MAQUINARIA Y EQUIPOS PARA LA PRODUCCION DE AZUCAR

ING. SONIA POMAREDA

ALUMNAS:

GERALDINE CARRION GALINDO 08 - 32011

YAISSE DEPAZ NINA 09 - 33750

MAQUINARIAS Y EQUIPOS PARA LA PRODUCCION DE AZUCAR

El azúcar de caña es el azúcar producido a part ir de la caña de

azúcar. El proceso de fabricación de azúcar refinado de alta

pureza de la caña de azúcar ut iliza procesos físico-químicos

naturales para quitar las impurezas.

La caña de azúcar ha sido sin lugar a dudas uno de los productos

de mayor importancia para el desarrollo comercial en el

continente americano y europeo. El azúcar se consume en todo

el mundo, puesto que es una de las principales fuentes de calorías

en las dietas de todos los países.

El azúcar puede obtenerse principalmente a part ir de la caña de

azúcar y la remolacha Azucarera. Para su obtención se requiere

de un largo proceso, desde que la semilla de caña germina hasta

que el azúcar se comercializa nacional e internacionalmente. A

continuación se describe más detalladamente el proceso en la

fábrica.

LAS PRINCIPALES ETAPAS Y EQUIPOS UTILIZADOS DURANTE EL

PROCESO DE FABRICACIÓN DEL AZÚCAR SON:

1. CORTE, ALCE Y TRANSPORTE DE LA CAÑA DE AZUCAR :

La maduración de la caña de azúcar comienza por su parte baja

y termina por la porción superior, la mayoría de las veces la parte

inferior alcanza su madurez e inicia un proceso de inversión antes

de que la parte superior haya madurado. Por tal razón se

recomienda realizar pruebas periódicamente, con el fin de

establecer el rendimiento de la caña y de ésta manera

determinar el momento más favorable para su corte. La caña

debe molerse fresca, por tal razón se debe transport ar tan rápido

como sea posible hasta la fábrica, evitando su exposición al sol

durante periodos de t iempo muy prolongados; la caña húmeda

se deteriora con mayor facilidad.

El corte se realiza manual o mecánicamente, el cogollo se corta y

es ut ilizado para el reacondicionamiento del suelo, ya sea

quemado, práctica muy difundida pero no muy recomendada

debido al efecto contaminante, o picado, el cual se distribuye

por toda la superficie del terreno. El principal inconveniente de

éste método radica en la necesidad de un equipo de

característ icas especiales para tal fin. La parte de la caña que se

ut iliza en la fabricación del azúcar es el tallo, de característ icas

muy part iculares según la variedad de caña sembrada.

El t ransporte de la caña desde los campos hasta las fábricas se

realiza en tractores, camiones o ferrocarriles dependiendo de la

distancia, las característ icas del terreno y de la capacidad

económica de la empresa. El cargue de la caña en los vehículos

se realiza mecánica o manualmente dependiendo de las

facilidades con que se cuente.

MUESTREO Y PESAJE DE LA CAÑA :

Toda la caña que llega a la fábrica debe ser muestreada

representativamente, el muestreo se realiza con una sonda

mecánica automática, con el fin de evitar tendencias. El

laboratorio se encarga del análisis de las muestras tomadas con el

fin de determinar las característ icas de la caña, en especial el

rendimiento, el cual es la base para el pago a los proveedores.

Toda la caña también es pesada para efectos de control y

contabilidad, para tal fin, se ut ilizan básculas de diferentes t ipos y

capacidades.

DESCARGUE, LAVADO Y PREPARACION DE LA CAÑA:

La mayoría de los ingenios realizan la descarga de los vehículos

mediante aparatos mecánicos muy diversos. Entre los más usados

se t ienen la grúa de cañas, el puente rodante, la plataforma

basculante y el rastrillo; el sistema de descarga se debe adaptar a

la clase de vehículo que transporta la caña.

En la mesa de alimentación se lava la caña con el fin de ret irar la

mayor cantidad de materia extraña (t ierra, piedras, pedazos de

hojas, polvo, pedazos de metal, y otros) presente en la caña,

proveniente de las etapas de corte y transporte. El lavado de la

caña no es una práctica generalizada y depende de la época

del año. La mesa de alimentación descarga la caña a un

conductor, el cual la lleva a los molinos.

Antes de que la caña pase a la etapa de molienda se debe

preparar adecuadamente para facilitar el t rabajo de los molinos,

ut ilizando para tal fin cuchillas corta cañas, desfibradoras,

desmenuzadoras o una combinación de las anteriores.

GRÚA DE CAÑAS:

Muchas veces la misma grúa se ut iliza para descargar los

vehículos, y luego para llevar la caña a las mesas de

alimentación; la grúa más empleada consta de un mást il de

entramado metálico, el cual lleva a cierta altura un brazo

horizontal sobre el que rueda un carro con dos poleas por las que

pasa el cable que sost iene la carga. La grúa t iene una

capacidad de 3 a 5 ton, y un radio de acción de 18 a 25 m.

