Molienda de caña y su maquinaria

PREPARACION Y MOLIENDA DE LA CAÑA

DE AZÚCAR

Ing. César A. Villegas Neira

21 DESCARGUE

PESAJE DE CAÑA PREPARACION

CAÑA Para pago de la caña CAÑA ALIMENTACIONy cálculos de control Suministro racional y

fabril oportuno de la caña al

molino

CAÑA

AGUA

4 3JUGO PESAJE DE JUGO JUGO MOLIENDA

DILUIDO Para cálculos de DILUIDO Extracción de lacontrol fabril sacarosa contenida

en la caña

BAGAZO A

CALDERAS

PREPARACION Y MOLIENDA DE CAÑA DE AZUCAR

DIAGRAM DE BLOQUES DEL PROCESO DE ELABORACION DE AZÚCAR Y ALCOHOL

DIAGRAM DE BLOQUES DEL PROCESO DE ELABORACION DE AZÚCAR Y ALCOHOL

LAVADO DE LA CAÑA

EXTRACCIÓN DEL JUGO

TRATAMIENTO

TRATAMIENTO

PRODUCCIÓN DE AZÚCAR

FERMENTACIÓN DESTILACIÓN

CAÑA

AZÚCAR

ALCOHOL

Recepción de la caña

LIMPIEZA DE LA CAÑA

-Limpieza por vía húmeda- Mesas convencionales de 15° o 18°- Mesa de 45°

-Limpieza por vía secaGrúa hilo para descargueMesa alimentadora: recepción y almacenamiento temporalVentiladores: remueve la paja y parte de la tierra

Ventaja: disminuye las perdidas de azúcar al lavar la caña

MESA ALIMENTADORA CON CAÑA DE AZÚCAR

SAN JACINTO - 2006

LAVADO DE CAÑA DE AZÚCAR

PUCALA 2000

PUCALA 2000

PUCALA - 2003

LAVADO DE CAÑALAVADO DE CAÑA

LAVADO DE CAÑALAVADO DE CAÑA

PUCALA - 2003

La caña inicialmente es preparada para romper o desfibrar las células de los tallos por medio de picadoras. Luego se lleva a una serie de molinos, donde se realiza la extracción de la sacarosa que consiste en exprimir y lavar el colchón de bagazo..

El lavado del colchón de bagazo se hace con jugo extraído en el molino siguiente y el lavado del último molino se hace con agua condensada caliente (agua de imbibición), que facilita la extracción de la sacarosa en el bagazo y evita la formación de hongos y la necesidad de emplear bactericidas.

El bagazo se lleva a las calderas, para usarlo como combustible y el jugo es llevado al área de fabricación.

ESQUEMA DE EXTRACCION DE JUGOESQUEMA DE EXTRACCION DE JUGO

PREPARACIÓN DE LA CAÑA

El objetivo de la preparación de la cañaes aumentar la capacidad de los molinos, transformando la caña en una masa compacta y homogénea.

Aumenta la extracción de los molinos, rompiendo la corteza de la caña y facilitando la molienda y extracción de jugo.

PREPARACIÓN DE LA CAÑA

- Machetes, cuchillas o picadoras- Niveladores- Desfibrador: tipo Maxwell o Searby

EQUIPOS DE PREPARACIÓN DE CAÑA

- Machetes, 1.90 Kw /T. cañaMachetes, 1.90 Kw /T. caña- Niveladores: incluido en machetesNiveladores: incluido en machetes- Desfibrador: 2.5 – 3.0 Kw /T. cañaDesfibrador: 2.5 – 3.0 Kw /T. caña

dependiendo del diseñodependiendo del diseño- Recepción, transporte y elevación de caña:Recepción, transporte y elevación de caña:

0.19 Kw-h /T. caña0.19 Kw-h /T. caña

DEMANDA DE ENERGÍA PARA LA PREPARACION DE LA CAÑA

NIVELADOR DE CAÑA DE NIVELADOR DE CAÑA DE AZÚCARAZÚCAR

PUCALA 2008

- Machetes: 500 rpm, 1er juego

600 rpm, 2do juego- Niveladores: 35 rpm, 1er juego

75 rpm, 2do juego- Desfibrador: Maxwell: 450 – 600 rpm

Gruendler: 960 – 975 rpm

VELOCIDAD DE GIOS DE EQUIPOS DE PREPARACION DE CAÑA

CUCHILLAS NIVELADORAS DE

CAÑA

MACHETES O CUCHILLAS PICADORAS

CAÑA AL PRIMER JUEGO DE MACHETESCAÑA AL PRIMER JUEGO DE MACHETES

PUCALA - 2003

TIPOS DE CUCHILLAS O

MACHETES UTILIZADOS EN

LA PREPARACION DE CAÑA DE

AZUCAR

Machetes

SAN JACINTO 2007

MACHETE PARA EL PRIMER Y SEGUNDO JUEGO

SAN JACINTO 2007

JUEGO DE MACHETES LISTO PARA RECAMBIO

SAN JACINTO 2007

EJE DE TRANSMISION DE POTENCIA

SAN JACINTO 2007

TURBINA A VAPOR PARA EL PRIMER JUEGO

PUCALA 1999

TURBINA A VAPOR EN REPARACION

PUCALA 1999

RODETES DE UNA TURBINA A VAPOR

DESFIBRADOR O SHREDDER

DESFIBRADOR O SHREDDER

OBJETIVO DEL DESFIBRADOR Permite preparar la caña para su extracción abriendo sus

fibras y exponiendo el jugo de la caña para un fácil evacuación de las celdas.

