0Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200ObjetivosGenerales: 1. Mostrar al lector informacin acerca de la caa de Azcar parapoder as ampliar su conocimiento.2. Compartir todo nuestro conocimiento adquirido a nuestroscompaeros y profesorEspecficos: 1. Demostrar la importancia del consumo de azcar en nuestra vidadiaria.2. Investigar el proceso de industrializacin del azcar de maneraminuciosa.3. Conocer los distintos tipos de azcar y otros edulcorantes.1Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200I. Introduccin1. Conceptos Generalesa caa de azcar !"acc#arum officinarum $es una gramnea tropical% un pasto gigante emparentado con elsorgo y el maz en cuyo tallo se forma y acumula un &ugo rico en sacarosa% compuesto que al ser e'trado ycristalizado en el ingenio forma el azcar. (s una planta proveniente del sudeste asi)tico.(s un cultivo de zonas tropicales o su*tropicales del mundo. +equiere agua y suelos adecuados para crecer*ien. (s una planta que asimila muy *ien la radiacin solar% teniendo una eficiencia cercana a ,- de conversindelaenergaincidenteen*iomasa. .ncultivoeficientepuedeproducir/00a/10toneladasdecaapor#ect)rea por ao !con /2- a /3- de sacarosa% /2- a /4- de fi*ra y ,- de otros productos solu*les$.Clasificacin cientficaReino: 5lantaaeivisin: Magnoliop#ytaClase: iliopsida!ubclase: CommelinidaeOrden: 5oales"a#ilia: 5oaceae!ubfa#ilia: 5anicoideae$ribu: AndropogoneaeG%nero: "acc#arumEspecie: ". officinarum2Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200a caa se propaga mediante la plantacin de trozos de caa% de cada nudo saleuna planta nueva id6ntica a la original7 una vez plantada la planta crece y acumulaazcar en su tallo% el cual se corta cuando est) maduro. a planta retoa variasveces y puede seguir siendo cosec#ada. (stos cortes sucesivos se llaman 8zafras8.a planta se deteriora con el tiempo y por el uso de la maquinaria que pisa lasraces% as que se de*e replantar cada siete a diez aos% aunque e'istencaaverales de ,1 o m)s aos de edad.a caa requiere de a*undante agua. "u periodo de crecimiento vara entre // y/3 meses% dependiendo de la variedad de caa y de la zona. +equiere de nitrgeno% fsforo% potasio y ciertosoligoelementos para su fertilizacin. (n zonas salinas se adiciona azufre para controlar el sodio.a caa se puede cosec#ar a mano o a m)quina. a cosec#a manual se #ace a *ase de personas conmac#ete orulas que cortan los tallos !generalmente despu6s de quemada la planta para #acer m)s eficiente la la*or$ y losorganizan en c#orras para su transporte. .na persona puede cosec#ar entre 1 y 3t por da de caa quemada y20- menos de caa sin quemar. a cosec#a mec)nica se #ace con cosec#adoras que cortan la maleza y separanlostallosdelas#o&asconventiladores. .nam)quinapuedecosec#ar90toneladaspor#ora% peroconelinconveniente de que daa la raz o soca% disminuyendo en gran medida el nacimiento de nuevas plantas por estem6todo siendo muc#as veces necesaria la replantacin..na vez cortada la caa de*e transportarse r)pidamente al ingenio para evitar su deterioro porlevaduras ymicro*ios. (l transporte se #ace en vagones por va f6rrea% o tirados por un camin o tractor.2. Constitu&entes de la ca'aa caa de azcar suministra% en primer lugar% sacarosa para azcar *lanco o moreno. :am*i6n tieneapro'imadamente20;g00 se descu*re el azcar de laremolac#a y este#ec#o% como otros muc#o enel imperionapolenico% revoluciona la #istoria.Kemosdic#oqueseredescu*ra lao*tencindelazcarderemolac#aporque% independientementedeloqueya#emos contado de los egipcios% en el reinado de (nrique IOel ingeniero Iliver De "erres e'perimento con laremolac#a y o*servo que al cocerla da*a un &ugo parecidoal &ara*e de azcar. 11Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200II. Cultivo de la ca'a de a9:car1. Cultivoacaadeazcaresunaespecieparticularmentee'igenteencuantoal desarrolloactividadyprofundidad de su sistema radicular. 5or tanto es necesario que los suelos a ser destinados a estecultivo sean profundos% f6rtiles% *ien aireados y que tengan *uena estructura y elevada capacidadde retencin de agua. os terrenos que se reservan para el cultivo de la caa de azcar% no siemprepueden ser utilizados tal como se encuentran7 frecuentemente #ay que efectuar algunos tra*a&osparaponerlosencondicionesantesdelaimplantacindel cultivo. "ede*eneliminartodoslosposi*leso*st)culos!cocoteros% ar*oles% tocones% etc.$afindepermitirel empleodem)quinasutilizadasenlapreparacindedel sueloyfacilitarlasoperacionesdecosec#aytransporte.a parcela de*e ser muestreada para determinar la fertilidad% los requerimientos de correctivos ynutrientes del suelo. Aunque la caa de azcar tolera *ien una amplia gama de pK% el encalado esnecesario cuando el mismo es inferior a 1%1.a. E7i(encias de cultivoa caa de azcar no soporta temperaturas inferiores a 0 VC% aunque alguna vez puede llegar asoportar #asta ?/ VC% dependiendo de la duracin de la #elada. 