PLANTA DE PRODUCCIN DE ALCOHOL ETILICO

PLANTA DE PRODUCCIN DE ALCOHOL ETILICO1) INTRODUCCION.Alcohol, trmino aplicado a los miembros de un grupo de compuestos qumicos del carbono que contienen el grupo OH. Dicha denominacin se utiliza comnmente para designar un compuesto especfico: el alcohol etlico o etanol. Proviene de la palabra rabe al-kuhl, o kohl, un polvo fino de antimonio que se utiliza para el maquillaje de ojos. En un principio, el termino alcohol se empleaba para referirse a cualquier tipo de polvo fino, aunque mas tarde los alquimistas de la Europa medieval lo utilizaron para las esencias obtenidas por destilacin, estableciendo as su acepcin actual.

A fines del siglo XVII, Antonio Van Leeuwenhoek (1632-1723) con la ayuda de un microscopio que el haba preparado, observo que la levadura se compona de unos pequeos grnulos. De esta forma estableci las bases para futuras investigaciones de los fenmenos fermentativos, los cuales han dado magnifico frutos al correr del tiempo. En este siglo se crea que un cuerpo en descomposicin poda transmitir a otros su estado y que el fermento empleado para la fermentacin lo comunicaba al cuerpo susceptible de fermentar. Hasta fines del siglo XVIII no se pudo conseguir alcohol libre de agua, y su descomposicin fue determinada por primera vez por Nicols Teodoro De Saussure en 1808, la cual fue confirmada en 1845 por Berthelot, al obtenerlo por sntesis.

La fermentacin del alcohol etlico es realizada en forma cerrada por cualquier carbohidrato rico en substratos. La melaza, licor producido de desechos, permanecen despus de la cristalizacin de la sucrosa y es usada ampliamente como materia prima en la fermentacin alcohlica. La melaza blackstrap contiene 35-40% de sucrosa y 15-20% de azcares invertidos (glucosa y fructuosa) La melaza hightest contiene 21-22% de sucrosa y 50-55% de azcares invertidos. La mayora de las melazas blackstrap no requieren otros nutrientes adicionales para realizar la fermentacin del alcohol etlico. Sin embargo, las melazas hightest requieren cantidades considerables de sulfato de amonio y otras sales, como fosfatos. El contenido de nutrientes no azucarados de 50-lids de las melazas hightest es aproximadamente 7%, comparado con el 28-35% encontrado en las melazas blackstrap.El alcohol etlico tambin puede ser producido por fermentacin del almidn, suero o licor de desechos de sulfito. La fermentacin de granos requiere un pretratamiento dado que la levadura no puede metabolizar directamente el almidn. Los granos (usualmente el maz) son agrupados y calentados en una lechada acuosa para gelatinizar o solubilizar el almidn. Algunas enzimas lquidas pueden ser aadidas a bajas temperaturas. El almidn lquido es enfriado alrededor de 65C y tratado con amilasa de malta o de hongos para convertir el almidn en oligosacridos. Luego, la levadura es aadida junto con amiloglucosidasa (o glucoamilasa) los cuales convierten los oligosacridos en glucosa. El proceso de fermentacin y refinacin posteriores son los mismos que se realizan cuando se usa melaza como materia prima.

Actualmente la produccin del alcohol etlico es realizada a travs de procesos eficientes y automticos. El proceso de manufactura no es muy complejo y es fcil de realizar. El control de la contaminacin y el mantenimiento y reparacin de las maquinarias y equipos tambin son fciles.Para la fabricacin de alcohol se pueden seguir uno de los siguientes caminos:

a) Destilacin de lquidos alcohlicosb) Sntesis de sus componentes o de otros productos qumicosc) Fermentacin y posterior destilacin

Aquellas naciones que poseen climas tropicales y sub-tropicales, como el nuestro, con abundantes tierras aptas para el cultivo de cana de azcar, podran invertir en el establecimiento plantas de produccin de alcohol etlico que puede ser orientada tanto al mercado interno pero principalmente para la exportacin.

En los ltimos aos SANTA CRUZ a experimentado un rpido crecimiento en el sector AGROINDUSTRIAL, en lo que respecta al cultivo de la caa de azcar. Motivo por el cual el gobierno ha promulgado recientemente la Ley para la produccin de alcohol Anhidro en Bolivia.

Teniendo en cuenta que es de conocimiento mundial, que hace algn tiempo atrs se realizo el tratado de Kyoto, motivo por el cual se ha promulgado esta ley en Bolivia.

La mezcla de alcohol con gasolina (alconafta) es parte del proyecto de la Ley de Hidrocarburos que actualmente se debate en el Congreso Nacional. Los productores estn a la expectativa de que se haga realidad un sueo que espera desde hace ms de 17 aos.Ya que hace algunos aos atrs se produca en Bolivia este carburante, pero no dio buenos resultados. La produccin de etanol (alcohol carburante) se ha visto frenada por la prohibicin de los gobiernos de turno.Una de las ltimas trabas fue el cobro del Impuesto Especial a los Hidrocarburos y Derivados (IEHD), rechazado por los caeros, pues aseguran que es un aditivo a la gasolina, no un combustible.

2) OBJETIVOS

2.1) OBJETIVO GENERALEl presente trabajo tiene como objetivo principal diversificar e incrementar las exportaciones en el sector industrial aprovechando la expansin del mercado mundial sobre todo el norteamericano con el consumo de alcohol etanol.

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

Planificar la ubicacin, instalacin, puesta en marcha y operacin de un ingenio azucarero.

Producir en el periodo de zafra, 500000lts. /da de alcohol etlico para as lograr satisfacer la demanda. Aplicar los conocimientos aprendidos sobre planeamiento y control de la produccin. Diversificar e incrementar las exportaciones en el sector industrial. Generar mayores divisas para Bolivia.3) DATOS GENERALES DE LA ORGANIZACIN3.1) Razon Social

4) DESCRIPCION DEL PRODUCTOEl alcohol etanol, de formula C2H5OH, es un liquido transparente e incoloro, con sabor a quemado y un olor agradable caracterisco. El alcohol es un compuesto ternario, esto es que se compone de carbono, oxigeno e hidrogeno, y su composicin centesimal es la siguiente: 52.15% de Carbono, 34.73% de Oxigeno y 13.12% de Hidrogeno; su grupo funcional es el Hidroxilo unido directamente a un Carbono. Funde a -117.3oC y su punto de ebullicin es de 78.35oC, bajo una presin de 760 mm- Hg. A los 15oC tiene una densidad de 0.7943.

Los alcoholes se caracterizan por la gran variedad de reacciones en las que intervienen; una de las mas importantes es la reaccin con los cidos, en la que se forman sustancias llamadas esteres, semejantes a las sales inorgnicas. Los alcoholes son subproductos normales de la digestin y de los procesos qumicos en el interior de las celulas, y se encuentran en los tejidos y fluidos de animales y plantas.

El etanol puede utilizarse como combustible para automviles solo, y tambin puede mezclarse con gasolina en cantidades variables para reducir el consumo de derivados del petrleo. El combustible resultante se conoce como gasohol (en algunos pases, "alconafta"). Dos mezclas comunes son E10 y E85, que contienen el etanol al 10% y al 85%, respectivamente.

El etanol tambin se utiliza cada vez ms como aadido para oxigenar la gasolina estndar, como reemplazo para el metil tert-butil ter. Este ltimo es responsable de una considerable contaminacin del suelo y del agua subterrnea. El etanol tambin puede utilizarse como combustible en las celdas de combustible.

El etanol que proviene de los campos de cosechas (bioetanol) se perfila como un recurso energtico potencialmente sostenible que puede ofrecer ventajas medioambientales y econmicas a largo plazo en contraposicin a los combustibles fsiles. Se obtiene fcilmente del azcar o del almidn en cosechas de maz y caa de azcar, por ejemplo. Sin embargo, los actuales mtodos de produccin de bio-etanol utilizan una cantidad significativa de energa comparada al valor de la energa del combustible producido. Por esta razn, no es factible sustituir enteramente el consumo actual de combustibles fsiles por bio-etanol.

Normalmente el etanol se concentra por destilacin de disoluciones diluidas. El de uso comercial contiene un 95% en volumen de etanol y un 5% de agua. Ciertos agentes deshidratantes extraen el agua residual y producen etanol absoluto. Desde la antigedad, el etanol se ha obtenido por fermentacin de azucares.

6. ANALISIS ECONOMICO

Sntesis

Analizando los datos vemos que el precio de las mezclas de etanol es entre un 2% y un 80% mayor por litro que el de la gasolina, mientras que el de las mezclas de metanol es entre un 25% y un 30% menor, teniendo en cuenta slo los costos de produccin y distribucin. Si se toman en cuenta las cantidades de energa almacenadas por litro en cada combustible el costo de utilizacin del etanol sigue aumentado con respecto a la gasolina y el del metanol se equipara con el de sta. Por otro lado, es importante tener en cuenta que de consumirse masivamente alguna de estas mezclas, las producciones de los alcoholes aumentaran disminuyendo en gran medida sus precios. Otra forma de disminuir los costos es que el Estado subvencione estos combustibles, como ocurre en algunos estados de EE.UU. y en Brasil.

La principal virtud de utilizar los alcoholes como combustibles alternativos, adems de la ecolgica analizada exclusivamente en el captulo anterior, es el mayor rendimiento y la mayor potencia que se obtiene con estos combustibles. Si se construyera un coche preparado especialmente para aprovechar el mayor octanaje y potencia de estas mezclas, el rendimiento aumentara notablemente obtenindose por litro de combustible una mayor cantidad de energa, lo que abaratara los costos an ms. El precio de estos automviles no diferira en ms de unos 100$ con respecto a uno de iguales caractersticas que funcione con nafta.

