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PROCESO INDUSTRIAL DEL AZUCAR

MOLIENDA:Es una etapa donde se extrae el jugo de la caa por medio de molinos.Los molinos estn constituidas por tres masas: maza caera, maza bagacera y la maza flotante, Agroindustrial Laredo cuenta con seis (06) molinos, por los cuales pasa la caa para extraerle todo el jugo posible.La caa despus de ser apilada en los patios de caa, es cortada y picada en unas maquinas cortadoras y desmenuzada, sin extraer el jugo, para tener una mejor extraccin del jugo en los molinos, la caa picada y triturada es llevada por una faja transportadora hacia los molinos, en el transcurso pasa por un imn elctrico con la finalidad de separar restos de piezas metlicas que podran venir con la caa.

En los molinos se extraen cerca del 98% del jugo, la caa pasa por la masa caera del primer molino y es exprimida entre la masa flotante y la masa bagacera, en el primer molino se extrae casi todo el jugo, luego la caa sigue su camino pasando por los cinco molinos restantes, en el quinto molino se le agrega agua caliente, agua de imbibicin, con la finalidad de extraer la mayor cantidad de sacarosa posible, luego todo el jugo extrado se almacena en una bscula y el bagazo se transporta haca los calderos en los cuales sirven como combustible.En la etapa de la molienda, especficamente en el bagazo final, se considera que es el primer punto de prdida de sacarosa, cerca del 2% de sacarosa se pierde en el bagazo.

Clarificacin y Filtracin Como control del balance de material que se efecta diariamente en el ingenio, antes de pasar a la clarificacin, el jugo diluido es pesado y muestreado continuamente en una bscula con el objeto de conocer la cantidad de sacarosa que ingresa a la fbrica. Luego de ser pesado, el jugo diluido pasa a la clarificacin, proceso que se emplea para eliminar la mxima cantidad de impurezas que posee el jugo. La clarificacin consta de tres pasos: -alcalizacin, -calentamiento -clarificacin del jugo, en este ltimo paso se le agrega floculante y aire para tener una mayor remocin de impurezas.

Alcalinizacin: Al llegar al tanque de encalado (Tanque de Jugo Encalado, 40 m3), se le agrega cal en una concentracin de 0.5 Kg/TC(en forma de lechada de cal) esto se hace con la finalidad de neutralizar el jugo diluido (5.2) hasta llevarlo a 7 pH ,la cal ayuda a precipitar impurezas orgnicas e inorgnicas que vienen en el jugo y para aumentar o acelerar su poder coagulante Calentamiento: luego se eleva la temperatura del jugo encalado mediante 6 calentadores verticales ,los tres primeros resiven vapor para calentar el jugo en una cantidad entre 0.3-0.5 Kg/cm2 y los tres restantes en una cantidad entre 0.6-0.8 Kg/cm2, alcanzando una temperatura de 105 106 c.

El jugo calentado es recolectado en el clarificador previamente pasa por un tanque flash, cuya funcin es eliminar la mayor cantidad de vapor y gases incondensables que van en el jugo as tambin cumple una funcin amortiguadora ala entrada al clarificador.Ala salida del tanque flash se le dosifica floculante 9 11 ppm con la finalidad de envolver y arrastra las impurezas del jugo antes tratado ( albminas, protenas, ceras, tierra, insolubles, etc. ) y un ph de 7.0 se cuenta con un clarificador continuo SRT de flujo laminar, que tiene una propiedad de disminuir el tiempo del jugo en este equipo, evitando perdidas de sacarosa por retencin y aumento significativo del color, siendo esto ventajoso para el proceso ya que en este sistema existe una remocin tanto de color, turbiedad y sedimentos.Aqu el jugo permanece de 2.5 a 3.5 horas, tiempo en el que se produce un asentamiento de impurezas precipitadas (floculadas). En resumen, en los clarificadores se produce un jugo clarificado limpio, va directamente a la evaporacin y un sedimento o lodo espeso (cachaza) de donde es extrado en forma continua y enviado alos filtros rotatorios al vaci para evaporar al jugo que acompaa a este producto residual.

