PLANTA DE PRODUCCIÓN DE AZÚCAR CRISTALIZADO

SADAE ASTRID QUIROGA PARDO CÓD. 2053493LYDA YALENA ROJAS SANABRIA CÓD. 1953326

JUAN CARLOS AMÉZQUITA CÓD. 2042945DIEGO ARMANDO FLÓREZ SARMIENTO CÓD. 2043650

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICABUCARAMANGA

2010

PLANTA DE PRODUCCIÓN DE AZÚCAR CRISTALIZADO

SADAE ASTRID QUIROGA PARDO CÓD. 2053493LYDA YALENA ROJAS SANABRIA CÓD. 1953326

JUAN CARLOS AMÉZQUITA CÓD. 2042945DIEGO ARMANDO FLÓREZ SARMIENTO CÓD. 2043650

Profesor: IVÁN DARÍO ORDÓÑEZ SEPÚLVEDA

Materia: ANÁLISIS DE PROCESOS

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDERFACULTAD DE INGENIERÍAS FISICOQUÍMICAS

ESCUELA DE INGENIERÍA QUÍMICABUCARAMANGA

2010

PRODUCCION DE CAÑA

La caña de azúcar (Saccharum officinarum L), es un pasto gigante tropical, rico en azúcar, el cual es sintetizado durante la fotosíntesis. De manera general, la caña contiene [1], una parte sólida llamada fibra (11 - 16 %) y una parte líquida formada por agua (73 – 76 %) y azúcar (8 – 15 %) principalmente, así como otros componentes.

La sacarosa se forma en la planta de caña, a partir del proceso de fotosíntesis [1]:

12CO2 + 11H2O C12H22O11 + 12O2

El azúcar ya procesado industrialmente requiere cumplir ciertos estándares [2] para ser apto para el consumo humano:

Tabla Nº1. Grados máximos y mínimos de exigencias de calidad del azúcar [2].

PROCESO DE PRODUCCIÓN DE AZÚCAR A PARTIR DE CAÑA

La producción de azúcar a partir de caña se esquematiza en forma general, en la Figura Nº1.

Figura Nº 1. Esquema global de la producción de caña de azúcar.

ETAPAS DEL PROCESO DE PRODUCCIÓN DE AZÚCAR A PARTIR DE CAÑA

Cultivo y Llegada de la Materia Prima (caña de azúcar) a la Planta: el proceso productivo se inicia con la preparación del terreno, etapa previa de siembra de la caña. La cosecha se da de 15 a 12 meses después de la siembra. Una vez madura la planta, las cañas son cortadas y se apilan a lo largo del campo, de donde se recogen para ser transportadas al ingenio. Se revisa la caña para determinar su calidad y contenido de sacarosa, luego se pesa en básculas y se almacena temporalmente en los patios de caña llamados batey para finalmente ser llevada a la picadora.

Picado de la Caña: la caña es desmenuzada con el fin de facilitar la extracción en los molinos.

Molienda: mediante un sistema de molinos se extraen los jugos de la caña. El jugo que sale de la molienda contiene impurezas como tierra, arena, residuos de caña. De esta etapa sale el bagazo hacia las calderas para ser usado como combustible o para la elaboración de papel, y el jugo sucio o guarapo. El bagazo contiene 45 - 46% de fibra, 2 - 3% de sólidos insolubles como tierra, piedra, 2 - 3% de sólidos solubles (azúcar) y 50% de agua [3]. En esta etapa se agrega agua caliente (entre 80 - 85º C [4]) de imbibición para facilitar la extracción de la sacarosa contenida en la materia fibrosa. La cantidad de

bagazo obtenido varía de 240 a 280 kg de bagazo por tonelada de caña, y el azúcar en el contenido representa una de las pérdidas del proceso.

Figura Nº 2. Aspecto del Bagazo de Caña de Azúcar.

Filtro: el jugo que sale de la clarificación pasa por filtros estáticos en movimiento tipo tropel para retirar las partículas finas de la fibra de caña, a las que se llama bagacillo.

Figura Nº 3. Aspecto del Bagacillo de Caña de Azúcar.

Pesada del Jugo: el jugo extraído se pesa para saber el rendimiento de la caña.

Clarificación: se agrega cal para reducir la acidez (sale de la molienda a 5.2 y el pH ideal es de 8 a 8.5) y para ayudar a la precipitación de impurezas del jugo, en los clarificadores continuos se sedimentan y decantan los sólidos y el jugo claro se extrae por la parte superior. Se adicionan 0.5Kg de CaO por tonelada de caña en esta etapa [5]. De esta etapa sale el jugo clarificado con un porcentaje de sólidos soluble ente 10 y 12% [6] y cachaza, un producto sólido y oscuro con una humedad de 54% [3], la cual puede ser usada como

abono. Para acelerar este proceso coagulante se eleva la temperatura del jugo encalado a 94 - 99º C [6]. Se produce de 30 a 50 Kg por tonelada de materia prima procesada, lo cual representa entre 3 y 5 % de la caña molida.

Figura Nº 4. Aspecto de la Cachaza o Torta de Filtro.

