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ANEXO 2

El control qumico.

1.0.- Aspectos de carcter general.Para cualquier proceso de produccin el control qumico es fundamental , pues con ello se cumpleel objetivo de controlar el comportamiento de sus parmetros bsicos para los anlisis de losdiferentes problemas que ocurren durante el desarrollo de la zafra y corregirlos con accionesinmediatas . No se concibe proceso alguno sin la existencia de un sistema de control qumico .

La tendencia en los ltimos aos ha apuntado la necesidad de fortalecer el trabajo de control eintegrarlo a un sistema interactivo de accin rpida para corregir los problemas quecotidianamente ocurren en la produccin . Evitando as que la calidad del producto final se afecte.

La necesidad de satisfacer la demanda de un mercado cada vez ms exigente , ya no solo encuanto a la calidad , sino tambin en la uniformidad de la produccin que se comercializa ; ha

llevado a los productores de caa y de azcar de caa a la asimilacin de nuevas tecnologas ysistemas de control que garanticen con eficiencia la calidad de los azcares producidos. En estesentido no se puede obviar la notoria influencia que est teniendo tambin en el mundoazucarero la implementacin de los patrones de calidad ISO 9000 .

En consideracin hemos credo muy oportuno incluir el tema de control de la calidad comoaspecto de indiscutible importancia y vigencia para los tecnologos de fbrica en el contexto delManual de Operaciones .

El control qumico en un ingenio tiene que lograr los objetivos siguientes :

Asegurar la base estadstica informativa con la confiabilidad requerida sobre los parmetros que se llevan alesquema de control, para de esa forma coadyuvar al proceso de toma de decisiones para mantener bajo control laproduccin y evitar con ello grandes prdidas en azcar.

Proporcionar cifras que indiquen la magnitud de las prdidas que ocurren en la fbrica y establecer conjuntamentecon los tecnlogos los mecanismos que le permitan localizar y erradicar las mismas.

Acumular datos que permitan que el trabajo de la fbrica durante un perodo sea comparable con el de otrosperodos (das, decenas, meses, aos) y con el de otras fbricas e incluso puedan ponderarse provincial ynacionalmente.

La modernizacin de la tecnologa de procesos lleva implcito una reduccin de los tiemposrequeridos para la verificacin de las reacciones y ello va indisolublemente ligado a esquemas decontrol ms activos y eficientes.

La estadstica del comportamiento de los parmetros del proceso constituye la base msimportante para la previsin de los diferentes problemas a los que cotidianamente nosenfrentamos en la zafra .

En el trabajo de control se debe garantizar el cumplimiento de los siguientes principios:

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Exactitud Claridad Sencillez

Siendo el ltimo tan importante como el primero, es decir , se debe lograr una sencillez de formatal que no est en conflicto con la exactitud y la calidad.

Siempre se preferirn mediciones directas, exactas y sencillas en lugar de clculos ydeterminaciones indirectas. Asimismo tienen mas peso las consideraciones prcticas en lugar

de especulaciones tericas.

La base del Control Azucarero es el Laboratorio de Control el cual se vincula al procesoproductivo de forma activa participando en el anlisis de los resultados que se obtienen , as comoen la toma de decisiones que permitan mantener el proceso en control estable e ininterrumpido yde esta forma actuar como apoyo insustituible al Jefe de Fbrica para alcanzar el cumplimientoestable y sistemtico de los indicadores fundamentales de eficiencia y la calidad del azcar.

Los laboratorios azucareros disponen de la documentacin tcnica necesaria para su correctofuncionamiento.2.0.- Muestra

La calidad del trabajo de control depende en primer termino de la eficiencia del sistema demuestreo de los distintos productos que se analizan en el laboratorio azucarero. Nada es tanimportante como la muestra.

Una muestra ideal es aquella que cualitativamente no difiere del universo al que pertenece ,las muestras reales sern ms representativas cuanto ms se aproximen a esta definicin.

Una muestra representativa del flujo de un producto debe tomarse en forma continua , o aintervalos adecuados , adems ha de ser proporcional a la cantidad del producto que representacon independencia de s es a flujo continuo o batche.

