2009, a los pases que se export fueron, Estados Unidos en

primer lugar, siendo en segundo lugar y como nuevo mercado el Indons.

Tambin exportamos a Hait, Ecuador y Colombia.

El Per ha estado exportando azcar a Estados Unidos bajo el rgimen de

cuota americana, esto es azcar crudo y que ser refinado en ese Pas

antes de ser destinado al consumo humano, pero actualmente se esta

exportando tambin para el consumo directo.

La principal agroindustrial que export en el ao 2009 fue Casa Grande,

seguida de la agroindustrial Cartavio, estando en tercer lugar la

agroindustrial Paramonga seguida de la agroindustrial Pomalca, entre otras.


- 49 -

5. EL CONTROL DE FBRICA

5.1 FUNCIONES

El Laboratorio y/o Departamento de Control de Calidad tiene como funcin

principal llevar la contabilidad de la sacarosa que entra a la Fbrica en la

materia prima (la caa), la que sale en los productos y subproductos, la que

se encuentra en material en procesamiento y guiar el control de los equipos

para minimizar prdidas y mejorar la eficiencia de cada operacin.

Para lo cual se basa en mtodos de anlisis, o bien ms prcticos para

controlar parmetros y eventualmente corregir operaciones de proceso en

tiempo real, o bien ms precisos cuando se los requiera; pero que en todo

caso sean estndares para proporcionar datos comparables que no varen de

empresa a empresa, regin, pas o periodo.

Los muestreos deben hacerse a lo largo de todo el proceso y con la

frecuencia adecuada para mantenerse regulado, sabiendo con qu calidad

estn atravesando los materiales del proceso cada una de sus etapas.

Segn el Organigrama de Pomalca (FIG. 16), el Laboratorio es un rgano

independiente que reporta los resultados de los anlisis y sus balances para

departamentos de Fbrica como Trapiche, Elaboracin, Calderas, etc. y a la

Gerencia. Tambin informa a los terceros de su calidad de caa para su

respectivo pago.

5.2 CONTROLES

5.2.1 CONTROL DE RECEPCIN

El control dentro de la fbrica comienza con la aceptacin o rechazo de la

caa que est ingresando al proceso, muestreando cada triler que ingresa

para ser pesado en caso de ser terceros o muestreando un triler por cada

campo propio. Las bsculas deberan calibrarse peridicamente.

Parmetros y criterios de aceptacin / rechazo de caa de terceros en base a

requisitos mnimos de calidad exigibles


- 50 -

Condiciones mnimas de calidad de caa como materia prima

Condiciones de aceptacin de caa a molienda

POL % CAA

% PUREZA J.CRUSHER

% AZ.RED

% MATERIA EXTRAA

Hrs. Quema

miin. 8.0 min. 76.0 max. 1.2 max 3.0 max. 120

5.2.2 ANLISIS DE RUTINA

Los anlisis de rutina comprenden la determinacin de Bx, POL, AZ.RED y

pH de jugos y mieles. Para los materiales en estado slido; el contenido de

fibra, humedad y POL. Estos mtodos de anlisis se vern en el captulo 6.

Adems deben hacerse anlisis de calidad de los materiales que participan en

la elaboracin, como la cal y el cido orto fosfrico (clarificacin), soda custica

(limpieza de equipos de transferencia de calor), evaluacin de floculante y

desinfectante.

5.2.3 CONTROL DE INFECCIN

Es importante tener en cuenta que la degradacin de sacarosa se debe

principalmente a infeccin microbiana, ms que a la inversin cida. Las

bacterias como Leuconostoc mesenteroides, cuyo hbitat es el suelo de los

caaverales, proliferan si no hay una buena sanitizacin; produciendo

dextranas (polisacridos) como producto de fermentacin a partir del azcar

invertido que generan gracias a su sntesis enzimtica de invertasa.

Las dextranas provocan la elongacin del cristal de azcar (grano aguja),

reduciendo su tiempo de crecimiento y dificultando su centrifugacin, por su

alta rotacin especfica inducen a errores de medicin de la polarizacin y por

ser gomas de alta viscosidad afectan la eficiencia de todo el proceso (la

velocidad de cristalizacin y la transmisin de calor).

POL % CAA

% PUREZA J.CRUSHER

% AZ.RED

% MATERIA EXTRAA

Hrs. Quema

miin. 10.0 min. 80.0 max. 0.8 max 5.0 max. 48


- 51 -

El control de Laboratorio debe mostrar cualquier cada anormal de pureza entre

el jugo crusher y el jugo mixto especialmente, ya que los Leuconostoc no

proliferan por encima de los 60 Bx. y el tratamiento trmico los destruye.

Por tanto un buen bactericida debe reunir ciertos requisitos como: un poder

efectivo en las condiciones cidas del jugo, no reactivo con la materia

inorgnica, degradable y estable durante el almacenamiento. Es una buena

prctica hacer una limpieza del tndem con agua caliente de condensados.

5.2.4 MANTENIMIENTO

Asegurarse que las piezas metlicas que puedan sufrir desgaste como

cuchillos y martillos del desfibrador sean remplazados peridicamente.

Supervisar la limpieza de equipos de transferencia de calor, en especial los

calentadores y evaporadores que son los que ms sufren encalichamiento. Al

realizarse la limpieza hirviendo soda custica, los trabajadores deben contar

con todo el equipo de proteccin personal necesario.

