Proceso Probamex Director General: I.Q. Alberto Garduño Sansoube.La empresa con razón social PROBAMEX S.A. de C.V. se encuentra ubicada en Calle Alce Blanco No. 40 Fraccionamiento Industrial Alce Blanco 53370 Naucalpan Estado de México. Esta empresa produce entre otros productos, Sucrex (azúcar invertido) a partir de azúcar refinado. La inversión de sacarosa se realiza en marmitas con capacidad de 3785 litros (1000 galones) donde se hace una solución de sacai'osa, adicionando 640 litros con 11 50 kg de azúcar refinado (provenientes del Ingenio el Potrero) con 1.24 kg de ácido fosfórico, agitados con un motor de 3 HP.La solución es calentada con vapor, hasta que alcanza una temperatura de 11 0-1 20 "C por aproximadamente 2-3 horas, después de la primera media hora se toman lecturasconstantes de rotación, tomando en cuenta que se parte de una rotación de (+)25" ó(+)21" hasta llegar (+)8" de rotación.Una vez alcanzado el grado de inversión se suspende el calentamiento y se neutraliza lasolución con 0.5 kg de sosa disuelta en agua. En el cuadro 4 se especifican losrequerimientos físico - químicos, microbiológicos, que cumple esta empresa en suproducto Sucrex.

La planta tiene una producción de 50 t /mes la cual distribuye a diferentes clientes entrelos que se encuentra principalmente el Grupo Bacardi, Marinela y pequeñas empresas deconfitería. El precio en octubre de 1998 es de $6/kg B.H.

9.1.3. Proceso de Producción ‘CSVLC(”Patente Applexion; Hervé et al., 1995).

CLARIFICACI0N.- Una vez realizada la defecación el jugo clarificado pasa a través dedos filtros continuos y es enviado a un tanque alimentador del sistema be ultrafiltración(UF). Con una bomba de frecuencia variable para mantener la presión constante semanda a al unidad de UF pasando antes por un filtro ayuda (malla %O) a una temperaturade 95 “C.El sistema de UF, utiliza una membrana de óxido de zirconio con un soporte cerámico,tiene un tamaño de poro de 0.02 micras. A través de este, se separa por uii lado el jiigoclaro (“Permeado”), y por otro las impurezas que no pasaron la membrana (“Retenido“equivalente al 10 % de jugo total), a la salida se tienen 7,000 de color ICUMSA y 2,000ppm de CaíMg.DESCALCIFICAC1ÓN.- El jugo perfectamente filtrado puede ser descalcificado encolumnas intercambiadoras de iones, esta tiene una resina ratiónica con una forma físicamacroreticular fuertemente ácida. Tiene la finalidad de separar el Ca/Mg principalmente,reduciéndolo de 2000 ppmlBx. a 200 ppmlBx. La regeneración de la unidad dedecalcificación se realiza utilizando mieles de “B” o “C’Yinales.EVAP0FWCIÓN.- Esta operación se realiza como se describe en el tema 9.1 .ICRISTALIZAC1ÓN.- Se realiza en evaporadores intermitentes de simple efecto al vacio(tachos), donde la meladura se concentra calentándola a 65 “C, al vacio hasta lasobresaturación, produciéndose la formación de cristales.Este nombre fue denominado por el autor. Las siglas se derivan del ingles Sugar Very Low Color(SVLC), que en español significa Azúcar de Muy Bajo Color; adaptando los procesos de ultrafiltración enmolinos y lechos de intercambio iónico en refinería.8

1 O0Adicionando a la templa azúcar glass (cristalización por nucleación), del 1.1 a 1.15 YO,dependiendo de la pureza y calidad del material. Así la mezcla de cristales (1 mm) y

melaza queda concentrada hasta formar una masa densa (masa cocida). La cristalizaciónse puede realizar en las tres templas o tachos, A, B y C, segun convenga. La masa cocidapasa a un recipiente con agitación continua (Cristalizador o Agitador), agotando lacantidad de sacarosa, sobretodo en templas de C prolongando el contacto del grano de