PLATAFORMAS DE DESCARGA:

Existen dos modelos; en el primero el vehículo entra sobre la

plataforma, la cual se inclina lo suficiente y descarga por uno de

los extremos; en el segundo de báscula lateral, la plataforma se

inclina sobre uno de sus costados, muy ut ilizada para transporte

férreo.

Al terminar el recorrido del conductor, la caña cae en una tolva y

de ahí pasa a las cortas cañas. Esta caída se debe diseñar con

una curva progresiva que facilite la alimentación a los molinos. La

inclinación en esta parte es de 40 a 50°.

CORTA CAÑAS:

Ejercen una acción niveladora y ordenadora de la masa de caña

presente en el conductor, la cual se debe ordenar para que la

entrada de la caña al molino sea uniforme; consta de una serie

de cuchillas fijadas a un eje horizontal. El material de construcción

de las cuchillas generalmente es acero de alta calidad, deben

resist ir un afilado constante, y se deben poder cambiar con

facilidad.

Desfibradoras: Cumplen una doble función; la primera es la de

asegurar la alimentación a los molinos; y la segunda preparar la

caña, aplastándola para facilitar su toma y la extracción del jugo.

Generalmente consta de dos cilindros, los cuales poseen una

superficie diseñada para agarrar la caña, dicha superficie se

debe construir de manera que rasgue y desfibre la caña. Su

velocidad debe ser mayor (25 o 50 %) que la de los molinos

debido a que la caña que recibe es difícil de agarrar.

La fuerza necesaria varía de 17 a 21 caballos de fuerza por

tonelada de fibra y hora.

Existen varios t ipos de desfibradoras, los más importantes son:

Desfibradora Krajewski: Consta de dos cilindros, con ranuras

longitudinales en forma de zig-zag, construidos de fundiciones

endurecidas, las cuales conservan las característ icas de los

cilindros por un mayor t iempo.

Desfibradora Fulton: Las ranuras de esta desfibradora t ienen forma

de V, y están dispuestas en espiral; se construyen de hierro fundido

o de fundiciones de acero. Para quitar el bagazo que se adhiere

a los cilindros se emplean rasquetas (una especie de cepillos

limpiadores).

Existen otros t ipos de desfibradoras de uso menos extendido tales

como:

Doble desfibradora: Es un conjunto de dos desfibradoras, de

velocidad variable.

Molino desfibrador: Es una desfibradora de tres cilindros, la cual es

muy parecida a un molino, pero su función es la de desgarrar la

caña con la ayuda de ranuras en forma de V.

Desmenuzadoras: Son equipos, que como su nombre lo indica,

desmenuzan la caña y la preparan para el t rabajo posterior de los

molinos, facilitando su extracción e imbibición. Existen cuatro t ipos

de desmenuzadoras: la desmenuzadora de discos, la

desmenuzadora Searby, el desintegrador Morgan y la

desmenuzadora de Maxwell.

Desmenuzadora de discos: Es la más antigua, actualmente se

encuentra en desuso. Const ituida por dos cilindros con un ángulo

de inclinación de su eje de 45°, cada cilindro está compuesto por

una serie de discos dentados.

Desmenuzadora Searby: Es una trituradora de mart illos que pasan

entre dos barras de choque, situadas en la parte superior, contra

las cuales los mart illos machacan y desintegran la caña. Se ubica

generalmente después de una desfibradora; la potencia

requerida es de 2 caballos por tonelada de caña por hora.

Desmenuzadora Morgan: Exige la presencia de cuchillas corta

cañas, se parece a una bomba centrífuga que posee un disco de

acero en forma de aspas, las cuales dejan a su paso un pequeño

espacio libre. La caña pasa entre las hojas desintegrándose

completamente.

Desmenuzadora Maxwell: Consiste en un cilindro de acero

tallado, sobre las tallas se colocan dientes de tres filos

recambiables y dispuestos en zig-zag, el movimiento puede ser

suministrado por máquinas de vapor o motores eléctricos. Se

ubica luego de una desfibradora.

2. MOLIENDA Y EXTRACCION DEL JUGO :

Su función es la de lograr la mejor separación de los dos

elementos de la caña, la fibra y el jugo. La molienda de la caña

se efectúa en un tándem de 4 a 6 molinos, cada uno de los

cuales realiza una extracción.

La caña pasa primero entre la maza cañera (por donde entra la

caña) y la maza superior, y luego, entre la superior y la maza

bagacera (por donde sale la caña), con la ayuda de una pieza

llamada bagacera. El paso del bagazo por esta pieza debe ser

uniforme para evitar atascamientos y problemas con los molinos.

Para mejorar la extracción en la etapa de molienda, se emplea la

imbibición. Esta t iene como objet ivo extraer parte del azúcar que

queda retenida en el bagazo, que no se puede extraer por

presión seca. Puede efectuarse con agua o con jugo diluido. Se

puede realizar con agua fría o caliente, esta últ ima dificulta el

agarre del bagazo y disuelve la cera que ocasiona dificultades.

