INTRODUCCION

El azúcar de caña es uno de los mayores contribuyentes al producto interno bruto agrícola

de los países en desarrollo para el consumo interno y el comercio internacional. Por lo

tanto, el mayor reto para la competitividad de la industria azucarera es la reducción de los

costos de producción para ser más rentables en los mercados locales y regionales. Brasil,

Australia, Tailandia, América del Norte, Centroamérica India, China y Colombia son los

mayores productores y exportadores de azúcar de caña más importantes del mundo. Sin

embargo, varias empresas locales productoras de azúcar se han mantenido fuera de la

competencia en el mercado internacional. El alto costo de producción es un factor

preocupante para los industriales, agricultores y consumidores en la industria azucarera.

Esta actividad requiere un aumento de la producción y rendimiento de caña de azúcar para

lograr la competitividad. Este trabajo aborda los factores relacionados que influyen en el

rendimiento y la competitividad de las empresas productoras de azúcar derivada de la caña.

I. MARCO TEORICO

CAÑA DE AZUCAR

NOMBRE CIENTÍFICO

Saccharum officinarum

DESCRIPCIÓN

La Caña de Azúcar es una gramínea tropical, un pasto gigante emparentado con el sorgo y el maíz. Tiene un tallo macizo de 2 a 5 metros de altura con 5 ó 6 cm. de diámetro. El sistema radicular lo compone un robusto rizoma subterráneo; El tallo acumula un jugo rico en sacarosa, compuesto que al ser extraído y cristalizado en el ingenio forma el azúcar. La sacarosa es sintetizada por la caña gracias a la energía tomada del sol durante la fotosíntesis con hojas que llegan a alcanzar de dos a cuatro metros de longitud. En su parte superior encontramos la panocha, que mide unos 30 cm. de largo

CLIMA

La temperatura, la humedad y la luminosidad, son los principales factores del clima que controlan el desarrollo de la Caña. La Caña de Azúcar es una planta tropical que se desarrolla mejor en lugares calientes y soleados. Cuando prevalecen temperaturas altas la caña de azúcar alcanza un gran crecimiento vegetativo y bajo estas condiciones la fotosíntesis se desplaza, hacia la producción de carbohidratos de alto peso molecular, como la celulosa y otras materias que constituyen el follaje y el soporte fibroso del tallo. Es indispensable también proporcionar una adecuada cantidad de agua a la caña durante su desarrollo, para que permita la absorción, transporte y asimilación de los nutrientes. La Caña de Azúcar se cultiva con éxito en la mayoría de suelos, estos deben contener materia orgánica y presentar buen drenaje tanto externo como interno y que su PH oscile entre 5.5 a 7.8 para su óptimo desarrollo. Se reportan buenos resultados de rendimiento y de azúcar en suelo de textura franco limoso y franco arenoso.

SIEMBRA

Se reproduce por trozos de tallo, se recomienda que la siembra se realice de Este a Oeste para lograr una mayor captación de luz solar. El material de siembra debe ser de preferencia de cultivos sanos y vigorosos, con una edad de seis a nueve meses, se recomienda utilizar la parte media del tallo, se deben utilizar preferentemente esquejes con 3 yemas. El tapado de la semilla se puede realizar de tres formas: manualmente utilizando azadón, con tracción animal ó mecánicamente. La profundidad de siembra oscila entre 20 a 25 cm, con una distancia entre surco de 1.30 a 1.50 m. La semilla debe de quedar cubierta con 5 cm de suelo, el espesor de la tierra que se aplica para tapar la semilla no sólo influencia la germinación y el establecimiento de la población, sino también el desarrollo temprano de las plantas.