PROCESO DE FILTRACION DE CACHAZA:Las impurezas decantadas en el clarificador se denominan cachaza, y esta compuesta de lodos. Estas se extraen de la parte inferior del clarificador y se bombean aun tanque denominado TK mezclador de cachaza, donde se le dosifica bagacillo con la finalidad de darle porosidad ala torta que se forma en el filtro. Este material es filtrado a travs de un filtro al vaci Oliver, el cual se le agrega agua caliente en forma de aspersin (25 libras), lavando la torta adherida al tambor y mejorando la extraccin de la sacarosa que existe en la cachaza, el jugo succionado o jugo turbio es bombeado al tanque encalado para su posterior tratamiento. La cachaza slida es transportada por una faja de caucho y retirada en camiones para ser utilizada como fertilizante natural en el campo.

EvaporacinLa evaporacin tiene por objeto concentrar al jugo clarificado, evaporando la sustancia voltil (agua), que viene con aproximadamente 15% de slidos, hasta alcanzar un 60% - 65% de slidos. Para esto se hace ingresar el jugo claro por un mltiple efecto compuesto por cinco (05) evaporadores de tipo Calandria, donde el vapor que se produce en el primer efecto sirve para evaporar en el segundo efecto y as sucesivamente, esto se logra con una diferencia de presiones la cual se disminuye sucesivamente provocando una gradiente de temperatura que hace posible la evaporacin.

Al disminuir la temperatura de ebullicin del lquido aumenta la diferencia de temperatura entre el vapor condensante y el lquido que hierve y, por consiguiente aumenta la velocidad de transmisin de calor en el evaporador.El vapor procedente del ltimo efecto pasa a un condensador, en el cual se inyecta suficiente agua para extraer y condensar todo el vapor entregado por el ltimo efecto.La evaporacin empieza cuando el jugo diluido y clarificado entra a los pre-evaporadores (03), estos se consideran como el primer efecto, donde reciben un vapor de 1.6 Kg/cm2 y empieza la concentracin, el jugo sale con 29.6% de slidos e ingresa al segundo efecto, donde recibe un vapor de 1.06 Kg/cm2, y el vapor producido en el segundo efecto (0.54 Kg/cm2) sirve para evaporar en el tercer efecto donde el jugo entra con 38.8% de slidos, el vapor que se produce en el tercer efecto es de 0.06Kg/cm2 que se va al cuarto efecto junto con el jugo con 45.28% de slidos, el jugo pasa al cuarto efecto donde se aplica un vaco de 12.16Hg para que el % en slidos se eleve a la salida del mismo a 54.36, luego el jugo ingresa al ltimo efecto el cual trabaja con un vaco de 25Hg debido a que el vapor que se produce en el cuarto efecto es insuficiente para llevar al jugo hasta 65% de slidos, el vapor que se produce en el quinto efecto es extrado por un condensador el cual recibe suficiente agua para extraerlo.A medida que el jugo pasa por los efectos, el vapor que se produce es menor y la gradiente de temperaturas tambin por tal motivo se usa el vaco en el ltimo efecto.

Cristalizacin Una vez que tenemos el jarabe (jugo concentrado) a 65Brix aprox., lo llevamos a los tachos, los cuales tienen como funcin cristalizar la sacarosa presente. En los tachos se produce una purificacin del soluto, dando como resultado que la azcar obtenida tenga mayor pureza que la masa dentro del tacho y mayor pureza que la alimentacin al tacho.Para llegar a la cristalizacin, se tiene que sobresaturar a la sacarosa en un ambiente donde la temperatura no sea muy alta, esto previene perdidas de sacarosa por inversin, la sacarosa se deposita en pequeos cristales usados como semilla y su tamao se controla manejando algunas variables de operacin: flujo de alimentacin, vaco, vapor de ingreso a la calandria.