La distribución del agua se hace por medio de tuberías

perforadas, inyectores o toberas pulverizadoras. Se pueden ut ilizar

también canales repart idores. La cantidad de agua ut ilizada en la

imbibición varía según la región, la capacidad de los molinos, la

fuerza motriz del t ren, y se ve limitada por el precio del

combust ible necesario para evaporar el agua de exceso.

Para evitar inconvenientes y dificultades durante el bombeo del

jugo y la siguiente etapa del proceso, se recomienda remover del

jugo el bagacillo y la mayor cantidad de fibra tan pronto como

sea posible. Para tal fin se pueden emplear coladores y tamices,

por medio de los cuales es posible remover del jugo material en

suspensión; la cantidad de material removido varía

considerablemente dependiendo de la cantidad de bagazo fino

presente en el jugo, del t ipo de molino, el ranurado de las mazas,

y de la variedad y composición de la caña. El material más

ut ilizado para la construcción de los tamices es el latón. También

se pueden ut ilizar otros materiales como: el cobre rojo, metal

monel y otras aleaciones.

Para evitar pérdidas por fermentación y contaminación del jugo,

se debe realizar una limpieza con vapor de todos los equipos

involucrados en esta etapa del proceso dos veces por turno,

también se recomienda el uso de un buen desinfectante una vez

por turno.

El bagazo final, el cual sale por el últ imo molino, puede ut ilizarse

como combust ible para las calderas, o como materia prima en la

fabricación de papel y cartón. Se lleva hasta el sit io donde se va

a quemar por medio de un transportador, el excedente se

almacena en un depósito en espera de ser ut ilizado.

Molinos: Inicialmente se emplearon molinos de dos cilindros,

construidos de madera o piedra. Posteriormente se sust ituyeron

por molinos de tres o cuatro mazas, cilindros horizontales cuyos

centros forman un triángulo isósceles. Dos de ellas se encuentran a

la misma altura y giran en la misma dirección, reciben el nombre

de maza cañera (por donde entra la caña) y maza bagacera

(por donde sale) o maza de descarga; la otra recibe el nombre

de maza mayor o superior, la cual gira en dirección opuesta.

Las mazas inferiores se encuentran generalmente fijas, mientras

que, la superior puede subir o bajar según las necesidades de

alimentación del molino.

Se debe reducir al máximo la distancia entre las dos mazas

inferiores para minimizar el ancho de la bagacera y evitar la

fricción del bagazo. La bagacera es una de las piezas más

importantes de los molinos, se encarga de permit ir el paso del

bagazo que sale de las mazas de entrada hacia la de salida,

debe facilitar el paso del bagazo y garantizar que sea a

velocidad uniforme, de esta manera se evitan atascamientos y

daños en los molinos.

La caña triturada por un molino pasa al siguiente por medio de un

transportador intermedio, el cual debe ser lo más corto posible

para economizar espacio. Los transportadores intermedios

pueden ser de diferentes t ipos y materiales, siendo los más

comunes los de tablillas de madera o acero y los t ransportadores

de draga. Por lo general son un poco más anchos que las mazas

de los molinos con el fin de evitar cualquier contacto del bagazo

con las partes móviles del t ransportador (cadenas, rodillos, etc.).

Un t ipo de conductor muy ut ilizado cuando se practica la

imbibición, es el conductor en forma de draga en el que las

tablillas conducen el bagazo hasta un fondo plano fijo.

El movimiento de los molinos puede hacerse independiente

mediante un motor para cada molino, o reuniendo los molinos en

grupos; se recomienda que cada molino tenga su motor cuando

se muelen cañas de diferente composición; los molinos pueden

funcionar con máquinas de vapor, con motores eléctricos o con

turbinas de vapor. Los molinos electrificados t ienen un mayor

costo de instalación.

Entre los factores más importantes que influyen en la capacidad

de un tren de molinos están: Dimensiones y velocidad de los

cilindros, número de cilindros del t ren, preparación previa de la

caña, imbibición, ranurado de las mazas, presión hidráulica,

alimentadores y alimentación del t ren.

3. PREPARACION DEL JUGO :

Para efectos de control y contabilidad en la planta, se pesa todo

el jugo extraído por los molinos en básculas mecánicas o

electrónicas.

La preparación del jugo se efectúa con la ayuda de compuestos

químicos (ácido fosfórico, cal y azufre), los cuales facilitan la

clarificación y sedimentación de las impurezas presentes en el

jugo.

El t ratamiento con cal se ha const ituido a través de los años en el

primer paso para la depuración química del jugo tamizado.

Generalmente se añade en forma de lechada de cal.

Puede ser añadida al jugo por un método manual (intermitente),

en el cual se forman zonas de alta alcalinidad. También puede ser

añadida por medio de disposit ivos mecánicos automáticos o por

medio de un equipo controlado electrométricamente, flexible y

capaz de aumentar o disminuir la cantidad de lechada según los

requerimientos del proceso. Para controlar la alcalización del jugo

se mide el pH, el cual debe ser superior a 7,5, logrando una buena

clarificación para valores de pH entre 8 y 9.

