UNAN/FAREM-Chontales (Ingeniería Agroindustrial) Unidad III: Producción y Procesamiento de Caña de Azúcar. TECNOLOGÍA DE CULTIVO II UNIDAD III: PRODUCCIÓN Y PROCESAMIENTO DE CAÑA DE AZÚCAR. 3.1. Importancia económica de la Caña de Azúcar. La introducción de la caña de azúcar llegó a suelos de Nicaragua, en el año de 1526, con el Gobierno de Don Pedrarias Dávila. Los resultados de la cosecha de la siembra se usaban y se hacía esencialmente para el uso doméstico. El Sur y Sur-Oeste de Nicaragua son considerados los suelos de alta pluviosidad y temperatura adecuada para el cultivo de la caña de azúcar. Para el siglo XVIII en Nicaragua se dio la producción para la exportación del azúcar debido a la rápida aceptación del producto en pequeñas cantidades y azúcar cruda en bruto. En el año de 1892 se fundó el primer ingenio azucarero denominado “San Antonio” que resultó ser el más extenso a nivel nacional. La exportación comenzó dentro de los primeros treinta años del siglo XX, con unos 36 mil quintales al área Centroamericana y Europa. En el año de 1920 Nicaragua exportaba cerca de 170 mil quintales al mercado mundial. En 1948 inicia sus funciones el ingenio Monte Rosa, posteriormente en los años 1960 y 1969 comienzan a trabajar dos ingenios más los cuales son Benjamín Zeledón y Montelimar. Hay que aclarar que el Ingenio Monte Rosa es propiedad del Grupo Pantaleón de Guatemala, situado en el Viejo, Departamento de Chinandega, a 150 kilómetros al Occidente de Managua, la Capital de Nicaragua en Centroamérica, y tiene una capacidad de producción de molienda diaria de 7 mil toneladas cortas por cada día. La Compañía Azucarera del Sur es la propietaria del Ingenio Benjamín Zeledón localizado en el Departamento de Rivas, en Potosí, al Sur de Managua. Produce de molienda diaria 3 mil 500 toneladas cortas por día. El Consorcio Naviero Nicaragüense (NAVINIC) es la propietaria del Ingenio Montelimar ubicado en el Departamento de Managua a 65 kilómetros de la Capital nicaragüense. Produce diariamente por su capacidad instalada 2 mil 500 toneladas cortas diariamente. El tiempo de oro para la industria azucarera fue en los años cincuenta, aunque en años posteriores se diera la modernización al sector azucarero. El sector azucarero era en ese tiempo privado, pero a causa de la situación crítica que ocurría en el país por la guerra, en los años 80-90, la producción descendió y fue objeto además de la política de nacionalización por el gobierno de ese período. Para el año de 1993, luego de un largo proceso, los ingenios vuelven a hacerse privados, creando un ente rector llamado Comité Nacional de Productores de Azúcar (CNPA), el cual es el encargado de rectorear, controlar y promover la actividad empresarial de la Agroindustria Azucarera Nicaragüense en torno a su comercialización, estadísticas, tecnología y relaciones internacionales. Hoy en la actualidad todos los ingenios tienen su tiempo de zafra que significa “la fabricación del azúcar de caña”. Area cultivada [miles Mzs.]-Azucar 120 100 80 60 40 20 0 05/06 06/07 07/08 08/09 09/10 10/11 11/12 12/13 13/14 Ciclo Agricola Prof. William René Pérez Aburto Página 1 de 10 UNAN/FAREM-Chontales (Ingeniería Agroindustrial) Unidad III: Producción y Procesamiento de Caña de Azúcar. En la producción de 2006-2007 se molió la cantidad de 5,127,425.09 toneladas de caña, lo cual significó una suma de 781 mil 249 toneladas más que la cosecha anterior, con lo cual se logró alcanzar una producción de azúcar de 11,416,045(11 millones 416 mil 045 quintales) que equivalían a 517 mil 828 toneladas métricas. El área sembrada fueron de 72 mil 656 manzanas de tierra, donde el 63% pertenece a la industria y el 37% a los productores independientes. El rendimiento promedio de azúcar en fábrica fue de 222 mil 65 libras por toneladas corta de caña molida. La Zafra 2006-2007 generó más de 100,000 