Este procedimiento lo realiza golpeando la caña contra una placa (sufridera) ubicada en la parte superior ( o inferior).

Es necesario reparar las puntas de los martillos con soldaduras especiales resistentes a la abrasión

Martillos

EXTRACCIÓN DE JUGO

Separar el jugo del tallo conteniendo azúcares (jugo), de la fibra de la caña, con un máximo de eficiencia posible

CAPACIDAD DE MOLIENDA

C = 0.0255 * c*n* (1 – 0.018*n*D)*L*DC = 0.0255 * c*n* (1 – 0.018*n*D)*L*D22*N*N1/2 1/2 / f/ f

C = TCHC = TCH c = Coeficiente de preparaciónc = Coeficiente de preparación

1.15 para dos juegos de machetes1.15 para dos juegos de machetes 1.22 dos juegos de machetes más desfibrador Maxwell1.22 dos juegos de machetes más desfibrador Maxwell

1.25 dos juegos de machetes más desfibrador Searby1.25 dos juegos de machetes más desfibrador Searby n = Velocidad de las mazas, RPMn = Velocidad de las mazas, RPM f = fibra por unidad de caña.f = fibra por unidad de caña.

N = Número de mazas en el trapicheN = Número de mazas en el trapiche D = Diámetro de las mazas, mD = Diámetro de las mazas, m L = longitud de las mazas, mL = longitud de las mazas, m

MÁXIMA CAPACIDAD DE MOLIENDA

CMáx = (47.12 * D*L* n) / (0.97/ρ) – 47.50* 10-3 * f

CCMáxMáx = TCH = TCH

D = Diámetro de las mazas, mD = Diámetro de las mazas, m L = Longitud de las mazas, mL = Longitud de las mazas, m n = Velocidad de las mazas, RPMn = Velocidad de las mazas, RPM f = fibra por 100 unidades de caña ( % )f = fibra por 100 unidades de caña ( % )

ρρ = = Densidad de la caña entrada molino, en Ton/m3

DEMANDA DE ENERGÍA PARA MOLINOS DE TRES MAZAS

T = 0.134 * P * n * D / TCH

T = Kw – h / Ton caña para cada molinoT = Kw – h / Ton caña para cada molino

P = Carga hidráulica total, tonP = Carga hidráulica total, ton

n = Velocidad, RPMn = Velocidad, RPM

D = Diámetro de las mazas, mD = Diámetro de las mazas, m

TCH = Ton de caña molida por horaTCH = Ton de caña molida por hora

CÁLCULO BÁSICO DE LA EXTRACCIÓN

CÁLCULO BÁSICO DE LA EXTRACCIÓN

Caña = Jugo + Bagazo

Azúcar en caña = Azúcar en jugo + Azúcar en bagazo

Caña + Agua = Jugo mezclado + Bagazo

Jugo mezclado = Agua + Sólidos solubles (Brix)

Bagazo = Agua + Fibra + Sólidos solubles (Brix)

Molinos

Equipos de baja Equipos de baja velocidad y de alta velocidad y de alta presión y potencia.presión y potencia.

Presentan un desgaste Presentan un desgaste pronunciado a lo largo pronunciado a lo largo de la zafra.de la zafra.

Extraen el jugo por Extraen el jugo por expresión (94 – 96 %)expresión (94 – 96 %)

MAZA DE MOLINO

VIRGEN:ESTRUCTURA DE SUSTENTACIÓN

Base de lavirgen

Pernos de ajuste

Tapa lateral

Maza superior

Eje de maza

Cabezote hidráulico

Cojinete o bronce

Auxiliares de molinos Cuchilla bagacera Peine o Raspador

MOLINOS TRES MAZAS

Maza superior

Maza anterior o cañera

Maza posterior o bagacera

Cuchilla bagacera

Abertura de salida

Abertura de entrada

Peine o raspador

PUCALA 2007

MAZA SUPERIOR DE 78” X 36”

PUCALA 2007

RELLENANDO DIENTES DE MASA SUPERIOR

MOLINOS CUATRO MAZAS

Maza anterior o cañera

Maza posterior o bagacera

Cuchilla bagacera

CUCHILLA BAGACERA

CaracterísticasCaracterísticas

- - Estructura metálica, acero fundido, Estructura metálica, acero fundido, localizada localizada bajo la maza superior y entre las bajo la maza superior y entre las mazas mazas inferiores.inferiores.

FunciónFunción

- - Conducir la caña para un segundo tratamiento.Conducir la caña para un segundo tratamiento.

- Promover la limpieza de la maza cañera.- Promover la limpieza de la maza cañera.