Evaporación: en esta etapa se elimina la mayor cantidad de agua, de esta etapa se obtiene un jugo denominado meladura o jarabe con una concentración de 55 a 67% [5, 13] de sólidos solubles retirando un 75 - 87% del agua del jugo alimentado.

Cristalización: es un proceso de evaporación de simple efecto a 61ºC, a un presión de 550mmHg [7], para eliminar el agua de la meladura y cristalizar el azúcar, la salida de los tachos se llama masa cocida y es una mezcla de miel y cristales de azúcar, con una concentración de 96º Brix [8]. Para llevarlos a los cristalizadores y terminar el agotamiento de las mieles. La miel y los cristales se separan en una centrifuga. A los cristales separados se les adiciona agua en agitación continua para obtener una masa de 93º Brix a la que se llama magma y se emplea como semilla. De esta etapa salen los cristales de azúcar y miel, la cual se lleva al siguiente tacho para recristalizar. La masa cosida se separa de la miel por medio de centrifugas.

Secado: se hace circular aire caliente en un secador rotatorio a 60º C para obtener azúcar con una humedad inferior al 2.5% y 0.05% [2, 5]. El azúcar seco se enfría a 40 - 45º C para llevarlos a la etapa de empaque, por encima de estas temperaturas el azúcar se endurece

Empaque: el azúcar refinado se empaca en presentación 5, 500, 1000 y 2500 gramos; 50 y 100 kilogramos e incluso por toneladas.

ESTUDIO DE MERCADOS

Tomando como referencia el Balance de ASOCAÑA 2000 – 2010 [9], se presentan en las Tablas Nº 2 y 3, las cantidades demandadas y ofrecidas de azúcar en el mercado Colombiano en el período comprendido entre los años 2000 y 2010.

Año Demanda de Producto (toneladas métricas/año)

Porcentaje de Crecimiento

(%/año)2000 1365512 -2001 1370297 0,352002 1448306 5,392003 1468367 1,372004 1561281 5,952005 1575063 0,882006 1585881 0,682007 1718810 7,732008 1715236 -0,212009 1651034 -3,89

Tabla Nº 2. Cantidad Demandada de Producto y Porcentaje de Aumento de la Demanda del Producto.

El porcentaje de crecimiento anual de la demanda y la oferta del producto, se obtiene mediante la siguiente ecuación:

Para el año 2001 será:

1370297 – 1365512% Crecimiento de la Demanda = * 100% = 0.35%

1370297 1312222 – 1348822

% Crecimiento de la Oferta = * 100% = - 2.79% 1312222

Demanda/Oferta año actual – Demanda/Oferta año anterior

% Crecimiento = * 100%

Demanda/Oferta año actual

El signo negativo refleja una disminución de la oferta en el año 2001, con respecto al año 2000.

AñoOferta de Producto

(toneladas métricas/año)

Porcentaje de Crecimiento (% /año)

2000 1348822 -2001 1312222 -2,792002 1361914 3,652003 1351759 -0,752004 1523427 11,272005 1515380 -0,532006 1459872 -3,802007 1558170 6,312008 1549845 -0,542009 1512739 -2,45

Tabla Nº 3. Cantidad de Producto Ofrecida en el Mercado y Porcentaje de Aumento de la Cantidad de Producto Ofrecido en el Mercado.

Figura Nº 5. Cantidad Demandada de Producto.

Figura Nº 6. Cantidad de Producto Ofrecida Actualmente en el Mercado

Al realizar la diferencia entre la cantidad demandada de azúcar y la cantidad ofrecida del mismo, se obtiene un valor positivo, que refleja hay una demanda insatisfecha, como consecuencia de que la demanda es mayor que la oferta de producto.

Demanda de Producto (tm/año)

Oferta de Producto (tm/año)

Demanda Insatisfecha (tm/año)

1365512 1348822 166901370297 1312222 580751448306 1361914 863921468367 1351759 1166081561281 1523427 378541575063 1515380 596831585881 1459872 126009

1718810 1558170 1606401715236 1549845 1653911651034 1512739 138295

Tabla Nº 4. Demanda Insatisfecha de Azúcar en el Mercado Colombiano.

Teniendo en cuenta que existe una demanda insatisfecha, y que el azúcar cristalizado es un producto de uso diario, apto para el consumo humano, se decidió que se va a suplir totalidad del mercado colombiano, vendiendo el azúcar a los principales distribuidores del país.

ÍNDICES DE SENSIBILIDAD ANTE LA INCERTIDUMBRE DEL MERCADO

PROYECCIONES DE PRECIOS DE VENTA DEL PRODUCTO

ESTUDIO TÉCNICO

DISEÑO CONCEPTUAL

BALANCE DE MASA EN MOLINO (5 ETAPAS)

Características del Alimento

A la molienda entra la caña picada, se usa un Tandem de cinco molinos, donde no entran hojas, solo material con contenido de azúcar según la tabla:

Tallo Molible Hojas DespunteCaña 68 - 70% 13 - 14% 17 - 18%Agua 68 - 70% 40 - 70% 68 - 75%Sacarosa 15 - 16% 0% 2 - 6%Fibra 13 - 11.5% 20 - 50% 13 - 20%No Azúcares 2.5 - 3% 6 - 10% 2 - 6%

Tabla Nº… Composición de la Caña que entra la Molienda.