COSECHA

La faena de la recolección se lleva a cabo entre los once y los dieciséis meses de la plantación, es decir, cuando los tallos dejan de desarrollarse, las hojas se marchitan y caen y la corteza de la capa se vuelve quebradiza. Se quema la plantación para eliminar las malezas que impiden el corte de la Caña. Aunque se han ensayado con cierto éxito varias máquinas de cortar caña, la mayor parte de la zafra o recolección sigue haciéndose a mano. El instrumento usado para cortarla suele ser un machete grande de acero con hoja de unos 50 cm de longitud y 13 cm de anchura, un pequeño gancho en la parte posterior y empuñadura de madera. La Caña se abate cerca del suelo y se corta por el extremo superior, cerca del último nudo maduro, ya cortadas se apilan a lo largo del campo, de donde se recogen a mano o a máquina para su transporte al Ingenio, que es un molino en el cual se trituran los tallos y se les extrae el azúcar. El azúcar se consigue triturando los tallos y maceran con poderosos rodillos estriados de hierro y se someten, simultáneamente, a la acción del agua para diluir el jugo ya que contiene alrededor del 90% de sacarosa existente en la Caña. El jugo se trata con cal y se calienta para que se precipiten las impurezas; se concentra luego por evaporación y se hierve para que cristalice. Posteriormente se dejan enfriar los cristales y se refina la melaza: se disuelve en agua caliente y se hace pasar a través de columnas de carbón gracias a lo cual los cristales se decoloran.

USOS

La Caña de Azúcar se utiliza preferentemente para la producción de Azúcar,

adicionalmente se puede utilizar como fuente de materias primas para una amplia gama de

derivados, algunos de los cuales constituyen alternativas de sustitución de otros productos

con impacto ecológico adverso (cemento, papel obtenido a partir de pulpa de madera, etc).

Los residuales y subproductos de esta industria, especialmente los mostos de las destilerías

contienen una gran cantidad de nutrientes orgánicos e inorgánicos que permiten su reciclaje

en forma de abono, alimento animal, etc. En este sentido es importante señalar el empleo de

la cachaza como fertilizante, las mieles finales y los jugos del proceso de producción de

azúcar pueden emplearse para la producción de alcohol, lo que permite disponer de un

combustible líquido de forma renovable y la incorporación de los derivados tradicionales

(tableros aglomerados, papel y cartón, cultivos alternativos para alimento animal y mieles

finales). Una pequeña parte la producción de Caña de Azúcar tiene fines de producción de

piloncillo, el cual se obtiene de la concentración y evaporación libre del jugo de la caña,

también es conocido como panela. El piloncillo tiene varios usos, como materia prima en la

industria de la repostería, pastelería, y como endulzante en diversos alimentos y también se

usa para la elaboración de alcohol y otros licores. Otra cantidad de caña aún más pequeña

se utiliza como fruta de estación, aunque se vende todo el año, se concentra en la temporada

navideña para las piñatas y el tradicional ponche.

AZUCAR:

El azúcar es el único alimento que se obtiene de dos especies vegetales distintas, a saber

la remolacha azucarera (beta vulgaris) y la caña de azúcar (saccharum officinarum) en

regiones de cultivo distintas. Sólo se originan situaciones de competencia entre estas dos

especies vegetales relevantes para la economía mundial en pequeñas zonas limítrofes,

donde ambas están sin embargo considerablemente por debajo de su óptimo fisiológico.

Generalmente se sitúan entre los 25 y 28 grados de latitud norte. Las principales zonas de

cultivo de la remolacha azucarera están en las regiones de clima templado de Europa y

Norteamérica, con temperaturas medias de la canícula entre 16 y 25° C y unas

precipitaciones anuales de 600 mm como mínimo. En las regiones subtropicales, el cultivo

tiene lugar en los meses invernales. En caso de precipitaciones inferiores a 500 mm, tiene

que regarse. Las remolachas crecen óptimamente en suelos limosos profundos, con

reacción entre neutra y débilmente alcalina. Como cultivo intensivo, requieren una

fertilización integral mineral suficiente. Dado que por razones fitosanitarias (p. ej.

nemátodos de la remolacha = causa importante de la llamada fatiga de la remolacha) las

remolachas sólo pueden cultivarse cada cuarto año en el mismo campo, el área de

adquisición de una fábrica de azúcar de remolacha es muy extensa. El periodo de

vegetación es en general de 5 a 6 meses. En las zonas de clima templado, los rendimientos

de las cosechas se sitúan entre 40 y 60 t/ha, mientras que en las regiones subtropicales son

por término medio de 30 a 40 t/ha. El contenido de azúcar se mueve entre el 16 y el 18 %.