Los datos obtenidos al analizar muestras no representativos carecen de valor real y por lo

general nos conducen la mayora de las veces a decisiones errneas durante el proceso deproduccin .El caso ms significativo lo constituyen las muestras de mieles A y B y la de losciclones para el proceso de ajuste final de las purezas de las masas cocidas.

Tambin resulta significativa la importancia en el caso de las muestras de los lotes deproduccin para determinar su calidad , sobre todo cuando parte de ellas sern rplicastestigos solicitadas por los compradores .

En la industria azucarera de caa resulta relativamente fcil tomar muestras representativas de lamayor parte de los productos , que a su vez son los ms importantes , que intervienen en elproceso fabril . Se excluyen algunos productos como el bagazo, la cachaza, las masas cocidas,etc. , que por su naturaleza se toman de forma puntual y su representatividad podra ser dudosa.

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Control qumico del proceso

Para evitar las alteraciones fsicas,qumicas y microbiolgicas quesufren los productos, sobre todolos jugos1 , al acumularlos parasu posterior anlisis, es necesariopreservarlas ntegramente paraque no se afecte surepresentatividad , de ah que seanecesario tomar las medidassiguientes :

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Enfriar los productos calientesantes de tomarlos como muestras.

Mantener la total asepsia de todos los utensilios destinados a la toma de la muestra.

Conservar la muestra y preservarla con medios y/o biocidas adecuados.

3.0.- Esquemas de control.

Es la base de la organizacin del trabajo del laboratorio azucarero . Tiene su origen en lanecesidad de satisfacer la informacin estadstica sobre los parmetros del proceso tanto para lacontabilidad azucarera como para el control de la diferentes operaciones .

El esquema de control se elabora en estrecha coordinacin por tecnlogos , maquinistas y ellaboratorio de control de la fbrica , y en el se contemplan los aspectos siguientes:

1 Vase epgrafe 1.05.00.- Extraccin de jugo.

Objeto de control . Punto de muestreo. Tipo de muestreo.

Determinaciones a realizar a cada muestra. Frecuencia analtica.

4.0.- Principales determinaciones analticas.Las principales determinaciones qumicas que se realizan en el laboratorio azucarero as comolos probables valores normales a obtener se detallan a continuacin.

4.1.- Determinacin del Brix y la Pol.

Ambas determinaciones constituyen la base del control en fbrica. A travs del brix y la pol seconoce el total de slidos y la riqueza en pol (pureza) de los materiales que entran a la fbrica,los que estn en el proceso de produccin y los que salen de ella , en forma de azcar , mielfinal y como perdidas .

Producto ImportanciaPrimer jugo extrado Calidad de la materia primaJugo mezclado Caractersticas del jugo que entra al procesoJugo clarificado Eficiencia de la purificacinMeladura Eficiencia de los evaporadoresSemilla Control de fabricacin de templas A y B

Bagazo ndice de prdidasMiel final ndice de perdidasAzcar Calidad del producto finalTabla 13. 1 Puntos de muestreo y su importancia

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En la tabla 13.2 se indican los valores normales de brix y pureza de los diferentes productos del proceso .

4.2.- Sacarosa.

Existen pases donde el control qumico del procesoest basado en la sacarosa. En Cuba se le determinasacarosa a productos como el jugo mezclado y lamiel final.

La presencia de polisacridos, especialmente ladextrana en el jugo mezclado , adems de losproblemas que produce por elevacin de laviscosidad de los materiales ; incrementanartificialmente su contenido de pol y como resultadode ello se da la entrada a la casa de calderas de unacantidad de azcar inexistente , trastornandototalmente la contabilidad azucarera2.

La determinacin de sacarosa en el jugo mezcladoen esa situacin extrema evita este tipo de error ; en

la miel final permite conocer la prdida real que seest produciendo por este concepto . Adems dealertar al Jefe de Fabricacin y al tecnlogo cuandolas diferencias entre pol y sacarosa en esteproducto son mayores de lo permisible paraproceder a determinar las causas que originan dicha prdida para corregirlas con acciones inmediatas enel proceso y evitar as perdidas mayores de azcar , que en este caso aunque no son contables ,resultan ser significativas.