puestos de trabajo, tanto directos como indirectos. Con respecto a la aplicación de la Filosofía de la Responsabilidad Social Empresarial con el propósito de beneficiar a sus empleados y a la misma comunidad, la agroindustria azucarera realiza varias acciones sociales, como Proyectos de cooperación con las comunidades, Apoyo a campañas de salud y educación, asistencia a escuelas rurales, Hospitales y Centros que brindan servicios de salud a la comunidad, apoyo a las actividades de la comunidad (Deportivas, escolares, etc.). Quintales [miles]-Azucar Exportaciones FOB [US$ millones] Azucar 8000 7000 250.0 6000 5000 4000 3000 200.0 150.0 100.0 2000 1000 50.0 0 0.0 La zafra cercana será de los 12 millones de quintales con lo cual se espera alcanzar nuevamente una zafra record. El CNPA expresó que si todo va bien se obtendría una producción más o menos equilibrada a la del año pasado, pero estimó que la Industria azucarera va a tener un crecimiento que “nos va a permitir nuevamente romper record y ponernos a la vanguardia de la producción agropecuaria aquí en Nicaragua”, sostuvo el CNPA. En Nicaragua se exporta el azúcar cruda, azúcares procesados que son los azucares refinados o blancos y en forma de etanol. El CNPA reiteró que “la exportación de azúcar está proyectada al mercado europeo el cual tiene mejor precio y calidad europea que es más alta que el mercado americano, sin embargo tenemos acceso al mercado americano por Prof. William René Pérez Aburto Página 2 de 10 UNAN/FAREM-Chontales (Ingeniería Agroindustrial) Unidad III: Producción y Procesamiento de Caña de Azúcar. efectos de la iniciativa de la Cuenca del Caribe y por la firma del CAFTA, tenemos nuestra producción libre de impuestos a Estados Unidos”. El CNPA enfatizó que “con el mercado europeo y el mercado americano, ni que produjéramos todo una cantidad mayor de azúcar tendríamos capacidad de abastecerlo”. En síntesis, en la actualidad tenemos los siguientes indicadores: Más de 101,000 Manzanas sembradas con caña de azúcar, más de 800 productores privados de caña, 4 ingenios azucareros, 35, 283 empleos directos y más de 120,000 empleos indirectos generados. La actividad azucarera genera más del 5% del PIB, inversión agrícola superior a los US$ 200,000,000 de dólares. Genera ingresos fiscales de más de C$30 millones de córdobas; aporta más de 60 MW de energía a la red pública nacional durante el período de zafra, generando más del 10% de movimiento portuario de Corinto y la producción, está localizada en áreas rurales: Chichigalpa, El Viejo, Chinandega, Belén, Potosí y San Rafael del Sur. 3.2. Establecimiento y Manejo agronómico del Cultivo. (Este será objeto de exposiciones por parte de los Grupos, conforme a los temas asignados) 3.3. Procesamiento industrial de la Caña de Azúcar. 3.3.1. Operaciones preliminares. Batey: representa el espacio físico en donde se recepciona formalmente la caña proveniente de campo. En el batey es donde tienen lugar las siguientes operaciones preliminares: 1. Recepción de Caña (Batey). En la recepción de la caña se realizan dos operaciones fundamentales: 1.1. Control de Peso: Es realizado en balanzas1 electrónicas computarizadas y en estas se registra el peso del equipo de transporte, más la caña, al momento de ingresar los camiones o chatas de acuerdo al orden de llegada, después de descansar y, al momento de salir, se pesa el equipo de transporte vacío y por diferencia se obtiene el peso de la materia prima ingresada. 1.2. Control de Calidad: Se realiza en el laboratorio de análisis individual de caña (“LAICA”), en él se toma una muestra representativa mediante el sistema de sonda inclinada, en esta etapa se realizan los siguientes análisis: Fibra, Sólidos totales, Contenidos de sacarosa, Pureza PH La caña para ser procesada debe tener una pureza mínima del 75% (Brix/prel). 