azúcar con las mieles. -La masa cocida se envía a través de los agitadores a las centrífugas, con tres telasmetálicas, la más fina tiene 625 perforaciones por pulgada cuadrada, la velocidad a la quegiran es de 1200 RPM separándose las mieles o licores madres. Las miles de templas A yB se retorna al proceso para una nueva cocción, las templas de C se retira la miel final,miel de C o miel incristalizable corno subproducto. El azúcar obtenido de las centrífugas By C es retornado al proceso en las templas A y B respectivamente. Por lo que solo seobtiene azúcar cristalizado de las centrífugas de A. La miel final de C (de preferencia B)puede ser agotada por un sistema de purificación (patente APPLEXION, en secc. 9.3.2.)obteniendo mayores beneficios en la calidad del azúcar líquido.FUNDIDO.- Una vez obtenido el azúcar cristalizado se disuelve a 60 "Bx en un mezcladora una temperatura de 70 a 75 "C, usando las aguas de condensados.DECOL0RACIÓN.- Con la finalidad de obtener un jarabe por debajo de los 50 ICUMSAen color, el jarabe se hace pasar a través de dos unidades de intercambio iónico con unaresina aniónica para la adsorción de los colorantes. Ambos unidades se regenera consalmuera (NaCI).HIDR6LISIS.- La inversión de la sacarosa se puede hacer por varios métodos (ácido,enzimatico y por intercambio de iones), según convenga. El pulimiento y el almacen serealizan de igual forma como se describe en el tema 9.1.1. A continuación en la figura 31se presenta el diagrama de bloques descrito anteriormente.

9.1.4. Proceso de Producción "ALD9" (Patente Applexion; Thibert, 1998).La recepción, la molienda, la clarificación y la descalcificación, se realizan de la mismaforma ya descrita en el tema 9.1.3.HIDR6LISIS.- La inversión de la sacarosa se puede hacer por varios métodos (ácido,enzimático y por intercambio de iones), según convenga.PURIFICAC1ÓN.- Una vez concentrado el licor de meladura, se purifica la solución pormedio de un sistema continuo de cromatografía líquida por exclusión iónica, bajo elprincipio de Lechos con movimiento Simulado (SMB). Esta purificación consiste en laseparación de los no azucares ("refinado suave") de los azúcares (sacarosa, fructosa yglucosa) a 6 y 30 "Bx respectivamente. La solución de los azúcares se pasa a un procesoadicional de acondicionamiento para su uso como azúcar líquido; y el "refinado suave" se

utiliza como regenerante de la resina catiónica de las columnas descalcificadoraACONDICIONAMIENTO.- Una vez obtenido el extracto de azúcares de la unidadcromatográfica se obtiene un licor de 25,000 a 30,000 ICUMSA y una pureza de cerca del90 a 93 %; por lo que se realiza una purificación, haciendo pasar la solución por unsistema de intercambio iónico, donde primero se realiza una desmineralización y despuésuna decoloración y por Último un pulimiento con carbón activado, obteniendo un jarabeinvertido de 60 a 100 ICUMSA. También se puede mandar directamente al evaporador(dependiendo del uso industrial que tenga).EVAP0RACIÓN.- Se logra su concentración en evaporadores al vacío y a bajatemperatura, para desplazar el agua y obtener un jarabe a 60 "Bx. En algunos casosdespués de esta operación se puede realizar otra decoloración para mejorar la calidad.ALMACENAMIENTO.- Se realiza de la forma ya descrita en el tema 9.1 .IA continuación en la figura 32 se presenta el diagrama de bloques descrito anteriormente.Para este trabajo se designó el nombre "ALD". Este deriva de las palabras Azúcar Liquido Directo, yaque se utiliza ultrafiltración y cromatografia Liquida obteniendo el jarabe directamente en el molino.

9.2. PROCESOS DE PRODUCCION DE AZUCAR LIQUIDO A PARTIR DE AZUCAR CRUDA O ESTANDAR

Proceso de Producción ssIISTD"'o(B. elausteguigoitia, 1958).

RECEPCION.- Este proceso requiere como materia prima azúcar crudo o estándar, esta proviene generalmente del área de centrifugación del ingenio y se manda al área de afinación de la refineria.AFINACION.- Consiste en hacer un lavado con agua caliente y eliminar la pelicula de mieles que se adhieren a la superficie de azúcar crudo. El jarabe de lavado separado se devuelve a los a los mezcladores del ingenio o la refinería.FUNDIDO.- El azúcar lavado se disuelve a 54 °Bx en un mezclador a una temperatura de 70 a 75 °C, usando las aguas dulces de los lavados de los filtros y el agua de condensados. Después se hace pasar por un filtro de malla 6O para retener algunas impurezas.CLARIFICACION.- Primero al azúcar fundido se la aplica una defecación, aplicando un equivalente de 0.35 kg de ácido fosfórico y 0.7 kg de cal en una tonelada de fundido (hasta ajustar un pH de 7.2 a 7.4), y se deja reposar una hora, con la finalidad de formar un flóculo que englobe y absorba ciertas impurezas. Una vez formado el flóculo se tiene que separar por algún método: sedimentación, flotación o filtración.DECOLORACION.- Ya que se tiene el licor clarificado, se prepara para ser tratados con carbón activado, el cual puede ser carbón animal o vegetal, y en algunos casos se pulveriza, según sea el equipo. Una vez decolorado, el licor es enviado a los filtros donde se separa la fina suspension del carbón, estos filtros tienen filtro ayuda (tierra de diatoméas) y después pasan por los filtros metálicos.