La caña de azúcar es una planta propia del clima de las tierras bajas tropicales. Las

zonas de cultivo están casi exclusivamente entre los 30 grados de latitud sur y los 30

grados de latitud norte, con los puntos principales entre las isotermas de 20°C al norte y al

sur. Además de una radiación solar intensiva, se requieren al menos precipitaciones

anuales de 1650 mm, o riego adicional. Se prefieren suelos pesados, ricos en nutrientes,

con una alta capacidad de retención de agua; son favorables valores de pH entre débilmente

ácidos y neutros. En correspondencia con la gran producción de masa, las exigencias en

cuanto a nutrientes son muy altas. Los ataques de enfermedades y plagas pueden

reducirse considerablemente a través de selecciones de plantas resistentes y de medidas de

saneamiento. El control biológico de plagas desempeña un papel cada vez más importante.

La caña de azúcar es autocompatible, y se maneja especialmente como monocultivo. Los

tallos se cosechan por regla general después de 14 a 18 meses, y los renuevos (ratoon)

después de 12 a 14 meses. Los rendimientos de las cosechas se sitúan entre 60 y 120 t/ha;

el contenido de azúcar es por término medio del 12,5 %. La cantidad cosechada y el

contenido de azúcar van disminuyendo con la edad de las plantaciones, por lo que

usualmente no se sobrepasa una duración útil total de 4 a 5 cortes.

Las fábricas azucareras constituyen centros industriales con cultivo de materias primas

organizado o realizado por ellas mismas, con sistemas de abastecimiento de energía y

agua propios así como complejos de talleres grandes y diferenciados. El equipamiento de

máquinas y aparatos está preparado para el procesamiento de una única materia prima

natural. En tanto se dedique a la elaboración directa del producto cosechado, la duración de

las operaciones estacionales de procesamiento equivale a la duración del uso de las

instalaciones de la fábrica azucarera. En el caso de instalaciones de nueva planta, la

capacidad de elaboración diaria (24 h) se sitúa entre 5.000 y 10.000 t, debiendo decirse que

fábricas azucareras con un rendimiento superior a 10.000 t/día sólo pueden trabajar en

forma efectiva si disponen de la infraestructura correspondiente. La empresa de

producción debería tener en lo posible una ubicación central en la zona de cultivo de la

materia prima, a las orillas de un curso de agua y enlazada con las redes públicas de

ferrocarriles y carreteras. Los subproductos que se originan durante la fabricación del

azúcar, a saber melaza, lonjas exprimidas de remolacha y bagazo de caña, se aprovechan

y/o se transforman en la propia empresa, o bien se utilizan como materia prima en otras

empresas industriales.

La sacarosa (1-O-(β-D-frutofuranosil)-α-D-glicopiranosa) es un disacárido compuestopor una molécula de glucosa (dextrosa) y una de fructosa (levulosa); está conformada por 12 átomos de carbono, 22 átomos de hidrogeno y 11 de oxigeno, con fórmula condensadaC12H22O11 (oxígeno 51,42%, carbono 42,10%, hidrógeno 6,48%). Con un peso molecular de 342.30, es un solido cristalino que carameliza a 160°C, y es un azúcar no reductor y polialcohol que tiene 3 grupo hidroxilos primarios (-CH2OH 6,1’ y 6’) y 5 en posición secundaria (-CH-OH, 2, 3, 3’, 4 y 4’) (Boscolo, 2003).

La sacarosa, o azúcar de mesa, es obtenida a nivel industrial a partir de la remolacha

azucarera (Beta vulgaris) − que crece en países templados − y de la caña de azúcar

(Saccharum officinarum) o cañamiel (del latín medieval cannamellis o cannamella) − que

crece en climas tropicales y subtropicales − como las únicas fuentes importantes para el

comercio. El azúcar derivado de la caña aporta de 65 a 70 % del mercado mundial de

edulcorantes; los países productores y exportadores de azúcar de caña venden

mayoritariamente el producto en términos de azúcar crudo (raw sugar). En contraposición,

el azúcar de remolacha se comercializa casi íntegramente de modo refinado (F. O. Licht,

2007)

Durante varias décadas, ambas materias primas han sido empleadas para la producción de

sacarosa. Recientemente, la globalización y liberalización de los mercados ha puesto

énfasis en la competitividad internacional de las diversas zonas productoras. En este

sentido, a partir de la década de los setenta, en Brasil la producción simultánea de derivados

de la caña de azúcar − en especial azúcar y etanol − ha vuelto competitiva la producción de

azúcar. Caso similar en Estados Unidos de América, donde la producción de jarabes de

maíz de alta fructosa (HFCS) y etanol basados en el maíz son sustitutos para el azúcar y

etanol de base caña de azúcar.