La alimentacin al tacho depende del tipo de templa que se desee hacer, primero se tiene que hacer la semilla en el tacho semillero, como pie de templa se usa Miel A, Miel B y Jarabe, la proporcin a usar se determina por medio de la relacin de Cobenze, luego se le agrega el Slurry (azcar suspendida en alcohol), y se llena el tacho con jarabe, la semilla producida sirve como pie de templa al tacho de Masa C el cual se llena con Miel B, la Masa C se va a un cristalizador vertical, luego en la Centrifuga C el azcar es separada de la Melaza (o miel C, se va a Destilera) al azcar obtenida se le agrega agua formando el magma C que se va al tacho de Masa B como pie de templa para formar la Masa B, el tacho de Masa B es llenado con Miel A, al final se obtiene Masa B y en la Centrifuga B se separa azcar de la Miel B, se agrega agua a la azcar obtenindose Magma B, la cual se va al Tacho A para que se utilice como pie de templa de la Masa A, el tacho A es llenado con Jarabe, aqu se obtiene Masa A y en la Centrfuga A se separa la Miel A y el azcar (que sirve como materia prima de la Refinera).Conforme se va cristalizando a la sacarosa, sta va adquiriendo ms pureza.

REFINACIN DE AZCARLa refinera tiene una capacidad actual de 380 tn/da y produce cuatro tipos de azcar que se clasifican segn sus caractersticas. En esta rea se aplica el control del proceso automatizado.El proceso de Refinacin implica varias etapas que se asemejan a las etapas de crudo. Todo empieza una vez obtenida la masa A. Esta se funde y se disuelve (licor fundido), luego es bombeada hacia la clarificacin donde se le adicionan los insumos permitiendo remover impurezas presentes en el licor fundido.

Luego de la clarificacin, el licor clarificado pasa a travs de una doble filtracin, despus de esto el licor queda listo para ser alimentado al cristalizador, donde se satura a la sacarosa formando pequeos cristales de azcar suspendidos en miel, esta masa pasa a las centrifugas donde se lava y se separa al cristal de azcar de la miel, la azcar es llevada al secador para quitarle humedad y finalmente es envasada, mientras que la miel es reprocesada en el cristalizador (tacho) para sacar una azcar de menor calidad.

CLARIFICACIN.Este proceso debe ser lo suficientemente eficaz a fin de mantener un licor clarificado que no sature en un tiempo prudente a los filtros.Para clarificar el licor fundido se emplea el procedimiento Talo por fosfatacin, el cual implica el uso de los insumos: decolorante, floculante, Acido Fosfrico y sacarato de Calcio, estos insumos debes de ser preparados en tanques especiales para luego ser bombeados en la cantidad suficiente.

Esta operacin tiene por finalidad clarificar el licor procedente del disolvedor para su posterior cristalizacin logrando una remocin en color mayor al 30% en turbiedad mayor al 70% en sedimentos 30% adicionando insumos qumicos en las dosis establecidas.En la clarificacin de refinera se clarifica dos clases de licores.Licor clarificado domestico.Licor clarificado industrial.

Ambos licores son clarificados con los mismos parmetros de control y adicionando insumos en las dosis establecidas.La instalacin esta diseada para clarificar licor a un flujo mximo de 130 GPM mximo para una molienda de 3000 ton/da, para una produccin de 20 ton/h de azcar

PREPARACION DE INSUMOS USADOS EN LA REFINERIA - Preparacin del Sacarato de CalcioPrimero se tiene que preparar una lechada de cal con un brix entre 11 y 11.3, si en caso el brix estuviera alto se baja con agua hasta el valor requerido.Luego se le agrega licor fundido y se deja en agitacin continua por un tiempo de 2 a 3 horas.El volumen de lechada de cal es 60% y 40% de licor fundido.

Preparacin del FloculanteLa preparacin del floculante deber hacerse con agua limpia a una temperatura entre 10 y 55C.La agitacin del tanque de preparacin se har solo con aire, deber hacerse a una concentracin de 0.1%.Una vez preparado el Tanque con agua se le agregar el floculante a una velocidad de 1 Kg/min.Luego se deja en agitacin por 2 o 3 horas.