Para este trabajo se designo el nombre de "IISTD". Este se deriva del uso de equipo de intercambio iónico como principal operación unitaria para la clarificación del licor de refino

DESMINERALIZACION.- Este se realiza con una unidad intercarmbiadora de iones de lecho mixto, la cual esta compuesta por dos pares de celdas con catión resinas y anion resina, ambos tiene la finalidad de intercambiar sales.EVAPORACION.- Este se realiza en un evaporador al vacío a una temperatura baja, y se pasa el licor de 54 °bRIX a 67 °Brix

9.2.2. Proceso de Producción "MPS'I'' (Patente Applexion; Lancrenon et a/.,1998).

RECEPCION.- Este proceso requiere como materia prima azúcar crudo o estándar, esta proviene generalmente del área de centrifugación del ingenio y se manda al área de afinación de la refineria.

FUNDIDO.- El azúcar se disuelve a 50 °Bx en un mezclador a una temperatura de 80°C, usando las aguas dulces de los lavados de los filtros y el agua de condensados. Después se hace pasar por un filtro de malla #40 para retener algunas impurezas.

CLARIFICACIÓN.- Al azúcar fundido se la aplica un agente polimero floculante polímero cationico y se mezcla suavemente por 5 minutos Después puede ser tratado por fosfatación a 300 ppm ( % al peso seco) y neutralizar con lechada de cal y/o amonio (se aplica una dosis pequeña de cal, para no dañar la membrana de ultrafiltración), y se deja reposar una 30 min, con la finalidad de formar un flóculo que englobe y absorba ciertas impurezas.Una vez obtenido el flóculo se manda un sistema de microfiltración, usando una membrana de Kerasep de 300 KD, a una temperatura de 85°C; separando por un lado el jugo claro ("Permeado"), y por otro las impurezas que no pasaron la membrana ("Retenido" equivalente al 10% de jugo total).DESCALCIFICACION.- Este se realiza con una unidad intercambiadora de iones de lecho mixto, la cual esta compuesta por dos pares de celdas con catión resinas y anión resinas. Tiene la finalidad de intercambiar sales.

" Para este trabajo se designó el nombre de 'MFSTD". Este se deriva del uso de equipo demicrofiltración (MF). auxiliado con lechos de intercambio iónico en refinería.

DECOLORACION.- Esta se logra con una unidad de intercambio aniónico y otra de lecho mixto. La primera se realiza con resinas acrílicas para la adsorción de los colorantes y la segunda son resinas de poliestirénica mezclada con un 10 % de resina catiónica para intercambiar algunas sales catiónicas. Ambas unidades intercambiadoras se regeneran con salmuera (NaCI) y con la ayuda de la nanofiltración se recupera el NaCl no utilizado; logrando un licor madre de 200 a 30 ICUMSA.HIDROLISIS.- La inversión de la sacarosa se puede hacer por varios métodos (ácido, enzimático y por intercambio de iones), según convenga.PULIMIENTOEVAPORACION.- Este se realiza en un evaporador al vado a una temperatura baja, y se pasa el licor de 60 °Bx a 75 °Bx.

PROCESOS DE PRODUCCION DE AZUCAR LIQUIDO A PARTIR DE MELAZAS9.3.1. Proceso de Produccion "IIMiEL"12 (Patente Appiexion, 1987).RECEPCI6N.- Aquí se toma como fuente la melaza proveniente de los tanques dealmacenamiento de los ingenios o refinerías. La melaza tiene una concentración de 85 "Exy con una pureza variable según la eficiencia del proceso. Después de recibir la melaza semanda a un tanque para ser diluida.DILUCI6N.- Esta operación se realiza en un tanque mezclador adicionandole agua, paraformar una solución de 35 "Bx y después se calienta a una temperatura de 95 "C.CLARIFICACI6N.- Una ves que la melaza es diluida se pasa a unos tanques detratamiento químico donde se realiza una defecación, la cual se logra con la adición de 1.9kg de ácido fosfórico al 100% y 2.8 kg de cal en una tonelada de melazas diluidas. Y sedeja en reposo una hora, con la finalidad de formar un flóculo que englobe y absorbaciertas impurezas. Y ya formado el flóculo, se separa por centrifugación. Se realiza unasegunda floculación y centrifugación con la finalidad de separar la mayor cantidad deimpurezas. Como parte final se realiza una filtración, que nos permita separar otrasimpurezas.