En la sulfitación se emplean la cal y el bióxido de azufre (líquido o

gaseoso) como agentes clarificantes. La cal neutraliza los ácidos

presentes en el jugo. El bióxido de azufre t iene como función

neutralizar el exceso de cal añadida y decolorar el jugo. Se

pueden sulfitar los jugos, los jarabes y las mieles. Se recomienda

sulfitar los jugos debido a que la acción decolorante del bióxido

no es inmediata, razón por la cual al sulfitar los jugos, la

decoloración continúa durante la evaporación, ventaja que no se

aprovecharía al sulfitar los jarabes. Otras ventajas de la sulfitación

son la sust itución de los carbonatos alcalinos por sulfitos alcalinos

menos solubles y la disminución de las posibilidades de

fermentación en los evaporadores.

La sulfitación generalmente ocasiona problemas de

incrustaciones en los calentadores, debido a la formación de

sulfitos de calcio y otras sales que se depositan en la superficie de

los tubos ; para evitar tales incrustaciones, se calienta primero el

jugo hasta una temperatura de 70 a 80°C, se sulfita, se encala, se

calienta a ebullición y se decanta. Los jugos sulfitados se

decantan con mayor rapidez, se produce una mejor cristalización

de la masa cocida y mejora notablemente el color del azúcar

producido. Los mejores resultados del proceso de sulfitación del

jugo se obtienen cuando el jugo se encala y sulfita al mismo

t iempo, en el mismo equipo.

4. CALENTAMIENTO Y CLARIFICACION DEL JUGO :

El calentamiento de los jugos puede efectuarse antes, después o

durante el encalado del jugo; se realiza como complemento del

encalado, facilitando la precipitación de las impurezas presentes

para obtener jugos más puros. Esta operación se realiza con la

ayuda de calentadores de tubos, y si el rango de calentamiento

es muy grande, el calentador requiere un mayor número de

pasos. Para aumentar la temperatura del jugo, se ut iliza vapor

proveniente de las calderas o de la etapa de evaporación.

Los métodos más comunes para clarificar y calentar el jugo son :

Cal - calor, calor - cal, cal - calor - cal, calor - cal - calor y cal -

calor - cal – calor

La clarificación de los jugos t iene como propósito la precipitación,

coagulación y el asentamiento de la materia en suspensión. La

decantación de las part ículas se puede realizar en defecadores o

en decantadores, intermitentes o continuos, denominados

clarificadores.

La sedimentación debe ser rápida y completa para evitar

incrustaciones en los evaporadores y en los tachos; cuando la

separación de la materia en suspensión no es completa durante

la clarificación, se producen azúcares de baja calidad y con un

gran contenido de cenizas. La clarificación depende de la

coagulación, del volumen de sedimentos, del tamaño, forma y

densidad de las part ículas, del área disponible para la

sedimentación y de la velocidad del jugo en el clarificador.

Existen varios t ipos de clarificadores, los más comunes son:

Clarificador Dorr, Clarificador Graver, Clarificador de Le Fort ier y

Clarificador de Le Bach.

Las pérdidas de jugo en los lodos de los clarificadores equivalen

aproximadamente al 5 % del total del jugo tratado.

Clarificador Dorr: Es esencialmente un tanque cilíndrico de acero,

cuyo fondo es cónico. Compuesto por una cámara de

floculación, un compart imiento concentrador de cachaza y

varios compart imientos clarificadores. La elección del diámetro

del clarificador y el número de compart imientos depende de la

capacidad requerida y del espacio disponible. Está provisto de un

tubo central con divisiones para la entrada del jugo y aberturas

de salida para los sólidos sedimentados (lodos) en todos los

compart imientos, en cada uno de los cuales dos brazos unidos al

tubo central rotan.

El jugo alcalizado caliente entra a la cámara de floculación, en la

que permanece el t iempo necesario para completar las

reacciones de clarificación (defecación) y la formación del

floculó. El jugo claro se ret ira por la parte superior de cada

compart imiento y se recoge en un tanque localizado sobre el

equipo.

Una bomba de diafragma extrae continuamente los lodos

acumulados en el fondo del clarificador que arrastran cerca del 5

% del jugo total.

El clarificador posee una máquina de vapor o un motor eléctrico,

el cual se encarga con la ayuda de un reductor de velocidad de

proporcionarle el movimiento al tubo central.

Clarificador Graver: Es un tanque cilíndrico de fondo cónico de

gran capacidad, provisto de bandejas con sus respectivos

raspadores accionado por un motor eléctrico.

El jugo entra al clarificador por la parte superior, los sólidos de

mayor tamaño descienden a través del espacio dejado entre los

aleros de las bandejas y las paredes del tanque. Las part ículas

más pequeñas ingresan con el jugo al interior de los

compart imientos, en los que son ret iradas. El jugo claro se recoge

y es ret irado por la parte superior del clarificador. Los lodos

acumulados en la parte inferior del equipo se extraen con la

ayuda de una bomba.

Existen otros t ipos de clarificadores menos difundidos y menos

empleados tales como el Clarificador de Le Fort ier (rectangular) y

el Clarificador de Le Bach.