1 Para esta labor existen balanzas semi-automáticas, dependiendo del ingenio azucarero; por ejemplo con características técnicas con capacidad de 60 toneladas con plataforma de 18 metros de largo por 4 de ancho. Prof. William René Pérez Aburto Página 3 de 10 UNAN/FAREM-Chontales (Ingeniería Agroindustrial) Unidad III: Producción y Procesamiento de Caña de Azúcar. A estos datos conjuntamente con el control de peso por carga o paquete (un paquete = 24 toneladas), se le aplica la fórmula de pago al cañero según peso y calidad de su caña. Una vez recibida la caña, tiene lugar la operación siguiente: 2. Descargado. Una vez recibida la caña, esta es descargada por grúas2 directamente a las mesas alimentadoras o almacenadas temporalmente. En casos que la caña recepcionada deba ser almacenada se conduce a los patios de caña (Batey) para su resguardo temporal. Evolución del Batey. La evolución del batey ha estado ligada al proceso productivo de la industria azucarera. De acuerdo al tipo de relación de dependencia o distancia del ingenio azucarero se distinguen dos tipos básicos de bateyes: Central: localizado en las cercanías del ingenio y concentrando gran cantidad de recursos. Suele ser semiurbano o simplemente urbano, y su población está relacionada con labores industriales propias de la molienda, con la parte principal del proceso administrativo de todo el personal y equipo en el área agrícola e industrial del ingenio azucarero. Agrícola: ubicado en las periferias del ingenio, algunos a una distancia considerablemente lejos del ingenio, y por ello carente de recursos básicos para la subsistencia como es agua potable o energía eléctrica. Es una comunidad rural cuya población trabaja mayoritariamente en labores relacionadas con la siembra, corte, carga, peso y transporte de la caña de azúcar en los ingenios azucareros. Los bateyes agrícolas forman una red alrededor del batey central, y sirven de asentamiento a la fuerza laboral del sector agrícola del complejo agroindustrial. 3.3.2. Trituración de la Materia Prima. Las mesas alimentadoras que reciben la caña, proveen en forma continua al conductor que se encarga de transportarla hasta el primer molino. Sobre estas mesas se hace un lavado a la caña con el fin de eliminar la arena y tierra proveniente del campo. De las mesas alimentadoras, la caña pasa al conductor principal de caña, el cual es largo y lleva la caña a la fábrica, a los molinos. El ancho del conductor es siempre igual al largo de las mazas de los molinos. El conductor consta de dos partes: una horizontal y una inclinada (15 a 22 grados), siendo movido por un motorreductor de velocidad variable, están construidos en diversos ángulos desde 25° a 45°. Sobre el conductor de caña, en muchos ingenios suelen montar los niveladores de caña cuya función consiste en distribuir y en cierto modo nivelar la caña en el conductor. El nivelador consiste de un eje colocado transversalmente al conductor, en el cual van brazos curvos los que giran en sentido inverso al conductor. La uniformidad del colchón en el conductor permite variaciones mínimas de velocidad para la alimentación de caña a molinos. En el este trayecto de transportación de la caña decepcionada, es sometida a una especie de trituración grosera 3 (se convierten en astillas) dándoles un tamaño uniforme, mediante un juego de cuchillas y una desfibradora, a fin de facilitar y mejorar la extracción del jugo en los molinos. Este juego de cuchillas y desfibradora están colocadas sobre el conductor de caña y después del nivelador (ver fig. 7 de anexos), estas ejecutan dos funciones importantes en la fábrica: a) Favorecen la capacidad de los molinos transformando la caña en una masa homogénea y compacta. Esto quiere decir que la densidad de la caña al pasar por las cuchillas aumenta desde un 75 a un 100% según la instalación particular a su ajuste. b) Mejorar la extracción de