5ara crecer e'ige un mnimo detemperaturas de /2 a /4 VC. a temperatura ptima de crecimiento parece situarse en torno alos 90 VC% con #umedad relativa alta y *uen aporte de agua."e adapta a casi todos los tipos de suelos% vegetando me&or y dando m)s azcar en los ligeros% siel agua y el a*onado es el adecuado. (n los pesados y de difcil mane&o constituye muc#as vecesel nico aprovec#amiento renta*le. os suelos muy calizos a veces dan pro*lemas de clorosis.b. Cli#a12Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200(n el mundo la caa de azcar es cultivada desde la latitud 94.3V F y 9/.0V "% desde el nivel delmar #asta altitudes de casi /000m. a caa es% esencialmente% un cultivo tropical. (s de largaduracin% por lo que crece en todas las estaciones% es decir durante el ciclo de vida pasa porcondiciones de lluvia% invierno y verano.osprincipalescomponentesclim)ticosdequecontrolanel crecimiento% el rendimientoylacalidad de la caa son la temperatura% la luz y la #umedad disponi*le. a planta crece *ien enregionestropicalesasoleadas. ascaractersticasclim)ticasidealesparalograrunam)'imaproduccin de azcar de caa son= apresenciadeunaestacincalurosalarga% conaltaincidenciaderadiacinsolaryunaadecuada #umedad !pluviometra$. a planta utiliza entre /2> ? 900gr de agua para producir/gr de materia seca. a presencia de una estacin seca% asoleada y fresca% li*re de #eladas es necesaria para lamaduracin y cosec#a. (l porcenta&e de #umedad cae dr)sticamente a lo largo del ciclo decrecimientodelacaa% deun>9-enplantasmuy&venesaun3/-enlacaamadura%mientras que la sacarosa aumenta de menos de /0- #asta 21- del peso seco. Clima sin tifones ni #uracanes.+equerimientos clim)ticos Dluvia:.na precipitacin total entre //00 y /100mmes adecuada% siempre que ladistri*ucindeluzseaapropiadaya*undanteenlos mesesdecrecimientovegetativo%seguido de un perodo seco para la maduracin. Durante el perodo de crecimiento activo lalluvia estimula el r)pido crecimiento de la caa% la elongacin y la formacin de entrenudos."inem*argo% laocurrenciadelluviasintensasduranteel perododemaduracinnoesrecomenda*le% porque produce una po*re calidad de &ugo% favorece el crecimientovegetativo% laformacindecaasdeaguayaumentala#umedaddel te&ido. Adem)s%dificulta las operaciones de cosec#a y transporte. (sto es comn en algunas regiones de"udam6rica% del "udeste Asi)tico y en algunas regiones del sur de la India. $e#peratura:(l crecimiento est) directamente relacionado con la temperatura. atemperatura ptima para la *rotacin !germinacin$ de los esque&es es 9,VC a 9>VC.agerminacin disminuye *a&o ,1VC% llega a su m)'imo entre 90?92VC% se reduce por so*relos 91VC y se detiene cuando la temperatura su*e so*re 9>VC.:emperaturas so*re 9>VC reducen la tasa de fotosntesis y aumentan la respiracin. 5orotrolado% paralamaduracinsonpreferi*lestemperaturasrelativamente*a&as% enelrango de /,?/2VC% ya que e&ercen una marcada influencia so*re la reduccin de la tasa decrecimiento vegetativo y el enriquecimiento de azcar de la caa. A temperaturas mayoresla sacarosa puede degradarse en fructosa y glucosa% adem)s de estimular lafotorespiracin% que produce una menor acumulacin de azcares. 5or otro lado%condiciones severas de fro in#i*en la *rotacin de las socas y reducen el crecimiento delacaa. :emperaturasinferioresa0VCproducenel congelamientodelaspartesm)sdesprotegidas% comolas#o&as&venes ylas yemas laterales. (l daodependedeladuracin del perodo fro. (l ataque del car*n y su diseminacin es mayor a temperaturasam*ientalesde,1?90VC. Demodosimilar% ladiseminacindelapodredum*rero&aes13Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200mayoratemperaturasaltas!93?20VC$ cuandolasdem)scondicionessonsimilares. aincidencia de la marc#itez es mayor cuando las temperaturas mnimas caen dr)sticamente. Fu#edad Relativa: Durante el perodo del gran crecimiento condiciones de alta #umedad!>0 ? >1-$ favorecen una r)pida elongacin de la caa. Oalores moderados% de 21?41-%acompaados de una disponi*ilidad limitada de agua% son *eneficiosos durante la fase demaduracin. Du9 !olar:acaadeazcaresunaplantaqueadorael sol. Crece*ienen)reasquereci*en energa solar de />?94 MC0- del agua es perdida por accin de la energa solar% un /2- se pierdeporefectodel vientoyun4-sepierdeporaccindelatemperaturayla#umedad. Altasvelocidadesdeviento% superioresa40;m*arriles de petrleo.esventajas de la cosecHa en verde.naagriculturaproductivaconaltosrendimientos% generalmenteproducetam*i6na*undantecantidadderesiduos agrcolas. (l mane&odeestosresiduosesunverdaderoarteyest)relacionado con el 6'ito en la conservacin del suelo y una produccin agrcola renta*le. ('iste un rec#azo por parte de los agricultores a la presencia de esta gran cantidad de residuosso*re el suelo% principalmente por la dificultad en las la*ores poscosec#a. (sta situacin lleva alos agricultores a eliminar estos residuos *ien sea por e'traccin o por medio de la quema. ('iste un perodo crtico de , a 9 semanas despu6s de la cosec#a en verde de la caa de azcar%especialmente si est) cerca la 6poca de lluvias% en el cual se de*e evitar que los residuos decosec#a entren en contacto directo con las cepas de la caa% ya que el agua li'iviada por losresiduos de cosec#a tiene un efecto alelop)tico