5. FILTRACION Y CLARIFICACION DEL JUGO FILTRADO

La clarificación divide el jugo en dos porciones: el jugo clarificado

y los lodos precipitados. El jugo clarificado va directo a los

evaporadores y los lodos, localizados en la parte inferior de los

clarificadores, se filt ran con la ayuda de filt ros prensa o filt ros de

vacío para recuperar el jugo presente. A estos lodos se les puede

añadir el bagacillo ret irado en los tamices y cribas. El jugo

recuperado en los filt ros se somete a un proceso de clarificación

con cal, ácido fosfórico y un coagulante. Luego se lleva a un

decantador, en el cual se sedimentan las impurezas. El jugo

clarificado y recuperado de ésta forma se retorna al proceso. El

residuo sólido de la filt ración denominado cachaza, se lleva a un

tanque de almacenamiento para posteriormente ser ut ilizado

como abono en las plantaciones.

Filtro prensa: Const ituido por platos separados por marcos de igual

espesor construidos de hierro, y ajustados entre sí por presión

hidráulica o por un mecanismo de tornillo. El jugo fluye a través de

la parte central de los platos, cada uno de los cuales posee un

grifo que vierte a un canal por el que sale el jugo filt rado. Los

marcos presentan vacía su parte central, en esa concavidad se

acumulan los sólidos retenidos.

Filtro rotatorio al vacío: Se conoce comúnmente como filt ro Oliver

- Campbell, consta de un tambor móvil parcialmente sumergido

en el líquido a filt rar cubierto con platos de cobre perforados.

Dicho tambor está dividido en 24 secciones, cada una de las

cuales se comunica con una tubería de vacío que comprende

tres sectores. El primero comunica a la atmósfera, el segundo a un

vacío reducido y el tercero comunica con la sección de mayor

vacío.

Filtros Eimco de cachaza: Es un filt ro rotatorio continuo de vacío,

en forma de tambor en donde el medio filt rante se coloca

uniformemente sobre la superficie exterior del tambor, el cual gira

lentamente alrededor de su eje. El tambor está dividido en

secciones, las cuales al sumergirse completamente se ponen en

contacto con la bomba de vacío por medio de una válvula

automática, que succiona la solución, separando de ésta manera

los sólidos que se adhieren al medio filt rante.

Filtro Taylor: Es un filt ro de talegas compuesto por una caja de

fundición de hierro, cuya parte superior es perforada. Cada

agujero t iene una pinza sujetada por dentro, de donde se

encuentran suspendidas las talegas, cada una de las cuales está

compuesta por una cubierta externa hecha de cuerda

suavemente tejida, y por una talega interior de tela de algodón.

Una vez agotada la capacidad de filt ración de las talegas, se

ret iran del equipo para luego someterlas a lavado con agua

caliente en repetidas ocasiones.

Este t ipo de filt ros presenta altos costos de operación, problemas

de pérdidas de azúcar y condiciones de limpieza que no son las

más adecuadas.

Filtro Vallez: Consta de una serie de discos montados sobre un eje

hueco que gira lentamente dentro de un tanque horizontal. En su

parte inferior hay un tornillo sinfín que evacua la espuma por una

compuerta especialmente adoptada para tal labor. Los discos

filt rantes están formados por dos aros, separados una cierta

distancia, en donde se colocan las telas filt rantes.

El jugo sucio entra por la parte inferior del tanque, se reparte

uniformemente y pasa del exterior al interior de cada disco. El

material ret irado se acumula sobre la superficie de los discos

formando una torta de espesor tal que no haya contacto entre

las tortas de discos sucesivos. La espuma formada se distribuye

uniformemente sobre las telas.

6. EVAPORACION Y CLARIFICACION DE LA MELADURA :

El jugo clarificado que entra a los evaporadores t iene de 12 a

15°Brix aproximadamente. Para poder extraer por cristalización el

azúcar que contiene el jugo, se debe concentrar hasta obtener

un jarabe entre 55 y 65°Brix.

Para calcular la cantidad de agua que se va a ret irar, es

necesario conocer el ° Brix del jugo y del jarabe, y la cantidad de

jugo que entra a los evaporadores. El agua a evaporar por

tonelada de caña será:

Agua a evaporar = Cantidad de jugo (1 - (°Brix del jugo/°Brix del

jarabe)).

La concentración del jugo se efectúa en evaporadores de

múlt iple efecto, generalmente de cuatro o cinco efectos, los

cuales funcionan como una caldera de doble fondo, calentada

con vapor, en la que se introduce el jugo que se desea hervir.

Para hacer hervir el jugo, se debe introducir en el doble fondo de

la caldera vapor a una temperatura mayor que la temperatura

de ebullición; el vapor desprendido del jugo en esta caldera, se

conduce al doble fondo de una segunda caldera, igual a la

anterior, en donde se condensa sobre la pared del doble fondo y

cede su calor al jugo. Para que éste ebulla es preciso establecer

el vacío sobre el jugo para disminuir su punto de ebullición. Para

las demás calderas o cajas la operación es similar.