Introduccin

Mientras que las reservas mundiales de petrleo disminuyen en todo el mundo, su consumo se incrementa. Por ejemplo en los EE. UU. este consumo subi desde 2360 millones de litros por da en 1986 a cerca de 4248 millones en 1994, segn el Departamento de Energa de este pas. Debido a este constante incremento en la demanda, hoy en da, esta nacin depende de la importacin de petrleo, ya que el 50% de este hidrocarburo consumido viene de reservas extranjeras. Por otra parte, alrededor del 60% de todo lo gastado es usado exclusivamente para transporte.

En muchos otros pases la situacin es similar, lo que los lleva a hacerse la siguiente pregunta: Seguimos importando ms crudo y quedamos expuestos a los caprichos de la poltica internacional o buscamos fuentes alternativas de energa? Importar automviles o mquinas de coser es una cosa, pero importar energa es otra muy distinta. En este ltimo caso el importador esta realmente a merced del productor, algo que los pases productores de petrleo aprovechan. Los grandes pases exportadores han amenazado, y lo han hecho, con disminuir la produccin hasta que suban los precios.

Aunque an sigue habiendo unas diferencias bsicas entre los pases exportadores de petrleo y los pases importadores respecto a sus suministros y al nivel de precios, cada vez hay ms gente de acuerdo en que los recursos existentes de petrleo suponen el nico puente de energa sobre el que podra pasar el mundo desde la situacin actual, con energa basada en ste, hacia una nueva era muy deseada, de recursos energticos renovables. Pero la utilizacin de los recursos conocidos del petrleo, como fuente tradicional, tiene un significado para los pases exportadores y otro para los importadores. Para este ltimo grupo de pases, este concepto significa que pueden utilizar el puente para mantener su nivel de vida y desarrollar sus fuentes de energa alternativa, mientras que al mismo tiempo reducen sus dependencias del petrleo importado.

Con el aumento de precios en los combustibles convencionales la ventaja econmica de los combustibles alternativos aumenta. Muchos de estos combustibles son ms baratos que los convencionales, adems, combinado con los menores costos de operacin pueden ofrecer mayores ventajas econmicas a los usuarios.

Otro factor a tener en cuenta es el costo adicional de las modificaciones en los vehculos para que funcionen con los combustibles alternativos. Generalmente este costo no es muy significativo.

Debido a que el factor econmico es uno de los ms importantes en nuestros tiempos, dicho anlisis de costos influir mucho en el desarrollo futuro de dichos combustibles y vehculos.

MATERIA PRIMA

EVOLUCIN DE LA PRODUCCIN DE LA CAA DE AZCAR

GESTINSUPERFICIEPRODUCCINRENDIMIENTO

COSECHADATnTn

199047,992474,6251,56532611

199164,353043,9447,3028749

199263,882781,4243,54132749

199365,52257,8934,47160305

199463,922736,8842,81727159

199570,293212,6245,70522123

199675,523674,0548,65002648

199775,123530,5546,99880192

199871,862917,5640,6006123

199969,732780,3339,87279507

200071,583058,742,73120984

200178,163673,64147,00154811

200287,524428,7650,60283364

200389,5477553,35195531

200491,245164,356,60127137

TOTAL72,410666673367,35073346,12097856

PRODUCCION ESTIMADA

DE CAA DE AZUCAR

AOPERIODOPRODUCCION

OBSERV(n)(CAA)

2005152307,39

2006162459,67

2007172611,95

2008182764,23

2009192916,51

2010203068,79

2011213221,07

2012223373,35

2013233525,62

2014243677,9

2015253830,18

TOTAL22033756,66

MATERIA PRIMA A UTILIZAR.-

PRODUCCION DE ALCOHOL ANHIDRIDO DIARIA: 500000 Lts./Dia

1 TN ------------------------------70 lts

X (TN)----------------------------500000 lts

X= 7142.86 Tn / Dia

Cantidad que necesitamos de caa de azcar al da

Total =7142.86 Tn / Dia

Produccin Promedio anual de azcar en Santa Cruz

5626.11 Tn / Ao

PRODUCCION REQUERIDA AL AO

1 Dia ---------------- 7142.86 Tn

365 Dias ------------ X

X = 2607142.86 Tn

COSTO DE MATERIA PRIMA

Precio Unitario = 15 $us /Tn

Costo de la Materia Prima a utilizar = 107142.9 $us Es lo que requerimos para producir 500000 lts de alcohol diario.

Costo de la Materia Prima a utilizar al ao = 39107158.5 $us.CONCLUSION.- En este caso tendramos que ampliar la produccin de caa de azcar por que en santa cruz no es suficiente la produccin de caa.

Anlisis de los costos de etanolLa mayor parte del etanol producido en Argentina es elaborado a partir de la caa de azcar. La siguiente tabla muestra la cantidad producida en aos anteriores:

Tabla 3

(Miles de litros)Ao20002001200220032004

Produccin de alcohol etlico139.010139.069118.72193.056102.000

Fuente : INDEC, Estadsticas de Productos Industriales

5) DESCRIPCION DEL PROCESO1. RECEPCION: llegada la caa al ingenio, se pesa en en balanzas electrnicas computarizadas y en estas se registra el peso del equipo de transporte ms la caa al momento de ingresar los camiones o chatas de acuerdo al orden de llegada, despus de descansar y al momento de salir se pesa el equipo de transporte vaco y por diferencia se obtiene el peso de la materia prima ingresada, se realiza la toma de muestras en el laboratorio de anlisis individual mediante sondas mecnicas en esta etapa se realizan los siguientes anlisis: Fibra, Slidos totales, Contenidos de Sacarosa, Pureza y PH

La caa para ser procesada debe tener una pureza mnima 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 caero segn peso y calidad de su caa.

Para determinar la calidad de la materia prima que se recibe y en base a la cual se paga individualmente a los proveedores; y luego, operativamente se descarga en la mesa alimentadora para iniciar el proceso de la molienda.

2. EXTRACCION DEL JUGO DE LA CAA: La caa se transporta desde los campos de cultivos a la factoria por muy distintos medios. En el patio de recepcion toda la caa se pesa y por cinta sin fin pasa a la maquina de moler o se apila para abastecer las necesidades de la fabrica durante la noche, horas en que se suspende la rececepcion. La extraccin del jugo azucarado de la caa o guarapo, se efectua por presion. Previamente se prepara la caa rompoiendo la estructura dura y la celulas; esto se consigue con cuchillas rotatorias que cortan la caa sin extraer el jugo, o con el empleo de desmenuzadoras que aplastando y rompiendo la estructura de la caa extraen a la vez gran parte del jugo o finalmente por el trabajo de desfibradoras las cuales sin extraer el jugo deshacen la caa en fibra.

Una vez preparada la caa por algunos de los procedimientos citados o por combinacin de tales mecanismos, se procede a la molienda propiamente dicha en la cual se extrae todo el jugo a la vez que, mediante lavado se agota la caa hasta quedar convertida en bagazo.

El empleo de las cuchillas rotatorias es de gran rendimiento; van montadas sobre un eje que gira a unas 500 rpm y estan separadas unas de otras de 5 a 8 cm. La union de las cuchillas al eje es de tal forma que les permite pequeos desplazamientos laterales con lo cual, si se introduce algun cuerpo duro no se quebran al mismo tiempo que se evitan vibraciones con lo que la fatiga de los materiales es menor.

Es preciso afilar estas cuchillas peridicamente, pues su rendimiento va disminuyendo a la vez que aumenta el consumo de fuerza que para su trabajo requieren. Estos juegos de cuchillas cortan la caa en pequea astillas sin efectuar la extraccin del jugo. No se suelen emplear solas para la preparacin de la caa: por lo general, proceden a la desfibradoras o desmenuzadoras. El empleo de las cuchillas rotatorias aumenta la capacidad de los molinos en un 15 por 100 aproximadamente.

Las desmenuzadoras constan de dos o mas rodillso provistos de varias ranuras profundas, cuando la caa de azucar pasa entre ellos la rompen y aplastan a la vez que le extraen de 45 al 75% del jugo, extraccin que depende tanto del modo de la desmenuzadoras como de las operaciones que ha sido sometida la caa previamente. En estos aparatos se apoya, mas que en un ningun otro la preparacin de la caa y asi es norma general que toda instalacion cuente con unos rodillos desmenuzadoress. Usualmente se usan cuchillas rotatorias y maquinas desfibradoras juntamente con los rodillos desmenuzadores.Existen diversos tipos de desfibradoras entre los cuales los de mayor aceptacin son los Searby, consta estas desfibradoras de un juego de martillos oscilantes rotatorios que pasan entre unas barras fijas en servicio de yunque. Al girar los martillso a unas 1200 rpm machacan y desmenuzan la caa hasta dejarla en forma de una masa mullida. Es muy frecuente utilizar usa desfibradora Searby entre las desmenuzadoras y los molinos.

Para conseguir un perfecto agotamiento del bagaza se le suele lavar, se pueden seguir dos sistemas: el el simple en el que solamente se emplea agua y el compues que se caracteristica por utilizar ademas de agua, los jugos diluidos del ultimo o ultimos molinos.

Las instalaciones de molino y demas maquinarias para el tratamiento preliminar de la caa desmenuzadoras desfibradorass, etc., varan de una fabrica a otra y como consecuencia se modifica la modalidad de trabajo.3. MOLIENDA: Una vez recibida la caa es cargada por gras directamente a las mesas alimentadoras o son almacenadas temporalmente. Las mesas alimentadoras que reciben la caa 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 extraccin.

El ingenio cuenta con dos sistemas de extraccin llamados TRAPICHE 1 y TRAPICHE 2.

Trapiche 1: es el ms pequeo, consta de 6 molinos los cuales se extraen el jugo por efecto de las altas presiones y uso de agua de indivisin.

