Proceso de fabricacin del azcar de caa El azcar se obtiene de la
planta de caa por la reaccin de fotosntesis debindose separarse en
el proceso de fabricacin otros componentes como pueden ser la
fibra, las sales minerales, cidos orgnicos e inorgnicos y otros,
obtenindose una sacarosa de alta pureza en forma de cristal.El
azcar es un producto bsico, esencial y necesario en la dieta
alimenticia y constituye la materia prima para numerosas
industrias, tales como confiteras, panaderas, bebidas no alcohlicas
y alcohlicas.Proceso de fabricacinRecepcin, descarga Y alimentacin
de la caa
Proceso de fabricacin de azcar.Esta rea del departamento de
maquinaria recibe el nombre de Batey, las caas a moler es
transportada por diversos medios (remolques, camiones, vagones de
ferrocarril, etc), las cuales son pesadas en bsculas anexas a las
fbricas, posteriormente las caas se descargan a travs de diferentes
medios: Gra Caera, Gra Puente, Volteadores Laterales o directamente
a los conductores de caa.
El conductor principal de caa, que es largo y lleva la caa a la
fbrica, el ancho del conductor es siempre igual al largo de las
mazas de los molinos, el conductor consta de dos partes: una
horizontal y una inclinada (15 a 22 grados), es movido por un
motorreductor de velocidad variable.
Sobre el conductor de caa en muchos ingenios montan los
niveladores de caa cuya funcin consiste en distribuir y en cierto
modo nivelar la caa en el conductor.
El nivelador consiste de un eje colocado transversalmente al
conductor, en el cual van brazos curvos los que giran en sentido
inverso al conductor. La uniformidad del colchn en el conductor
permite variaciones mnimas de velocidad para la alimentacin de caa
a molinos.
Extraccin del Jugo:
La caa es desmenuzada con cuchillas rotatorias y una
desfibradora antes de molerla para facilitar la extraccin del jugo
que se hace pasndola en serie, entre los filtros, o mazas de los
molinos. Se utiliza agua en contracorriente para ayudar a la
extraccin que llega a 94 o 95% del azcar contenida en la caa. El
remanente queda en el bagazo residual que es utilizado como
combustible en las calderas, as como materia prima para la
fabricacin de tableros de bagazo. Esta constituye la primera etapa
del procesamiento de fabricacin de azcar crudo.
En las prcticas de molienda, mas eficientes, mas del 95 % del
azcar contenido en la caa pasa a guarapo; este porcentaje se conoce
como la extraccin de sacarosa (por de la extraccin, o mas
sencillamente, la extraccin).Molinos y conductores
La caa, una vez preparada segn los pasos anteriores, cae al
primer molino, de ste a travs de un conductor intermedio pasa a un
segundo molino y as sucesivamente atraviesa hasta el ltimo molino
segn el tamao de la batera (4 a 7 molinos los ms usados).
Centralmolino.JPG
El molino consta normalmente de 3 cilindros (2 inferiores y 1
superior entre y arriba de los dos primeros), su misin es la
extraccin del jugo de la caa, en un principio estos cilindros eran
lisos pero posteriormente y hasta la fecha se datan de ranuras (o
rayados), pues esto ayuda a la extraccin y al agarre del bagazo, al
pasar entre los cilindros (mazas) las ranuras varan en su paso y su
altura pero en la actualidad se estn optando por generalizar a los
tamaos mayores usados (2 o 3) de paso.
Inicialmente los cilindros o mazas de un molino eran fijos unos
respecto a otros, stos presentan serios problemas pues al pasar
cuerpos extraos (piedras, pedazos de acero, etc.) su soporte,
llamada virgen, ceda y ocasionaba grandes problemas adems la presin
que se ejerca sobre el bagazo quedaba determinada por la altura del
colchn de caa a la entrada del molino. Para solucionar esto se
comenz la bsqueda de presiones elsticas, lo que condujo a la
colocacin de resortes de alto calibre sobre la maza superior, la
cual poda levantarse o bajar (flotacin), como medio para presionar
sobre los apoyos del cilindro superior y es lo utilizado hasta la
fecha.
Conductores
Son los encargados de llevar el bagazo de un molino a otro,
existen varios tipos: los de cadena de arrastre o de rastrillo, los
de tablilla persiana, de banda, etc.