En el alimento se asumen los siguientes porcentajes [..]:

ENTRADASTallo

MolibleDespunte Caña Tallo Despunte Total

(Kg/h)Caña (Kg)

70% 18% 15773 11041 2839 13880

Cantidad de Azúcar

16% 6% 1766.6 170.3 1936.9

Agua 70% 75% 7728.77 2129.3 9858.1Fibra 11.50% 17% 1269.7 482.7 1752.4No Azúcares

2.50% 2% 276 56.8 332.8

Tabla Nº…

Del molino salen dos corrientes, jugo y bagazo. Para los cálculos del balance de masa en el molino se asumió que la humedad del bagazo es del 50% [3], la fibra es el 46% y los sólidos solubles retenidos son el restante 4%.

La cantidad de agua de imbibición alimentada al molino es del 32% [4], de la masa de caña alimentada. Para las 38 toneladas/hora, el balance calculado con los porcentajes mencionados es:

MOLIENDAEntrada

cañaSalida

GuarapoAgua

ImbibiciónSalida

Bagazo Azúcar 1936.9 1840.1 -- 96.8 Agua 9858.1 12701.9 5030.7 2186.9 Fibra 1752.3 17.5 -- 1734.8 No azúcares 332.8 66.5 -- 266.2Balance 13880.2 14626.1 5030.7 4284.8Balance Total del Molino

18910.9 18910.9

Tabla Nº…

Clarificación

La corriente de jugo que sale del molino pasa a través de un tamiz en el cual se logra retirar el 75% […] de la fibra remanente en el jugo llamada bagacillo. Posteriormente esta corriente alimenta el clarificador donde además ingresa una corriente de cal que corresponde a 0.005 kg/ (kg de caña alimentada al proceso) [5].

En el clarificador y tras la depositación de las impurezas sólidas salen dos corrientes, el jugo clarificado y la cachaza, considerando que la masa de cachaza retirado en este proceso constituye aproximadamente el 5%W de la caña alimentada […]. Con una composición aproximada de 75% agua y 25% sólidos, sustancias no solubles y 10% de azúcar.

CLARIFICACIÓNEntra

GuarapoSale Jugo

Entrada Cal

Salida Cachaza

CAL -- -- 78.8 78.8Azúcar 1840.1 1761.3 -- 78.8Agua 12701.9 12141.9 -- 559.9Bagasillo 4.3 -- 4.3No azucares 66.5 -- 66.5Balance 14612.9 13903.2 78.8 788.6Balance clarificación 14691.8 14691.8

Tabla Nº…

Evaporación

El proceso de evaporación se realiza en un tren de evaporación al vacío en efecto múltiple.

De la demanda insatisfecha de azúcar para el año 2010 se plantea una capacidad de producción que pueda cubrir el 79% de la actual demanda insatisfecha: 120000 ton/año. Lo que implica moler 15773 kg/h de caña.

ESTO NO VA EN EL ESTUDIO DE MERCADOS?????A partir de los datos obtenidos del Balance de ASOCAÑA 2000 – 2010 [9], se realizó la proyección de la oferta y la demanda hasta el año 2020

Año PeríodoDemanda

Proyectada (ton/año)

Oferta Proyectada (ton/año)

Demanda Insatisfecha

(ton/año)

Cuota del Mercado

2010 1 1446875 1295746 151129 1300002011 2 1487500 1322632 164868 1350002012 3 1528125 1349518 178607 1400002013 4 1568750 1376404 192346 1450002014 5 1609375 1403290 206085 1500002015 6 1650000 1430176 219824 1550002016 7 1690625 1457062 233563 1600002017 8 1731250 1483948 247302 165000

PROCESO

2018 9 1771875 1510834 261041 1700002019 10 1812500 1537720 274780 1750002020 11 1853125 1564606 288519 180000

Tabla Nº… Demanda y Oferta de Azúcar Proyectadas para el Período 2010 – 2020.

ESTO PARA QUÉ ES????9.09 toneladas de caña producen una tonelada de azúcar blanca [20]Bibliografía[18] Ramírez Claudia. Simulación del Proceso de Producción Dual Bioetanol Combustible - Azúcar. UIS. 2009.

DIAGRAMA BFD

En el diseño BFD se esquematizan las corrientes de materias primas y productos finales, cuando son procesadas en los bloques de operación.

ME PARECE QUE ESTO NO VA????

Subproductos: Cachaza,

Bagazo, Miel

Azúcar Cristalizada

Servicios Industriales: Agua, Vapor, Electricidad

Materia Prima:Caña de Azúcar

Diagrama de Bloques del Proceso de Obtención de Azúcar CristalizadaFALTA COLOCARLE LOS FLUJOS

PICADO MOLIENDA

PESADO DE JUGOS

CLARIFICACIÓN JUGO (cal)EVAPORIZACIÓN

CRISTALIZACIÓN CENTRIFUGACIÓN

SECADO Y ENFRIAMIENTO

REFINACIÓN

ENVASE

Jugo o Guarapo

Bagazo

Cachaza (abono

orgánico)

Jugo clarificado

Caña de Azúcar

Meladura o Jarabe

Masa Cocida (miel +

AzúcarRefinada

AzúcarCruda

MielDestilado

Azúcar

DIAGRAMA PFD: este diagrama muestra un diseño del proceso más específico, con respecto a los equipos que se necesitan para la operación completa, incluyendo las condiciones de operación (flujos másicos, temperaturas, presiones).

