INSTITUTO DE EDUCACIÓN TECNOLÓGICA PÚBLICA

“SIMÓN BOLÍVAR”

ASIGNATURA: PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES II

DOCENTE: ING. CANDELARIO UCEDA

GONZALES

TEMA: SUBPRODUCTOS DE LA MIEL DE CAÑA

INTEGRANTES: ANDRADE HUALLPA MERCEDES

COVEÑAS SILUPU JAIME

HARO CERNA MÓNICA

SAAVEDRA ARMAS ERICKA

CICLO: V

TURNO: NOCHE

2013

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ÍNDICE

Pág.

I. INTRODUCCIÓN.......................................................................................................... 2

II. Objetivos.................................................................................................................... . 3

III. Fundamento Teórico……………………………………………………..………….……………..…….……... 4

IV. Conclusiones……………................................................................................................... 20

V. Referencias Bibliográficas………….……………………………………………………………….….……….. 20

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I. INTRODUCCIÓN

Los subproductos de la miel de caña no son tan conocidos en nuestro Pais,

en otros lugares tales como Tucumán (Provincia de Argentina) existen

proyectos para la fabricación de plantas de producción de miel de caña y a

la vez de sus subproductos.

Los subproductos de la melaza o miel de caña tiene cuatro destinos básicos

como el alimento animal, producción de alcohol, reprocesamiento industrial

para extraer el azúcar contenido en ella y producciones industriales como:

levadura, ácido cítrico, lisina, entre otros.

Dado la importancia de los subproductos que genera la miel de Caña y la

poca información que se encuentra divulgada de este producto es una muy

buena alternativa para su investigación, la cual es muy útil para nosotros

como futuros analistas químicos.

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II. OBJETIVOS Identificar los subproductos que genera la miel de caña. Identificar la importancia de los subproductos de la miel de caña. genera

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III. FUNDAMENTO TEÓRICO

MIEL

Líquido madre de las masas cocidas, que se separa de los cristales por

centrifugación.

Existen varios tipos de mieles de acuerdo con el estado del proceso:

Meladura: Es el jugo clarificado y concentrado por evaporación.

Miel virgen: Es la meladura, que no ha sido sometida al proceso de

cristalización, cuando su contenido de azúcares totales como reductores, es

mayor a 67%.

Miel Rica Invertida: Es el producto que se obtiene cuando la meladura se

somete a los procesos de inversión y concentración, logrando contenidos de

azúcares totales como reductores superiores a 75%.

CAÑA DE AZÚCAR

Son plantas cespitosas con tallos de hasta 5 m x 2-5 cm, con numerosos

entrenudos alargados vegetativamente, dulces y jugosos, desnudos

abajo. Vainas glabras o pelosas; ligula de 2-4 mm; láminas 1-2 m x 2-6 cm,

glabras o la costilla media pelosa. Panícula 25-50 cm; pedúnculo glabro o

densamente puberulento; eje glabro o peloso; entrenudos del raquis de 5 mm,

glabros. Espiguillas 3-4 mm, agudas, con tricomas de hasta 7

mm; gluma inferior glabra; lema inferior ciliada in el 1/ 2 superior; lema superior

y arista generalmente ausentes; anteras 3, 1.5-2 mm

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MIEL DE CAÑA DE AZUCAR

La melaza o "miel" de caña es un producto de aspecto similar al de la miel se

obtiene de la caña de azúcar mediante su molienda utilizando unos rodillos o

mazas que la comprimen fuertemente obteniendo un jugo que luego se cocina

a fuego directo para evaporar el agua y lograr que se concentre. El producto

final tiene una textura parecida a la miel de abeja y de sabor muy agradable

que a muchas personas les recuerda el regaliz.

Durante la evaporación del agua sale hasta la superficie las impurezas que

contienen ese jugo. Hay que sacar toda esa impureza, llamada cachaza, para

que nos quede una melaza clara, transparente y homogénea y sobre todo ya

que las impurezas pueden servir de materia a una fermentación futura.

Propiedades

La ventaja, con respecto al azúcar convencional e incluso al azúcar moreno de

caña, que está menos refinada y es, por tanto, menos dañina. Es muy rica en

elementos nutritivos, ya que contiene una cantidad significativa de vitaminas

del grupo B (B1, B2, B6) y ácido pantoténico. En mayor cantidad aún contiene

minerales como: hierro, cobre, calcio, fósforo, potasio, magnesio, cinc y cromo,

siendo ideal para deportistas, anemias, niños, fatiga o postpartos. La melaza o

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miel de caña es un endulzante natural ideal para recuperar fuerzas y disfrutar

de su sabor.