Estos estn provistos de clutch (o debera de estarlo) los cuales
detienen el conductor intermedio (que tambin son movidos por el
mismo molino) cuando cuerpos extraos como metal o piedras pasan a
travs del mismo o cuando se produce atoramiento o atascamiento
(tacos), en los molinos, por tal su funcionamiento debe estar en la
mejor forma. Las piedras y los metales causan dao en los cilindros
sobre todo en la destruccin de los dientes lo que ocasiona
problemas en la extraccin y elevados costos de reparacin.
Para el mejoramiento de la extraccin de jugo del bagazo se
adopta (generalmente antes del ltimo molino) la adicin de agua al
bagazo, en los molinos anteriores se echa jugo diluido del molino
al cual precede y a esto se le llama imbibicin (simple o
compuesta). La imbibicin suele causar problemas pues para el molino
se hace ms difcil tomar el bagazo imbbido que seco.
Purificacin del Guarapo: Clarificacin:
El jugo de color verde oscuro procedente de los molinos es cido
y turbio. El proceso de clarificacin (o defecacin), diseado para
remover las impurezas tanto solubles como insolubles, emplea en
forma general, cal y calor agentes clarificante. La lechada de cal,
alrededor de 16 (0,5 kg) (CaO) por tonelada de caa, neutraliza la
acidez natural del guarapo, formando sales insolubles de calcio. El
jugo clarificado transparente y de un color parduzco pasa a los
evaporadores sin tratamiento adicional.
Evaporacin:
El jugo clarificado, que tiene ms o menos la misma composicin
que el jugo crudo extrado, excepto las impurezas precipitadas por
el tratamiento con cal, contiene aproximadamente un 85 % de agua.
Dos terceras partes de esta agua se evapora en evaporadores de vaco
de mltiple efecto, con esta operacin se convierte en matadura. Los
evaporadores trabajan en mltiples efectos, y el vapor producido por
la evaporacin de agua en el primer efecto es utilizado para
calentar el segundo y as, sucesivamente, hasta llegar al quinto
efecto que entrega sus vapores al condensador. El condensador es
enfriado por agua en recirculacin desde el estanque de
enfriamiento. Todo esta proceso de ebullicin ocurre al vaco.
Clarificacin del Jugo Crudo:
El proceso es similar a la fosfatacin del refundido en unas
refineras de azcar. En este caso, se aaden al jarabe o meladura cal
y cido fosfrico, luego se airea junto con la adicin de un polmero
floculante.
Cristalizacin
La meladura pasa a los tachos donde contina la evaporacin de
agua, lo que ocasiona la cristalizacin del azcar. Es decir que, al
seguir eliminando agua, llega un momento en el cual la azcar
disuelta en la meladura se deposita en forma de cristales de
sacarosa. Los tachos trabajan con vaco para efectuar la evaporacin
a baja temperatura y evitar as la caramelizacin del azcar.
En este momento se aaden semillas a fin de que sirvan de medio
para los cristales de azcar, y se va aadiendo ms jarabe segn se
evapora el agua. El crecimiento de los cristales contina hasta que
se llena el tacho.
La templa (el contenido del tacho) se descarga luego por medio
de una vlvula de pie a un mezclador o cristalizador.
Centrifugacin o Purga; Reebullicion de las Mieles:
En los tachos se obtiene una masa, denominada masa cocida, que
es mezcla de cristales de azcar y miel. La separacin se hace por
centrifugacin en las maquinas destinadas a esa labor. De las
centrfugas sale azcar cruda y miel. La miel se retorna a los tachos
para dos etapas adicionales de cristalizacin que termina con los
conocimientos, o melaza. El azcar de tercera se utiliza como pie
para la cristalizacin del segundo conocimiento y el azcar de
segunda para el conocimiento de primera.
El tambor cilndrico suspendido de un eje tiene paredes laterales
perforadas, forradas en el interior con tela metlica, entre stas y
las paredes hay lminas metlicas que contienen de 400 a 600
perforaciones por pulgada cuadrada. El tambor gira a velocidades
que oscilan entre 1000-1800 rpm. El revestimiento perforado retiene
los cristales de azcar que puede lavar con agua si se desea. El
licor madre, la miel, pasa a travs del revestimiento debido a la
fuerza centrfuga ejercida (de 500 hasta 1800 veces la fuerza de la
gravedad), y despus que el azcar es purgado se corta, dejando la
centrfuga lista para recibir otra carga de masa cosida. Las mquinas
modernas son exclusivamente del tipo de alta velocidad (o de una
alta fuerza de gravedad) provistas de control automtico para todo
ciclo. Los azcares de un grado pueden purgarse utilizando
centrfugas continuas.