so*re las yemas que se encuentran en las cepasde la caa de azcar. (n la 6poca seca los residuos pueden permanecer cerca de las cepas aunque es necesario encalle!reu*icarlos en los surcos$ para facilitar las la*ores poscosec#a.acosec#aenverdedelacaadeazcarcuandoserealizadeformamanual% presentaunafuerte oposicin por parte de los corteros% ya que este sistema de cosec#a genera una serie depro*lemas= reduccin en la capacidad de corte #asta en un >0-% dificultad en el corte% aumentael ataque de a*e&as% escorpiones y serpientes. Cuando se utilizanlas cosec#adoras com*inadas para la cosec#a en verde% tam*i6n se presentanalgunos pro*lemas como lo son la disminucinde la capacidad de cosec#a de la m)quina% mayorcontenido de materia e'traa presente en los tallos cosec#ados% p6rdidas de tallos% reduccinde la visi*ilidad del operador de la cosec#adora.os residuos de&ados por la cosec#a en verde de la caa de azcar so*re el campo% sometidos ono a la*or de encalle% representan un riesgo considera*le de quemas accidentales o intencionalesenlascaas&venes% loqueafectaraconsidera*lementeel desarrolloylarenta*ilidaddelcultivo.El si(uiente cuadro nos #uestra con #/s claridad lo Iue sucede en todo el cultivo23Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 2003. "ases de creci#iento de la Ca'a24Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200acaadeazcartieneesencialmentecuatrofases de crecimiento% que son la fase degerminacin% la fase de a#i&amiento o faseformativa% la fase del gran crecimiento y la fasede maduracin.a. "ase de Ger#inacin o Estableci#iento a fase de germinacin se e'tiende desde el trasplante #astala completa germinacin de las yemas. Ba&o condiciones de campo la germinacin comienza a los 3?/0das y se e'tiende #asta los 90?91 das. (nlacaadeazcarlagerminacinimplicaunaactivacinyconsiguiente *rotacin de las yemas vegetativas. a germinacin de las yemas es influenciada por factorese'ternos e internos. os factores e'ternos son la #umedad% la temperatura y la aireacin del suelo. osfactoresinternosson lasanidad dela yema% la #umedaddel esque&e%elcontenido deazcar reductor del esque&e y su estado nutricional. 25Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200 a temperatura ptima para la *rotacin es de alrededor de ,>?90VC. a temperatura mnimapara la germinacin es de /,VC. .n suelo c)lido y #medo asegura una r)pida germinacin. agerminacinproduceunamayorrespiracinyporeso% esimportanteteneruna*uenaaireacin del suelo. 5or esta razn% los suelos a*iertos% *ien estructurados y porosos permiten una me&orgerminacin. Ba&o condiciones de campo% una germinacin en torno del 40- puede ser considerada segurapara un cultivo satisfactorio de caa.b. "ase "or#ativa o de 4Hija#iento a fase de a#i&amiento comienza alrededor de los20 das despu6s de la plantacin y puedee'tenderse #asta los /,0 das. (l a#i&amiento es el proceso fisiolgico deramificacin su*terr)nea mltiple% que se originaapartirdelasarticulacionesnodalescompactasdel tallo primario. (l a#i&amiento le da al cultivo un nmero adecuadode tallos% que permitan o*tener un *uenrendimiento. Diversos factores% tales como la variedad% la luz% la temperatura% el riego !#umedad del suelo$y las pr)cticas de fertilizacin afectan al a#i&amiento. a luz es el factor e'terno m)s importante que afecta al a#i&amiento. a incidencia de unailuminacin adecuada en la *ase de la planta de caa durante el perodo de a#i&amiento es devital importancia. .na temperatura cercana a 90VC es considerada como ptima para el a#i&amiento.:emperaturasinferioresa,0VCretardanel a#i&amiento. os#i&uelosoretoosqueseforman primero dan origen a tallos m)s gruesos y pesados. os retoos formados m)s tardeen la temporada mueren o se quedan cortos o inmaduros. A los J0?/,0 das despu6s de la plantacin se alcanza la po*lacin m)'ima de retoos. A los/10?/>0 das% por lo menos el 10- de los tallos mueren y se determina la po*lacin final detallos.26Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200 Mane&osculturalescomoel espaciamiento% la6pocadefertirrigacin% ladisponi*ilidaddeagua y el control de las malas #ier*as afectan al a#i&amiento. Aunque se formen entre 4?> retoos de una yema% solo /.1 ? , retoos por yema llegan aformar caas. .n cultivo de socas produce m)s retoos tempranos que un cultivo de plantillas de caa. a promocin de un *uen a#i&amiento es importante para lograr una po*lacin adecuada decaas.c. "ase de Gran Creci#iento a fase del gran crecimiento comienza a los /,0 das despu6s de la plantacin y se e'tiende#asta los ,30 das% en un cultivo de /, meses de duracin. Durante la primera etapa de estafaseocurrelaesta*ilizacindelosretoos. Detodoslosretoos formados slo el 20 ? 