La miel o melaza de caña cuanto más oscura sea, más sabor y nutrientes

tendrá. Por todo ello, la melaza es muy recomendable como endulzante y

sustituto del azúcar, pudiéndose utilizar en todo tipo de dulces, zumos,

yogures, etc

PROCEDIMIENTO

Esta operación consiste en la extracción de los jugos de la caña de azúcar,

utilizando molinos que pasan la caña entre unos rodillos o mazas,

generalmente tres, que la comprimen fuertemente (Trapiches)

Existen muchos y muy variados tipos de molinos, desde los tradicionales de

manera en forma vertical accionados por animales, hasta los construidos con

hierro, horizontales y eléctricos.

La cocción de los jugos de la caña es la segunda operación del proceso de

elaboración de la miel de caña. Durante la misma, se realiza la evaporación del

agua y la concentración de los jugos, operaciones realizadas a fuego directo y

en forma abierta.

Durante la cocción, la evaporación del agua lleva hasta las superficies las

impurezas que contienen los jugos.

Es indispensable sacar toda esta suciedad (llamada cachaza), por dos razones

esenciales: poder obtener, al final, una miel bien limpia y cristalina; y poder

conservar bien la miel, ya que las impurezas pueden servir de materia a una

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fermentación futura.

Diagrama de Procesamiento de la Miel de Caña

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Diagrama de flujo de la elaboración de la miel de caña

Subproductos de la miel de caña

Los subproductos de la melaza o miel de caña tiene cuatro destinos básicos:

alimento animal, producción de alcohol, reprocesamiento industrial para extraer

el azúcar contenido en ella y producciones industriales como: levadura, ácido

cítrico, lisina, entre otros.

Levaduras: La industria de las levaduras es muy antigua, su tecnología es ampliamente conocida alrededor del mundo, las más conocidas son la saccharomyces y la torula.

La levadura saccharomyces (levadura panadera), se produce en casi todos los países, pues su presencia es indispensable para la producción del pan. La levadura que se recupera en la producción de alcohol se emplea para la

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alimentación animal.

La levadura torula es de gran importancia en los países en desarrollo que procesan caña de azúcar, es una fuente de proteínas y vitaminas y se utiliza en la formulación de piensos destinados a la alimentación animal.

La producción de levaduras no presenta dificultades tecnológicas, se utilizan los equipos tradicionales de la industria fermentativa (fermentadores, agitadores, bombas y tanques).

Derivados químicos: El atractivo de usar el azúcar y la miel final como materias primas para la producción de derivados químicos de gran valor radica en su solubilidad y disponibilidad. Los productos se pueden obtener fácilmente mediante procesos sencillos de fermentación o reacciones químicas simples; las plantas para la producción de derivados se pueden integrar con las operaciones de los ingenios para disminuir los costos del transporte y la energía.

Lisina: Es un aminoácido esencial que se utiliza como aditivo para la

alimentación animal; se encuentra en la harina de pescado y en las tortas de soja.

La producción de lisina a partir de la miel de caña está localizada principalmente en Japón y México; la tecnología se encuentra disponible en el comercio.

Ácido cítrico: Se obtiene por fermentación de las mieles; se emplea como

acidulante, para realzar el sabor en productos alimenticios y bebidas, también como agente de conservación.

La producción de ácido cítrico ha sido ampliamente estudiada y está lista para su comercialización; se basa en la fermentación del azúcar presente en la miel final por aspergillus niger.

USOS: Es un buen conservante y antioxidante natural que se añade industrialmente como aditivo en el envasado de muchos alimentos, caso los vegetales enlatados.

Glutamato monosódico: Es uno de los saborizantes más conocidos en la industria alimenticia, su presentación final es en forma de polvo blanco cristalino; se produce esencialmente por la vía fermentativa. El principal productor es Japón.

Dextrana: Es un polímero de glucosa de elevado peso molecular que se obtiene mediante la fermentación de sacarosa, meladura o mieles.

La dextrana técnica posee propiedades similares a las de los derivados de la celulosa (carboximetil celulosa y productos de almidón). La dextrana clínica, que se obtiene a partir de la dextrana técnica se produce en muchos países para su consumo interno, su principal uso es como sustituto del plasma

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sanguíneo.

Acido oxálico: La producción de ácido oxálico se basa en la oxidación del

azúcar presente en la melaza con ácido nítrico en presencia de un deshidratante y un catalizador. Estudios realizados mostraron la recuperación de ácido entre el 40 y el 60 % en peso de melazas, con una pureza del 97 al 99,5 %. Es necesario desarrollar un proceso de acuerdo a los recursos y las capacidades de cada país.