Realizar los ajustes y las soldaduras necesarias durante el periodo de parada

de fabrica (aprox. 5 das al mes)

5.2.5 CONTROLES EN TRAPICHE Y ELABORACIN

Control del tiempo paradas del trapiche

Regulacin de carga a la mesa alimentadora

Caudal de agua de lavado

Velocidad de los conductores

Velocidad de rotacin de machetes y martillos

Regulacin de carga entrante a los molinos

Velocidad de rotacin de las mazas

Ajustes de molinos y presiones aplicadas

Caudal de agua de imbibicin

Cantidad de cal y tiempo de mezcla

Temperatura de calentamiento de jugo

Velocidad de circulacin de jugo en calentadores

Velocidad de entrada al clarificador

Tiempo de sedimentacin


- 52 -

Presiones de operacin de filtros

Temperatura, caudal y presin de agua de lavado de filtros

Velocidad de rotacin de filtros

Velocidad de entrada a los Evaporadores

Brix de jugo Pre-evaporado y de jarabe

Niveles de jugo en los Evaporadores

Salida de gases incondensables

Presiones de vaco de Evaporadores

Control de la inversin en el jarabe

Purezas de masas a descargar (ciclones)

Controles de operacin de tachos (Trabajo del Maestro azucarero)

Stock de jarabe y mieles

Tiempo y temperatura de enfriamiento en cristalizadores

Velocidad de agitacin en cristalizadores

Velocidad de carga y descarga de centrfugas

Duracin de cada etapa de ciclo de centrifugacin

Control de la cada de pureza

Tamao de grano de azcar y uniformidad

Rapidez de envasado

Peso exacto de bolsas a despachar

Etiquetado: Lote, fecha de elaboracin y vencimiento

5.2.6 CONTROL DE ENVASADO

El azcar T comercial se muestrea continuamente en el conductor de azcar

hacia el envasado y se analiza su POL (contenido de sacarosa) cada hora. En

otro caso se puede muestrear con cada templa que se purga en las centrifugas

y se analiza individualmente. Adems cada 24 horas se determina la humedad,

que junto con la POL permite calcular el factor de seguridad que limita las

condiciones de almacenamiento y duracin del producto.

(Vase OTROS INDICES DE IMPORTANCIA en la seccin 5.3 PRINCIPALES

INDICES FABRILES).


- 53 -

En el momento que se llena y sella cada bolsa de azcar se controla el peso

mediante una balanza en lnea, y por ser una operacin manual, de cada cierto

nmero de bolsas se toma una al azar y se la pesa para verificar la

conformidad con una tolerancia de ms menos 100 g. Semanalmente se toman

10 bolsas por turno del stock de azcar y se pesan individualmente.

Esta operacin y control es de suma importancia para la Fbrica ya que evita

prdidas por sobrepeso y reclamos por bolsas deficitarias.

5.2.7 TRATAMIENTO DE AGUAS

Dentro de la Industria Alimentaria, la Industria azucarera es la de mayor

consumo de agua de proceso. Si bien el agua que se utiliza proviene de la

evaporacin del agua que contiene la propia caa (ms del 70%), el

tratamiento con cal causa un problema comn como las incrustaciones debido

al encalichamiento de los tubos de los equipos de calefaccin.

Con respecto al agua de alimentacin a las calderas, la introduccin de azcar

disuelta en el condensado produce rpidamente una condicin cida que

origina corrosin, por lo que se debe hacer un anlisis cualitativo y reportar la

presencia de sacarosa. El alfa-naftol es usado en la prueba de deteccin; con

cido sulfrico concentrado aparece un anillo violeta en la interfase que se

forma en el tubo de ensayo, si no aparece despus de 15 segundos la prueba

debe reportarse como negativa.

La fbrica no cuenta con equipos ablandadores de agua, ni desgasificador para

la eliminacin de oxgeno del agua de alimentacin a las calderas, pero cuenta

con un programa de tratamiento qumico con el objetivo de reducir y evitar los 3

principales problemas asociados a la generacin de vapor: la formacin de

incrustaciones y depsitos, la corrosin y los arrastres.


- 54 -

Problemas asociados a la Generacin de Vapor

Las incrustaciones, las formas ms slidas y preocupantes, debidas a la

dureza del agua, se producen cuando precipitan compuestos de Calcio,

Magnesio y tambin Slice sobre superficies metlicas calientes. Este

depsito disminuye la transferencia de calor y provoca un recalentamiento

del metal que puede llegar a la rotura. La mayora de los compuestos

incrustantes tienen una solubilidad que disminuye con la temperatura, y de

ah que el problema sea ms grave en las calderas que operan a altas

presiones y temperaturas.

La sedimentacin de los fangos tambin puede ser un problema en las

calderas, ya que pueden convertirse en depsitos endurecidos por la

presencia de materiales conglomerantes como los xidos de hierro.

La forma ms comn de la corrosin es el ataque del acero por el oxgeno,

acelerado por las altas temperaturas y un pH bajo. An despus de eliminar el

oxgeno, la corrosin puede darse debido al ataque directo del acero por el

vapor de agua a alta temperatura. Sin embargo, la reaccin del hierro y el

agua se controla a un pH alcalino, teniendo una mnima prdida de peso del

acero por corrosin a pH = 11.5 (sin caer en corrosin custica). La reaccin

del hierro y el agua se acelera con la presencia de oxgeno que reacciona con

los xidos ferrosos (producto de corrosin) de forma localizada y origina

poros. Adems, el oxgeno reacciona con el hidrgeno liberado en la reaccin

del agua y el hierro, para formar ms agua y disolver gradualmente ms

hierro.

Los arrastres del vapor causados por la formacin de espuma en las calderas

mi informe de practicas

Documents