Se utilizó como herramienta para el modelado de los sistemas de evaporadores, de tachos y de cogeneración de vapor, la herramienta HYSYS - ASPEN PLUS Versión7.1.

Los cálculos necesarios para las corrientes de flujo másico requeridas en el sistema de evaporadores se realizaron mediante balances de masa teniendo en cuenta las pérdidas de materia en el proceso, mediante la herramienta de macros, Excel office 2010.

AQUÍ VAN LAS TABLAS QUE DIEGO DEBÍA ARREGLAR HAY QUE REVISAR CUÁLES SON LOS DATOS CORRECTOS ¿?????

Tabla Nº…

Tabla Nº …

Datos Adicionales para la Molienda

Tabla Nº …

Tabla Nº …

Datos Adicionales para la Clarificación

Tabla Nº …

Tabla Nº …Datos Adicionales para el Sistema de Evaporación

Tabla Nº …

Sistema de Cogeneración de Vapor

Sistema de Evaporadores

Se alimento el sistema de evaporadores con el flujo másico a las condiciones de salida del clarificador y se llevó hasta la temperatura requerida para la evaporación (meladura 0). El sistema consta de evaporadores de efecto múltiple al vacio alimentados con una corriente de vapor. Las condiciones a la entrada del evaporador y las corrientes de las meladuras se resumen en:

Meladura 0 Evaporador 1

Evaporador 2

Evaporador 3

Evaporador 4

Meladura 5

Presión atm 1.4 1.18 1.046 0.72 0.42 0.14

Temperatura 115 105 102 92 79 55

Frac. Másica sacarosa

0.13 0.23 0.33 0.41 0.524 0.62

Cristalización

La etapa de cristalización se lleva a cabo en un tacho en batch, alcanzando un rendimiento por cristalización de 0.7. las corrientes de alimentación y salida del cristalizador son:

Entrada Vinaza Azúcar cristalizadoTemperatura (C) 75 62 62Presion (atm) 0.2467 1 1Flujo masico (kg/h) 26910 5438 12690

Especificaciones de los cristalizadores

Análisis de sensibilidad

Variables a analizar: agua de imbibición

Tarifas acueducto de Palmira valle

DESCRIPCION DEL PRODUCTO

El producto elaborado por la planta la morena consiste en azúcar morena cristalizado sin refinación con bajo contenido de azúcar invertido y sin ser sometido a la etapa de sulfitación durante el proceso de fabricación

Tarifas empresa de energía en el caso de empresas como ingenio providencia pertenecientes al mercado de energía no regulado

EN DÓNDE VA ESTO???

FACTORES QUE INFLUENCIAN LA LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA

Para la localización de la planta se eligieron Yumbo y Palmira, lugares situados en el departamento del Valle del Cauca, debido a sus condiciones geográficas y ambientales, que permiten una cosecha continua durante todo el año y no, en forma estacional, como en el resto del mundo [1].

Cantidad de Terreno Disponible: Palmira cuenta con un área cultivada de 45731 hectáreas [10], mientras que, Yumbo cuenta con 6054 hectáreas de terreno cultivable [11].

Facilidad de Transporte: el Valle del Cauca cuenta con una excelente infraestructura vial, especialmente en las áreas cultivadas con caña, para facilitar el transporte de ésta en tractomulas [12] hacia las plantas de procesamiento, para así evitar que transcurra mucho tiempo desde su corte, para prevenir las pérdidas por inversión de glucosa y fructuosa, que se producen si la caña no se procesa dentro de las 24 horas después de su corte [13].

Mercados de los Productos y Materias Primas: en el valle del río Cauca se encuentran la mayoría de los ingenios azucareros más importantes del país, por lo que allí se encuentra concentrado el mercado del producto y de las materias primas, así como la tecnificación necesaria para la producción.

Disponibilidad de Servicios: el agua es vital para el cultivo de caña, por ello el sector azucarero ha implementado estrategias para el sostenimiento del agua. Los requerimientos de energía se cubrirán en gran parte por el vapor generado de la combustión del bagazo producido.

Clima: el Valle del Cauca ofrece las condiciones adecuadas para la producción de caña a lo largo del año, como lluvias y sol adecuados para el cultivo y buenas temperaturas de día y de noche.

Disponibilidad de Mano de Obra: el sector azucarero es una fuente de empleo importante en el Valle del Cauca por lo que hay disponibilidad de mano de obra familiarizada con esta actividad económica.