Trapiche 2: consta de un molino de pre extensin 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 seccin de calderas donde se utiliza como combustible para generar calor.

En el ingenio 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 energa elctrica, que junto con el vapor de escape de las turbinas es utilizado en los procesos de calentamiento y evaporacin del jugo. El Ingenio, en consecuencia, se autoabastece de energa para todos sus procesos de manera sostenible y cuidando el medio ambiente.

El sobrante bagazo, se transforma en primer subproducto del proceso, ya que o es transformado en bagazo hidrolizado para utilizacin como alimento de ganado vacuno (Melaza)

4.Estacin de cultivo de granos: La estacin es equipada con un fermentador piloto en conjunto con el equipo de cultivo de granos y los instrumentos de cultivo diseados especialmente. Este proceso es realizado bajo una exacta supervisin de laboratorio, incluyendo la seleccin de la inoculacin de los granos de levadura, la adicin de nutrientes, el ajuste del pH, el control de temperatura, y finalmente la limpieza y esterilizacin de la mquina de cultivo de levadura para la realizacin del siguiente lote.5. FERMENTACION:

Generalidades de la fermentacin alcohlica.

La fermentacin siempre ha sido una parte importante de nuestras vidas: las comidas pueden ser estropeadas por las fermentaciones microbianas, las comidas pueden ser hechas por las fermentaciones microbianas, y las clulas del msculo usan la fermentacin para proporcionarnos las contestaciones rpidas. Podra llamarse la fermentacin el personal de vida porque nos da la comida bsica, el pan. Pero cmo la fermentacin realmente no se entendi hasta que Louis Pasteur en la ltima parte del decimonoveno siglo y las investigaciones que siguieron.

La fermentacin es el proceso que produce bebidas alcohlicas o producto lcteos agrios. Para una clula, la fermentacin es una manera de conseguir la energa sin usar oxgeno. En general, la fermentacin es degradacin de substancias orgnicas complejas en ms simples. La clula microbiana o animal obtiene la energa a travs de la gluclisis, mientras hendindose una molcula de azcar y los electrones quitando de la molcula. Los electrones se pasan entonces a una molcula orgnica como el cido del pirvico. Esto produce la formacin de un producto desechado que se excreta de la clula. Productos desechados formados de esta manera incluyen alcohol etlico, alcohol del butlico, cido lctico, acetona, etc.

Las vas de produccin de etanol han variado en diferentes pocas. Antes de la segunda guerra mundial se utilizaba la va fermentativa, luego fue desplazada por va petroqumica que consista en la hidrogenacin cataltica del etileno.

Catalizador

CH2 = CH2 + H2 CH3 -CH2 -OH

Es el proceso mediante el cual muchos organismos extraen energa qumica de las molculas de glucosa y de otros combustibles en ausencia de oxigeno molecular. La fermentacin anaerbica constituye el tipo ms sencillo y primitivo de mecanismo biolgico que permite la obtencin de energa de las molculas nutritivas. Las ecuaciones de la fermentacin alcohlica no implica el oxigeno molecular, a pesar de lo cual tiene lugar reacciones de oxidacin reduccin. Este aspecto se pone de manifiesto en que el etanol es una molcula relativamente reducida es decir, rica en hidrogeno y el CO 2 es una molcula relativamente oxidada, es esto, pobre en hidrgeno. La fermentacin alcohlica transcurre por la misma ruta enzimtica de la gluclisis, pero necesita dos etapas adicionales.

En la primera parte, el tomo de carbono del piruvato es atacado por el pirofosfato de tiamina y experimenta una descarboxilacin o sea, perdida de CO2; el coenzima queda en la forma de 2-hidroxietil derivado que puede considerarse una forma del acetaldehdo activado o ligado al coenzima.

piruvato acetaldehdo + CO 2 En la etapa final al acetaldehdo se reduce a etanol y el potencial de reduccin es proporcionado por el NADH + H+, en una reaccin catalizada por la alcohol deshidrogenada.

Acetaldehdo + NADH + H+ etanol + NAD+Las reacciones de la fermentacin alcohlica resultan completas en su visin del fenmeno cuando en las mismas se tiene en cuenta la formacin de ATP a partir de fosfatos. En realidad, este proceso no puede ocurrir sin la simultnea fosforilacin oxidativa del ADP.

C6H12O6 + 2Pi + 2ADP 2CH3 -CH2 -OH + 2CO2 + 2ATP + 2H2O

Durante la etapa de crecimiento de los cultivos, los mismos son sometidos a una oxigenacin fuerte, mediante la aireacin del medio, lo que permite la utilizacin de la glucosa por oxidacin completa. Este proceso rinde una gran cantidad de energa que en parte es fijada mediante el sistema ADP - ATP y posibilita el desarrollo de reacciones de sntesis celular, que consumen gran cantidad de energa. Una vez que el cultivo en el fermentador ha alcanzado el nmero de clulas necesario para la degradacin ptima de la materia prima se elimina la aireacin y las condiciones anaerbicas se establecen en el medio por el consumo de oxgeno remanente y el desprendimiento de CO2.

En las condiciones anaerobias, el aporte de energa a las clulas es muy pequeo comparado con el de la respiracin y con las necesidades energticas de la sntesis lo que implica que en estas condiciones no se produzca el crecimiento celular. La experiencia indica, no obstante, que an en condiciones anaerobias existe una mnima reproduccin celular a expensas y acorde con el pequeo aporte energtico recibido por la clula. Este fenmeno es conocido como "Efecto Pasteur" (Quintero,R.R, 1981).

Sustratos utilizados en los procesos fermentativos.

Los sustratos son componentes del medio capaz de sustentar el crecimiento de microorganismos o la produccin de metabolitos secundarios. La funcin del medio nutriente es idntica a la de los medios de reaccin qumica, es decir, proporcionar los componentes qumicos necesarios y en las proporciones adecuadas para que la reaccin ocurra. En adicin, debe asegurar los componentes que garanticen el crecimiento de los microorganismos en todas sus facetas, en la forma ms accesible, o sea, en medio lquido. Solo en casos especiales se usan medios con nutrientes slidos o gaseosos. Adems de los componentes esenciales, como fuente de carbono y de energa y nitrgeno, el medio debe contener otros muchos nutrientes que se requieren para la propagacin de las clulas microbianas. El ajuste de la composicin del medio y las propiedades fsico-qumicas ayuda en el mantenimiento de las tasas mximas de produccin y la direccin adecuada de un cierto proceso.

El alcohol se produce por fermentacin de azcares con levaduras. Las sustancias celulsicas se convierten en azcares fermentables por hidrlisis con cidos inorgnicos. La alternativa de emplear residuos lignocelulsicos en la produccin de etanol, constituye hoy da una posibilidad altamente prometedora por su amplia disponibilidad en el mundo. Existen reportes de sistemas semi continuos en dos etapas: hidrlisis - fermentacin para la produccin de etanol a partir de almidn de papa usando simultneamente Aspergillus niger y Saccharomyces cerevisiae, con resultados comparables a los del mtodo clsico de monocultivo pero con tiempos de bio produccin inferiores. Otra alternativa para la fermentacin alcohlica es el suero de leche. Este tiene diferentes efectos sobre el proceso, dado por el incremento de la produccin de levadura aproximadamente 0.5 toneladas por da de produccin aumentando un 0.29% del por ciento alcohlico de la baticin y reduciendo el ciclo fermentativo en una o dos horas.En particular son de inters las materias primas de las materias azucaradas (sustancias sacarinas) dentro de las cuales estn: azcar de caa o remolacha, melazas, jugos de frutas y suero de leche, los cuales son los ms fcilmente fermentables y en general basta la accin enzimtica asociada al microorganismo para metabolizar el sustrato sin necesidad de tratamientos previos para la degradacin de carbohidratos.

La produccin de etanol a partir de estos materiales generalmente incluyen tres etapas fundamentales, Primero la conversin de carbohidratos en azcares simples o asimilables por los microorganismos productores de alcohol, despus la fermentacin de estos azucares a etanol y finalmente la separacin del etanol y otros productos por destilacin.

Se reportan estudios con cultivos mixtos o microorganismos trabajados genticamente donde su objetivo fundamental es lograr utilizar sustratos complejos de degradar, que incluso en algunos casos son residuos. Las bacterias Escherichia coli y Zymomonas mobilis y la levadura Saccharomyces cerevisiae han sido objeto de estudios desde el punto de vista gentico para ser utilizados en la sacarificacin y fermentacin de la celulosa, la utilizacin de residuos agrcolas, sueros y almidones. Tambin se reportan estudios de cultivos mixtos de hongos y levaduras como Trichoderma viride y Pachysolen tannphylus, para lograr estos objetivos. Jugo de los filtros:

Adems de los sustratos antes mencionados existen otros que pueden ser utilizados como por ejemplo algunas corrientes del proceso azucarero, y entre ellas del jugo de los filtros de cachaza clarificado, el cual se puede definir como la corriente intermedia que se obtiene en las operaciones de separacin de la torta de cachaza extrada del jugo clarificado en el proceso de fabricacin del azcar crudo. El jugo de los filtros (J.F.) debido a su baja retencin tiene aproximadamente un 5% de slidos insolubles, lo que obliga a recircularlos en cantidades de 10 a 20% con el jugo mezclado en el proceso de fabricacin del azcar, variando esta recirculacin de acuerdo a la cantidad de materia extraas que contenga la caa.

Este se considera conflictivo en el proceso de fabricacin de azcar crudo ya que contiene polisacridos como el almidn y la dextrana que afectan el propio proceso de clarificacin y operaciones posteriores a causa del aumento de viscosidad del jugo clarificado, meladura, masa cocida, etc., que afecta inclusive la calidad del azcar crudo.