FAO (2006) reporta que el azúcar se produce en más de 150 países en el mundo, con

diferente grado de desarrollo económico y se consume en todos ellos localmente en

diversos niveles (consumo per capita en kg azúcar/habitante/año), siendo la media mundial

22.64.

La caña de azúcar, principal materia prima, se cultiva en más de 100 países y territorios

(Figura 2). La superficie cosechada se distribuye en 7,638 millones de hectáreas en Asia,

3.519 millones en América del Sur, 2,300 millones en Centroamérica, 1,060 millones en

África, 0.489 millones en Oceanía y 0.393 millones en América del Norte, en países

desarrollados y en desarrollo con diverso nivel tecnológico e indicadores de productividad

en campo y fabrica (FAOSTAT, 2009)

II. PROCESO DE PRODUCCIÓN DEL AZÚCAR:

Aprovechamiento.

La caña de azúcar suministra, en primer lugar, sacarosa para azúcar blanco o moreno.

También tiene aproximadamente 40 kg/tm de melaza (materia prima para la fabricación del

ron. También se pueden sacar unos 150 kg/tm de bagazo. Hay otros aprovechamientos de

mucha menor importancia como los compost agrícolas, vinazas, ceras, fibra absorbente, etc.

Exigencias del cultivo.

La caña de azúcar no soporta temperaturas inferiores a 0 ºC, aunque alguna vez puede

llegar a soportar hasta -1 ºC, dependiendo de la duración de la helada. Para crecer exige un

mínimo de temperaturas de 14 a 16 ºC. La temperatura óptima de crecimiento parece

situarse en torno a los 30 ºC., con humedad relativa alta y buen aporte de agua.

Se adapta a casi todos los tipos de suelos, vegetando mejor y dando más azúcar en los

ligeros, si el agua y el abonado es el adecuado. En los pesados y de difícil manejo

constituye muchas veces el único aprovechamiento rentable.

Los suelos muy calizos a veces dan problemas de clorosis.

Labores de campo y cosecha.

El proceso productivo se inicia con la preparación del terreno, etapa previa de siembra de la

caña. Una vez madura la planta, las cañas son cortadas y se apilan a lo largo del campo, de

donde se recogen a mano o a máquina, se atan en haces y se transportan al ingenio, que es

un molino en el cual se trituran los tallos y se les extrae el azúcar.  No debe transcurrir

mucho tiempo al transportar la caña recién cortada a la fábrica porque de no procesarse

dentro de las 24 horas después del corte se producen pérdidas por inversión de glucosa y

fructuosa.

Patios de caña (batey).

La caña que llega del campo se revisa para determinar las características de calidad y el

contenido de sacarosa, fibra y nivel de impurezas. Luego se pesa en básculas y se conduce a

los patios donde se almacena temporalmente o se dispone directamente en las mesas de

lavado de caña para dirigirla a una banda conductora que alimenta las picadoras.

Picado de caña.

Las picadoras son unos ejes colocados sobre los conductores accionados por turbinas,

provistos de cuchillas giratorias que cortan los tallos y los convierten en astillas, dándoles

un tamaño uniforme para facilitar así la extracción del jugo en los molinos.

Molienda.

La caña preparada por las picadoras llega a unos molinos (acanalados), de 3 a 5 equipos y

mediante presión extraen el jugo de la caña, saliendo el bagazo con aproximadamente 50%

de fibra leñosa. Cada molino esta equipado con una turbina de alta presión. En el recorrido

de la caña por el molino se agrega agua, generalmente caliente, o jugo diluido para extraer

al máximo la sacarosa que contienen el material fibroso (bagazo).

