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Ingenieria Quimica, U. San marcos
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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
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UNMSM Facultad de Qumica e Ingeniera Qumica
- 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
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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
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- 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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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).
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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.
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FIG. 5 COEFICIENTES DE SOLUBILIDAD (AZ.RED / CENIZA = 2.42)
FIG. 6 COEFICIENTES DE SOLUBILIDAD (AZ.RED / CENIZA = 0.94)
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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.
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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.
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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
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FIBRA % acept. 18-20 / regular 16-18 / bueno 14-16 / muy bueno
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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).
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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.
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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
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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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.
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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
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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.
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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
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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.
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FIG. 13 TACHO VACCUM PAN
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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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
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- 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.
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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.
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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.
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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
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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
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- 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.
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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.
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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
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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
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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
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- 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).
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- 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.
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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
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