Microorganismos utilizados en la fermentacin alcohlica.Las levaduras al igual que una larga serie de otros microorganismos viven libres e independientes en la naturaleza, se encuentran en las frutas, los granos y otras materias nutritivas que contienen azcares, en el suelo (especialmente en los viedos y en los huertos, en el aire, en la piel y en el intestino de los animales).

Se diseminan por intermedio de portadores y por el viento, por lo general son organismos mono celulares y se presentan en formas muy variadas desde los esfricos, ovoides y elipsoidales.

Las levaduras son los microorganismos de mas vasto y antiguo empleo por el hombre con fines utilitarios, se usan en la industria de alcohol, vino, cerveza, en todo tipo de licores y en mltiples procesos que exigen fermentacin o inversin de azucares.

Las levaduras son los microorganismos ms utilizados en la produccin de etanol por la va fermentativa, debido a que producen un mejor proceso de separacin despus de la fermentacin, adems producen un contenido de toxinas muy inferior a otros microorganismos.

Ahora bien, el tipo de levadura a utilizar industrialmente debe reunir las siguientes condiciones:

Ser capaz de fermentar el mosto eficientemente, ya que los monosacridos no son todos igualmente fermentables y, por ejemplo, las hexosas; glucosa, fructosa y manosa, son fcilmente fermentables por numerosas levaduras, mientras que la galactosa solo lo hacen algunas especies.

Producir altas concentraciones de alcohol. Es importante desde el punto de vista econmico pues es significativo la incidencia del contenido alcohlico que se obtenga en los medios con los costos de recuperacin de ste por destilacin.

Tolerar altas concentraciones de alcohol.

Poseer caractersticas estables y uniformes, pues si varan las mismas durante el proceso industrial (por cambios, variaciones o mutaciones), no se garantiza un eficiente proceso.

Mantener su eficiencia a valores de pH alrededor de 4, ya que, en estas condiciones elimina la posibilidad de una contaminacin bacteriana.

Mantener su eficiencia a valores de temperatura alrededor de 35 oC, ya que en el proceso fermentativo se genera calor, que eleva la temperatura a valores que pueden pasar de 40 oC. Las temperaturas ptimas de produccin de alcohol para la mayora de las levaduras est alrededor de 30 oC. Contar con cepas que puedan ser eficientes a 35 oC es muy conveniente.

Algunas especies capaces de producir fermentacin alcohlica son las levaduras Torulopsis, Cndida, ciertas especies Mucor y algunas bacterias, sin embargo, la ms importante es la Saccharomyces.

Las levaduras son microorganismos anaerobios facultativos, aunque se ha probado que en casa proporcin son capaces de desarrollarse bajo condiciones anaerobias por completo. En presencia de oxigeno, el crecimiento de la levadura es mucho mas vigoroso que en cultivos bajo condiciones en que no es posible el acceso de oxigeno.

Temperatura:

La temperatura ptima para la mxima produccin de levadura se encuentra a 36 C. El coeficiente crecimiento (r , gramos de levadura producidos por hora por gramo de levadura presente), a 20 C es 0.149, a 30 C ser 0.311 y a 36 C0.342, con lo cual disminuye al aumentar la temperatura (J- White y D. J. Muiz, 1951).

En la mayora de la levadura el mximo de temperatura para el crecimiento se halla entre 34 47 C. La temperatura determina adems la actividad de las distintas enzimas de la levadura, y tambin en este aspecto las diversas especies reaccionan de forma diferente.Substrato (MOSTO): el mosto del jugo de caa adems de la dilucin cuando es necesaria, ser corregido en cuanto acidez, temperatura, etc., para obtener un substrato ideal con el mximo aprovechamiento.

BRIX y los azucares reductores totales (ART)

El Brix y los ART son correlacinales con el mismo lote de materia prima analizada.

El Brix es una medida que expresa la cantidad de slidos solubles, aunque no siempre azucares.

El ART es una medida que expresa la cantidad de sustancias reductoras de cobre para la mezcla.

La utilizacin del mosto con alta concentracin de azcar provoca un mayor tiempo de fermentacin pero tambin proporciona un menor volumen de cubas, menor consumo de vapor y agua y aumenta el rendimiento del aparto de destilacin.

Acidez y Ph

Las levaduras son microorganismos acid filos que se desenvuelven en medio de acidez total en la banda de 2.0 a 2 gramos de HSO por litro de mosto a un Ph alrededor de 4.5.

La acidez favorece al desarrollo de las levaduras y provoca el proceso de inhibicin de las bacterias que son los agentes contaminantes.

En trminos prcticos se logra la acidez con la adicin de cidos minerales, no debiendo sobrepasar los 5 gramos por litro de mosto pues puede perjudicar las levaduras.

Aspectos de Fermentacin

Las observaciones prcticas de los factores que ocurren en el desarrollo de la fermentacin cuando son bien interpretadas, ayudan mucho al control del proceso fermentativo; sin embargo, no son suficientes solamente anlisis fsicos y qumicos podran permitir este control. Algunos de estos aspectos son:

a) Atenuacin del Brix.- La disminucin del Brix viene a ser progresiva con el correr del tiempo y no es constante. En las fermentaciones normales la densidad del medio disminuye rpida y continuamente; cualquier cambio de esta puede indicar la existencia de alguna anomala.

b) Aspecto de la espuma.- En las fermentaciones normales, las espumas presentan burbujas que se rompen fcilmente y de aspecto fino, sin presentar nunca gotas de lquido suspendido en su interior.c) Olor.- Las fermentaciones puras, normales, sanas presentan un olor agradable, semejante al de las frutas; algunas personas dicen que se parece al de las manzanas maduras. Cualquier mal olor denotara alguna fermentacin de alguna infeccin.

d) Temperatura de la fermentacin.- Con el desarrollo de la fermentacin, ocurre un desprendimiento de calor, debido a que las reacciones son exotrmicas con el consecuente aumento de temperatura del medio, para despus disminuir, tendiendo a alcanzar la temperatura ambiente.

e) ndice de acidez y ph.- Durante el proceso de fermentacin, la acidez total del medio aumenta y el ph baja debido a la formacin de cidos, concomitante a la transformacin de azcar en alcohol. En una buena fermentacin, la acidez final es mayor que la inicial en un 30-50%; aumento mayores indica la ocurrencia de infecciones.

f) Tiempo de fermentacin.- La duracin de la fermentacin esta influida por diversos factores, pero se puede tomar como tiempo referente unas 2 horas.

PROCESO DE FERMENTACION DE MELLE BOINOT

Este proceso se utiliza en la gran mayora de las unidades brasileas con xito, habiendo restricciones en su empleo en unidades pequeas, pero en un caso de gran produccin es muy bueno.

Este procedimiento tiene excelentes rendimientos, alcanzando parmetros de los anteriores del 92% estequiomtricos definidos por Gay Luzca, o sea prcticamente casi un 100% de lo estipulado por Pasteur.

Se trata de un rendimiento rstico de gran flexibilidad operacional y de fcil conduccin. En este proceso el pie de cuba se desarrolla a travs del proceso de cortes inicialmente hasta que todas las cubas estn con su volumen til lleno, cuando se multiplica el fermento la propia unidad, sin embargo, se puede iniciar de inmediato si la carga inicial fuera trada de afuera.Fermentacin lctica.La fermentacin lctica consiste en una transformacin de azcar en cido lctico. Por fermentacin lctica se puede entender en la fisiologa fermentativa la produccin de cido lctico realizado por bacterias del grupo de cido lctico, por ejemplo Lactobacillus del bruckii, Streptococcus lactis, etc. Ecuacin global:

C6H12O6 2CH3CHOHCOOH

Este proceso tiene una gran semejanza con el proceso detallado de la fermentacin alcohlica, la carboxilasa interviene descaboxilando el cido pir vico, mientras que en la fermentacin lctica la cozimasa deshidrogenada deshidrogena el cido pir vico.

Morfolgicamente las bacterias lcticas aparecen como cocos o como bastones, Los cocos pueden ser diplo o estreptococos, las bacterias en forma de bastn que no posean movilidad, pueden aparecer aisladas o en cadenas. Respecto al tamao de las bacterias y de la longitud de las cadenas, la familia de las bacterias lcticas presenta grandes diferencias.6. CLARIFICACIN DEL JUGOCon balanzas se pesa el jugo mixto para controlar la cantidad de sacarosa extrada de la caa y la cantidad que ingresa a la fbrica de azcar para su procedimiento.

Con una columna elevada donde se pone en contacto el jugo con lo el gas sulfuroso producidos por hornos rotativos a partir del azufre, con lo que se desfavorece la decoloracin del jugo y se precipitan impurezas, en la parte inferior de la columna de sulfatacin se aplica la lechada de cal con el propsito de formar sales insolubles de calcio que posteriormente son separados en los cristalizadores y para neutralizar la acidez ya que el jugo presente obtenido en la etapa de molienda es de carcter cido (pH aproximado: 5,2) El objetivo de neutralizar el pH del jugo es de minimizar las posibles prdidas de sacarosa.

El jugo embalado se transporta mediante bombas centrfugas a los calentadores multitubulares donde se eleva la temperatura considerablemente con lo que se llega a esterilizar, disminuye la viscosidad, la tensin 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 pasa por los tanques Flash que tienen el propsito de eliminar la presin, la alta velocidad y la energa en exceso que adquiere el jugo en el proceso de calentamiento.

La clarificacin del jugo se realiza en grandes recipientes cilndricos llamados clarificadores. La clarificacin del jugo por sedimentacin; los slidos no azcares se precipitan en forma de lodo llamado cachaza y el jugo claro queda en la parte superior del tanque.

El jugo clarificado se transporte por bombas centrfugas al sistema de evaporacin de mltiple efecto donde se elimina aproximadamente el 80% de agua presente obtenindose la mezcla con una concentracin adecuada para su proceso de clarificacin.