El proceso de extracción con agua es llamado maceración y con jugo se llama imbibición.

Una vez extraído el jugo se tamiza para eliminar el bagazo y el bagacillo, los cuales se

conducen a una bagacera para que sequen y luego se van a las calderas como combustible,

produciendo el vapor de alta presión que se emplea en las turbinas de los molinos.

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 que entra en la fábrica.

Clarificación.

El jugo obtenido en la etapa de molienda es de carácter ácido (pH aproximado: 5.2), éste se

trata con lechada de cal, la cual eleva el pH con el objetivo de minimizar las posibles

pérdidas de sacarosa. El pH ideal es de 8 a 8.5, lo cual nos da un jugo brillante, volumen de

cachaza, aumenta la temperatura entre el jugo mixto y clarificado y se evita la destrucción

de la glucosa e inversiones posteriores. Para una buena clarificación se necesita que la

cantidad de cal sea correcta ya que esto puede variar la calidad de los jugos que se obtienen.

La cal también ayuda a precipitar impurezas orgánicas o inorgánicas que vienen en el jugo

y para aumentar o acelerar su poder coagulante, se eleva la temperatura del jugo encalado

mediante un sistema de tubos calentadores.

La temperatura de calentamiento varía entre 90 y 114.4 ºC, por lo general se calienta a la

temperatura de ebullición o ligeramente más, la temperatura ideal está entre 94 y 99 º C. En

la clarificación del jugo por sedimentación, los sólidos no azúcares se precipitan en forma

de lodo llamado cachaza, el jugo claro queda en la parte superior del tanque; el jugo

sobrante se envía antes de ser desechada al campo para el mejoramiento de los suelos

pobres en materia orgánica.

Evaporación.

El jugo procedente del sistema de clarificación se recibe en los evaporadores con un

porcentaje de sólidos solubles entre 10 y 12 % y se obtiene una meladura o jarabe con una

concentración aproximada de sólidos solubles del 55 al 60 %.

Este proceso se da en evaporadores de múltiples efectos al vacío, que consisten en un

conjunto de celdas de ebullición dispuestas en serie. El jugo entra primero en el

preevaporador y se calienta hasta el punto de ebullición. Al comenzar a ebullir se generan

vapores los cuales sirven para calentar el jugo en el siguiente efecto, logrando así el menor

punto de ebullición en cada evaporador. Una vez que la muestra tiene el grado de

evaporación requerido, por la parte inferior se abre una compuerta y se descarga el

producto. La meladura es purificada en un clarificador.

Cristalización.

La cristalización se realiza en los tachos, que son aparatos a simple efecto que se usan para

procesar la meladura y mieles con el objeto de producir azúcar cristalizada mediante la

aplicación de calor. El material resultante que contiene líquido (miel) y cristales (azúcar) se

denomina masa cocida.

Esta mezcla se conduce a un cristalizador, que es un tanque de agitación horizontal

equipado con serpentines de enfriamiento. Aquí se deposita más sacarosa sobre los cristales

ya formados, y se completa la cristalización.

Centrifugación.

La masa cocida se separa de la miel por medio de centrífugas, obteniéndose azúcar cruda o

mascabado, miel de segunda o sacarosa líquida y  una purga de segunda o melaza. El

azúcar moscabado debe su  color café claro al contenido de sacarosa que aún tiene.

Las melazas se emplean como una fuente de carbohidratos para el ganado (cada vez

menos), para ácido cítrico y otras fermentaciones.

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 a un millón), se calienta con serpentines de

vapor y por medio de aire se mantiene en agitación.  El azúcar moscabado, fundida y

lavada, se trata por un  proceso de clarificación.

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. 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 fundida, lo cual precipita el carbonato cálcico. El precipitado se lleva 60% del

material colorante presente.

Decoloración - 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.

Secado.

El azúcar húmeda 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.

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.

Envase.

El azúcar seca y fría 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.

RECOMENDACIONES

El azúcar se obtiene de la planta de la caña por la reacción de fotosíntesis debiéndose separarse en el proceso de fabricación otros componentes como ser la fibra, las sales minerales, ácidos orgánicos e inorgánicos y otros obteniéndose una sacarosa de alta pureza en forma de cristal.