Ítems Yumbo Palmira Alternativa 1:Yumbo

Alternativa 2: Palmira

Observaciones

Factor Peso

Valor*

Ponderado**

Valor*

Ponderado**

Mercado de los Productos y Materias Primas

7 8 56 10 70 Palmira ofrece un mejor mercado para los Productos, ya que se conoce como la “capital agroindustrial de Colombia” por su desarrollo científico y tecnológico [14].

Disponibilidad de Servicios

Ríos Cauca y Yumbo.

Ríos Cauca, Agua Clara, Amaime, Bolo, Frayle, Nima, Palmira y Toche.

6 6 36 9 54 La caña necesita abundante agua para crecer bien [15], por eso, Palmira es una zona más favorable para el cultivo, puesto que tiene 8 fuentes de agua mientras que Yumbo sólo tiene 2.

Cantidad de Terreno Requerido

Posee 229834 Km2 [11].

Su extensión es de 1162 Km2 [16], por

5 6 30 10 50 Palmira tiene una extensión mayor que

lo que es el tercer municipio en extensión del Valle del Cauca.

Yumbo, lo que facilita la consecución de terreno de manera fácil y económica.

Facilidades de Transporte

En la cercanía de su casco urbano está el Aeropuerto Internacional Alfonso Bonilla Aragón y se comunica por vía terrestre con el Puerto de Buenaventura [17].

4 10 40 9 36 Yumbo por su ubicación estratégica y su excelente infraestructura vial, ofrece mayores facilidades para el transporte del producto hacia el puerto de Buenaventura.

Disponibilidad de Mano de Obra

Tiene 95.509 habitantes [18].

Tiene 283.431 habitantes [16].

3 7 21 10 30 Debido a que Palmira tiene más habitantes que Yumbo, permite contar con mayor cantidad de mano de obra.

Clima 23º C 23º C 2 10 20 10 20 La caña requiere para su crecimiento una temperatura mínima entre 14

y 16º C [15], y óptima cercana a los 30ºC [15], por eso la temperatura de Yumbo y Palmira, es propicia para el cultivo de la caña.

Escenario Tributario

1 10 10 10 10 En Yumbo y Palmira hay incentivos tributarios para el sector azucarero.

El número que representa el valor * en la tabla anterior, se coloca teniendo en cuenta las siguientes calificaciones:

CalificaciónNo hay información disponible o esta variable no beneficia el proceso. 1 - 3Hay información disponible. Esta variable beneficia parcialmente el proceso. 4 - 7Hay información del proceso. Esta variable beneficia favorablemente el proceso. 8 - 10

El número que representa el ponderado ** en la tabla anterior, se obtiene de multiplicar la columna de factor de peso por la columna de valor.

Del análisis anterior, se concluye que la mejor opción para la localización de la Planta de Producción de Azúcar es el municipio de Palmira (Valle del Cauca).

EN DÓNDE VA ESTO???

ANÁLISIS DE EQUIPOS

Etapa 1: Llegada de CañaEquipo: Volteador lateral

Carga la línea de producción, lleva la caña de los camiones a las mesas alimentadoras de las cuchillas para la etapa de picado, mediante un mecanismo neumático de agarre (pinzas) que coge la caña, manejado por dos operadores.

Etapa 2: Picado de CañaEquipo: Cuchillas picadoras de caña

Corta la caña para facilitar la molida mediante tres picadoras tipo brazos que rompen la corteza de la caña convirtiéndola en un material de mayor densidad, manejada por un operario.

Etapa 3: MoliendaEquipo: Molinos Los molinos extraen el jugo de la caña. Los molinos

están provistos de cilindros por los que circula la caña, el jugo se extrae con agua en contracorriente, el bagazo resultante se lleva a otro molino para sacarle más azúcar. Esta etapa consta de cuatro molinos donde se agota el azúcar del bagazo. El proceso es automático y requiere de un supervisor. Se usarán cuatro molinos marca Diebert, Bancroft & Ross, cada uno con una turbina la cual es alimentada con el vapor producto de la quema del bagazo.

Etapa 4: FiltraciónEquipo: Filtro Mediante filtros rotatorios al vacío de operación

automática, por lo que se requiere de un supervisor. Consta de un tambor rotativo de láminas perforadas de cobre.

Etapa 5: Pesada del JugoEquipo: Básculas El jugo se pesa en básculas con celdas de carga para

saber la cantidad de jugo sacaroso que entra en la fábrica.

Etapa 6: ClarificaciónEquipo: Calentador Después de echarle la cal al guarapo, se eleva la

temperatura mediante un intercambiador de calor de

varios pasos de carcaza y tubos (el azúcar va por los tubos) y bafles. El jugo circula con una velocidad de 2 -4 m/s. El jugo se calienta entre 90 - 114.4º C [6].

Equipo: Clarificador Es un tanque donde se decantan los sólidos presentes en el jugo, el cual circula de manera continua. El tamaño del tanque permite que la velocidad de escurrimiento continua no afecte la decantación, el jugo claro sale por la parte superior del clarificador y el sedimento llamado cachaza sale por la parte inferior.