jugo en los molinos, pues ésta va desintegrada o sea con su corteza rota. El ajuste de las mismas es la distancia de separación que hay entre la punta de la cuchilla y la tablilla del conductor de caña, es también usado para la mejor preparación de las llamadas desmenuzadoras y desfibradoras, las primeras aseguran la alimentación de caña a los molinos y las desfibradoras mejoran la extracción convirtiendo la caña en pequeños pedazos. Las desmenuzadoras y desfibradoras son poco usadas en nuestro país pues normalmente los ingenios cuentan con uno o dos juegos de cuchillas picadoras con las que se obtienen una aceptable preparación de la caña a ser molida, con lo que el trabajo y utilidad de las mismas se ve reducido. 2 Grúa cañera, Grúa puente o Volteadores laterales; Mas exactamente, se les pica y desfibra (o desmenuza), es decir se obtiene caña desfibrada, pues al convertirla en astillas, se rompen las celdas de su estructura celular, sin perder el jugo contenido en ella. 3 Prof. William René Pérez Aburto Página 4 de 10 UNAN/FAREM-Chontales (Ingeniería Agroindustrial) Unidad III: Producción y Procesamiento de Caña de Azúcar. 3.3.3. Molienda4. La caña preparada por las picadoras llega a un tándem de molinos, constituido cada uno de ellos por tres o cuatro mazas5 metálicas y mediante presión6, extraen el jugo de la caña. Cada molino está equipado con una turbina de alta presión. En el recorrido de la caña por el molino se agrega agua en contracorriente, generalmente caliente, para extraer al máximo (95-95%) la sacarosa que contiene el material fibroso. Este proceso de extracción es llamado maceración. El bagazo que sale de la última unidad de molienda se conduce a una bagacera para que se seque y luego se va a las calderas como combustible, produciendo el vapor de alta presión que se emplea en las turbinas de los molinos. El bagazo también suele usarse como materia prima para la fabricación de tableros de bagazo. Esta operación constituye la primera etapa del procesamiento de fabricación de azúcar crudo. En las prácticas de molienda, más eficientes, más del 95 % del azúcar contenido en la caña pasa a guarapo; este porcentaje se conoce como la extracción de sacarosa. 3. Molinos: El tándem de molinos puede estar conformado por una batería de 4 a 7 molinos, que suelen ser las más usadas en los ingenios. De esta manera la caña ya desfibrada, cae al primer molino, de éste a través de un conductor intermedio pasa a un segundo molino y así sucesivamente atraviesa hasta el último molino según el tamaño de la batería. El molino consta normalmente de 3 cilindros (2 inferiores y 1 superior entre y arriba de los dos primeros), su misión es la extracción del jugo de la caña. En un principio estos cilindros eran lisos pero posteriormente y hasta la fecha se datan de ranuras (o rayados), pues esto ayuda a la extracción y al agarre del bagazo, al pasar entre los cilindros (mazas) las ranuras varían en su paso y su altura pero en la actualidad se están optando por generalizar a los tamaños mayores usados (2” o 3”) de paso. Inicialmente los cilindros o mazas de un molino eran fijos unos respecto a otros, éstos presentan serios problemas pues al pasar cuerpos extraños (piedras, pedazos de acero, etc.) su soporte, llamada virgen, cedía y ocasionaba grandes problemas además la presión que se ejercía sobre el bagazo quedaba determinada por la altura del colchón de caña a la entrada del molino. Para solucionar esto se comenzó la búsqueda de presiones elásticas, lo que condujo a la colocación de resortes de alto calibre sobre la maza superior, la cual podía levantarse o bajar (flotación), como medio para presionar sobre los apoyos del cilindro superior y es lo utilizado hasta la fecha. El jugo al ser extraído entre los cilindros debe escurrir rápidamente Ranuras desde la zona donde el bagazo sufre la presión máxima para ello la “Messchaerts” maza inferior cañera se dota de las llamadas “ranuras messchaerts”. También sobre los cilindros se hacen los llamados “chevrones” los cuales facilitan la toma del bagazo y son muescas talladas en los dientes del cilindro. Estos tienen la tendencia a desaparecer pues en la actualidad se han desarrollados electrodos especiales usados ya en nuestro país cuyos resultados en el sentido de la eliminación de chevrones ha cobrado excelentes resultados. 