Proceso de obtencio de azúcar.

1. INTRODUCCIÓN

La industria azucarera tiene una gran influencia y es parte vital de la economía guatemalteca además de ser un proceso básico de producción, estas son algunas de las razones por las que es estudio de este tema se convierte en inminente para el ingeniero químico de la actualidad.

La producción de cristales de azúcar involucra una serie de etapas en las cuales se realizan determinado número de operaciones unitarias, las cuales representan la aplicación física de los conceptos fisicoquímicos, es por eso que el constante estudio de estos equipos y la constante innovación se convierten en objetivos diarios del encargado de producción.

El presente tiene como finalidad comprender las operaciones unitarias, parte del proceso de extracción de azúcar, que van desde la trituración y molienda hasta la centrifugación y el secado; además de proporcionar una perspectiva general del proceso por medio de diagramas tanto de equipo como de flujo.

Con lo que se pretende brindar un panorama general del proceso y dejar abierto el estudio hacia la innovación y el continuo mejoramiento del procedimiento de producción.

1. OBJETIVOS

GENERAL:

Identificar, comprender y visualizar el proceso industrial de obtención de azúcar.

ESPECIFICO

1.  Identificar todas las operaciones unitarias que están involucradas en el proceso de obtención de azúcar.

1.  Visualizar y comprender el funcionamiento del equipo y las conversiones químicas que se llevan a cabo en cada parte del proceso.

1. Conocer las posibles aplicaciones de los desechos que se obtienen en el proceso producción de azúcar.

1. Verificar los principios químicos básicos aplicables a este proceso y los equipos que los llevan a cabo.

1. PROCESO PARA LA OBTENCIÓN DE AZUCAR

En la actualidad, los principales métodos de procesamiento empleados para la refinación de azúcar de caña, han funcionado bien después de muchos años y no es probable que cambien en forma radical dentro de poco tiempo. Se presumen cambios asociados a la conservación de la energía que tal vez reduzcan el empleo de algunos reactivos, pero no es probable que ocurran cambio en los procesos importantes.

El azúcar se puede obtener por medio de dos fuentes principalmente de la caña y de la remolacha.

3.1 PROCEDIMIENTO PARA OBTENCIÓN DE AZUCAR A PARTIR DE CAÑA

Lo primero que se tiene que analizar antes de profundizar en proceso de obtención es la materia prima, en este caso, la caña de azúcar; algunas de las principales características son:

• Es un miembro de la familia de la hierbas y tiene un tallo que crece de 3 a 5 metros de altura.
• Contiene de 11 a 15% de sacarosa en peso.
• Se planta comúnmente de cortes realizados a tallos maduros.
• El tiempo de maduración de la caña para que se pueda cosechar depende de las características del lugar de plantación y varía entre los 6 y 15 meses.

La primera de la tarea a realizar consiste en la cosecha de la caña la cual se puede llevar a mano con machetes o per medio de cortadora mecánicas, además de quemarla para eliminar las hojas. Los trabajadores cortan los tallos cerca del suelo y en la punta de la caña, luego estas son transportadas por medio de camiones o tractores a los ingenios o centrales donde empieza el proceso.

Es importante que el proceso de extracción de azúcar no demore más de 24 horas después del corte, esto debido a que se pueden producir perdidas por inversión de glucosa y fructuosa.

La producción de azúcar moscabado se puede dividir en las siguientes operaciones unitarias y conversiones químicas.

1. Se lava la caña para eliminar lodos y desechos.

1. Se corta y desmenuza por medio de trituradoras para favorecer la extracción de jugo, la cual se lleva a cabo por medio de una serie de molinos. Estos molinos están compuestos por tres rodillos acanalados que ejercen una gran presión. En esta etapa se puede agregar algún solvente o agua para que ayude a la maceración y extracción de jugo.

Al finalizar esta etapa se obtienen dos componentes, el jugo que se extrae de la caña que es aproximadamente un 93% y la caña agotada la cual se le denomina bagazo.

El bagazo se retira del proceso y puede ser utilizado como combustible o materia prima para fabricar papel, cartón o material aislante.

1. La siguiente operación consiste en tamizar el jugo para eliminar impurezas, luego se le adiciona cal para eliminar partículas coloidales y para modificar el pH. En algunos casos se agrega acido fosfórico, esto debido a que los jugos que no contienen una pequeña cantidad de fosfatos son difíciles de aclarar, si se agrega acido fosfórico es necesario posteriormente agregar más cal para lograr precipitar los fosfatos. La mezcla se calienta a alta presión y  se deja sedimentar en tanques grandes llamados aclaradores, adelgazadores o depositadores continuos.

1. Para recuperar el azúcar que se encuentra en los lodos sedimentados se emplean filtros al vacio con tambores rotatorios continuos. Los residuos rescatados después de la filtración contiene de 1 al 4% de azúcar y en algunos lugares son conocidos como cachaza y se utilizan como abono para devolver algunos de los nutrientes al suelo.

1. La mezcla contiene agua en un 85% y altas cantidades de cal. En un evaporador de triple o cuádruple efecto se alcanzan concentraciones de agua de 40% y se obtiene un jugo amarillento delgado.

Este jugo amarillento se transporta a bandejas de vacío de un efecto  donde se evapora a un nivel predeterminado de sobresaturación y se agregan cristales de azúcar (semillas de choque), los cuales a una evaporación controlada generan la formación de cristales a un tamaño determinado.

1. La mezcla de jarabe y cristales se conoce como masa-cocida y es transportada hacia el cristalizador, que es un tanque de agitación horizontal equipado con serpentines de enfriamiento, aquí se depositan mas sacarosa sobre los cristales ya formados y se completa la cristalización.

1. La masa-cocida es transferida hacia la centrifugadora que separa los cristales del jarabe. Los cristales es azúcar mascabado de alta calidad y el jarabe se utiliza para dos o tres cosechas mas de cristales; luego de estas dos o tres cosechas mas el jarabe se retira y es lo que se conoce como melaza.  Esta melaza puede utilizarse como suplemento alimenticio de animales rumiantes o en algunos casos como edulcorante culinario, además de ser usada para producir acido cítrico y para otras fermentaciones o alcoholes.

Figura No. 1

Diagrama de equipo para la obtención de azúcar a partir de caña [pic 1]

Fuente: Referencia bibliográfica No. 1

El azúcar mascabado que se obtiene posee un color café claro y su contenido de sacarosa es de aproximadamente un 97.8%, este tipo de azúcar es enviado hacia las refinerías.

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