La temperatura de ebullición aumenta desde la últ ima a la

primera caja la presión varía en sentido inverso, disminuyendo

desde la primera a la últ ima. El primer efecto se calienta con

vapor directo, o con vapor de escape, los demás efectos se

calientan con el vapor procedente del jugo del efecto anterior; el

vacío se produce mediante la condensación de los vapores del

últ imo efecto, en el condensador, con agua fría. Por este hecho,

es necesaria una bomba para extraer constantemente el aire y

los gases incondensables que se acumulan en el condensador.

La evaporación se regula de tal forma que el jarabe salga de los

evaporadores con una concentración entre 50 y 60°Brix cuando

se quiere producir azúcar blanco, y de 60 a 70°Brix cuando se

produce azúcar crudo.

Cuando se produce Azúcar Blanco Especial, el jarabe o meladura

que sale del sistema de evaporación, se pasa a un clarificador

donde se le adiciona cal, ácido fosfórico y un floculante para

ret irar las impurezas presentes. Los lodos sedimentados en el

clarificador se llevan a los filt ros de la cachaza, para su disposición

final.

Evaporadores: En la Industria del Azúcar se ut ilizan evaporadores

de múlt iple efecto, con lo cual se disminuye el consumo de

energía. En un evaporador de múlt iple efecto, el vapor

procedente de la caldera se condensa en el elemento calefactor

del primer efecto, si la alimentación al primer efecto está a una

temperatura cercana a la temperatura de ebullición. Un

kilogramo de vapor hará que se evapore cerca de un kilogramo

de agua; el primer evaporador trabaja a una temperatura de

ebullición suficientemente alta como para que el agua

evaporada sirva de medio de calentamiento al segundo efecto.

Allí se evapora cerca de otro kilogramo de agua que puede ir a

un condensador, o servir de medio de calentamiento al siguiente

efecto, dependiendo del número de efectos del sistema de

evaporación de la planta.

Evaporador de calandria: Consiste en un haz de tubos vert icales,

corto, colocado entre dos placas remachadas al cuerpo del

evaporador; este conjunto const ituye la parte inferior del equipo.

El cuerpo del evaporador está compuesto por un cilindro de

fundición de hierro o de acero, el cual const ituye la parte superior

del equipo, denominado comúnmente calandria, situado sobre el

haz tubular. La calandria termina en una cúpula en forma de

casquete esférico construida a una altura suficiente para disminuir

el arrastre del líquido con los vapores. El vapor fluye por fuera de

los tubos, existe un gran paso circular de derrame en el centro del

haz de tubos donde el líquido a menor temperatura recircula

hacia la parte inferior del haz tubular. Los tubos son grandes para

disminuir la caída de presión y facilitar la circulación del líquido,

están construidos generalmente de acero o de latón, por ellos

circula el jugo a concentrar.

7. COCIMIENTO Y CRISTALIZACION DEL JARABE :

La cocción se realiza en aparatos independientes de los

evaporadores, en los que el jarabe se transforma en una mezcla

de cristales y jarabe sobresaturado, denominado comúnmente

masa cocida. Esta concentración modifica la naturaleza y estado

físico de la meladura, aumenta la viscosidad y, a medida que se

produce la cristalización, el jarabe se transforma en una mezcla

de productos semilíquidos y semisólidos cuya consistencia no

permite su concentración en espacios de diámetro reducido, ni su

circulación de un equipo a otro. Por esta razón la cocción se

debe realizar en equipos individuales de efecto sencillo,

denominados tachos en donde la superficie de calefacción debe

ser la suficiente para evaporar el agua en la cantidad necesaria.

Una superficie de calefacción mayor permite una evaporación

rápida, con vapor de baja presión. La tacha debe estar

construida de tal manera que permita el movimiento de la masa

cocida, provocado por las burbujas de vapor, formadas por la

ebullición, que se desprenden en la superficie de calefacción ; el

movimiento de la masa debe ser enérgico para obtener una

sobresaturación y temperatura uniformes.}

EL PROCESO DE COCCIÓN SE REALIZA EN VARIAS ETAPAS:

Preparación de la tacha para la cocción, llenado parcial de la

tacha con jarabe, concentración del jarabe a sobresaturación,

formación del grano, desarrollo del grano y el período de

agotamiento.

Una vez termina el período de agotamiento, se suspende la carga

de jarabe a la tacha y se procede a concentrar la masa hasta

aproximadamente 94°Brix, antes de descargarla al malaxador.

Esta concentración de la masa reduce la cantidad de miel

producida durante la cocción.

La masa cocida de primera se prepara con jarabe virgen, o con

una mezcla de jarabe virgen y miel de primera. La pureza de la

masa A varía entre 80 y 85 %, según la pureza del jarabe; la masa

de segunda se prepara con una base de jarabe virgen,

alimentándola con miel de primera y logrando una pureza de 70

a 75 %. La miel de segunda se ut iliza para preparar la masa de

tercera, la cual t iene una pureza de 55 a 60 %; la masa de tercera

se pasa a un cristalizador donde se deja aproximadamente 16

horas, enfriándola, para aumentar la transferencia de sacarosa y

de ésta manera completar el agotamiento de las mieles.