4 Esta operación también suele llamarse “Extracción del jugo”; Así se les llama, en la industria, a los enormes cilindros ranurados de los molinos; 6 o “martajamiento”; 5 Prof. William René Pérez Aburto Página 5 de 10 UNAN/FAREM-Chontales (Ingeniería Agroindustrial) Unidad III: Producción y Procesamiento de Caña de Azúcar. Tienen ventaja o consecuencia de ayudar a mantener el diámetro del cilindro, alargando así la vida del cilindro, mejorando la extracción y disminuyendo el deslizamiento entre cilindro y bagazo. 4. Conductores intermedios. Son los encargados de llevar el bagazo de un molino a otro, existen varios tipos: los de cadena de arrastre o de rastrillo, los de tablilla persiana, de banda, etc. Estos están provistos de clutch (o debería de estarlo) los cuales detienen el conductor intermedio (que también son movidos por el mismo molino) cuando cuerpos extraños como metal o piedras pasan a través del mismo o cuando se produce atoramiento o atascamiento (tacos), en los molinos, por tal su funcionamiento debe estar en la mejor forma. Las piedras y los metales causan daño en los cilindros sobre todo en la destrucción de los dientes lo que ocasiona problemas en la extracción y elevados costos de reparación. Para el mejoramiento de la extracción de jugo del bagazo se adopta (generalmente antes del último molino) la adición de agua al bagazo, en los molinos anteriores se echa jugo diluido del molino al cual precede y a esto se le llama imbibición (simple o compuesta). La imbibición suele causar problemas pues para el molino se hace más difícil tomar el bagazo imbíbido que seco. Esto ocasiona atascamientos y es cuando los operadores tienden a disminuir la cantidad de imbibición, pero esto es muy delicado pues también pueden ocurrir muchas pérdidas en el bagazo lo que ocasiona resultados negativos desde el punto de vista financiero. El bagazo que sale del último molino en el ingenio azucarero es el principal combustible para la generación de vapor en las calderas, éste es llevado desde los molinos hasta la caldera a través de los conductores de tablilla y posteriormente se distribuyen los hornos de las calderas, en caso de haber un excedente éste se almacena y es utilizado cuando hay una interrupción en la molienda. La fibra de la caña es suficiente para poderse utilizar como combustible y generar vapor en las calderas, éste es utilizado para el movimiento de maquinaria de la fábrica (turbinas de: cuchillas, molinos, generadores, bombas) y diversas operaciones en el proceso del jugo de la caña de azúcar como producto final. En las calderas se encuentra el corazón de un ingenio, por ello el funcionamiento de las calderas debe ser óptimo y eficiente. 5. Filtración inicial. El jugo primeramente se somete a uno o preferiblemente a dos tamizados (uno grueso y otro fino) y así elimina la mayor cantidad de sólido en suspensión; posteriormente el jugo es enviado por una bomba a la báscula de jugo para su pesado. 6. Pesado de Jugos. El jugo diluido que se extrae de la molienda se pesa en básculas con celdas de carga para saber la cantidad de jugo sacaroso (o guarapo) que entra en la fábrica, así como contabilizar ciertos controles llevados por el laboratorio. 3.3.4. Purificación y Clarificación. 