10- so*revive y llega a formarcaas tritura*les. (staeslafasem)simportantedel cultivo% enlaquesedeterminanlaformacinyelongacinreal delacaaysurendimiento. (nestafaseocurreunaformacinfrecuenteyr)pidade#o&as% alcanzando un Zndice de Hrea @oliar !IA@$ de 4?3. Ba&ocondicionesfavora*leslostalloscrecenr)pidamente%formando de 2?1 nudos por mes. (l riego por goteo% la fertirrigacin y la presencia decondiciones clim)ticas decalor%#umedad y soleamiento favorecen una mayor elongacin de la caa. (l estr6s #drico reduce lalongitud internodal. :emperaturas so*re 90VC% con #umedad cercana al >0-% son m)sadecuadas para un *uen crecimiento. d. "ase de Maduracin27Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200 (n un cultivo de /, meses de duracin% la fase demaduracin dura cerca de 9 meses% comenzando alos ,30 ?940 das. Durante esta fase ocurre la sntesis de azcar% conuna r)pida acumulacin de azcar y el crecimientovegetativo disminuye. Amedidaqueavanzalamaduracin% losazcaressimples!monosac)ridos% comofructosayglucosa$son convertidos en azcardecaa !sacarosa%quees disac)rido$. a maduracin de la caa ocurre desde la *ase #acia el )pice y por esta razn la parte *asalcontiene m)s azcares que la parte superior de la planta. Condicionesdea*undanteluminosidad% cielosclaros% noc#esfrescasydascalurosos!esdecir% con mayor variacin diaria de temperatura$ y climas secos son altamente estimulantespara la maduracin.III. Industriali9acin de la ca'aDos esIue#as si(uientes #uestran con #/s claridad el ciclo de Industriali9acin de la Ca'a.28Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 20029Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 20030Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 20031Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 2001. 1roceso industrial 249:car3a. 1atios de ca'a 2bate&3a caa que llega del campo se revisa para determinarlas caractersticas de calidad y el contenido desacarosa% fi*ra y nivel de impurezas. uegosepesaen*)sculasyseconducealospatiosdonde se almacena temporalmente o se disponedirectamente enlas mesas delavado decaa paradirigirla a una *anda conductora que alimenta laspicadoras.b. 1icado de ca'aa caa es sometida a un proceso de preparacin que consiste en romper o desfi*rar las celdasde los tallos por medio de picadoras.as picadoras son unos e&es colocados so*re losconductores accionados por tur*inas% provistos de cuc#illas giratorias que cortan los tallos y losconvierten en astillas% d)ndoles un tamao uniforme para facilitar as la e'traccin del &ugo enlos molinos.uego unas *andas transportadoras la conducen a los molinos% donde se realiza el proceso dee'traccin de la sacarosa% consistente en e'primir y lavar el colc#n de *agazo en una serie demolinos. (l *agazo sale del ltimo molino #acia las calderas% para usarlo como com*usti*le% o aldepsito de *agazo% de donde se despac#a para usarlo como materia prima en la ela*oracin depapel.c. Moliendaacaapreparadaporlaspicadorasllegaaunosmolinos!acanalados$% de9a1equiposymediante presin e'traen el &ugo de lacaa% saliendo el *agazo conapro'imadamente 10- de fi*ra leosa.Cada molino est) equipado con unatur*ina de alta presin. (l lavado del colc#n de *agazo se #ace con &ugo e'trado en el molino siguiente !maceracin$ yel lavadodel ltimomolinose#aceconaguacondensadacaliente!im*i*icin$% quefacilitaelagotamientodelasacarosaenel *agazoyevitalaformacinde#ongosylanecesidaddeemplear *actericidas. 32Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200.na vez e'trado el &ugo se tamiza para eliminar el *agazo y el *agasillo% los cuales se conducena una *agacera para que sequen y luego se van a las calderas como com*usti*le% produciendo elvapor de alta presin que se emplea en las tur*inas de los molinos7o al depsito de *agazo% dedonde se despac#a para usarlo como materia prima en la ela*oracin de papel.d. 1esado de ju(os.(l &ugo diluido que se e'trae de la molienda se pesa en *)sculas con celdas de carga para sa*erla cantidad de &ugo sacaroso que entra en la f)*rica.e. Clarificacin(l &ugo o*tenido en la etapa de molienda es de car)cter )cido !pK apro'imado= 1.,$% 6ste setrataconlec#adadecal% lacual elevael pKconel o*&etivodeminimizarlasposi*les p6rdidas de sacarosa. (l pK ideal es de > a >.1% lo cual nos da un &ugo *rillante% volumen de cac#aza%aumenta la temperatura entre el &ugo mi'to y clarificado y se evita ladestruccin de la glucosa e inversiones posteriores. a cal tam*i6n ayuda a precipitar impurezas org)nicas o inorg)nicas que vienen enel &ugoyparaaumentaroacelerarsupodercoagulante% seelevalatemperaturadel &ugoencalado mediante un sistema de tu*os calentadores.atemperaturadecalentamientovaraentreJ0y//2.2VC% porlogeneral secalientaalatemperatura de e*ullicin o ligeramente m)s% la temperatura ideal est) entre J2 y JJ V C. (n la clarificacin del &ugo por sedimentacin% los slidos no azcares se precipitan en forma delodo llamado cac#aza% el &ugo claro queda en la parte superior del tanque7 el &ugo so*rante seenva antes de ser desec#ada al campo para el me&oramiento de los suelos po*res en materiaorg)nica.f. Evaporacin(l &ugo procedente del sistema de clarificacin se reci*e en losevaporadores con un porcenta&e de slidos solu*les entre /0 y /, - yse o*tiene una meladura o &ara*e con una concentracin apro'imadade slidos solu*les del 11 al 40 -. (ste proceso se da en evaporadores de mltiples efectos al vaco% queconsisten en un con&unto de celdas de e*ullicin dispuestas en serie. (l&ugo entra primero en el preevaporador y se calienta #asta el punto dee*ullicin. 33Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200Al comenzar a e*ullir se generan vapores los cuales sirven para calentar el &ugo en el siguienteefecto% logrando as el menor punto de e*ullicin en cada evaporador. .na vez que la muestra tiene el grado de evaporacin requerido% por la parte inferior se a*reuna compuerta y se descarga el producto.(nestepasoselee'traeel 31-del contenidodeaguaal &ugo% parao*tenerel &ara*eomeladura. a meladura es purificada en un clarificador.(. Cristali9acina cristalizacin se realiza en los tac#os% que son aparatos a simple efecto que se usan paraprocesar la meladura y mieles con el o*&eto de producir azcar cristalizadamediante la aplicacin de calor. (l material resultante que contiene lquido!miel$ y cristales !azcar$ se denomina masa cocida. (stamezcla seconduce a uncristalizador%queesun tanque de agitacin#orizontal equipado con serpentines de enfriamiento. Aqu se deposita m)ssacarosa so*re los cristales ya formados% y se completa la cristalizacin.(ltra*a&o de cristalizacin se lleva aca*o empleandoel sistemadetrescocimientos para lograr la mayor concentracin de sacarosa.H. Centrifu(acin.a masa cocida se separa de la miel por medio de centrfugas% 6stas son cilindros de malla muyfina que giran a gran velocidad. (l lquido sale por la malla y los cristales quedan en el cilindro%luego se lavan con agua. (l azcar de primera calidad !"e o*tiene lo que se llama Azcar +u*ia% de*ido al color de loscristales o*teni6ndose azcar crudo o masca*ado$ retenido en las mallas de las centrfugas% sedisuelveconagua calientey seenva a la refinera% paracontinuar el proceso. (l azcarmasca*ado de*e su color caf6 claro al contenido de sacarosa que an tiene.as melazas se emplean como una fuente de car*o#idratos para el ganado !cada vez menos$% para)cido ctrico y otras fermentaciones.i. Refinacin.(l primer paso para la refinacin se llama afinacin% donde los cristales de azcar mosca*ado setratan con un &ara*e denso para eliminar la capa de melaza ad#erente% este &ara*e disuelve pocao ninguna cantidad de azcar% pero a*landa o disuelve la capa de impurezas. (sta operacin serealiza en mezcladores.(l&ara*eresultante se separacon una centrfuga yel sedimento deazcar se roca con agua.34Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200os cristales resultantes se conducen al equipo fundidor%donde se disuelven con la mitad de su peso en agua caliente.(sto se #ace en tanques circulares con fondo cnico llamadoscac#aceras o merenc#ales% se adiciona cal% )cido fosfrico !9a un milln$% se calienta con serpentines de vapor y por mediode aire se mantiene en agitacin. (l azcar mosca*ado% fundida y lavada% se trata por unproceso de clarificacin.j. Clarificacin o purificacin.(l azcar mosca*ado se puede tratar por procesos qumicos o mec)nicos. a$ aclarificacinmec)nicanecesitalaadicindetierradediatomeasounmaterial inertesimilar7 despu6ssea&ustael pKylamezclasefiltraenunfiltroprensa. (stesistemaproporciona una solucin a*solutamente transparente de color algo me&orado y forzosamentees un proceso por lote.*$ (l sistema qumico emplea un clarificador por espumacin o sistema de car*onatacin. (l licorque se trata por espumacin% que contiene *ur*u&as de aire% se introduce al clarificador a41VCy se calienta% provocando que la espuma que se forma se diri&a a la superficietransportando fosfato tric)lcico e impurezas atrapadas a#. (l licor clarificado se filtra ymandadecolorar. (steprocesodisminuye*astantelamateriacolorantepresente% loquepermite un a#orro en decolorantes posteriores.(l sistema de car*onatacin incluye la adicin de di'ido de car*ono depurado #acia el azcarfundido% locual precipitael car*onatoc)lcico. (l precipitadoselleva40-del materialcolorante presente.N. ecoloracin * "iltracin. (l licor aclarado ya est) li*re de materia insolu*le pero an contiene gran cantidad de impurezassolu*les7 6stas se eliminan por percolacin en tanques que contienen filtros con car*n de #uesoo car*n activado os tanques de filtracin son de 9 metros de di)metro por 4 metros de profundidad% espacio enel que #ay de ,0 a >0 filtros de car*n7 la vida til del filtro es de 2> #rs. a percolacin selleva a ca*o a >,VC.os &ara*es que salen de los filtros se conducen a la galera de licores% donde se clasifican deacuerdoconsupurezaycalidad. oslicoresdecolorm)so*scurosevuelvenatratarparaformar lo que se conoce como Dazcar morena suaveE.35Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200.na vez clasificados los licores se pasan a un tanque de almacenamiento% de donde se toman paracontinuarel procesodeacuerdoal productofinal deseado. oscristalesfinosdeazcarse#acencrecerauntamaocomercial pormediodeunavelocidaddeevaporacinoe*ullicincontrolada% de agitacin y de adicin de &ara*e.a velocidad no de*e ser muy alta ya que seformar)n cristales nuevos impidiendo que los ya e'istentes crezcan.De los equipos de cristalizacin pasamos el producto a los tanques de mezclado para uniformarsus caractersticas% de a# a las centrfugas y finalmente al )rea de secado. Itra posi*ilidad espasar de los cristalizadores a otro tipo de cristalizadores% donde o*tenemos otros tamaos departculas= cristales finos para siem*ra% de aqu pasamos nuevamente a fundicin% mezcladoras ycentrfugas para separar las melazas de los cristales.l. !ecado(l azcar#medo secoloca en *andas y pasaalas secadoras%que sonelevadores rotatoriosdonde el azcar queda en contacto con el aire caliente que entra en contracorriente. (l azcarde*e tener *a&a #umedad% apro'imadamente 0.01 -% para evitar los terrones.