Tachos: Deben reunir las condiciones para trabajar como un

evaporador llevando el jarabe de 60°Brix a la concentración

correspondiente a su cristalización (95 a 98°Brix), apropiados para

la producción de cristales.

Son muy parecidos a los evaporadores, se construyen vert icales u

horizontales y la extracción de las aguas condensadas y de los

gases incondensables se verifica de manera similar. Su superficie

de calentamiento no t iene tanta importancia como en los

evaporadores, pero debe ser la suficiente para evaporar la

cantidad necesaria de agua ya que una superficie mayor de

calentamiento permite una evaporación rápida con vapor de

menor calidad desde el inicio de la etapa de cocción.

Un tacho debe disponer siempre de los siguientes elementos : Una

cámara en la que se verifica la cocción ; un sistema de

calefacción ; tubería y válvulas para la entrada de la miel a la

tacha ; un recuperador de las gotas de jarabe arrastradas por el

vapor ; una tubería de unión de la cámara de cocción con el

condensador, provista de una válvula de regulación de vacío ; un

disposit ivo de cierre y descarga de la masa cocida, válvula de

descarga ; un purgador para evacuar el agua condensada en el

sistema de calefacción, sin pérdida de vapor no condensado ;

tubería y válvulas para el lavado de los tachos con vapor al

terminar la cocción ; tubería de evacuación de gases ; tubería y

válvula para el vapor de calefacción ; miras, sondas y grifos,

termómetros y vacúometros para regular la marcha de la

cocción.

Malaxadores: Reciben la masa de primera (masa A), la cual se

somete a beneficio para favorecer su posterior turbinación. Son

recipientes de sección vert ical en forma de U, provistos de un

agitador, el cual mantiene la masa en movimiento lento y

continúo; dicho movimiento es proporcionado por engranajes

accionados con correa. Los malaxadores más comunes son:

Malaxador de hélice doble: Provisto de dos hélices y dos ejes, los

cuales se mueven en sentido inverso; la hélice superior lleva una

pala que rebasa la altura de la masa.

Malaxador Ragot: Es un malaxador común, provisto de serpentines

que giran en la masa y pueden recibir agua o vapor. Su eje de

movimiento es hueco y a él van unidos los extremos de los

serpentines. Este equipo permite un enfriamiento rápido, o por el

contrario, la calefacción de la masa antes de la turbinación.

Cristalizadores: Aparatos que reciben las masas de segunda y las

de tercera o de agotamiento (masas B y C), permanecen más

t iempo, durante el cual se somete la masa a un tratamiento para

completar la cristalización y llevar el agotamiento de la masa al

máximo. Existen diferentes clases de cristalizadores, entre los que

sobresalen: El cristalizador Wekspoor y el cristalizador tubular

rotat ivo Lafeuille.

Cristalizador Wekspoor : Recipiente en forma de U o circular,

según la masa a tratar ; en su interior posee un eje sobre el que se

fijan los elementos de enfriamiento, discos huecos unidos entre sí,

de modo que el agua recorre uno a uno todos los elementos, los

discos dividen en compart imientos el recipiente. La masa se

introduce por un extremo y avanza por gravedad de un

compart imiento a otro, sale por desbordamiento por el lado

opuesto; el agua entra por éste lado, circula por todos los discos y

vuelve por el hueco del malaxador. La circulación es en

contracorriente; una de las ventajas que t iene es que la masa que

llega caliente se pone en contacto con agua ya calentada, y en

cualquier punto la temperatura del agua de enfriamiento

desciende a medida que la de la masa también disminuye.

Cristalizador tubular rotativo Lafeuille: Funciona como malaxador

o como tacha; compuesto por un cilindro de eje horizontal, el

cual rota sobre unos rodillos. En los fondos se encuentran dos

placas tubulares de chapa, y en el interior, lleva unos tubos

horizontales unidos de dos en dos, los cuales forman un tubo

cónico atravesado por una corriente de agua o vapor; al iniciar

su operación se llenan tres cuartas partes del volumen total

disponible, la rotación mantiene la masa agitada y malaxada sin

necesidad de dilución.

8. CENTRIFUGACION Y SECADO :

La masa cocida resultante de la cocción y cristalización del

jarabe está formada por cristales de azúcar y por las mieles que

no cristalizan. La separación de los cristales de azúcar de las

mieles, se realiza en equipos denominados centrífugos o turbinas,

por la acción combinada de la fuerza centrífuga y la fuerza de

gravedad.

En la práctica se acostumbra turbinar en caliente (70 - 75°C) las

masas cocidas de primera y segunda, tal como salen de las

tachas. Las masas de tercera se turbinan después de que salen de

los cristalizadores a una temperatura menor (50 a 60°C).

La duración de la turbinación depende de la uniformidad y

tamaño de los cristales, de la viscosidad y pureza de la masa, de

la temperatura, de la velocidad de arranque, de la rapidez de

frenado y vaciado de la centrífuga, y de la duración de los

lavados con agua y con vapor. El t iempo de turbinación para las

masas de primera (masas A) es de 1 a 5 minutos, 4 a 10 minutos

para las de segunda (masas B) y de 10 a 45 minutos para las de

tercera (masas C).