-Preparacin del cidoEl cido fosfrico se le agrega directamente del recipiente que lo contiene al tanque de dosificacin.El cido debe ser 85% de pureza de grado alimenticio para que se use en el proceso. -Decolorante. Se agrega directamente al proceso en el tanque disolvedor.

PROCEDIMIENTO DE LA CLARIFICACINEl objetivo de la clarificacin es remover la mayor cantidad de color y turbidez que presenta el licor fundido. Esta etapa es considerada como Punto Critico (HACCP).La azcar de la masa A se funde en las centrifugas continuas o magmeras ,para ser alimentado al tanque disolvedor donde es disuelto agregando agua condensada ana temperatura menor a 90 c y vapor de 0.8Kg/cm2, a este procedimiento se le llama licor fundido, y es mezclado continuamente por un agitador con el fin de regular el bix primer parmetro de control de calidad, en el tanque disolvedor tambin se le agrega decolorante parque pueda haber una mayor reaccin con el licor fundido, luego es borneado al clarificador, llegando al compartimiento del tanque de fundido.

TK. Fundido. Es un tanque de almacenamiento o recepcin de licor procedente del disolvedor, con la finalidad de tener un volumen necesario y poder clarificar.El licor es bombeado al tanque de reaccin pasando a travs de un medidor de flujo y un intercambiador de calor (calentador).Calentador. Tiene la funcin de calentar el licor fundido ana temperatura de 80 _ 90 c.El medidor de flujo enva ala consola de control una seal proporcional al flujo, all esta seal es comparada con el set point de flujo y la vlvula de control de flujo es ajustada automticamente para dar el flujo preestablecido.

La temperatura del licor es monitoreada por la resistencia del termmetro y la vlvula de control de vapor es ajustada automticamente para darle al licor la temperatura correcta de proceso (80 90 c) y pasar al tanque de reaccin. El cido fosforico es dosificado al tanque de reaccin por medio de una bomba de dosificacin de velocidad variable, la cual esta automticamente controlada en forma proporcional ala rata de flujo de licor y ala dosificacion preestablecida, el sistema de control del P.H, automticamente regula la adicin de la solucin de sacarato de calcio controlando la velocidad de la bomba de dosificacin de sacarato. El control del P.H de licor tratado se compara con el set point que esta tpicamente preestablecido 7.0.

La reaccin del cido fosforico y sacarato de calcio produce un precipitado de fosfato de calcio (floculo primario) el cual absorbe sobre su superficie los coloides y el material coloreado.La completa mezcla de los qumicos se asegura por medio de dos agitadores en el tanque de reaccin de velocidad variable, el licor tratado luego fluye sobre un desborde al compartimiento de aireacin, donde se le agrega aire por el compartimiento talo de cavitacion. Del compartimiento de aireacin el licor tratado fluye por gravedad hacia el clarificador, el floculante es agregado en la lnea por una bomba de dosificacin de floculante, es automticamente controlada de acuerdo ala relacin de la bomba.

El floculante es agitado suavemente en el licor por medio de un agitador, los floculos primarios y el aire finamente disperso son coagulados por la solucin de floculante para formar grandes floculos aireados, los cuales flotan hacia la superficie del clarificador formando una capa de espumas, la espuma es removida de la superficie por un barredor que lo descarga en la canal colectora de espuma. El licor clarificado fluye del clarificador por los anillos internos (collarines) hacia la caja de desborde (rebose).La altura de la caja de desborde controla el nivel en el clarificador, mientras que la velocidad del barredor controla la remocin de espumas.