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La determinacin de sacarosa en el jugoclarificado cuando se producen paradasprolongadas , es bsica para conocer la prdida

que se ha producido por inversin durante el tiempode la misma. Esta prdida tampoco detectable ensu totalidad cuando el anlisis se realiza en base a pol. Los valores normales de sacarosa en el jugomezclado y la miel final se muestran en la Tabla 13.3.

4.3.- Azucares reductores.

El incremento del nivel de azcares reductores desde el inicio de la molida hasta el producto final, indicaclaramente que se est produciendo inversin de la sacarosa que entr con la caa y deja de serazcar recuperable . Es por ello que se determinan los azcares reductores a los jugos 3 , meladura ,azcar y miel final, como un mtodo eficaz para el control de las perdidas por este concepto; aunquegeneralmente el aumento en el nivel de los reductores no se analiza a travs de los resultados de su

determinacin sino utilizando el coeficiente glucosdico4

, que no es ms que la relacin existente entre el% de azcares reductoresy la pol en la forma siguiente :

2 Estos polisacridos adems traen graves consecuencias para el proceso , entre las ms connotadas se destacan la reduccin de la velocidad decristalizacin por incremento de la viscosidad , deformaciones del grano , etc . Para mas detalles vase Capitulo 1.3 Se refiere a los jugos primario , mezclado y clarificado.

4 Segn definicin de la ISSCT debe denominarse razn de invertidos.

Producto Brix % de PurezaPrimer guarapo extrado 15 - 25 84 - 90Guarapo mezclado 14 - 20 82 - 88Ultimo guarapo extrado < 10 70 - 80Guarapo clarificado 14 - 18 De 0.5 a 1.5 puntos por

ecnima del mezcladoMeladura 60 - 65 Ligeramente superior a

la del guarapoclarificado

Guarapo de los filtros 12 - 15 74 - 80Masa A 93 - 94 80 - 85Miel A 60 - 65 70 - 75Masa B 94 - 95 70 - 75Miel B 60 - 65 47 - 51Masa C 96 - 98 60 - 62Miel final 86 - 88 Aproximadamente 30

enteros menos que lamasa C.Tabla 13.2 Especificaciones de calidad de los diferentesproductos del proceso.

Producto Pol SacarosaJugo mezclado 9 - 17 Aprox. 0,5% inferiorMiel final 26 - 32 5 - 7 enteros superior

Tabla 13. 3 Relacin entre la sacarosa y la pol.

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CG = Coeficiente glucosdico = ( % Azcares reductores 100 ) / % de Pol

Una variacin del CG es smbolo inequvoco de problemas as pues en los procesos donde se verificala inversin de la sacarosa se acusa uncrecimiento delCG, en tanto que en los que se produce dedestruccin de reductores se manifiesta una reduccin delCG .

Un tandem con infeccin acusa un crecimiento en el CG deljugo primario al jugo mezclado de forma inmediata , unareduccin del CG jugo mezclado al clarificado seala ladestruccin de reductores generalmente por sobrealcalizacin . En el caso especfico de la ltima bandeja delclarificador este coeficiente da una informacin muy certerade los posibles problemas en el rea de clarificacin y

agotamiento de las cachazas.

En la Tabla 13.4 se muestran algunos valores del % de reductores en diferentes productos intermedios yen el azcar ; el CG debe tener un valor estable dentro del rango de 4.0 a 12.0%.

4.4.- Cenizas.Aunque la ceniza se define por la ISSCT como el residuo que queda despus de la combustin, este noexiste en esa forma en los productos azucareros. Esta situacin ha llevado a sustituir el mtodo dedeterminacin por incineracin directa por el de cenizas sulfatadas, pues se plantea que con este ltimo seobtiene una medida relativamente correcta de las sales presentes en el producto. Es por ello que la cenizaconductimtrica, mtodo empleado en Cuba, utiliza factores de conversin de cifras conductimtricas acenizas sulfatadas.

A pesar de que las cenizas entradas en la fbrica junto con la caa o como contaminantes de la cal u otrascausas, son no azcares que inhiben la cristalizacin del azcar y de hecho generadores de miel final . Elcontrol utilizando las cifras de cenizas en los distintos productos del proceso est muy limitado realizndosela determinacin slo en azcar y miel final, debiendo ampliarse hacia el jugo mezclado y el clarificado.