Este jugo sobrante se enva, antes de ser desechada, al campo para el mejoramiento de los suelos pobres en materia orgnica, es utilizada como abono en las plantaciones de caa propia por su alto contenido de materia orgnica (el fertilizante BIO-ABONO).

EVAPORACIONEl jugo clarificado se somete al proceso de evaporacin. Este proceso se da en evaporadores de mltiples efectos al vaco (para facilitar la ebullicin a bajas temperaturas, extrayndose en esta etapa el 80% del contenido de agua del jugo), que consisten en una solucin de celdas de ebullicin dispuestas en serie. El jugo entra primero en el pre-evaporador y se calienta hasta el punto de ebullicin. Al comenzar a ebullir se generan vapores los cuales sirven para calentar el jugo en el siguiente efecto, logrando as al menor punto de ebullicin en cada evaporador.

En el proceso de evaporacin se obtiene el jarabe o meladura.

La meladura es purificada en un clarificador. La operacin es similar a la anterior para clarificar el jugo filtrado.

El cuidado que se debe tener en el manejo de los evaporadores es mantener el nivel de jugo en cada uno lo ms bajo para evitar los arrastres de jugo y melado por los siguientes motivos:

a. Contaminacin con azcar de las aguas condensadas para uso en calderas, acumulndose en los tubo de calefaccin formando depsitos de carbn dainos y peligrosos

b. Prdida de azcar importante por arrastre de melado a condensadores y contaminacin de aguas de refrigerante.

CLARIFICACIN DE LA MELADURALa meladura sufre un nuevo proceso de purificacin en un clarificador por flotacin con el objeto de remover impurezas, para asegurar que en el producto final no haya presencia de slidos extraos.

COCIMIENTO Y CRISTALIZACION

La forma de separar azcar o sacarosa de los dems compuestos qumicos e impurezas que acompaan a la sacarosa en el melado es la cristalizacin; para ello se utilizan los tachos de cocimiento al vaci con superficie de calefaccin tubular.

El melado o meladura se enva a los tachos al vaco, equipos en los que se realiza la cristalizacin de la sacarosa.

A los tachos, se introducen ncleos de sacarosa previamente formados, de tamao homogneo para conseguir cristales de azcar uniformes a expensas del contenido de sacarosa que se traslada del jarabe al cristal.

Se tiene al melado como alimentacin al sistema, como producto se tiene azcar blanca refinada y como subproducto la melaza que es utilizada para elaboracin del alcohol etlico.

La habilidad y experiencia de los maestros azucareros que deben determinar el punto exacto de los cocimientos, es indispensable para la obtencin de un buen producto.

DESTILACINProceso que consiste en calentar un lquido hasta que sus componentes ms voltiles pasan a la fase de vapor y, a continuacin, enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma lquida por medio de la condensacin. El objetivo principal de la destilacin es separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus distintas volatilidades, o bien separar los materiales voltiles de los no voltiles. En la evaporacin y en el secado, normalmente el objetivo es obtener el componente menos voltil; el componente ms voltil, casi siempre agua, se desecha. Sin embargo, la finalidad principal de la destilacin es obtener el componente ms voltil en forma pura. Por ejemplo, la eliminacin del agua de la glicerina evaporando el agua, se llama evaporacin, pero la eliminacin del agua del alcohol evaporando el alcohol se llama destilacin, aunque se usan mecanismos similares en ambos casos.

Si la diferencia en volatilidad (y por tanto en punto de ebullicin) entre los dos componentes es grande, puede realizarse fcilmente la separacin completa en una destilacin individual. El agua del mar, por ejemplo, que contiene un 4% de slidos disueltos (principalmente sal comn), puede purificarse fcilmente evaporando el agua, y condensando despus el vapor para recoger el producto: agua destilada. Para la mayora de los propsitos, este producto es equivalente al agua pura, aunque en realidad contiene algunas impurezas en forma de gases disueltos, siendo la ms importante el dixido de carbono.

Si los puntos de ebullicin de los componentes de una mezcla slo difieren ligeramente, no se puede conseguir la separacin total en una destilacin individual. Un ejemplo importante es la separacin de agua, que hierve a 100 C, y alcohol, que hierve a 78,5 C. Si se hierve una mezcla de estos dos lquidos, el vapor que sale es ms rico en alcohol y ms pobre en agua que el lquido del que procede, pero no es alcohol puro. Con el fin de concentrar una disolucin que contenga un 10% de alcohol (como la que puede obtenerse por fermentacin) para obtener una disolucin que contenga un 50% de alcohol (frecuente en el whisky), el destilado ha de destilarse una o dos veces ms, y si se desea alcohol industrial (95%) son necesarias varias destilaciones.

El principio de la destilacin se basa en las diferencias que existen entre los puntos de fusin del agua (100C) y el alcohol (78.3C). Si un recipiente que contiene alcohol es calentado a una temperatura que supera los 78.3C, pero sin alcanzar los 100C, el alcohol se vaporizar y separar del lquido original, para luego juntarlo y recondensarlo en un lquido de mayor fuerza alcohlica. Resultados similares pero de separacin ms dificil pueden lograrse invirtiendo el proceso. Esto implicara enfriar el alcohol contenido en un lquido, comenzando a congelar el agua cuando se alcancen los 0C y separar el alcohol de la solucin. (el punto de congelacin del alcohol es -114C).

As, de comprender el proceso de destilacin se deduce que los mayores componentes de las bebidas destiladas son el alcohol etlico (C2H5OH) y el aguaDescripcin del proceso de absorcin del Tamiz Molecular.El principio de deshidratacin de alcohol mediante tamiz molecular esta basado en la capacidad de adsorcion selectiva de sustancias denominadas zeolitas. El proceso, es de tipo P.S.A. (Pressute Swing Adsorption) adsorcion por cambio de presion.

Los tamices moleculares son materiales granulares rigidos de forma esferica o cilindrica elaborados a partir de aluminosilicatos de potasio. Para la deshidratacin de etanol se emplean tamices con un dimetro promedio de los caminos intersticiales de 3 Angstroms.

Al pasar por el tamiz, en fase vapor, un flujo que contiene alcohol y agua, las molculas de agua al tener un dimetro menor (2.8 angstroms) que el de los caminos intersticiales de este tipo de tamices quedan atrapadas en la estructura cristalina del adsorbente, mientras que las molculas de alcohol. Debido a su mayor tamano (4.4 angstroms), pasan a traves del espacio entre las particulas del lecho aumentando su concentracin en la corriente de salida.

Proceso.El alcohol hidratado es bombeado a un intercambiador de calor y luego a un pirmer pre-evaporador, usando indirectamente vapor de escape como fuente de calor. El segundo pre-evaporador, usando como fuente de calor vapor vivo o vapor de alta presion, calienta el alcohol hidratado a una temperatura de 120oC o 140oC aproximadamente.

El flujo de alcohol en estado vapor, es enciado a uno de los tamices moleculares, en donde inicia el proceso de adsorcion, a medida que el flujo de alcohol entra al lecho, el agua es difundida y adsorbida dentro de los poros de la estructura del adsorbente en una capa fina, mientras las molculas de alcohol pasan a traves del espacio entre las particulas del lecho aumentando su concentracin en la corriente de salida.

INICIO DEL PROCESO DE ADSORCION

Mientras el flujo sigue entrando en la columna, este va pasando a traves de esta capa a niveles un poco mas bajos en donde la nueva cantidad de agua es adasorbida. Esto continua hasta alcanzar el punto en el cual toda posible adsorcion de agua de esta masa de alcohol se logra. Una vez saturado el lecho, el flujo de vapor se dirige hacia el otro tamiz.

SATURACION DEL PRIMER TAMIZ

La operacin de adsorcion requiere que una vez saturado el lecho del adsorbente con la sustancia a separar, se debe realizar la liberacin de la misma (desorcion) para permitir la reutilizacin del material (ciclo de regeneracion).

Para la regeneracion de los tamices se requiere del flujo de vapor, puesto que si el lecho es alimentado en fase liquida se deteriora rapidamente. Para contrarrestar este deterioro se ha desarrollado la tecnologa de adsorcion por vaiven de presion (Pressure Swing Adsorption, PSA) que implica el uso de dos lechos. Mientras uno de los lechos produce vapores de alcohol anhidro supercalentados bajo presion, el otro se regenera en condiciones de vacio recirculando una pequena porcion de los vapores supercalentados de etanol a traves de los tamices saturados.

REGENERACION DEL LECHO

En el proceso de desorcion del lecho, se aplica un vacio, extrayendo una solucion hidoralcoholica vaporizada llamada flema de regeneracion, la cual se condensa y se envia a un tanque para luego ser reciclada en el proceso de destilacin, especficamente en la columna de rectificaron. Luego de la desorcion, el lecho esta preparado para iniciar el proceso de adsorcion.

REINICIO DEL PROCESO DE ADSORCION

De esta manera se prolonga la vida util de los tamices por varios anos, lo que a su vez representa costos bajos relacionados con el reemplazo del material adsorbente y por ende costos de operacin reducidos.

Al final del proceso de adsorcion, se obtiene como producto en el fondo del tamiz, alcohol anhidro con un contenido de alcohol de 99.5% a 99.9%, el cual se envia a un condensador para ser enfriado antes de ser enviado a los tanques de almacenamiento.

RECTIFICACION

COLUMNAS INDUSTRIALES DE RECTIFICACION

GENERALIDADES: Efectuada la destilacin por los distintos procedimientos y segn procedan de diversas materias, se consiguen unas flemas de 45 a 50 G-L, algunas veces de 75G-L y tambien de 90-95 G-L, pero estas flemas por conteener todas esas impurezas volatiles como ser alcoholes superiores, eteres, aldehidos, etc., resultan inadecuadas para la preparacin.