#. Enfria#iento(l azcarsesecacontemperaturacercanaa40VC% sepasaporlosenfriadoresrotatoriosinclinados que llevan el aire fro en contracorriente% en donde se disminuye su temperatura #astaapro'imadamente 20?21VC para conducir al envase.n. Envase(lazcarseca yfra se empaca en sacosde diferentes pesos y presentacionesdependiendo del mercado y se despac#a ala*odegadeproductoterminadoparasuposterior venta y comercio. o. 4l(unas conceptos utili9ados en la 4(roindustria 49ucarera Ca'a= es la materia prima normalmente suministrada a la f)*rica y que comprende la caapropiamente dic#a% la pa&a% el agua y otras materias e'traas% 1aja= es la materia seca% insolu*le en agua% de la caa 8u(o 4bsoluto= son todas las materias disueltas en la caa% m)s el agua total de la caa.36Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200 6a(a9o= es el residuo despu6s de la e'traccin del &ugo de la caa por cualquier medio% molinoo presa. 8u(o Residual= es la fraccin de &ugo que no #a podido ser e'trada y que queda en el *agazo. 6ri7= el Bri' de una solucin es la concentracin !e'presada en g de concentrado en /00 g desolucin$ de una solucin de sacarosa pura en agua. 1ol= es la concentracin e'presada en g de solucin en /00 g de solucin. De una solucin desacarosa pura en agua.1ara una #ejor co#prensinO2.2. 1roceso industrial 24lcoHol3Con relacin a la produccin de alco#ol% 6ste #a sido siempre para el uso dom6stico% farmac6utico y la preparacin de *e*idas alco#licas. (s *iensa*idoqueel Alco#ol (tlico!C,K1IK$ es uncompuestoquese#ausadopor siglosprincipalmente para producir *e*idas em*riagantes. "in em*argo% tam*i6n se utiliza en=perfumera7 medicina7 procesos industriales alco#ol?qumica7 com*usti*le para motores decom*ustin interna7 y otros. a mol6cula del Alco#ol (tlico% !C,K1IK$ al com*ustionarse produce CI,y agua7 menos CI que lagasolina y nada de los otros 'idos como "I' ? que normalmente la acompaan. (l Alco#ol (tlico fue utilizado en el primer motor de com*ustin interna inventado por Kenry @ord.ActualmenteyanoesnecesarioutilizarAlco#ol an#idro% seutilizayael Alco#ol comncomo8Alco#ol de caa8 o 8Alco#ol de J4.0 [A..8. "u contenido octano es de /90. "e produce el alco#ol etlico de la *iomasa !melaza$ a trav6s de un proceso fermentativo. a materia prima por e'celencia es la caa de azcar% pero tam*i6n se usa en pases como (stados.nidos%el maz7 en+usia%centro ynortede(uropa%laremolac#a. a yuca%enmenor escala%seemplea en pases tropicales. "e #a e'perimentado tam*i6n con el pl)tano. 37Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200os cientficos estiman que en menos de diez aos% todo el material verde de los campos as comolos desec#os agrcolas y la materia org)nica de las *asuras% por un proceso llamado de #idrlisis dela celulosa% enzim)tica y )cida% se transformar) en etanol.('istenvariosprocesos. (l tradicionalmenteusadoesel delafer#entacindeloscompuestosorg)nicos que7 luego de su destilacin y rectificado% da como producto final el alco#ol. a. "er#entacin(s un proceso *iolgico de fermentacin en plena ausencia de aire !o'geno ? I,$% originado porla actividad de algunos microorganismos que procesan los #idratos de car*ono !por regla generalazcares= como pueden ser por e&emplo la glucosa% la fructosa% la sacarosa% el almidn% etc.$ parao*tener comoproductos finales= unalco#ol enformadeetanol !CK9?CK,?IK$% di'idodecar*ono !CI,$ en forma de gas y unas mol6culas de A:5 que consumen los propiosmicroorganismos en su meta*olismo celular energ6tico anaer*ico.(l &ugo dela caa deazcar seviertedel molino a tanques. 5ara producir alco#ol de*efermentar durante unos das. Al &ugo se le puede agregar levadura% pero tam*i6n fermentar)con levadura natural del aire. b. estilacin(l &ugo fermentado se vierte en un tanque y se calienta so*re un fuego de *agazo.(l calor #aceque el &ugo se evapore y este vapor pasa a trav6s de un alam*ique. (l vapor pasa a#ora por unaserpentinaotu*oespiraladollamadotu*orefrigerante. (l aguafraseusaparaenfriarelalam*ique y volver a condensar el vapor #asta o*tener un lquido transparente que se recoge delotro e'tremo del alam*ique que se puede depositar en un contenedor #erm6ticamentedesinfectado.(l lquido producido con el alam*ique se conoce como QaguardienteR y tiene un 40- de contenidoalco#lico. a graduacin se mide utilizando un #idrmetro para determinar la gravedadespecfica. c. Rectificacin"e consigue con la Destilacin repetida.38Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200(l alco#ol rectificado es el alco#ol etlico. :iene ese nom*re porque se #ace una rectificacinqumica7 tiene una m)'ima rectificacin% que se puede ver en su color incoloro e casi inoloro.d. Jentajas del Etanol 2alcoHol etlico3aproduccinyusodel Alco#ol !