Chute Chute DonnelyDonnely

Caja de alimentación por gravedad.

Favorece:La capacidad, aumentade 15 a 17 % con unadensidad de 50 Kg/m3

PUCALA 2007

SHUTE DONNELLY EN PRIMER MOLINO

CONDUCTORES DE CAÑA DONNELLYCONDUCTORES DE CAÑA DONNELLY

SAN JACINTO 2005

Consiste en la adición de agua o con el objetivo de disolver el azúcar remanente y reducir la proporción de fibra en caña, facilitando la extracción y evitando la reabsorción del jugo extraído por el bagazo.

SISTEMA DE IMBIBICION COMPUESTASISTEMA DE IMBIBICION COMPUESTA

SAN JACINTO 2005

IMBIBICION VS. EXTRACCION DE SACAROSAIMBIBICION VS. EXTRACCION DE SACAROSA

SPENCER

SISTEMA DE ACCIONAMIENTO DE LOS MOLINOS

Turbinas de vaporTurbinas de vapor Motores eléctricos: la electrificación de los Motores eléctricos: la electrificación de los

molinos es con propósito de disminuir el molinos es con propósito de disminuir el consumo de vapor de proceso utilizado en la consumo de vapor de proceso utilizado en la molienda de caña. La electrificación puede ser molienda de caña. La electrificación puede ser completa o parcial.completa o parcial.

SISTEMA DE ACCIONAMIENTO CON MÁQUINA DE VAPOR: CORLISS

SISTEMA DE ACCIONAMIENTO CON TURBINAS DE VAPOR EN MOLINOS

TURBINAS ACCIONADORAS DE MOLINOSTURBINAS ACCIONADORAS DE MOLINOS

SAN JACINTO 2005

SISTEMA DE ACCIONAMIENTO POR MOTORES ELÉCTRICOS EN MOLINOS

SISTEMA DE ACCIONAMIENTO ELECTRO - HIDRÁULICO EN MOLINOS

SISTEMA DE ACCIONAMIENTO POR ENGRANE PLANETARIO

SISTEMA DE ACCIONAMIENTO POR ENGRANE PLANETARIO INDEPENDIENTE

PANEL DE REGULACION DE CARGA DE MOLIENDAPANEL DE REGULACION DE CARGA DE MOLIENDA

SAN JACINTO 2005

DIFUSIÓN80% of installed

capacity is diffusion

Extraction between 96.7% & 98.5%

80% of installed capacity is diffusion

Extraction between 96.7% & 98.5%

Extraen el jugo por el principio de difusión y percolación (97 – 98 %). Su desgaste es menor y tienen un costo de mantenimiento inferior al de los molinos.

Difusión Principio de operaciónPrincipio de operación

- - Esta basado en el sistema de Esta basado en el sistema de contracorriente contracorriente del lavado de la caña o bagazo del lavado de la caña o bagazo por medio por medio del agua de imbibicióndel agua de imbibición

Difusión

-- El agua es añadida en la descarga final del El agua es añadida en la descarga final del transportador y se percola a través del colchón transportador y se percola a través del colchón de de bagazo y las perforaciones del fondo bagazo y las perforaciones del fondo del del transp. transp.

Difusión

- El agua disuelve el azúcar en el bagazo y el jugo luego formado se recolecta en una tina. Este jugo es removido por bombeo repitiéndose el proceso hasta que el jugo alcance su máxima concentración en la alimentación final del difusor.

Diagrama de Flujo de un difusor Smet

Capacidad difusor Smet Bagacero

Capacidad difusor Smet Cañero

SISTEMA DE COLADO DE JUGOSISTEMA DE COLADO DE JUGO

SAN JACINTO 2005

COLADOR DE JUGO TIPO

DSM

COLADOR TIPO TROMELCOLADOR TIPO TROMEL

BAS INGENIERIA S.A.

COLADOR DE ZARANDAS VIBRATORIASCOLADOR DE ZARANDAS VIBRATORIAS

PUCALA 2007

SISTEMA DE MUESTREO DE JUGO MIXTOSISTEMA DE MUESTREO DE JUGO MIXTO

LAREDO 2005

21 DESCARGUE

PESAJE DE CAÑA PREPARACION

CAÑA Para pago de la caña CAÑA ALIMENTACIONy cálculos de control Suministro racional y

fabril oportuno de la caña al

molino

CAÑA

AGUA

4 3JUGO PESAJE DE JUGO JUGO MOLIENDA

DILUIDO Para cálculos de DILUIDO Extracción de lacontrol fabril sacarosa contenida

en la caña

BAGAZO A

CALDERAS

PREPARACION Y MOLIENDA DE CAÑA DE AZUCAR

REPORTE DIARIO DE

PRODUCCION

SAN JACINTO 2003

SALIDA DE BAGAZO DEL ULTIMO MOLINOSALIDA DE BAGAZO DEL ULTIMO MOLINO

PUCALA 2007

SISTEMA DE TRANSPORTE DE BAGAZO

LAREDO 2005

BALANZA DE JUGO MIXTOBALANZA DE JUGO MIXTO

PUCALA 2007