Como resultado de la turbinación de las masas cocidas de

tercera o de agotamiento, se obtiene la miel final, miel que no

cristaliza, denominada comúnmente melaza, con una pureza del

35 %. La melaza se pesa, envasa y se almacena en espera de ser

despachada al comercio en donde se puede ut ilizar como

alimento de ganado, en la producción de alcohol y en la industria

sucroquímica.

El azúcar que se separa en las turbinas pasa a la etapa de

secado, la cual se realiza en secadores rotatorios, en los que se

inyecta aire caliente en contracorriente. El aire se calienta con la

ayuda de un recalentador. La humedad del azúcar luego del

secado es menor del 0,06 %.

Turbinas centrífugas: Las más importantes son las turbinas cuyo eje

oscila, entre las que figuran:

Turbina Weston : Es una turbina de eje dotado de oscilación,

compuesta por un órgano motor colocado en la parte superior

que acciona un eje vert ical, que está provisto de una canasta

perforada para permit ir el paso de la miel. La canasta está

cubierta por unas telas metálicas que ret ienen los cristales de

azúcar, formada por hilos de cobre, arrollados en espiral y unidos

uno junto al otro. Se carga por la parte superior, y se descarga al

finalizar la turbinación de las masas por una abertura ubicada en

la parte inferior del equipo. Las perforaciones de la canasta t ienen

un diámetro aproximado de 7 mm y están separados 22 mm.

Secadores: El azúcar crudo no se seca, simplemente se almacena

y envasa tal y como sale de las centrífugas. Los demás t ipos de

azúcares se secan en secadores rotatorios con aire caliente a una

temperatura entre 80 y 90°C, el aire se calienta con la ayuda de

un recalentador. El equipo de secado cuenta además con un

ventilador, un ciclón, un separador de polvo, una chimenea, un

elevador para el azúcar seco, una tolva de recibo y una báscula

(mecánica o automática).

Un secador rotatorio consiste en un cilindro que gira sobre

cojinetes apropiados, el cual t iene una leve inclinación sobre la

horizontal para facilitar el desplazamiento lento del material

dentro del secador. La longitud del cilindro es de cuatro a diez

veces su diámetro, que varía entre 0,3 y 3 m. Los sólidos a secar se

introducen continuamente por un extremo, mientras que el aire

caliente fluye por el otro extremo. Dentro del secador, unos

elevadores que se ext ienden desde las paredes del cilindro en la

longitud total del equipo levantan el sólido y lo riegan en una

cort ina móvil a través del aire, exponiendo el sólido

completamente a la acción secadora del gas. Esta elevación del

sólido contribuye a su movimiento hacia adelante. En el extremo

de alimentación del sólido, unos pequeños elevadores espirales

ayudan a impart ir el movimiento inicial hacia adelante antes de

que el sólido llegue a los elevadores principales. El material a

secar no debe ser chicloso, puesto que podría pegarse a las

paredes del secador, o tendería a apelotonarse.

Dependiendo del material a secar y de las característ icas de la

operación de secado, existen varios t ipos de secadores rotatorios,

entre los que figuran : El secador de calor directo y flujo a

contracorriente en el que el gas está en contacto con el material

a secar (muy ut ilizado en la industria del azúcar) ; el secador de

calor directo y flujo a corriente paralela (ut ilizados para el secado

de yeso, turba y alfalfa) ; el secador de calor indirecto y flujo a

contracorriente (para el secado de alimento para ganado,

granos para la elaboración de cerveza) y el secador directo -

indirecto, el más económico (secado a altas temperaturas de

lignito, carbón y coque).

9. ENVASADO Y DESPACHO A GRANEL :

Una vez seco, el azúcar se envasa en sacos o bolsas plást icas, en

sus diferentes presentaciones para ser despachado al comercio.

En el proceso de envasado, el azúcar se pesa en básculas

electrónicas. Cuando se empaca en sacos, éstos pueden ser

sellados a mano o con la ayuda de una máquina.

El almacenamiento del producto terminado requiere de una serie

de cuidados para asegurar que la calidad del producto no se

altere. Para que un azúcar pueda ser almacenado debe tener un

contenido de humedad bajo (0,05 %). El azúcar de grano fino

absorbe humedad más fácilmente que el de grano grueso,

debido a que su higroscopicidad es mayor.

Se debe contar con un depósito o bodega para almacenar el

azúcar empacado antes de ser despachado al comercio. Dicho

depósito debe cumplir con las disposiciones sanitarias para el

almacenamiento de alimentos, las cuales le aseguran al

consumidor final que el producto que está consumiendo está en

óptimas condiciones.

BIBLIOGRAFIA:

http://www.academia.edu/4492751/PROCESO_DE_PRODUCCION

_DE_LA_CANA_DE_AZUCAR

http://www.cenicana.org/pop_up/fabrica/diagrama_obtencion.

php

http://www.tecnologiaslimpias.org/html/central/311801/311801_e

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http://prezi.com/zomyia_fkod-/proceso-de-produccion-del-

azucar-de-cana/