Tanto el coeficiente salino , razn sacarosa pol a ceniza , comola razn de invertidos a cenizas, calculados en los distintospuntos del proceso permiten conocer e investigar entradasanormales de cenizas al mismo o posibles destrucciones desacarosa, causas de perdidas que pueden ser evitadas ocontroladas.

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.5.- Determinacin del PH.

La determinacin del PH nos permite conocer la acidez puntual del flujo .Esta informacin tiene un valorinestimable para el proceso azucarero , pues una de las vas de mayores prdidas de azcar loconstituyen los procesos de inversin en los que el medio cido acta como catalizador de los mismos.

Productos Azcares reductoresGuarapos 0,50 - 1,50Meladura 2,00 - 4,00Miel final 15.00 - 28.00Azcar crudo Mximo - 0,6Tabla 13.4 Comportamiento de los reductores

Producto % de CenizasAzcar 0,5 mximoMiel final 10 - 12Tabla 13. 7 Niveles de cenizas.

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Esta propiedad se utiliza ampliamente en el ajuste y control de la acidez en el trabajo de fabricacin , sobretodo , en el proceso de encalado del jugo para la purificacin del jugo.

La acidez determina la inversin de la sacarosa y se acelera con elincremento de temperatura, es por ello imprescindible mantener uncontrol estricto sobre el PH en las distintas fases del proceso para asmantenerle bajo control y evitar las perdidas de sacarosa porinversin .

El PH se le determina a los jugos, la meladura, la miel final y al azcarproducido . Los valores medios en las diferentes corrientes del procesose indican en la tabla 13.8 .

5.0.- Clculos empleados en el control del proceso.

En el control azucarero se requiere realizar una serie de mediciones, determinaciones analticas y clculos ,para conocer las existencias en fbrica , retenciones, etc. . A continuacin se expondrn las formulacionesprincipales empleadas en la contabilidad azucarera.

Determinaciones directas , que en lo adelante se indicarn por la letra d1. Peso de caa 4. Pol % jugo mezclado 7. brix % ltimo jugo extrado2. Peso de jugo mezclado 5. Humedad % bagazo 8. Pol % ltimo jugo extrado3. Brix % jugo mezclado 6. Pol % bagazo 9. Brix % jugo primario12APeso del agua de imbibicin 15 Fibra % caa

10 Brix % bagazo Pol % bagazo( 6 ) Brix % ltimo jugo extrado( 7 ) /pol % ltimo jugo extrado11 Fibra % bagazo 100 - humedad % bagazo(5) - Brix % bagazo (10)12 Peso del agua total Peso del jugo mezclado (2) + Peso del bagazo (13) - Peso de caa (113 Peso del bagazo Bagazo % caa (14) Peso caa (1) / 10014 Bagazo % caa 100 Fibra % caa (15) / Fibra % bagazo (11

16 Peso de la fibra Fibra % caa (15) Peso de caa (1) / 10017 Jugo mezclado % caa 100 Peso jugo mezclado (2) / Peso de caa (1)18 Pureza del jugo mezclado 100 Pol % jugo mezclado ( 4 ) / Brix porciento jugo mezclado ( 3 )19 Peso de Brix en jugo mezclado Brix % jugo mezclado (3) Peso jugo mezclado (2) / 10020 Peso pol en jugo mezclado Pol % jugo mezclado (4) Peso de jugo mezclado / 10021 Peso de Brix en bagazo Brix % bagazo (10) Peso de bagazo (15) / 10022 Peso pol en bagazo Pol % bagazo (6) Peso bagazo (13) / 10023 Peso de jugo absoluto Peso caa (1) - Peso de fibra (16)24 Brix % jugo absoluto [Peso de Brix en jugo mezclado (19) + Peso de Brix en bagazo (21) / Peso de jugo

absoluto (23)] 10025 Pol % jugo absoluto [Peso de pol en jugo mezclado(20) + Peso de pol en bagazo (22) / Peso jugo

absoluto (23)] 10026 Pureza del jugo absoluto 100 Pol % jugo absoluto (25) / Brix porciento jugo absoluto (24)27 Peso de jugo absoluto extrado 100 Peso de Brix en jugo mezclado (19) / Brix porciento jugo absoluto (24)28 Jugo absoluto extrado % caa 100 Peso de jugo absoluto extrado (27) / Peso caa (1)29 Peso de jugo absoluto en bagazo 100 Peso de brix en bagazo (21) / Brix % jugo absoluto (24)

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5 Se considerar una cada de hasta 0.5 en al PH del clarificaco a la meladura , dentro del rango establecido.