7. Purificación. Este jugo es de color verde oscuro procedente de los molinos es ácido y turbio, por lo que es necesario depurarlo. Para su purificación, se conocen cuatro tratamientos: a) Defecación (cuando se realiza con cal), b) Sulfitación (cuando se realiza con ácido sulfúrico), c) Fosfatación (cuando se realiza con ácido fosfórico) y d)Carbonatación (cuando se realiza con ácido carbónico). A continuación, abordaremos en detalle los dos más conocidos o usuales en los ingenios: 7.1. Defecación. El jugo (o guarapo) obtenido en la etapa de molienda es de carácter ácido (pH aproximado: 5,2), éste se trata con lechada de cal (alrededor de 16.5 de CaO por tonelada de caña), la cual eleva el pH, neutralizando la acidez natural del guarapo, mediante la formación de sales insolubles de calcio, con el objetivo de minimizar las posibles pérdidas de sacarosa. La cal también ayuda a precipitar impurezas orgánicas o inorgánicas que vienen en el jugo. Para aumentar o acelerar su poder coagulante, se eleva la temperatura del jugo encalado mediante un sistema de tubos calentadores. La cal se prepara en un tanque con agua; esta lechada de cal es la que se agrega al jugo, lo que hace una difu- Prof. William René Pérez Aburto Página 6 de 10 UNAN/FAREM-Chontales (Ingeniería Agroindustrial) Unidad III: Producción y Procesamiento de Caña de Azúcar. sión más rápida que si se echara directamente al jugo. La adición de una cantidad correcta de cal es la base para una buena clarificación posterior del jugo. De esta manera, se emplean la cal y el calor como agentes purificantes-clarificantes. 7.2. Clarificación (primaria). La clarificación del jugo ocurre por sedimentación: los sólidos no azúcares se precipitan en forma de lodo llamado cachaza y el jugo claro queda en la parte superior del tanque. Este jugo sobrante clarificado, de aspecto transparente y de un color parduzco, se envía a los evaporadores sin tratamiento adicional; mientras que la cachaza suele ser enviada a los campos, para el mejoramiento de los suelos pobres en materia orgánica. 4. Evaporación. El jugo clarificado, que tiene más o menos la misma composición que el jugo crudo extraído, excepto las impurezas precipitadas por el tratamiento con cal, contiene aproximadamente un 85 % de agua. Dos terceras partes de esta agua se evapora en evaporadores de vacío de múltiples efectos, que consisten en una solución de celdas de embullición dispuestas en serie. El jugo entra primero en el pre evaporador y se calienta hasta el punto de ebullición. Al comenzar a embullir, se generan vapores los cuales son utilizados para calentar el segundo y así, sucesivamente, hasta llegar al quinto efecto que entrega sus vapores al condensador. El condensador es enfriado por agua en recirculación desde el estanque de enfriamiento. Todo este proceso de ebullición, recordamos, ocurre al vacío. En este proceso de evaporación se obtiene el jarabe o meladura7. 8. Clarificación del Jarabe o Meladura8 (secundaria). El proceso es similar a la fosfatación del refundido en unas refinerías de azúcar. En este caso, se añaden al jarabe o meladura cal y ácido fosfórico, luego se airea junto con la adición de un polímero floculante. 3.3.5. Concentración. Refinado del azúcar crudo. 9. Cristalización. La cristalización se realiza en los tachos, que son recipientes al vacío de un solo efecto, en donde continúa la evaporación de agua, lo que ocasiona la cristalización del azúcar, es decir que, al seguir eliminando agua, llega un momento en el cual la azúcar disuelta en la meladura se deposita en forma de cristales de sacarosa. Los tachos trabajan con vacío para efectuar la evaporación a baja temperatura y evitar así la caramelización del azúcar. En este momento se añaden semillas a fin de que sirvan de medio para los cristales de azúcar, y se va añadiendo más jarabe según se evapora el agua. El crecimiento de los 7 8 También llamado “matadura”; También llamado Jugo Crudo. Prof. William René Pérez Aburto Página 7 de 10 UNAN/FAREM-Chontales (Ingeniería Agroindustrial) Unidad III: Producción y Procesamiento de Caña de Azúcar. cristales continúa hasta que se llena el tacho. . El material resultante que contiene líquido (miel) y cristales (azúcar) se denomina templa9. La templa (el contenido del tacho) se descarga luego por medio de una válvula de pie a un mezclador o cristalizador. El trabajo de cristalización se lleva a cabo empleando el sistema de tres cocimientos para lograr la mayor concentración de sacarosa. 