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Elaboración de alfeñiques

Es una especie de caramelo o confitura procedente de España con base en azúcar pura, miel de la caña. Preparada en pasta alargada y retorcida a la que pueden sumarse otros componentes; es una confitura folclórica desde tiempos coloniales en gran parte de Hispanoamérica.

Elaboración

Mezclar la miel de caña, glucosa y Azúcar para formar un almíbar, en una paila cocine a fuego fuerte y sin revolver hasta que llegue al punto de hilo esto es que al echar un poquito en un recipiente con agua fría los hilos se quiebren. Baje de fuego y vierta sobre una superficie húmeda (enfriamiento), retírese y extienda la masa, luego corte en tiritas que se estiran y se tuercen(fraccionamiento de nudos) para luego ponerlos en su envoltura.

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Elaboración de tabletas

Mezclar la miel de caña, batata en forma de puré y Azúcar en una paila cocine a fuego moderado, sacar la pasta del fuego luego batirlo hasta que se ponga blanca, luego hacer reposar en molde para ser cortada en forma de tabletas y luego ser empaquetado.

Etanol

Recepción de Materia Prima: Las materias primas usadas en la producción

de alcohol son el jugo y las mieles generadas en el proceso de fabricación de azúcar. Estas son continuamente enviadas desde la fábrica mediante bombeo y depositadas en tanques de almacenamiento.

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Pre fermentación: En el proceso de pre-fermentación es donde se desarrollan

las levaduras. Se utilizan levaduras de alta calidad, principalmente de la especie Saccharomyces cerevisiae, cuidadosamente seleccionadas y purificadas. Los cultivos de levadura se activan en el laboratorio a una temperatura de 30 °C, pasando posteriormente a un semillero de fábrica, donde son adicionados los elementos necesarios para su crecimiento y reproducción. Del semillero, la levadura pasa a los pre-fermentadores, donde se incorporan el jugo y la miel provenientes de los tanques de almacenamiento ya combinados por un mezclador en línea. Esta miel diluida es conocida como mosto. El objetivo de la pre fermentación es que la levadura crezca y se multiplique, pero sin producir alcohol. Esto se logra añadiendo una fuerte corriente de aire al proceso.

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Fermentación: Una vez obtenido el volumen necesario de levadura en el

mosto, este se traslada al área de fermentación. Durante esta etapa no se aplica aire, ya que aquí estamos interesados en la producción de alcohol. Las levaduras en ausencia de oxígeno cambian su metabolismo, realizando una fermentación anaeróbica, donde desdoblan las moléculas de sacarosa de la miel para producir alcohol y CO2. Durante la fermentación, se agregan a la levadura más mosto y una serie de nutrientes y químicos requeridos para la realización de la función fermentativa. El alcohol producido se encuentra diluido en el mosto a una concentración de aproximadamente 8%.

Destilación: Una vez que el mosto ha sido fermentado por la acción de la

levadura, éste es enviado hacia las columnas de destilación para extraer el alcohol (separarlo del mosto). El proceso de separación del alcohol y el mosto se da debido a que el alcohol y el agua tienen diferentes puntos de ebullición. El mosto es elevado a una temperatura en la que únicamente hierve el alcohol, se convierte en vapor, sale por la parte superior de la columna, y pasa a la siguiente, dejando atrás el agua y demás impurezas, las cuales son conocidas como vinaza. Cada columna adicional extrae una mayor cantidad de humedad e impurezas, hasta obtener un producto final con alta pureza y un grado de concentración de alcohol de 96%. En la destilación se obtienen alcoholes de diferentes tipos.

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Deshidratación: En la destilación logramos tener un producto con alrededor de 96% de concentración de alcohol. Para remover humedad y alcanzar el 99.5% requerido para utilizar el alcohol como combustible, es necesario deshidratar el alcohol. En la planta de deshidratación el alcohol es vaporizado y sobrecalentado y se hace pasar por tamices moleculares donde se aumenta su concentración hasta 99.5%.

Finalmente, el alcohol es enviado a diferentes destinos. Si es para exportación por barco, éste se envía en camiones cisterna a tanques de almacenamiento en el Puerto de Corinto, desde donde se carga a los tanques del barco. Si es para exportación terrestre, se carga directamente a los camiones cisterna que los transportarán.

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Producción de azúcar SVLC: Generalmente, la producción de azúcar refinada

involucra la producción de azúcar crudo en el ingenio, y luego la refinación del

azúcar crudo en la refinería.