Estos controles facilitan el control de la profundidad y consistencia dla espuma. El licor durante el arranque cuando no esta totalmente claro o con impurazas fluye hacia el tanque de licor clarificado y de all puede reciclarse al tanque de fundido El xito del proceso depende de:La absorcin de la materia coloidal y suspendida por el fosfato de calcio formado por la reaccin entre el cido fosforico y el sacarato de calcio.La buena aireacin del floculo primario de fosfato de calcio y la formacin de grandes floculos por la adicin del floculante.Simiente tiempo (30 40 minutos) en el clarificador para permitir la separacin entre los floculos aireados y el licor, la remocin controlada de la espuma.A la salida del clarificador se le agrega Carbn Activado para eliminar el olor del licor. Finalmente se obtiene el licor clarificado. Tanque de Reaccin

FILTRACINLa filtracin es una operacin que se lleva a cabo con la finalidad de remover definitivamente el 100% de partculas presentes en el licor clarificado, sta se hace en filtros a presin. Se realiza en dos etapas: primera filtracin y segunda filtracin, despus de esto el licor queda listo para ser alimentado al tacho, no sin antes pasar por un filtro manga. Los filtros usados son de tipo placa que primero tienen que ser precapados.

INSUMOS USADOS EN LA FILTRACIN.Tierra diatomcea (celite). Restos de esqueletos de diminutas algas, que por su alta pureza y cantidad d formas y tamaos constituyen un elemento para la eliminacin d slidos suspendidos en el licor coloreado.

Tierra perlitica ( dilacate ). Mineral no metlico de origen volcnico, compuesto bsicamente por un silicato sdico aluminico potasico.

Precapa. Delgada capa protectora que se acumula sobre el soporte de los filtros mediante la recirculacin del material que contiene la tierra, Esta previene el taponamiento de los soportes, facilitan la limpieza y la claridad inmediata al inicio de la filtracin.

Filtro ayuda. Es un producto auxiliar filtrante que finamente dividido, no interviene qumicamente en el producto filtrado (inerte), que no es comprimido por la presin de filtrado (incompresible), que se mezcla fcil e ntimamente (ligero), reteniendo los slidos en suspensin (poroso) y alargando los ciclos del filtrado (permeable).

PREPARACIN DEL FILTROAntes de empezar la filtracin el filtro tiene que ser precapado con tierra filtrante, la tierra se prepara con agua formando una solucin la cual es recirculada a travs de los filtros hasta que forme una capa sobre las placas esto ayudara a mejorar la filtracin, la solucin de tierra debe estar entre 1%- 5% en peso.

CristalizacinLa cristalizacin es una forma de purificar a un soluto que se encuentra en un solvente. La cristalizacin de la sacarosa comprende dos etapas la primera es la nucleacin donde el cristal es formado y la segunda es la etapa del crecimiento. Estas dos etapas se desarrollan en un medio de sobresaturacin.

PARAMETROS DE CONTROL EN EL TACHO DE REFINO.Tiempo de cocimiento de 2 3 horas.Cantidad de masa = 4.5 pie3/tc = 1800pie3/hr.Brix de masa cocida = 88 90 brix.Temperatura en el tacho = 60 70 c.Presin interna del tacho = 23 25 pulg. De Hg. vaci.Presin de vapor = 0.35 Kg./cm2.Temperatura de calentamiento = 79 c.Nivel pie de templa = 30 %.Prueba presemilla = 0.90 saturacinSobresaturacin semillado = 1.30 saturacin.Tiempo semillado = 5 segundos.

CENTRIFUGACION:La centrifugacin tiene por finalidad separar las mieles de los cristales provenientes de la cristalizacin, para esto se utiliza la accin de la fuerza centrifuga generada al girar a alta velocidad la canasta dentro de la cual se deposita la masa - cosida que se va purgar o centrifugar.

PARMETROS DE CONTROL.Azcar. - Color.10 300 ui. - Humedad . 0.2 1.0 %. Miel. - Color .. 1000 7.500 ui. - Brix ..75 80. - Tiempo de lavado ........5 10 segundos. - Presin de agua lavado100 120 psi. - Tiempo lavado vapor 15 35 segundos.

Centrfugas BMA

SECADO.Tiene como finalidad retirar toda la humedad que contiene el azcar al salir de las centrifugas y clasificar los diferentes tamaos comerciales de grano,.Para la clasificacin de azcar se tiene una capacidad instalada para procesar 420 tn/da con los siguientes equipos.

Parmetros de control en la secadora. - T secador mayor a 90c (aire caliente). - T ingreso aire fri es 22 28 c. - humedad del azcar menor de 0.1%