Es producida por los cañeros en época de zafra, la cosecha de la caña se realiza entre los meses de mayo a octubre, de manera natural, semi mecanizada y mecanizada transportándose al ingenio mediante camiones y/o chatas tiradas por tractores.

En la recepción de la caña se realizan dos operaciones fundamentales:

1. Control de Peso:

Es realizado en balanzas 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.

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).

A estos datos conjuntamente con el control de peso por carga o paquete (un paquete = 24

toneladas), se le aplica la formula de pago al cañero según peso y calidad de su caña.

Una vez recibida la caña es cargada por grúas directamente a las mesas alimentadoras o

almacenada temporalmente. Las mesas alimentadoras que reciben la caña y proveen en

forma continua al conductor que se encarga de transportarla hasta el primer molino, en este

trayecto se las tritura con cuchillas para mejorar la extracción.

Hay dos sistemas de extracción más utilizados llamados TRAPICHE 1 y TRAPICHE 2.

Trapiche 1: es el más pequeño, consta de 6 molinos los cuales se extraen el jugo por efecto

de las altas presiones y uso de agua de indivisión.

Trapiche 2: consta de un molino de pre extensión y un difusor que extrae el jugo mediante

el proceso de lavado con agua a temperaturas elevadas y dos molinos desecados, el jugo

mixto resultante es bombeado a las balanzas de jugo y el bagazo agotado es transportado

mediante transportadoras de cintas hasta la sección de calderas donde se utiliza como

combustible para generar calor.

Si hay 5 calderas acuotubulares que utilizan el bagazo como combustible principal

generando vapor directo, el cual acciona turbo reductores de trapiches y turbos generadores

para producir energía eléctrica, que junto con el vapor de escape de las turbinas es utilizado

en los procesos de calentamiento y evaporación del jugo.

Esta planta denominada como fabrica de azúcar recibe el jugo mixto de los trapiches y

mediante procesos químicos y físicos purifica el jugo obteniéndose sacarosa en forma de

cristal de alta pureza. Producto de proceso de purificación de jugo se obtiene el residuo

llamado cachaza.

Una vez purificado el jugo mixto los procesos empleados en la fabricación del azúcar son

los siguientes:

Con balanzas se pesa el jugo mixto para controlar la cantidad de sacarosa extraida

de la caña y la cantidad que ingresa a la fabrica de azúcar para su procedimiento

Con una columna elevada donde se pone en contacto el jugo con lo el gas sulfuroso

producidos por hornos rotativos a parir del azufre, con lo que se desfavorece la

decoloración del jugo y se precipitan impurezas, en la parte inferior de la columna

de sulfatación se aplica la lechada de cal con el propósito e neutralizar la acidez

presente y formar sales insolubles de calcio que posterior mente son separados en

los cristalizadores

El jugo embalado se transporta mediante bombas centrífugas a los calentadores

multitubulares donde se eleva la temperatura considerablemente con lo que se llega

a esterilizar, s disminuye la viscosidad, la tensión superficial, se complementan

algunas reacciones inconclusas, se coagulan las gomas y las ceras presentes en el

jugo.

Antes de su ingreso a los clarificadores el jugo calentado para por los tanques Flash

que tienen el propósito de eliminar la presión, la alta velocidad y la energía en

exceso que adquiere el jugo en el proceso de calentamiento

Una vez en los clarificadores se produce a la separación de las sustancias insolubles

que se encuentran en suspensión con la ayuda de un poli electrolito mediante

decantación obteniéndose de esta manera el jugo clarificado que pasa por un tanque

para alimentar el proceso de evaporación, por el dónde de los clarificadores se

extraen los sedimentos que contienen un elevado porcentaje de sacarosa y para

recuperarla se aplica el proceso de filtración al vació, también se obtiene la cachaza

agotada que se utiliza un 100% en la producción de vio−abono

El jugo clarificado se transporte por bombas centrífugas al sistema de evaporación

de múltiple efecto donde se elimina aproximadamente el 80% de agua presente

obteniéndose la mezcla con una concentración adecuada para su proceso de

clarificación.