(tanol$ An#idroconfinescar*uranteslegeneranal pasimportantes venta&as como= "ustituir el Metil ? :er? Butil? \ter o M:B(% sustancia I'idante y aumentadora del Ictana&eadicionado actualmente a la Aasolina de uso nacional por el (tanol% con lo cual se promueveuna poltica de limpieza am*iental y salud p*lica. (l (tanol en mezcla con la Aasolina reducelas (misiones de Mon'ido de Car*ono !CI$% sin incrementar la de ]'idos Fitrosos !F0'$. "e reduce el gasto de producto importado !5etrleo% Aasolina$% contri*uyendo positivamentecon la Balanza Comercial del pas. "e incorpora Oalor Agregado al producto nacional !Caa de Azcar y Melazas$ y aprovec#a lacapacidad instalada. "e disminuye en algn grado la dependencia nacional de los Kidrocar*uros fsiles. 3. Otros productos de la ca'a39Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200a. 1anela o CHancaca"e consideran un producto alimenticio que aporta mineralesyvitaminasimportantesparamantener#uesosydientessanos.(lproceso de la panelaserealizaenf)*ricasllamadastrapic#es% conmuc#ostra*a&adoresagrcolasyoperariosde proceso. (l proceso de la panela se realiza en varias etapas= (l Apronte que es la recoleccin de la caa% su corte y el transporte desde el sitio de cultivo#astael trapic#e. 5aragarantizarlacalidadenel procesodelapanelalacosec#ade*ecumplir un ciclo entre trece y catorce meses de cosec#a apro'imadamente. a molienda en este proceso de la panela se o*tiene el &ugo o guarapo. (n la pre?limpieza%el &ugooguarapose pasa porunfiltro dondequedan laspartculas de*agazo% #o&as y arenas. (nlalimpiezadescac#azadasecalientael &ugooguarapoencalderosyamedidaquevasu*iendo la temperatura se van retirando los sedimentos o impurezas llamadas cac#azas. ^ por ltimo% la meladura% el moldeo y el empaque. b. Raspaduraa 5anela% raspadura% piloncillo% panelito es un azcar sinrefinar que conserva una variedad de nutrientes. :iene mayorcontenido nutritivo que la propia azcar. "u componente est) *asado en caloras% agua% protenas%grasas% car*o#idratos% calcio% #ierro% tiamina% niacina%ri*oflavina y )cido ascr*ico. .na de las formas depresentacin de la panela colom*iana es la raspadura. que sele considera un alimento completo.40Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200c. 4li#ento ani#al5erotam*i6nesta planta tienemuc#as venta&as que la #acen muyadecuada para alimentar animales. a caapicada es un e'celente alimento para losca*allos% mulas% *ueyes% novillos% vacas%*falos y cone&os% pues ellos necesitancomer muc#as caloras y fi*ra. 5eroadem)s% la caa la podemos 8fraccionar8 yas destinarla a otros animales m)sproductivos.@raccionaresdividirosepararalgoensusdiferentespartes. @raccionandolacaapodemoso*tener diferentes tipos de alimentos para nutrir diferentes tipos de animales. (l primer paso parafraccionar la caa es quitarleel cogollo !puntas o palmas$ alos tallos.os cogollos sirvenparaalimentarvacas% ove&as%ca*ras% mulas% ca*allos%*urros y *falos. De*emosfraccionar los tallosnuevamente. os tallos se pasan por eltrapic#e que es un aparatoinventado #ace muc#os siglos%su funcin es presionar lacaa para que el &ugo rico enazcares salga de la fi*ra quelo contiene% as o*tenemos los dos ltimos productos del proceso7 el &ugo y el *agazo. Con el *agazo podemos alimentar a los rumiantes y con el &ugo% a los cerdos y otrosmonog)stricos como gallinas% pollos% patos% pavos% cone&os y cures. as #o&as secas las de&amos en el campo protegiendo el suelo de la lluvia y el sol. 41Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200a caa nos da una venta&a adicional y es su amplio tiempo de cosec#a% es decir que la podemoscortarendiferentes6pocasdel aoycasi siempretiene*uenvalornutritivo. Fosucedelomismo con los pastos de corte% porque 6stos #ay que cosec#arlos en un perodo muy corto paraevitar que se pongan duros% amarillos y pierdan su valor nutricional. d. 1apel de ba(a9o"e #a desarrollado y se #a #ec#o% una manera de #acer papel de la caa de azcareconmicamente via*le..nanuevamanerade#acerpapel m)sf)cilmentey*aratodel*agazo% la *asura fi*rosa de la caa de azcar para la produccindel azcar% en vez de los )r*oles.a fi*ra ptima del *agazo podra ser utilizada para #acer papel%te&idos y los materiales de empaquetado de gen6ricos paraescri*ir. (stoayudaa*a&arlacantidaddeplantacinydel *osquedel modelovie&oparalaproduccin de papel.a caa de azcar es un recurso e'tremadamente valioso frente a la situacin energ6tica de #oy.Cerca de /J1 pases la producen y envan m)s de un milln de toneladas al mercado.Despu6s de que el &ugo para el azcar se #aya e'trado de la caa de azcar% el *agazo se puedeprocesar y utilizar como pulpa en la produccin de papel% algo que antes esta*a siendo desec#adocomo *asura de la produccin.e. Ener(a El%ctricaa *iomasa aprovec#a*le energ6ticamente es el *agazo y los residuos agrcolas caeros !