DESMINERALIZACI6N.- Esta se realiza con unidades intercambiadora de iones de lechomixto, la cual esta compuesta por dos pares de celdas con catión resinas y anión resinas.Tiene la finalidad de intercambiar sales y ayudar a la decoloración del jarabe. Estaoperación se realiza tres veces en diferentes unidades para lograr una desmineralización ydecoloración adecuada.

'' Para este trabajo se le designo el nombre de 'IIMIEL". Este se deriva del uso de equipo de intercambioiónico (ti) como principal operación unitaria para la clanlicación de melazas de "A" ylo "6 (MIEL).111EVAP0RACIÓN.- Una vez decolorado se manda a unos evaporadores al vacío y a bajatemperatura, para desplazar el agua y obtener un jarabe a 70 "Bx.ACONDICIONAMIENTO.- Una vez realizado la evaporación se realiza una purificacibn,haciendo pasar el fluido por un sistema de intercambio iónico de lecho mixto, dondeprimero se realiza una desmineralización y después una decoloración y por último unpulimiento con carbón activado, obteniendo un jarabe invertido de 200 ICUMSA. Tambiénse puede mandar directamente al evaporador dependiendo del uso industrial.ALMACENAMIENTO.- Se realiza de la forma ya descrita en el tema 9.1.1.A continuacióri en la figura 35 se presenta el diagrama de bloques descrito anteriormente.

Proceso de Producción “CROMAMIEL”’3 (Patente Applexion; Saska et ai.,1994).RECEPCIÓN.- Aquí se toma como fuente la melaza proveniente de los tanques dealmacenamiento de la refinerías de la primera y segunda templa exclusivamente, donde lamelaza tenga una concentración de 85 “Bx y con una pureza variable según la eficienciadel proceso; la razón por la cual se prefieren estas melazas es el bajo contenido de sales,ya que éstas interfieren en el proceso de cromatografia, disminuyendo su eficiencia. Unavez recibida la melaza se manda a un tanque para ser diluida.DIS0LUCIÓN.- Esta operación se realiza adicionandole agua, para formar una soluciónde 40 “Bx, con la ayuda de un tanque mezclador a una temperatura de 95 “C.ClARIFICACIÓN.- Después la melaza diluida se pasa a unos tanques de tratamientoquímico donde se realiza un defecación con un floculante polímero (a más altas

concentraciones que en el proceso convencional en el ingenio), el cual tiene la propiedadde adsorber electrostáticamente los coloides a diferencia de método convencional (CaOHy ácido fosfórico).La melaza defecada es enviada a los filtros donde se separa el flóculo. Estos filtrosmetálicos tiene colocado un filtro ayuda (tierra de diatoméas) para retener algunasimpurezas mayores. A la salida del filtrado las melazas clarificadas tienen una menorturbidez.DESCALCIFICAC1ÓN.- Inmediatamente después, la melaza clarificada se pasa por lascolumnas intercambiadoras de iones, esta tiene una resina catiónica con una forma física

macroreticular fuertemente ácida. Tiene la finalidad de separar el CaiMg principalmente,reduciéndolo a menos de 2000 ppmlBx. Se regenera con el "refinado suave".EVAP0RACIÓN.- Se manda a un evaporador al vacío y baja temperatura, paraconcentrar la solución a 70 "Bx.PURIFICAC1ÓN.- Una vez concentrado el licor de melaza, se purifica la solución pormedio de un sistema continuo de womatografía líquida por exclusión iónica, bajo elprincipio de Lecho Móvil Simulado (SMB). Esta purificación consiste en la separación delos no azucares ("refinado suave") de los azúcares (sacarosa, fructosa y glucosa) a 6 y 30"Bx respedivamente. La solución de los azúcares se pasa a un proceso adicional deacondicionamiento para su uso como azúcar líquido; y el "refinado suave" se utiliza comoregenerante de la resina catiónica de las columnas descalcificadora.ACONDICIONAMIENTO.- Una vez obtenido el extracto de azúcares de la unidadcromatográfica se obtiene un licor de 25000 a 30000 ICUMSA y una pureza de cerca del90 a 93 %; por lo que se realiza una purificación, haciendo pasar la solución por un

sistema de intercambio iónico, donde primero se realiza una desmineralización y despuésuna decoloración, y por Último un pulimiento con carbón activado, obteniendo un jarabeinvertido de 60 a 100 ICUMSA. También se puede mandar directamente al evaporador(dependiendo del uso industrial que tenga).EVAP0RACIÓN.- Se logra su concentración en evaporadores al vacío y a bajatemperatura, para desplazar el agua y obtener un jarabe a 60 "Bx. En algunos casosdespués de esta operación se puede realizar otra decoloración para mejorar la calidad.ALMACENAMIENTO.- Se realiza de la forma ya descrita en el tema 9.1 .l.A continuación en la figura 36 se presenta el diagrama de bloques descrito anteriormente.