Historia de la Maquinaria, el Equipo y los Procesos:
Los fabricantes y refinadores de azcar tienen razn de sentirse
orgullosos de su historia como pioneros de la industria qumica y
del procesamiento de alimentos. La mayor parte de los equipos bsico
se desarroll especficamente para la produccin azucarera y ms tarde
se adapt para usos generales. El azcar fue la primera industria
alimenticia en emplear qumica, y de adelant por muchos aos a las
modernas ideas de control tcnico y qumico tan corrientes ahora en
las grandes fbricas.
Mquinas y Equipos:
Los primeros tipos de molinos de caa empleaban rodillos
verticales de madera molida por animales, fuerza hidrulica, o
motores de viento. Se le atribuye a Sematon haber sido el primero
en disponer tres rodillos horizontales en la forma triangular
(actual), y algunos autores afirman que fue el quien ide el primer
molino de este tipo, movido por vapor en Jamaica.
Capacidad del Equipo:
Debido al hecho de que son muchos los factores que influyen en
la seleccin del equipo adecuado en el ingenio azucarero, las cifras
promedios podran conducir a conclusiones errneas. Las condiciones
locales, las caractersticas y riqueza del contenido de la caa, el
tipo de proceso, la calidad deseada de la produccin y muchas otras
consideraciones, afectan el tamao y capacidad de maquinas y equipos
en las diferentes estaciones de la fbrica.
Nuevos Procesos para la Operacin en Pequea Escala:
El proceso mas reciente en el separador TILBY, la caa se corta
longitudinalmente en dos mitades, cada mitad pasa por su propio
separador de manera que la mdula es removida del interior de la
corteza luego dicha corteza se raspa todava mas para remover la
capa exterior de revestimiento de cera. Las capas de denominan por
lo general Compith para la porcin de la mdula, Comsind para la capa
fibrosa y Dermax para la cubierta de cera.
Hogelsug propone un proceso para 20 a 300 t de caa por da. El
jugo se clarifica mediante cal y fosfato, la espuma o nata se
elimina por flotacin y el jugo se evapora en tres etapas (primero,
utilizando un evaporador vertical tipo calandra de tubos cortar
hasta 35 Brix; luego, mediante un evaporador abierto, utilizando
las gases de la combustin a una temperatura de 800 C hasta 80 Brix;
y finalmente por medio de un evaporador de partculas delgada hasta
de 95 Brix, antes de ser enfriado en un cristalizador de aire fro y
vertido en moldes.
Para obtener azcar de consumo directo, se conduce el jugo,
despus de la primera evaporacin, al proceso de carbonatacin
utilizando gas de la combustin a 300 C, y se filtra antes de las
dos etapas siguientes de evaporacin. La masa cocida se puede
centrifugar para obtener un producto cristalino.
Almacenamiento a Granel del AzcarEs regla general, almacenar el
azcar terminado en grandes depsitos o silos. Los depsitos o silos
no solo permiten que se empaquen nicamente durante el da, tambin
dan por resultados altos ahorros, ya que el empacado se puede
efectuar en respuesta a los seguimientos de las empaques de jugo de
empacar el azcar conforme se produce y almacena el producto
empaquetado.
RefinacinEl azcar de primera es refundida o redisuelta con agua;
luego es aireado en un recipiente a presin y pasa a las
clarificadoras donde las impurezas flotan y el licor clarificado es
extrado por la parte inferior.
El licor clarificado es pasado por los filtros de lecho profundo
donde se eliminan el resto de las impurezas, y de all el filtrado
es entregado a los tachos de refino. Igual que en los tachos de
crudo en estos tachos se elimina agua y se obtiene azcar refinada
cristalizada. La miel es retornada al conocimiento de crudo para
mezclarse con la meladura y la azcar hmeda de las centrifugas pasa
a los secadores y de all al envase.Algunas definiciones generales
de la caa de azcarCentralazucar2.JPG
Caa: es la materia prima normalmente suministrada a la fbrica y
que comprende la caa propiamente dicha, la paja, el agua y otras
materias extraas:Paja: es la materia seca, insoluble en agua, de la
caaJugo Absoluto: son todas las materias disueltas en la caa, mas
el agua total de la caa.Bagazo: es el residuo despus de la
extraccin del jugo de la caa por cualquier medio, molino o
presa.Jugo Residual: es la fraccin de jugo que no ha podido ser
extrada y que queda en el bagazo.Brix: el Brix de una solucin es la
concentracin (expresada en g de concentrado en 100 g de solucin) de
una solucin de sacarosa pura en agua.Pol: es la concentracin
expresada en g de solucin en 100 g de solucin. De una solucin de
sacarosa pura en agua.