Las sales insolubles en suspensión que se encuentran en la mezcla son separadas en

el clarificador por una rotación, logrando también disminuir el porcentaje de

dextrana, la turbidez y el color obteniéndose la mezcla clarificada que garantiza una

mejor calidad en el proceso de cocimiento y cristalización

En el cristalizador se lleva a cabo un proceso combinado en la evaporación y

cristalización que se produce en los tachos de cocimiento, en ellos se en

Concentran la mezcla y los otros productos azucarados hasta llegar a un punto por

encima del punto de saturación donde la sacarosa pasa del estado de solución a

sacarosa en cristales, obteniéndose las masas cocidas ( masas refinadas ) que son

una mezcla de sacarosa cristalina y miel madre

Posteriormente la masa refinada o cocida pasa por las centrifugadoras automáticas y

continuas donde se lleva a cabo un proceso físico, que consta de al separación de

cristales de sacarosa de la miel de madre, las centrífugas automáticas son empleadas

para procesar la masa cocida A el refinado y las centrifugadoras continuas ara las

masas C y afinado, al final del proceso de centrifugación se obtiene el azúcar extra

fina con un alto grado de humedad no apto para el almacenamiento.

En el proceso de secado se elimina el grado de agua (humedad) en un secador

enfriador rotativo que regula la temperatura final del azúcar y un tamiz que separa

los terrones de azúcar para su envasado.

El azúcar de alta calidad obtenida en el secador es depositada en silos que alimentan

las balanzas electrónicas de precisión donde se envasa el producto.

El azúcar envasada es almacenada en depósitos adecuados de donde se distribuye a

todo el país o a exportaciones a países vecinos como a norte América.

Con relación a los costos de producción, la mayoría de los países

productores han posibilitado la expansión de la producción de azúcar a

partir de la extensión del cultivo de caña más que sobre la base de mejorar el contenido de

azúcar (sacarosa) de la materia prima. México es un buen ejemplo de esto, al incrementar

su superficie cosechada 13.2 % en el periodo 2000/2008, aunque no así el rendimiento

agroindustrial, que disminuyó 1 % y el de campo - 4.1 %; esto se contrapone con las

economías azucareras de menor costos de producción, debido a varios factores que han

posibilitado que el sector azucarero de países como Brasil, Australia, Tailandia, Guatemala,

Colombia, India y del Este Africano hayan funcionado relativamente bien. Un elevado

grado de mecanización, tanto en el campo como innovaciones y modernización en la

industria, ha facilitado el rendimiento de la caña por terreno cultivado, una mejor

extracción de la sacarosa contenida en la caña, además de una elevada tasa de recuperación

del capital en fábrica. Asimismo, estas economías se caracterizan por alargar la temporada

de producción de azúcar, lo que permite hacer un uso extensivo de los recursos fijos. Por su

parte, las bajas remuneraciones de la mano de obra son un factor clave a la hora de explicar

los menores costos productivos de azúcar que soportan este grupo de economías,

principalmente en Brasil y África (Record, 2005 y LMC, 2003 y 1997).

Técnica de reducción y control de las emisiones

Las medidas dirigidas a evitar daños por inmisiones de dióxido sulfuroso originadas por gases de humo constituyen en la retención del SO2 en las plantas de desulfuración (p. ej. absorción en lechada de cal) y en el uso de combustibles que contengan poco azufre. Para reducir la carga de emisiones en los gases de escape ha resultado eficaz la instalación de un

sistema de eliminación de polvo en mojado antes de la entrada a la chimenea. Con el lavado se consigue no sólo eliminar polvo, sino también una separación de SO2 con un rendimiento del 30 % aproximadamente. Si se aplica lodo de carbonatación como líquido de lavado, se logran concentraciones de polvo en el gas puro inferiores a 75 mg/m³. Al mismo tiempo se reduce la emisión de SO2 en un 60 a 70 %. El "lavado de carbonatación" permite así una separación de polvo y SO2 particularmente favorable desde el punto de vista ecológico, ya que no se originan problemas adicionales por aguas residuales o residuos sólidos.