10. Centrifugación o Purga. Re-embullición de las Mieles. La templa pasa por las centrífugas, máquinas agrícolas en las cuales los cristales (azúcar) se separaran del licor madre (miel) por medio de una masa centrífuga aplicada a tambores rotatorios que contienen mallas interiores. La miel que sale de las centrifugas se bombea a tanques de almacenamiento para luego someterla a superiores evaporaciones y cristalizaciones en los tachos. Al cabo de tres cristalizaciones sucesivas se obtiene lo siguiente: 1. Miel final (de segunda o sacarosa liquida) que se retira del proceso y se comercializa como materia prima para la elaboración de alcoholes; 2. Azúcar cruda (mascabado) de color café, el cual se debe al contenido de sacarosa que aún tiene; 3. Melaza (Purga de segunda), que se emplea como una fuente de carbohidratos para el ganado (cada vez menos), para ácido cítrico y otras fermentaciones. El tambor cilíndrico suspendido de un eje tiene paredes laterales perforadas, forradas en el interior con tela metálica, entre éstas y las paredes hay láminas metálicas que contienen de 400 a 600 perforaciones por pulgada cuadrada. El tambor gira a velocidades que oscilan entre 1000-1800 rpm. El revestimiento perforado retiene los cristales de azúcar que puede lavar con agua si se desea. El licor madre (la miel), pasa a través del revestimiento debido a la fuerza centrífuga ejercida (de 500 hasta 1800 veces la fuerza de la gravedad), y después que el azúcar es purgado se corta, dejando la centrífuga lista para recibir otra carga de templa. Las máquinas modernas son exclusivamente del tipo de alta velocidad (o de una alta fuerza de gravedad) provistas de control automático para todo ciclo. Los azúcares de un grado pueden purgarse utilizando centrífugas continuas. 12. Refinación. El primer paso para la refinación se llama afinación, donde los cristales de azúcar moscabado se tratan con un jarabe denso para eliminar la capa de melaza adherente, este jarabe disuelve poca o ninguna cantidad de azúcar, pero ablanda o disuelve la capa de impurezas. Esta operación se realiza en mezcladores. El jarabe resultante se separa con una centrífuga y el sedimento de azúcar se rocía con agua. Los cristales resultantes se conducen al equipo fundidor, donde se disuelven con la mitad de su peso en agua caliente. Este proceso se hace en tanques circulares con fondo cónico llamados “cachaceras” o “merenchales”, se adiciona cal, ácido fosfórico (3 ppm), se calienta con serpentines de vapor y por medio de aire se mantiene en agitación. El azúcar moscabado, fundido y lavado, se trata por un proceso de clarificación. 13. Clarificación (o purificación). El azúcar moscabado se puede tratar por procesos químicos o mecánicos. La clarificación mecánica necesita la adición de tierra de diatomeas o un material inerte similar; después se ajusta el pH y la mezcla se filtra en un filtro prensa. Este sistema proporciona una solución absolutamente transparente de color algo mejorado y forzosamente es un proceso por lote. El sistema químico emplea un clarificador por espumación o sistema de carbonatación. El licor que se trata por espumación, que contiene burbujas de aire, se introduce al clarificador a 65ºC y se calienta, provocando que la espuma que se forma se dirija a la superficie transportando fosfato tricálcico e impurezas atrapadas ahí. 9 También llamada “Masa cocida”. Prof. William René Pérez Aburto Página 8 de 10 UNAN/FAREM-Chontales (Ingeniería Agroindustrial) Unidad III: Producción y Procesamiento de Caña de Azúcar. El licor clarificado se filtra y manda decolorar. Este proceso disminuye bastante la materia colorante presente, lo que permite un ahorro en decolorantes posteriores. El sistema de carbonatación incluye la adición de dióxido de carbono depurado hacia el azúcar fundido, lo cual precipita el carbonato cálcico. El precipitado se lleva 60% del material colorante presente. 