Para conseguir alcohol puro, exigido para los usos citados es preciso realizar una depuracin de las flemas, operacin que se denomina rectificacin y que, en escencia es una destilacin fraccionada realizada de una forma especial; en ella se consigue un alcohol puro de maxima concentracin y la extraccin de las impurezas tan concentradas como sea posible.

Esta operacin de separa por destilacin fraccionada varios cuerpos de un punto de ebullicin proximo es de las mas complicadas y costosas y requiere de equiipos de elevados precios.

PRINCIPALES IMPUREZAS: Las principales impurezas que se pueden encontrar en las flemas, aparte de los alcoholes homologos del alcohol etilico tales como alcoholes propilicos, isobutilicos, etc., son:

El aldehido acetico y los aldehidos que se forman por la oxidacin de los deistintos alcoholes existentes.

Los acidos, unos ya presentes en lo que ya se desstilo y otros formados en la oxidacin de los aldehidos.

Los eteres, existentes en el mosto fermentado, unos y otros procedentes de la reaccion de los alcoholes con los acidos.

La glicerina y su producto de deshidratacin la acroleina.

El furfurol, procedentes de las pentasanas contenidas en el mosto y que por hidrlisis se transforman en pentosas. El amionaco y ciertas bases organicas procedentes de la descomposicin de las materias nitrogenadas que se encuentran en los mostos.

Y por ultimo una serie de productos volatiles, formados por la reaccion de las impurezas citadas, o por la hidrlisis del nuevo producto originado.

Estas impurezas haciendo mencion de su punto de ebullicin, o sea atendiendo el orden en que se destilan, se clasifican en la tecnica industrial como producto de cabeza o simplementes cabezas, cuando pasan antes del alcohol y estan constituidos de bajo punto de ebullicin, aldehidos y eteres, y como producto de colas y colas, y cuando por ser su punto de ebullicin mas elevado que el del alcohol, destilan despus de l.

RECTIFICACION CONTINUA: La operacin industrial se llevara de forma tal que por una parte se obtenga el alcohol etilico de 96 a 96.5 G-L es decir una mezcla azeotropica, y de una pureza tan perfecta como sea posible, y de otra parte los cuerpos extraos contenidos en las flemas, en forma de una mezcla alcoholica, con la menor cantidad de alcohol que se posible.Esta operacin como hemos visto en la destilacin, puede realizarse en forma continua y discontinua.

La rectificacin discontinua en realidad es tan solo un alambique de alto grado, en el que podemos los cuatro ordenes escenciales del aparato:

1. La caldera, que se calienta mediante un serpentin sumergido entre las flemas y por el que circula vapor, y el dispositivo conveniente, un regulador de vapor, para mantener la caldera en perfecta condiciones de funcionamiento.

2. La columna de rectificacin, despus de atravesaar un rompe espumas, llegan a la base de la columna. En el rompeespumas se pone un termmetro que permite registrar las diversas temperaturas de los vapores que entran en la columna.

3. Un condensador, generalmente de haz tubular, los vapores circulan entre los tubos mientras que el agua lo hace por su interior. La retrogradacin parcial que produce este condensador vuelve a la columna entrando por los platos.

4. Un refrigerante tubular, que refrigera los productos que de l pasan a la probeta y que se condensan los vapores que no los hicieron en el condensador.

La probeta contiene tres grifos con los cuales se puede fraccionar y conducir al deposito conveniente el rectificado que a ella llega. La caldera se carga al principio de la operacin con flemas de bajo grado de 45 G-L, las que seguidamente se lelvan a ebullicin dando paso al vapor que ha de circular por el serpentin. Cuando los vapores alcoholicos pasan por el rompeespumas, es preciso disminuir la calefaccin, continuando esta disminucin a medida que se va cargando los platos de la columna.El agua del condensador se abrira al maximo, con el fin de evitar que llegue liquido a la probetaa. Si no se tiene sumo cuidado con la regulacin de la calefaccin, el condensador puede ser insuficiente para condensar toda la masa de vapores que llegan, produciendose un desbordamiento en la probeta.

Se mantiene el aparato en estas condiciones, con lo que se consigue que la abundante retrogradacin producida circule por los platos superiores enriqueciendose cada vez mas en alcohol.

Cuando la columna alcanza un equilibrio permanente, es facil comprobar que todos los platos del aparato se encuentren cargados con un liquido alcoholico de una graduacin casi identica, que constituye una masa inerte que permite mantener durante mucho tiempo la constancia del grado alcoholico de dichos platos mientras dura la rectificacin. Cuando estan cargados del alcohol el termmetro sube de 85 a 88 G-L, en ese momento la presion se eleva y entra ya en servicio el regulador.

Seguidamente se reducira un poco el paso de agua, con lo que la retrogradacin disminuira, dejando pasar algunos vapores al refrigerante. Estos vapores son muy impuros, pues contienen todas las impurezas mas volatiles de las flemas que constituyen la cabeza.

En la probeta se registra su calidad, y se los envia al deposito correspondiente.

A continuacin, pasan liquidos un poco menos cargados de impurezas, a los que se conoce con el nombre de alcohol de mediano gusto de cabeza, y desde la probeta se conducen a un deposito apropiado.

El tiempo que se tarda en recoger esta clase de alcohol es bastante alrgo, si para recoger las colas se invierten de hora a hora y media y para el buen gusto 24 horas, para el alcohol de gusto medio se invierten 7 horas.

A medida que continua la operacin, la calidad de alcohol que se recoge va mejorando, apareciendo seguidamente el alcohol extra fino o de buen gusto.

Terminando el alcohol de buen gusto, aparece el alcohol de mediano gusto de cola y finalmente los productos de cola hacen su aparicion en la probeta: esta ultima parte constituye los malos gustos de cola o sencillamente las colas.La proporcion de estas diversas clases de alcohol vara tanto con el tipo de aparato empleado y su potencia como con la calidad de la flema rectificada y con la base de alcohol fino que se desea obtener.

El rendimiento de alcohol de buen gusto, es variable segn la materia prima y la calidad que se exija. Una buena calidad se consigue obteniendo un 75% de buen gusto con un 6% de malos y 19% de medianos gustos. Al finalizar la operacin el termmetro marcara los 99 a 100C con unas tres horas se da por terminado el agotamiento al pasar los aceites pasados. Se cierra el vapor y una vez vaciada, la caldera queda en condiciones de recibir otra carga.

Algunas fabricas de importancia tienden a convertir estas operaciones discontinuas en continuas, pues solamente los procesos de estas caracteristicas son las que permiten las grandes fabricaciones a la vez que disminuyen considerablemente los gastos generales y principalmente la mano de obra.

RECTIFICACION DISCONTINUA: Los aparatos de rectificacin discontinua se emplean ventajosamente en las industrias en las cuales la cantidad de producto para destilar por hora sea de poca importancia o donde los productos fraccionados tengan un gran valor, o finalmente, en las industrias que efectuen la operacin a presion reducida; por ejemplo en las industrias de los perfumes sinteticos.

Todos lo aparatos de rectificacin discontinua se basan en los mismos principios y comprenden los siguiente elementos:

La columna deesflemadora o depuradora. En ella tiene la efecto la separacion de casi la totalidad de los productos de cabeza.

Columna rectificadora propiamente dicha. En la que el alcohol se concentra y se separan los productos de cola y aquellos que al formar mezclas azeotropicas, destilan a una temperatura de ebullicin menor que las de su constituyentes.

Estas dos columnas han de ser del tipo de las del alto grado; constaran de una zona de agotamiento y otra de concentracin.

Columna repasadora o dispositivo de Pasteurizacion. Actua sobre el alcohol concentrado perfeccionando su depuracin y completando la separacion de las impurezas que pudiera contener.

Columna destiladora. En ella se perfecciona el agotamiento del alcohol de vinazas y en determinados casos, produce vapor necesario para una o varias otras columnas.LOCALIZACIN DE LA PLANTA

1.1. Objetivo de la localizacin del Ingenio Azucarero

El objetivo de este capitulo es el determinar el lugar exacto donde se instalar el Ingenio Azucarero objeto del presente estudio. Para ello se tomarn en cuenta factores como: magnitud de produccin agrcola actual, produccin potencial, vas de acceso, red ferroviaria, distancia a los centros de consumo, energa elctrica, disponibilidad de localizar el proyecto donde se logre la mxima utilidad y por ende los mnimos costos1.2. Macro localizacin

La macrolocalizacin seala concretamente la ubicacin del departamento para el Ingenio Azucarero.

Para la macrolocalizacin de la planta, se considera la existencia de zonas que cumplen en mayor o menor grado los requisitos en cuanto a los factores de localizacin.

Existen dos grandes regiones productoras de caa de azcar en Bolivia: Santa Cruz y Tarija. La produccin de caa de azcar en el departamento de Santa Cruz es de 90% y el 10% al Dpto. de Tarija-Arce, segn los datos ya mencionado en el cuadro ?? en el periodo 2004.

Sabiendo que en Bolivia existen solo 6 ingenios azucareros de los cuales cuatro ingenios azucareros se encuentran en Santa Cruz: GUABIRA, LA BELGICA, SAN AURELIO Y UNAGRO. Y los restantes funcionan en la provincia Arce, del departamento de Tarija: MOTO MENDEZ Y STHEPHEN LEIGH

En consecuencia para la macrolocalizacin tenemos dos zonas:

1. Santa Cruz

2. Tarija.

1.2.1. Eleccin de la mejor Alternativa entre las dos Zonas

Para la eleccin de la mejor alternativa entre las dos zonas, utilizaremos el mtodo de los factores ponderados, que consiste en cuantificar todos los factores relevantes para la localizacin, asignando un peso relativo de O a 100 a cada uno de ellos de acuerdo a su importancia.