Etapa 7: EvaporaciónEquipo: Evaporadores Multiefecto

La evaporación del agua del jugo se lleva a cabo en cinco evaporadores multiefecto al vacío. El vapor que se produjo en el primer evaporador con el agua del jugo, sirve para la evaporación en el segundo evaporador con un vacío menor debido a su temperatura, así hasta llegar al quinto evaporador donde tanto la temperatura como la presión van disminuyendo sucesivamente.

Etapa: 8 CristalizaciónEquipo: Tachos Son evaporadores de un solo efecto en los que se

extrae el agua remanente de la meladura, donde se aumenta la viscosidad o se producen cristales.

Equipo: Cristalizador

Diseñado de manera que sirva para el intercambio de calor, para enfriar la masa cocida sin el uso de agua y así mantener su pureza. Es una canasta cilíndrica diseñada para recibir la masa cocida por tratar, tiene en su perímetro dos a tres mallas con orificios perforados y colocada en eje vertical en cuyo extremo superior se encuentra el motor. El azúcar atrapada en las mallas, se lava, con vapor y agua caliente, creando así el cristal o cristales de azúcar limpios.

Equipo: Centrífuga Consta de un tambor cilíndrico suspendido de un eje con paredes laterales perforadas, forradas en el interior con tela metálica; entre éstas y las paredes hay láminas metálicas que contienen de 400 a 600 perforaciones por pulgada cuadrada. Dicho tambor gira a velocidades entre 1000 y 1800 rpm. Las perforaciones retienen los cristales de azúcar mientras la miel, pasa a través de ellas debido a la fuerza centrífuga ejercida (de 500 hasta 1800 veces la fuerza de la gravedad). Estos equipos son automáticos y requieren de un supervisor.

Etapa 9: secadoEquipo: Secadora de Azúcar

Consta de un tambor rotatorio a través del cual circula aire caliente para deshumedecer los cristales, luego

se circula aire con un abanico auxiliar para mantener la temperatura por debajo de 45º C para el posterior empaque.

BIBLIOGRAFÍA

[1] PERAFÁN, Felipe. Azúcar de Caña. Cali, Colombia. ©2009. http://www.perafan.com/azucar/ea02cana.html

[2] AGRICULTURA ORGÁNICA EN EL TRÓPICO Y SUBTRÓPICO. Guías de 18 cultivos, © Asociación Naturland - 1ª edición 2000.ES NOMBRADA VARIAS VECES

[3] LOAIZA DE LA PAVA J. Usos de los Subproductos de la Agroindustria de la Caña en la Elaboración de dos Suplementos Nutricionales para Rumiantes en el Valle del Cauca. Ingeniería de Alimentos. Universidad de Caldas, Colombia, Enero, 2008. ES NOMBRADA VARIAS VECESSE REQUIERE EL RECORTE DEL LIBRO.El bagazo presenta una alta heterogeneidad de tamaño de partículas que oscilan entre 258- 50 mm y esta compuesto por fibra (45%), sólidos insoluble (2-3%), sólidos solubles (2 - 3%) y agua (50%). La fibra es la fracción solida orgánica insoluble en agua que contiene los elementos estructurales. Los componentes insolubles básicamente están compuestos por tierra, piedra y otros materiales incorporados durante el corte de la caña.

[4] HUGOT, E. Manual para Ingenieros Azucareros. Editora Revolucionaria. La Habana. 1967. ES NOMBRADA VARIAS VECESSE REQUIERE EL RECORTE DEL LIBRO.La temperatura conveniente del agua de imbibición es entre 80 – 85º C.

[5] CHEN C.P. James. Manual de Caña. Editorial Limusa. 1991. SE REQUIERE EL RECORTE DEL LIBRO. ES NOMBRADA VARIAS VECESLa lechada de cal, alrededor de 16 (0,5 kg) (CaO) por tonelada de caña, neutraliza la acidez natural del guarapo, formando sales insolubles de calcio.

[6] http://www.monografias.com/trabajos29/region-noroeste/region-noroeste.shtml

[7] LÓPEZ, L., CADEZA, J. MARTÍNEZ, M. Estudio Preliminar del Efecto de la Presión de Vacío y del Vapor en un Cristalizador por Lotes a Nivel de Planta Piloto. Revista Mexicana de Ingeniería Química. Vol. 7, Nº 001.

[8] http://www.sancarlos.com.ec/pdf/proceso_azucar.pdf

[9] Balance de ASOCAÑA 2000 – 2010. http://www.asocana.org/default.aspx

[10]http://www.palmira.gov.co/palmira/documentos/rendicion_cuentas_agosto_08/ren_agricultura_umma_umata.pdf

[11]http://perfilambientalyumbo.blogspot.com/2008/04/perfil-ambiental-de-yumbo.html

[12]http://www.manuelita.com/html/sitio/index.php?view=vistas/es_ES/pagina_53.php

[13]http://www.monografias.com/trabajos29/region-noroeste/region-noroeste.shtml#circuito

[14] http://www.palmiguia.com/conozca-palmira.html

[15]http://fichas.infojardin.com/hortalizas-verduras/cana-azucar-dulce-canaduz-canamiel.htm

[16] http://www.palmiguia.com/aspectos.html

[17]http://www.palmira.gov.co/palmira/documentos/documento_terminal_palmira.pdf

[18] http://es.wikipedia.org/wiki/Yumbo

[19]