La calidad final del azúcar depende de que tan bien se clarifique el jugo y no

solamente del color del jarabe o de la masa cocida, sino también del tipo de no

azúcares presentes en el jarabe y, del tipo y cantidad de macromoléculas

presentes. Estas macromoléculas producen diferentes productos de

degradación y color durante la concentración del jugo y en las etapas de

cristalización.

Con base en estas investigaciones, Applexion diseñó un proceso que hace

posible la producción en el ingenio de azúcar de alta calidad con muy bajo color

que no contiene sulfitos, el cual se puede denominar SVLC (muy bajo color).

En la Figura se puede observar el diagrama de flujo para la producción de

azúcar SVLC.

A partir de este SVLC se puede producir azúcar refinada, partiendo de su

fundición, se decoloriza mediante un proceso de intercambio iónico y su

cristalización en una o dos etapas. Parte de la corrida se recircula antes del

proceso de decoloración y la otra parte durante cristalización del azúcar A en el

ingenio.

El principio para la producción del SVLC es el tratamiento de los jugos

clarificados en membranas de ultrafiltración, que permiten la eliminación casi

completa de la turbidez y de las macromoléculas (ceras, dextranas y gomas)

que contiene el jugo de la caña. Después de la ultrafiltración, la turbidez del

jugo es de 0,1 a 0,5 NTU/Brix.

La filtración tangencial con membranas produce un filtrado de alta calidad sin

las desventajas del proceso convencional de filtración : Periodos cortos de

operación debido a la formación de tortas y la necesidad de utilizar compuestos

que faciliten la operación.

Una vez el jugo se ha filtrado muy bien, se puede descalcificar en una unidad

de intercambio iónico. Por este proceso, se remueven el calcio y el magnesio

que son los causantes de las incrustaciones en los evaporadores.

La eliminación de las incrustaciones reduce el consumo de energía ya que se

mantienen por más tiempo los coeficientes de transferencia de calor en los

equipos; la regeneración de la planta de ablandamiento del jugo se efectúa con

melazas B o melazas C. Esta etapa no es obligatoria para la aplicación del

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nuevo proceso.

Desde el punto de vista ambiental la principal ventaja de la tecnología

Applexion es la producción de azúcares de bajo color y alta calidad sin la

necesidad de sulfitar los jugos de caña, lo cual permite su utilización dentro de

la industria alimenticia. Esto quiere decir que se evita el consumo de 1,8 kg de

azufre por tonelada de azúcar producida y la emisión a la atmósfera de 1,8 kg

de SO2 por tonelada de azúcar.

Los consumos de agua y energía se deben evaluar cuidadosamente ya que

ésta tecnología requiere la adición de nuevas etapas y la supresión de otras

dentro del proceso de producción de azúcar.

Producción de azúcar SVLC.

Producción de azúcar refinada: La principal innovación del proceso

Applexion es la producción de azúcar refinada directamente en el ingenio; en

la Figura se muestra el diagrama de flujo para la producción de azúcar

refinada.

De hecho, el SVLC es la mejor materia prima para la producción de

azúcar refinada; este azúcar es libre de turbidez, bajo en color, y como está

libre de macromoléculas se puede procesar sin necesidad de clarificación

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primaria.

El SVLC se decolora utilizando una planta de intercambio iónico, la remoción

de color es cercana al 80 %. Si se procesa azúcar SVLC con 300 Icumsa de

color, se puede obtener azúcar con 60 Icumsa de color, el cual es un azúcar

refinado de alta calidad.

Después de la decoloración, el líquido se cristaliza en un tanque batch (por

cochadas) de acuerdo a su pureza ; el agotamiento de la masa cocida se

realiza en un cristalizador de vacío que alcanza entre el 65 y 70 % de

rendimiento de cristales de azúcar.

Utilizando un cristalizador de vacío se obtiene un mayor rendimiento de azúcar

y el proceso de refinación se puede desarrollar en una sola etapa ; de ser

necesario, se realiza una segunda etapa.

Las características de los no-azúcares convencionales presentes en el jarabe

hacen que el rendimiento de la primera etapa de extracción de azúcar de la

masa cocida sea del 57 %; esto produce un aumento de la recirculación y un

impacto negativo sobre los costos de producción debido a la cantidad de masa

cocida que se debe procesar y al consumo de energía.

Producción de azúcar refinada.

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IV. CONCLUSIONES

Los subproductos de la miel de caña ya que de ellos son

generadores económicos en la industria alimentaria.

Unos de los subproductos que se obtiene de la miel de caña

es el alcohol etílico dado su importancia en la industria

farmacéutica.

V. BIBLIOGRAFIA

http://www.buenastareas.com/search_results.php?action=search&hidden=0&

query=miel+de+ca%C3%B1a

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