Una vez determinado los factores y su peso relativo, se considera cinco grados para cada uno de ellos: Malo(a), Regular, Bueno(a), Muy Bueno(a) y Excelente. Al grado primero se le califica el mismo peso que le corresponde a cada factor. A los restantes grados se califica multiplicando por dos, por tres, por cuatro y por cinco el peso relativo de cada factor. Por lo que para una localizacin dada, la peor corresponde a la suma de los valores del grado 1; es decir 100. La mejor localizacin corresponde al grado 5, con un puntaje de 500.

A continuacin se presentan los factores determinantes para la macrolocalizacin, con su respectivo peso relativo:

a) Vas de Comunicacin. Se refiere a las carreteras, fluvial, areo y ferroviario. Es necesario contar, con carreteras estables durante todo el ao, por lo que se asigna un peso de 7.

b)Rendimiento cultural. Se considera a este factor decisivo, por lo que se la asigna un peso de 18.

c)Temperatura.- Es un factor importante ya que determina el crecimiento y desarrollo de la caa de azcar, por lo que asigna una calificacin de 15.

d) Altitud.- Es un factor que inducen variaciones importantes en el comportamiento y rendimiento en la concentracin de azcar en la planta, por lo que se asigna un peso de 12

e)Disponibilidad de la superficie.- Es la cantidad de recursos disponibles de tierras que se necesitan para el cultivo de caa de azcar, se considera un factor imprescindible, por lo que se establece una calificacin de 22.

f)Precipitaciones pluviales.- Es un agente que afecta a los campos de cultivo debido a la cantidad de agua depositada en la superficie, por lo tanto se determina un peso de 10.

g) Mano de obra.- Se refiere a la disponibilidad de mano de obra directa, que para el buen funcionamiento del ingenio azucarero, no necesariamente tiene que ser capacitada. O sea que tienen una importancia relativa la existencia de esta, por lo que se le asigna un peso relativo de 7.

h)Agua disponible.- Si bien se considera importante, no es en realidad demasiado relevante para merecer una calificacin mayor a 9.

CUADRO 1.1 Mtodo de los Factores PonderadosFUENTE: Elaboracin propia

1.2.1.1. Anlisis de los factores para cada zona

A continuacin se analiza los factores, en funcin de los grados asumidos en el cuadro explicado anteriormente, para los dos departamentos.

1.2.1.1.1. Departamento Santa Cruz

a)Vas de Comunicacin.-

Santa cruz al convertirse en un centro de desarrollo cuenta con vas de comunicacin tanto por carretera, va frrea, area y fluvial.

Este departamento tiene un total de 9015 Km. de carreteras ya sean de pavimento (848 Km.), de ripio (2419 Km.) y de tierra (5748 Km.). Internamente las provincias que han alcanzado mayor crecimiento son las del occidente, por contar con ms vas de comunicacin.

El servicio ferroviario de la Red Oriental se extiende hacia la Republica Argentina (Yacuiba) y hacia el Brasil (Puerto Surez); El que se utiliza tambin para la exportacin de productos que luego son transportados por la hidrova hasta el Ocano Atlntico, mediante las rutas fluviales que parten de Puerto Aguirre y Gravetal.

El servicio areo cuenta con dos areo-puertos:

El trompillo, se utiliza para vuelos interdepartamentales privados y de la Fuerza Area, es un aeropuerto alternativo, se encuentra en la ciudad

Viru Viru, aeropuerto comercial a 18 Km. de la ciudad sobre la carretera al Norte, es el ms importante de los aeropuertos bolivianos con vuelos nacionales e internacionales.

Por estos motivos se considera a Santa Cruz en cuanto a las vias de comunicacin Muy Bueno

b) Rendimiento cultural.-

El cultivo de la caa de azcar en el departamento de Santa Cruz segn los datos registrados en los periodos del 2001 al 2004 se obtuvo un rendimiento cultural promedio de 53.64 TM. / HA por lo que se asigna un grado Regular ya que en otros lugares el rendimiento es mejor.

CUADRO 1.2 Rendimiento Cultural y Produccin en Santa CruzFUENTE: INE (Instituto Nacional de Estadstica)

c)Temperatura.-

En Santa Cruz predomina el clima tropical hmedo, las temperaturas medias anuales ms altas se registran en el Chaco, con 27 C, declinando en el Sur a 23 C y a 17 C hacia la faja Subandina.

Es un factor importante ya que determina el crecimiento y desarrollo de la caa de azcar.Al tener una temperatura media de 27 C y sta se encuentra en el intervalo ptimo entre 25 y 28C, para la absorcin de nutrientes en el suelo

Por tal motivo se asigna un grado de Muy Buena.

d) Altitud.-

En Santa Cruz la altura sobre el nivel del mar vara desde los 300 metros hasta 1600 metros. Este factor induce variaciones importantes en el comportamiento y rendimiento en la concentracin de azcar en la planta.Se considera un grado Bueno en altitud

e)Disponibilidad de la superficie.-

En el cuadro 6.2 se puede observar que el crecimiento de la superficie sembrada con caa en el departamento de Santa Cruz se ha debido exclusivamente a la ampliacin de las reas de cultivo

Por lo que se establece una calificacin de Excelente en cuanto a la disponibilidad de superficie.

f)Precipitaciones pluviales.-

En Santa Cruz la zona de mayor pluviosidad se encuentra en torno a los ros Ichilo y Yapacan con ms de 2500 mm. de precipitacin media anual, declinando a 1000mm. hacia el Este y a 900 mm. hacia El Chaco con una estacin seca entre noviembre y abril. Ya por Vallegrande las precipitaciones alcanzan a 500 mm.

Es un agente que afecta a los campos de cultivo debido a la cantidad de agua depositada en la superficie, por lo tanto se determina un grado de Muy Bueno.

g) Mano de obra.-

Se considera Muy Buena la disponibilidad de mano de obra, debido que el 72% de la poblacin vive en la ciudad de Santa Cruz de la Sierra, 6 ciudades con ms de 10000 habitantes y otras 35 poblaciones de entre 2000 y 9999 habitantes.

Tiene una tasa anula de crecimiento del 4.16% siendo la causa de este notable crecimiento las fuertes corrientes de inmigrantes de todas las regiones de la Repblica, fruto de las polticas de colonizacin, expansin de la frontera agrcola, fomento la produccin agropecuaria y, por ende, la expansin econmica que ha experimentado Santa Cruz en las ltimas dcadas.

h)Agua disponible.-

El departamento de Santa Cruz presenta la siguiente Hirdrografa:

La Cuenca del Amazonas

Desembocan en el Ro Mamor:

- Ro Pira

- Ro Grande O Guapay

- Yapacan

- Chor Ichilo

Tributarios del Tienes o Guapor, son los ros:

- San Pablo

- San Miguel

- Blanco

- Negro

- Guarayos- San Martn

- Paragu

- Verde

- San Romn y otro

La Cuenca del Plata

Los Ros:

- Tucavaca

- Bambural

- San Rafael

- Otuquis

1.2.1.1.2. Departamento Tarija

a) Vas de Comunicacin.-

Dentro de las limitaciones existentes en cuanto a la calidad de las carreteras, en general se considera buenas las vas de comunicacin. Debido a que existen carreteras (de tierra y transitables durante todo el ao), telfonos y un aeropuerto operable para cualquier tipo de aeronaves.

b) Rendimiento cultural.-

El cultivo de la caa de azcar en el departamento de Tarija segn los datos registrados en los periodos del 2001 al 2004 se obtuvo un rendimiento cultural promedio de 63.58 TM. / HA por lo que se asigna un grado Bueno.

CUADRO 1.3 Rendimiento Cultural y Produccin en Tarija

FUENTE: INE (Instituto Nacional de Estadstica)

c) Temperatura.-

En Tarija existen grandes variaciones en el clima:

Cordillera OrientalEn al zona alta se presenta un clima fro rido y temperaturas medias anuales de 9C.

Subandino:

Parte Norte el clima vara de clido rido a templado semihmedo en sentido Este-Oeste y temperaturas medias anuales entre 17 y 22C.

Parte Sur presenta mayor humedad variando su clima de templado subhmedo a clido subhmedo y con temperaturas medias anuales entre 16 y 23C.

Llanura Chaco-Beniana:

Tiene variaciones que van desde el clido rido hasta el clido semirido y con una temperatura media anual de 23C.

La mayor temperatura media anual de Tarija es 23C en la Llanura Chaco-Beniana, al ser superior a 21C, no retarda el crecimiento de las races de la planta, Por lo tanto consideramos un grado Bueno de temperatura.

d)Altitud.-

En Tarija la altura media sobre el nivel del mar 1400 metros. Este factor induce variaciones importantes en el comportamiento y rendimiento en la concentracin de azcar en la planta.Se considera un grado Muy Bueno por su rendimiento.

e) Disponibilidad de la superficie.-

En el cuadro 6.3 se puede observar que la superficie cultivada en el departamento de Tarija se ha mantenido relativamente estable.

La razn principal para el estancamiento de la superficie cultivada en el departamento de Tarija ha sido la limitada disponibilidad de suelos agrcolas, los mismos que ya estn virtualmente ocupados y aprovechados en su parcialidad.

Por lo que se establece una calificacin de Regular en cuanto a la disponibilidad de superficie

f) Precipitaciones pluviales.-

Existen grandes variaciones en pluviosidad en el Departamento de Tarija:

a) Cordillera Oriental: muestra precipitaciones pluviales promedio de 200 a 840 mm. ao

b) Sub-andino:

Parte Norte tiene precipitaciones pluviales variables entre 500 y 1.500 mm.

Parte Sur con precipitaciones pluviales entre 1000 y 2000 mm. ao. c) Llanura Chaco-Beniana: presenta precipitaciones pluviales anuales promedio de 350 a 1200 mm. ao.Es un agente que afecta a los campos de cultivo debido a la cantidad de agua depositada en la superficie, por lo tanto se determina un grado Bueno.

g) Mano de obra.-

El departamento de Tarija tiene como poblacin total 391.2226 hab., su tasa de crecimiento intercensal es de 3.18%, su rea urbana es de 247736 y su rea rural de 143490 hab.