+AC$. (l*agazo representa el 90- de los tallos verdes molidosyesel residuofi*rosodeesteproceso% el cual seo*tieneconun10-de#umedad. (stosignificaquepor cada #ect)rea cosec#ada es posi*le o*teneranualmente /9%1 toneladas de *agazo.a industria azucarera quema tradicionalmente el*agazo para generar energa de consumo propio. 5eroya puede vender la electricidad e'cedente a empresasde distri*ucin por el sistema de cogeneracin.42Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200Conel o*&etivodereducire'cedentescadavezmayoresde*agazoseidealao*tencindeenerga a partir de la quema del *agazo% que produce muc#a energa.5aralelamente se pueden e'traer ,/M_>-se distri*uyen entre los meses de noviem*rea a*ril. 45Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200a zona se ve delimitada en su territorialidad por el ro Berme&o al oeste y el ro :ari&a al este.a altitud promedio de la zona es de 2,0 metros so*re el nivel del mar% presentando un paisa&econ montaas y ri*eras que confluyen en la unin de los dos ros.a e'tensin de caa de azcar a*arca //%>22.// #ect)reas% distri*uidas en J zonas y ,3 su*?zonas% con dos ingenios azucareros que producen unos J00%000 quintales de azcar con un costoapro'imado de /2 millones de dlares norteamericanos. as cinco primeras zonas se encuentran circundantes a los dos ingenios y a la ciudad de Berme&o%por lo tanto son los m)s accesi*les y el terreno es completamente plano. Aqu est)n asentadosloscaerosm)sgrandesyantiguosdel lugar% yencon&untoa*arcael 49-del total delae'tensin de caa de azcar que tiene la zona de Berme&o. "on las plantaciones iniciales que se#an llevado a ca*o en este lugar y es donde primero comienzan a cosec#ar la caa lostra*a&adores zafreros. (s el me&or lugar de tra*a&o para 6stos ya que los caaverales son losme&or atendidos% el terreno no es accidentado y tienen las me&ores condiciones de vida.a zona 4 est) constituida por plantaciones de caa a cargo de una cooperativa de Colonos que se#an asentado en la zona% #a*iendo sido la mayora de ellos zafreros en 6pocas anteriores% a zona 3 presenta un terreno muy accidentado% con pendientes de 40V a 30V. (l tra*a&o aqu esmuy sacrificado y pesado% ya que el zafrero tiene que *a&ar de las laderas #asta el camin% conun peso en el #om*ro de #asta 10 ;g. de caa% tam*i6n el precio que se paga por el corte% peladoy cargado de la tonelada es m)s elevado que en otras zonas. a zona >% con caminos vecinales muy precarios% de*ido a que solo se encuentran e'peditos entiempo de zafra y son intransita*les durante otra 6poca. "e la denomina Camino a :ari&a% porquese encuentra a lo largo de la carretera #acia esa ciudad. (s una zona geogr)ficamente plana ytiene la facilidad de tener muy f)cil acceso en cuanto al transporte.2. 4 nivel Industrial.(l aprovec#amiento delacaadeazcarenBoliviasereducealao*tencindeazcarcruda%azcar refinada y alco#ol. os volmenes de produccin #an tenido un comportamiento creciente enel perodoJ0GJ4% incrementandoel ZndicedeOolumen@sicodelaIndustriaManufacturera!IFOI@IM$% de la rama productiva correspondiente ala clasificacin `CII. 9//>8%a un ritmo de1./- anual% de un valor de /00 en /JJ0% #asta un valor de /92.2 en /JJ4.46Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200a. Co#ercio E7terior. as e'portaciones de azcar se #allan entre las m)s importantes de los productos notradicionales *olivianos% con un comportamiento ligeramente decreciente entre los aos /JJ0 y/JJ47 de*ido a las polticasde cuota de e'portaciones. as e'portaciones *olivianas de azcar refinada fueron en /JJ0 de 9/.3 millones de dlares paraun volumen de e'portacin total de 32 mil :M% mientras que en /JJ4 el valor e'portado alcanza,3.,millones dedlares siendo elvolumende e'portaciones%de3,.1miles de :M%con unligero decaimiento anual del ,.4-. b. 1rincipales Indicadores de la Cadena 1roductiva. P:#ero de Estableci#ientos. Cuentan con 4 plantas para la o*tencin de azcar cruda y refinada !/JJ4$ de las cuales 2 seencuentran en "anta Cruz y , en el Departamento de :ari&a. 1ersonal Ocupado & Re#unerado. (stasindustriasemplearonen/JJ2 a/%,41tra*a&adorespermanentesentreo*rerosypersonal de la planta administrativo. as remuneraciones totales ascendieron a un poco m)sde 2>.> millones de *olivianos con un salario promedio mensual de 9%,/4 Bs. corrientes de/JJ2. Jalor 6ruto de la 1roduccin. (l valor *ruto de la rama CII. 9//> asciende en /JJ2% a1>/ millones de Bs.% que representael 1.4- del valor *ruto de la produccin del sector manufacturero. (l valor *ruto de produccin de la industria azucarera tuvo uncomportamiento creciente conuna razn de cam*io del ,.2- anual% en valores constantes para el perodo /JJ0 G /JJ2. Jalor 4(re(ado. (l valor agregado de la industria azucarera% para /JJ2 fue de ,43 millones de Bs% corrientes%que representan cerca del 4.,- del valor agregado total de la industria manufacturera. (lvalor agregado del sector tuvo un incremento real para el perodo J0 G J2 del 3./- anual.47Colegio Cristo Rey Grupo 3 4SR Qumica Caa de AzcarPromo 200 Coeficiente de 1roductividad. (l porcenta&e del !OA-correspondiente al ndice definido del sector industrial en su con&unto. (l ndicedeproductividaddel costodemanodeo*ra!OA