ANALISIS ECONOMICOcostos

Cañacal

agua

Producto o subproducto Valos comercialAzúcarmelazaCachaza

Balance energíacosto Cantidad requerida

Energía turbinas de molinosVapor evaporadoresVapor calentadoressecadorescristalizadoresEnergía generada con e bagazo (se supone que puede suplir la demanda energética de la palanta)

Subproductos:Bagazo: es un residuo fibroso rico en material celulósico y de valor utricional vegetal o animal

Producción de energía con el bagazo: el bagazo es utilizado con combustible para producir vapor, la incineración el 70% del bagazo produce la enrgia suficiente para mover la planta. La energía producida por los ingenios se denomina energía renovable porque se obtiene de una fuente capaz de regenerarse por medios naturales y es limpia, porque durante la combustión del bagazo no se presentan emisiones netas directas de CO2, porque la caña usa para su crecimiento la misma cantidad de CO2 que la planta emite [11]. Producción de vapor. El agua a utilizar como alimento a la caldera, debe estar libre de impurezas que afecten la operación, eficiencia y vida útil de la caldera. Para obtener la calidad deseada, el agua debe someterse a un tratamiento cuyos objetivos básicos son:Disminuir el costo del vapor producido. Evitar daños en los equipos. Reducir el trabajo de mantenimiento.

SIMULACION DEL PROCESO DE EVAPORACION Se utilizo un sistema de cinco evaporadores de multiple efectoal vacio, las condiciones de temperatura y presión se muestran en la figura jj.

Fig. jjLa meladura sale de la etapa de evaporación con una concetracion de 62% de sacarosa [5, 13]Los datos de presión y temperatura del sistema de evaporadores multiefecto esta de acuerdo con los datos de M. Lozano para integración térmica aplicada en ingenios azucareros [17]Valor calorífico del bagazo:

[1] ©2009 Felipe Perafán G Cali - COLOMBIA.azucar de caña. Especificaciones de la caña de azúcar: http://www.perafan.com/azucar/ea02cana.html

[2] estudio preliminar del efecto de la presión de vacio y del vapor en un cristalizados por lotes a nivel de planta piloto. L. Lopez, J. Cadeza, M. Martinez. Revista mexicana de ingeniería química . Vol 7, numero 001

[3] Sociedad Agrícola E Industrial San Carlos S.A. Descripción del proceso y diagrama de flujo: http://www.sancarlos.com.ec/elaboracion.php

[4] BALOH, T.et al. Manual de energía para fábricas de azúcar. Druckhaus am Treptower Park. 1995. ISBN 3-87040-055-2

[5][http://es.wikipedia.org/wiki/Az%C3%BAcar#Etapas_de_producci.C3.B3n_a_partir_de_la_ca.C3.B1a_de_az.C3.BAcar]: Evaporación. El jugo procedente del sistema de clarificación se recibe en los evaporadores con un porcentaje de sólidos solubles entre 10 y 12 % y se obtiene una meladura o jarabe con una concentración aproximada de sólidos solubles del 55 al 60 %.La meladura es purificada en un clarificador. La operación es similar a la anterior para clarificar el jugo filtrado. El azúcar debe tener baja humedad, aproximadamente 0.05 %, para evitar los terrones.

[6] [PROCESO DE ELABORACIÓN DEL AZÚCAR, Sociedad Agrícola E Industrial San Carlos S.A. http://www.sancarlos.com.ec]: Para cristalizar el azúcar se requiere eliminar el agua de la meladura para lo cual se realiza una cocción en equipos conocidos como tachos, de los cuales sale una masa cocida (mezcla de miel y cristales de azucar) al 96ªBrix para llevarlos alos cristalizadores y terminar el agotamiento de las mieles. La miel y los cristales se separan en una centrifuga. A los cristales separados se les adicuona agua en agitación continua para obtener una masa de 93ªBrix a la que se llama magma y se emplean como semila. La temperatura de conccion es de 61ªC[EL PROCESO DE LA COCCION DE AZUCAR]

[7] [Agricultura Orgánica en el Trópico y Subtrópico Guías de 18 cultivos, © Asociación Naturland - 1ª edición 2000: A continuación se presentan algunas características de calidad de caña de azúcar, sus grados de exigencia, mínimos y máximos. Principalmente las normas legales o también los importadores son quienes imponen dichas exigencias. Importadores y exportadores, sin embargo, pueden acordar grados mínimos y máximos diferentes de los presentes, siempre y cuando éstos se encuentren dentro el marco que imponen las normas legales,

[9] F. Perafan. Azucar de caña. La caña de azúcar [en linea]. Disponible en: http://www. Perafan.com/ea02cana.html·riocauca.

[10] SAP (secretaria de agricultura y pesca del vallle del cauca). 2008. Estimaciones agropecuarias por métodos indirectos EAMI 2002-2007. Cali CO.