Productos PHJugo primera extraccin 5,2 - 5,8Jugo mezclado 5,0 - 5,6Jugo alcalizado 7,8 - 8,0Guarapo clarificado 6,8 - 7,0Meladura 5 6,7 - 6,9Miel final 5,0 - 6,0Azcar 6,8 - 7,0Tabla 13.8 Valores normales del PH

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Peso de jugo absoluto (23) - Peso jugo absoluto extrado (27)30 Agua total % caa 100 Peso de agua total (12) / Peso de la caa (1)31 Agua total % jugo absoluto 100 Peso agua total (12) / Peso jugo absoluto (23)32 Agua imbibicin % caa 100 Peso agua imbibicin (12 A) / Peso caa (133 Agua imbibicin % jugo absoluto 100 Peso agua imbibicin (12 A) / Peso jugo absoluto (2334 Peso de agua de dilucin Peso de jugo mezclado (2) - Peso jugo absoluto extrado (27)35 Dilucin % caa Jugo mezclado % caa (17) - Jugo absoluto extrado % caa (28)

36 Dilucin % jugo absoluto 100

Peso de agua de dilucin (34) / Peso jugo absoluto (23)37 Dilucin % jugo absoluto extrado 100 Peso de agua de dilucin (34) / Peso de jugo absoluto extrado (27)38 Agua total en bagazo % caa Agua total % caa (30) - Dilucin porciento caa (35)39 Peso de pol en caa Peso de pol en jugo mezclado (20) + Peso de pol en bagazo (22)40 Pol % caa 100 Peso pol en caa (39) / Peso de caa (1)41 Pol extrada % caa 100 Peso de pol en jugo mezclado (20) / Peso caa (1)42 Pol en bagazo % caa 100 Peso de pol en bagazo (22) / Peso de caa (1)43 Extraccin de pol 100 Peso de pol en jugo mezclado (20) / Peso pol en caa (39)44 Prdida de molienda 100 Pol % bagazo (6) /Fibra % bagazo (11)45 Coeficiente de extraccin 100 [ 100 - extraccin de pol (41) ] / Fibra % caa (15)46 Prdida en bagazo % pol en bagazo Prdida de molienda (40) Fibra % caa (15) / Pol % caa (40)47 Extraccin reducida 100 - [ Jugo absoluto en bagazo % fibra (48) / 7 ]

48 Jugo absoluto en bagazo % fibra [10 000Brix % bagazo (10)] / [Brix % jugo absoluto (24) * Fibra % bagazo (11) ]49 Jugo sin diluir en bagazo % fibra [10 000Brix % bagazo (10) ] / [ Brix % jugo primario (9) Fibra % bagazo (11) ]50 Eficiencia terica [1,4 - 40 / Pureza jugo mezclado (18)] * 10051 Eficiencia prctica 100 Peso de pol en azcar (60) / Peso de pol en jugo mezclado52 Nmero de eficiencia de la casa de

calderas100 Eficiencia prctica (51) / Eficiencia terica (50

53 Galones de miel final de 88 Bx portoneladas de caa probables

[( 0.0176 Pureza de miel final - 0,217 ) / 4,88] 1 000 No azucares % jugomezclado

54 % de formacin de miel 100Galones de miel final de 88 Bx toneladas de caa reales / Galones de mielfinal de 88 Bx toneladas de caa probables

55 Factor de miel[1,76

Pureza de la miel final - 21,7]