Las emisiones de polvo que se producen en la planta azucarera se reducen con eliminadores de polvo en mojado o con filtros de tejido. La concentración de gas puro se sitúa por debajo de 20 mg/m³. La reducción del polvo se produce en forma análoga en el caso del procesamiento ulterior.

En la industria del azúcar de caña, la proporción de cenizas volátiles, elevada en general, obliga a tomar medidas apropiadas dirigidas a purificar el gas de humo. Plantas de combustión antiguas pueden equiparse ulteriormente sin dificultades con separadores en mojado o en seco (ciclones: rendimiento de aproximadamente el 96 %, más exigentes en cuanto a inversiones y mantenimiento que los separadores en mojado). La demanda de agua para la separación en mojado se cifra en aproximadamente 0,025 m³ de agua por cada 25 m³ de gas.

La supervisión metrológica de emisiones y de la temperatura de los gases de escape de los generadores de vapor y del secado de trozos y lonjas de remolacha se realiza mediante sistemas de medición integrados, que funcionan continuamente. En la industria del azúcar de caña su utilizan predominantemente instrumentos portátiles (p. ej. el equipo de Orsat) para determinar por ejemplo el oxígeno, el dióxido y el monóxido de carbono. Si en el caso de plantas nuevas hay instalados sistema de purificación de gases de escape (conforme al nivel actual de la técnica) y si las emisiones en forma de polvo se sitúan por debajo de 75 mg/m³, basta con realizar mediciones diarias mediante equipos portátiles.

Las molestias por malos olores derivadas de las emisiones de amoníaco se eliminan en su mayor parte con el uso de circuitos cerrados en la parte anterior de las instalaciones.

Los estanques escalonados en lagunas deberían estar equipados siempre con sistemas de ventilación adicionales; han resultado ser muy eficientes los rodillos de ventilación. No deberían ubicarse en las proximidades inmediatas de las fábricas ni de los edificios de viviendas propios de la empresa (apartados del viento).

Para la medición cuantitativa del desagüe se dispone de métodos como p. ej. la medición de la velocidad de flujo con molinetes e integración con la sección de desagüe, o bien la determinación directa mediante un vertedero de aforo.

Las muestras mixtas utilizadas para evaluar el agua residual se analizan para la DBO5

según DEV (fuente: (5)) y en cuanto a sustancias precipitables, DQO y toxicidad para los peces según normas DIN. La EPA ha estipulado procedimientos de análisis para la industria del azúcar de caña en sus "Methods for Chemical Analysis of Water and Wastes". En el caso de los estanques escalonados en lagunas basta tomar muestras aleatorias debido a las escasas fluctuaciones que experimenta en el tiempo la composición de las aguas residuales y a los largos tiempos de estadía.

Para el control del respeto de las normas de protección ambiental deberían crearse los correspondientes órganos y mecanismos de control, nombrándose por ejemplo encargados de protección ambiental. Su misión sería también el control de la operatividad y el mantenimiento periódico de los sistemas de protección del medio ambiente, así como la formación y sensibilización del personal en lo que atañe a cuestiones de ecología. También debería preverse un servicio de asistencia médica dentro de la fábrica y para la población de los alrededores.

Valores límite dictados para protección de la salud:

Los agentes floculantes sintéticos no forman polvo ni irritan la piel al manejarlos, siendo en general toxicológicamente inofensivos. Las sustancias cancerígenas y las sospechosas de tener un potencial cancerígeno son: polvo de amianto, cromatos alcalinos y cromato de plomo (reactivos de laboratorio), formaldehído, hidracina, humo de soldadura por arco voltaico.

La dosis letal (LD50) de una solución de formaldehído al 39 % es de 800 mg/kg de peso corporal (vía oral: rata); según el reglamento alemán sobre materiales de trabajo está clasificado con la designación de peligro "baja toxicidad" y se identifica con el símbolo de peligro R22 ("nocivo en caso de ingestión") (se originan necrosis en la boca, en el tubo digestivo y en el estómago).

MEDIDAS:

Los productos químicos tóxicos deben mantenerse siempre bajo llave; se recomienda utilizar guantes de goma durante los trabajos de análisis; limpiar a fondo recipientes e instrumentos; instalar sistemas operativos de extracción de aire y ventilación.

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