[11] www.asociacionazucarera.com. Asocioacion azucarea de el salvador. 2009. http://www.asociacionazucarera.com/nav10_produccion.html

[12] usos de los subproductos de la agroindustria de la caña en l aelaboracion de dos suplementos nutricionales para rumiantes en el valle del cauca. J. Loaiza de la Pava. Ingenieria de alimentos, Universidad de Caldas, Colombia, Enero, 2008. : El bagazo presnta una alta heterogeneidad de tamaño de partículas que oscilan entere 258- 50 mm y esta compuesto por fibra (45%), solidos insoluble (2-3%), sólidos solubles (2-3%) y agua (50%). La fibra es la fracción solida orgánica insoluble en agua que contiene los elementos estructurales. Los componenetes insolubles básicamente están compuestos por tierra, piedra y otros materiales incorporados durante el corte de la caña.

[13] PROCESO DE ELABORACIÓN DEL AZÚCAR Sociedad Agrícola E Industrial San Carlos S.A.http ://www.sancarlos.com.ec/pdf/proceso_azucar.pdf : El jugo clarificado pasa luego a la sección evaporación para eliminar gran parte del aguapresente en el jugo. El jugo clarificado posee aproximadamente un 82-87 % de agua, por efecto del trabajo de los evaporadores de múltiple efecto se logra reducir el contenido de agua al 33-40 % (60-67 °Brix), denominándose "meladura" al jugo concentrado que sale de los evaporadores.

[14] CHEN C.P. James. Manual de Caña, Editorial Limusa. 1991. La lechada de cal, alrededor de 16 (0,5 kg) (CaO) por tonelada de caña, neutraliza la acidez natural del guarapo, formando sales insolubles de calcio.

[15] La temperatura de calentamiento varía entre 90 y 114.4 ºC, por lo general se calienta a la temperatura de ebullición o ligeramente más, la temperatura ideal está entre 94 y 99 º C. En la clarificación del jugo por sedimentación, los sólidos no azúcares se precipitan en forma de lodo llamado cachaza, el jugo claro queda en la parte superior del tanque; el jugo sobrante se envía antes de ser desechada al campo para el mejoramiento de los suelos pobres en materia orgánica.[16] proceso de produccio de azúcar morena. C. Celis, I. Diaz. Universidad industrial de Santander, marzo 2010. : la siguiente parate del proceso es separar la tierra, arena y demás impurezas solidas presentes en el jugo. Esto se realiza mediante sedimentación. La presipitacion de las impurezas solidas es mas eficiente si es realizada en caliente por ello se calienta el jugo hasta una temperatura entre 90 y 114.4C ºC en un intercambiador de calor.

[17] M. A. Lozano Serrano. Integracion térmica de procesos, aplicación en ingenios azucaresos. Universidad de Zaragoza, GITSE-13A. 2008

[18] HUGOT, E. Manual para Ingenieros Azucareros.La Habana: Editora Revolucionaria, 1967: La temperatura conveniente del agua deimbibición es entre 80 – 85 o C.

ESTE DATO SE ELIMINÓ[20] O. Rivera, A. Moreno. Mezcla optima de azucares. Universidad ICESI. Cali. 2004: antesde lamolienda, la caña es limpiada en seco y en su camino hacia elmolino es preparada por tres picadoras tipo brazos oscilantes de 1200HP cada una. La molienda es hecha en un tándem con seis molinos de 44”X84” equipados con cuatros masas y moviods por turbinas de vapor de 1200HP.

[21] http://es.wikip edia.org/wiki/Valle_del_Cauca

ANEXOS

ANEXO A. [1] PERAFÁN, Felipe. Azúcar de Caña. Cali, Colombia. ©2009. http://www.perafan.com/azucar/ea02cana.html

ANEXO B. [6] http://www.monografias.com/trabajos29/region-noroeste/region-noroeste.shtml

ANEXO C. [7] LÓPEZ, L., CADEZA, J. MARTÍNEZ, M. Estudio Preliminar del Efecto de la Presión de Vacío y del Vapor en un Cristalizador por Lotes a Nivel de Planta Piloto. Revista Mexicana de Ingeniería Química. Vol. 7, Nº 001.

ANEXO D. [8] http://www.sancarlos.com.ec/pdf/proceso_azucar.pdf

ANEXO E.

[10]http://www.palmira.gov.co/palmira/documentos/rendicion_cuentas_agosto_08/ren_agricultura_umma_umata.pdf

ANEXO F. [11]http://perfilambientalyumbo.blogspot.com/2008/04/perfil-ambiental-de-yumbo.html

ANEXO G.

[12]http://www.manuelita.com/html/sitio/index.php?view=vistas/es_ES/pagina_53.php

ANEXO H. [13]http://www.monografias.com/trabajos29/region-noroeste/region-noroeste.shtml#circuito

ANEXO I. [14] http://www.palmiguia.com/conozca-palmira.html

ANEXO J. [15]http://fichas.infojardin.com/hortalizas-verduras/cana-azucar-dulce-canaduz-canamiel.htm

ANEXO K. [16] http://www.palmiguia.com/aspectos.html

ANEXO L. [17]http://www.palmira.gov.co/palmira/documentos/documento_terminal_palmira.pdf

ANEXO M. [18] http://es.wikipedia.org/wiki/Yumbo