Porciento de formacin de miel (54)56 Prdida en miel % pol en caa Factor de miel(55) No azcares % jugo mezclado / Pol porciento caa (4057 Factor de prdida en molienda Pol % bagazo (5) / Fibra % bagazo (11)58 Prdida en bagazo % pol en caa Factor de prdida en molienda Fibra % caa (15) / Pol % caa (40)59 Peso de pol en cachaza Peso de cachaza (d)Pol porciento cachaza (d) / 10060 Peso de pol en azcar(d) Peso de azcar * Pol % azcar (d) / 10061 Peso de humedad en azcar Peso de azcar (d) Humedad % azcar (d) / 10062 Peso de slidos en azcar Peso del azcar (d) - Peso de humedad en azcar (61)63 Peso de pol en miel final Peso de miel final (d) Pol % miel final (d) / 10064 Peso de brix en miel final Peso de miel final (d) * Brix % miel final (d) /10065 Recobrado de la casa de calderas 100 peso de la pol en azcar (60) / Peso de la pol en jugo mezclado (20)66 Recobrado total 100 Peso de pol en azcar (60) / Peso de pol en caa (39)

6.0.- Cuenta de pol.En la cuenta de pol se resume el balance de la eficiencia del ingenio , pues en ella se representan todaslas prdidas as como la recuperacin de azcar durante el proceso , en forma de recobrado y comorendimiento . Con el ejemplo que se muestra se explicar la cuenta de pol .

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La cuenta de pol se hace primero hasta fecha y la cantidad de cada producto hasta fecha anterior esrestado de este total obteniendo as las cifras decenales.

Cuenta de pol Ton. de pol % en caa % Pol en jugo % de pol en caaPrdida en miel final 392,8 0,97 7,01 6,57Prdida en cachaza 25,1 0.05 0,45 0,42Perdidas indeterminadas 70,3 0,17 1,25 1,18

Perdidas casa de calderas 488,2 1,20 8,72 8,17Perdidas en bagazo 374,5 0.93 6.27Perdidas totales 862,7 2,13 8,72 14,43Recobrado en Azcar 5 113,8 12,66 91,28 85,57Pol total 5 976,5 14,79 100,00 100,00Tabla 13.9 Ejemplo de una cuenta de pol tpica de un ingenio .

En la primera columna se declaran los objetos del balance y a continuacin se indican los trminos delbalance como sigue :

Ton. de pol ; son las toneladas de pol de cada uno de los productos de la primera columna , ello significa

que a la fbrica entraron 5 976.5 ton de azcar en forma de pol , de ellas se recuperaron 5 113.8 tonde pol como azcar granulada y se perdieron en 862.7 ton de pol en miel final , cachaza, bagazo eindeterminados.

% en caa ; expresa la cantidad de cada producto por cien de caa , se obtiene dividiendo las toneladasde pol de cada producto por las toneladas de caa molida y el resultado se multiplica por 100 ; este es unndice muy utilizado en la industria azucarera ya que relaciona la cantidad de pol en los productos con lamateria prima.

A la fbrica entr caa de 14.79 % de pol , de ellos se recuperaron 12.66 % en forma de azcargranulada y se perdieron 2.13 % en miel final , cachaza, bagazo e indeterminados.

% de pol en jugo ; es la proporcin de pol en los productos de la cuenta con respecto a la pol entregada ala casa de calderas por el tandem . Se obtiene dividiendo las toneladas de pol de cada producto por lastoneladas de pol del jugo mezclado y el resultado multiplicado por 100 para llevarlo a porciento; estebalance es muy til al departamento de fabricacin.

Del 100 % de la pol que entr a la casa de calderas en el jugo mezclado , se recuper el 91.28 % enforma de azcar granulada y se perdi el 8.72 % en miel final , cachaza e indeterminados.

% de pol en caa, es la ms conocida y extendida expresin de la cuenta de pol , representa la cantidadde pol en los productos por cada 100 de pol que trae la caa siendo actualmente el balance que sirve degua para evaluar mediante las normas establecidas el trabajo de la fbrica. Se obtiene dividiendo lacantidad de pol de cada producto por el peso de la pol que trae la caa y el resultado multiplicado por 100.

Del 100 % de la pol que entr al ingenio con la caa, se recuper el 85.57 % en forma de azcargranulada y las prdidas ascendieron al 14.43 % distribuidas en la miel final , cachaza , bagazo eindeterminados.

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