14. Decoloración (y/o Filtración). El licor aclarado ya está libre de materia insoluble pero aún contiene gran cantidad de impurezas solubles; éstas se eliminan por percolación en tanques que contienen filtros con carbón de hueso o carbón activado. Los tanques de filtración son de 3 metros de diámetro por 6 metros de profundidad, espacio en el que hay de 20 a 80 filtros de carbón; la vida útil del filtro es de 48 hrs. La percolación se lleva a cabo a 82ºC. Los jarabes que salen de los filtros se conducen a la galería de licores, donde se clasifican de acuerdo con su pureza y calidad. Los licores de color más obscuro se vuelven a tratar para formar lo que se conoce como azúcar morena suave. Una vez clasificados los licores se pasan a un tanque de almacenamiento, de donde se toman para continuar el proceso de acuerdo al producto final deseado. Los cristales finos de azúcar se hacen crecer a un tamaño comercial por medio de una velocidad de evaporación o ebullición controlada, de agitación y de adición de jarabe. La velocidad no debe ser muy alta ya que se formarán cristales nuevos impidiendo que los ya existentes crezcan. De los equipos de cristalización pasamos el producto a los tanques de mezclado para uniformar sus características, de ahí a las centrífugas y finalmente al área de secado. Otra posibilidad es pasar de los cristalizadores a otro tipo de cristalizadores, donde obtenemos otros tamaños de partículas: cristales finos para siembra, de aquí pasamos nuevamente a fundición, mezcladoras y centrífugas para separar las melazas de los cristales. 15. Secado. El azúcar húmedo se coloca en bandas y pasa a las secadoras, que son elevadores rotatorios donde el azúcar queda en contacto con el aire caliente que entra en contracorriente. El azúcar debe tener baja humedad, aproximadamente 0.05 %, para evitar los terrones. 16. Enfriamiento. El azúcar se seca con temperatura cercana a 60ºC, se pasa por los enfriadores rotatorios inclinados que llevan el aire frío en contracorriente, en donde se disminuye su temperatura hasta aproximadamente 40−45ºC para conducir al envase. 17. Envase. El azúcar, seco y frío, se empaca en sacos de diferentes pesos y presentaciones dependiendo del mercado y se despacha a la bodega de producto terminado para su posterior venta y comercio. 18. Almacenamiento a Granel del Azúcar. Es regla general, almacenar el azúcar terminado en grandes depósitos o silos. Los depósitos o silos no solo permiten que se empaquen únicamente durante el día, también dan por resultados altos ahorros, ya que el empacado se puede efectuar en respuesta a los seguimientos de las empaques de jugo de empacar el azúcar conforme se produce y almacena el producto empaquetado. Prof. William René Pérez Aburto Página 9 de 10 UNAN/FAREM-Chontales (Ingeniería Agroindustrial) Unidad III: Producción y Procesamiento de Caña de Azúcar. Webgrafía de Consulta. 1. Batey (https://docs.google.com/presentation/d/1X4oYTEurLjiJqOR2SRcyI_HAKQczT1ke95c87ng1MI/edit?pli=1#slide=id.g42e68349_4_20); 2. Producción de azúcar (http://www.monografias.com/trabajos34/produccion-azucar/produccion-azucar.shtml); 3. Caña de azúcar (http://www.monografias.com/trabajos15/cana-azucar/cana-azucar.shtml); 4. El Circuito de la Caña de Azúcar (http://html.rincondelvago.com/cana-de-azucar.html); Prof. William René Pérez Aburto Página 10 de 10