La mayor parte de la poblacin de Tarija se encuentra ocupada en el sector agropecuario (23%), seguido de los trabajadores de los servicios y vendedores del comercio (22%). Los trabajadores no calificados son el 17% y los de la industria extractiva, construccin y manufactura el 16%.

Por lo mencionado anteriormente se le asigna un grado de Regular.

h) Agua disponible.-

Tarija pertenece a la cuenca del Ro de La Plata. El patrn orden de la red de drenaje y el rgimen de escurrimiento estn claramente diferenciados e ntimamente relacionados con las provincias fisiogrficas de la Cordillera Oriental, el Subandino y la Llanura Chaquea.

Desde el punto de vista de calidad de aguas para riego, se puede decir que la gran mayora de los recursos hdricos son de buena calidad, con parmetros bajos en salinidad y sodicidad.

El departamento de Tarija cuenta con sistemas de riego entre rudimentarios y mejorados, beneficiando a cerca de 36.000 Hectreas, el 95% de las fuentes de agua de los sistemas de riego son los ros mientras que fuentes menores como vertientes alcanzan el restante 5%.

Por lo tanto se le asigna un grado de Bueno en cuanto al factor de agua disponible.

CUADRO N 1.4

MACROLOCALIZACIN MTODO DE LOS FACTORES PONDERADOS ENTRE SANTA CRUZ Y TARIJA

FACTORES RELEVANTESPESO ASIGNADOGRADO

MALO(A)REGULARBUENO (A)MUY BUENO (A)EXCELENTE

Vas de Comunicacin771421 Tarija28 Santa Cruz35

Rendimiento cultural181836 Santa Cruz54 Tarija7290

Temperatura15153045 Tarija60 Santa Cruz75

Altitud12122436 Santa Cruz48 Tarija60

Disponibilidad de la superficie222244 Tarija6688110 Santa Cruz

Precipitaciones pluviales10102030 Tarija40 Santa Cruz50

Mano de obra7714 Tarija2128 Santa Cruz35

Agua disponible991827 Tarija36 Santa Cruz45

TOTAL100100200300400500

Tarija

Santa Cruz: 239 : 374

Fuente: Elaboracin propiaEn el cuadro 6.4 se muestran los resultados de los factores ponderados para los dos departamentos de la macrolocalizacin del Ingenio Azucarero.

Del mismo se deduce que la mejor alternativa de la localizacin es el departamento de SANTA CRUZ, ya que presenta las mejores condiciones generales para la planta teniendo en cuenta aquellos factores de influencias decisivas mencionadas anteriormente.

La figura que sigue muestra la macrolocalizacin en un plano de la ubicacin del departamento de Santa Cruz.

FIGURA 1. Mapa del departamento de Santa Cruz en Bolivia

1.3. MICROLOCALIZACIN:

1.3.1. UbicacinSANTA ROSA DEL SARASanta Rosa del Sara es la 2da. Seccin municipal de la provincia Sara ubicada a 90 km. al Noreste de la ciudad de Santa Cruz de La Sierra, Limita al Norte y Este con la provincia Obispo Santistevan, al Sur con el municipio Portachuelo, al Oeste con lo provincia Ichilo.

El cuadro siguiente muestra la localizacin de la planta, identificando el departamento, la provincia, el municipio y la comunidad en la que se encontrar la planta.

CUADRO No. 1.5: Localizacin de Santa Rosa del Sara.

FUENTE: Elaboracin propia.

La Figura 1.2 que sigue muestra en un plano la ubicacin de la provincia Sara.

FIGURA 1. 3: Ubicacin Geogrfica de la Comunidad Santa Rosa del Sara.

1.3.2. Poblacin

La poblacin mayoritaria del municipio se encuentra concentrada en Santa Rosa del Sara, esta es bilinge (castellano quechua), aunque tambin se habla aymar y guaran.

Segn el censo del ao 2001, el nmero de habitantes es de 15052, de los cuales 6475 son mujeres y 8577 son varones. Tiene una tasa anual de crecimiento intercensal (1992-2001) de 5.26% (Fuente INE).

La mayor parte de la poblacin en Santa Rosa del Sara es rural con 10933 habitantes y la poblacin urbana es de 4119 habitantes.

En la zona existen tambin numerosas colonias menonitas establecidas en las ltimas dcadas, cuyos habitantes se dedican a la agricultura y la ganadera, con una produccin de derivados lcteos con permanentes demanda en la capital crucea.

La mayora de los pobladores se dedica principalmente a la actividad agrcola

1.3.3. Distancia de la Comunidad a Centros de ImportanciaLa seccin municipal de Santa Rosa del Sara, se encuentra a una distancia de 12 km de la Capital de Provincia, Portachuelo y a 90 km de la Capital Departamental, Santa Cruz de la Sierra. Estas cifras se presentan en el CUADRO No. 6.6.

CUADRO No 1.6 Distancias de importancia.

Desde:Distancia en Kilmetros

Portachuelo (Capital de Provincia)12 km

Santa Cruz de la Sierra90 km

FUENTE: Elaboracin propia.

1.3.4. AccesibilidadEl acceso a la Comunidad de Santa Rosa del Sara, se realiza a travs de un caminos secundarios, camino principal o carretera y vas frreas los mismos que se encuentra en condiciones regulares.PROGRAMACIN DE LA PRODUCCIN Introduccin

La programacin de la produccin consiste en un conjunto de tcnicas usadas en el Ingenio Azucarero para asegurar el planeamiento y control efectivo en el requerimiento de los materiales, insumos, recursos humano, maquinaria y equipo; con ello obtener un alto nivel de productividad industrial y as mismo conocer las exigencias para la nueva gestin.

Programacin para cubrir la produccin Gestin 2006/07

El programa de produccin tomando en cuenta la planta equipada con la maquinaria y equipo necesarios, operando dos turnos de 12 horas diarias, 153 das al ao, podra ser capaz de producir aproximadamente 3060000 qq/ao de azcar

REQUERIMIENTO DE MATERIA PRIMA E INSUMOS PARA LA ZAFRA 2006/07

Los datos estadsticos recolectados de un Ingenio Azucarero en la gestin 2002/03 fueron los siguientes:DescripcinUnidadesTotal

1Azcarqq2704000

2Caa de AzcarTon1352000

3Agua Tratadam344200

4Cal Hidratadakg1955308

5Azufre Refinadokg335077

6Soda Custica 98%Kg83761

7Biopen 272Kg2848

8FloculanteKg6587

9Acido Fosfrico 85%Kg56257

10Acido Clorhdrico ComercialKg641

11Sal Comn GranuladaKg106991

12Gas Naturalmpc24920

13Energa ElctricaKw-hr23363142

14GrasasKg3500

15AceitesLt.4000

Segn los datos mencionados sern utilizados para el clculo de materia prima e insumos requeridos

Clculo de la materia prima necesaria (caa de azcar)

La cantidad de caa de azcar necesaria para producir 3060000 qq de azcar, de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 1352000 TN de caa de azcar

3060000 qq de azcar x = TN de caa Az.

x = 1530000 TN. de caa de Azcar.

Clculo de agua tratada (m3)

La cantidad de agua tratada de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 44200 m3 (agua tratada)

3060000 qq de azcar x = m3 (agua tratada)

x = 50019 m3 (agua tratada)

Clculo de cal hidratada (Kg.)

La cantidad de cal hidratada de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 1955308 Kg. cal hidratada

3060000 qq de azcar x = Kg. cal hidratada

x = 2212738 kg. de cal hidratada

Clculo de azufre refinado (Kg.)

La cantidad de azufre refinado de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 335077 Kg. de azufre refinado

3060000 qq de azcar x = Kg. de azufre refinado

x = 379192 Kg. de azufre refinado Clculo de Soda custica 98% (Kg.)

La cantidad de soda custica de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 83761 Kg. de soda custica

3060000 qq de azcar x = Kg. de soda custica.

x = 94789 Kg. de soda custica

Clculo de Biopen 2723 (kg.)

La cantidad de Biopen de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 2848 Kg. de Biopen

3060000 qq de azcar x = Kg. de Biopen

x = 3223 Kg. de Biopen.Clculo de floculante (Kg.)

La cantidad de floculante de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 6587 Kg. de floculante

3060000 qq de azcar x = Kg. de floculante

x = 7454 Kg. de floculante.

Clculo de acido fosfrico 85 % (Kg.)

La cantidad de acido fosfrico de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 56257 Kg. de acido fosfrico

3060000 qq de azcar x = Kg. de acido fosfrico

x = 63664 Kg. de acido fosfrico.

Clculo de cido clorhdrico comercial (Kg.)

La cantidad de cido clorhdrico comercial de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 641 Kg. de acido clorhdrico comercial

3060000 qq de azcar x = Kg. de acido clorhdrico comercial

x = 725 Kg. de acido clorhdrico comercial

Clculo de sal comn granulada (Kg.)

La cantidad de sal comn granulada de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 106991 Kg. de sal comn granulada

3060000 qq de azcar x = Kg. de sal comn granulada

x = 121077 Kg. de sal comn granulada

Clculo de Gas Natural (mpc)

La cantidad de Gas Natural de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 24920 mpc. de Gas Natural

3060000 qq de azcar x = mpc. de Gas Natural

x = 28201 mpc. de Gas Natural. Clculo de Energa Elctrica (KW Hr.)

La cantidad de Energa Elctrica de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 23363142 KW-Hr. de Energa Elctrica

3060000 qq de azcar x = KW-Hr. de Energa Elctrica

x = 26439059 KW-Hr. de Energa Elctrica.

Clculo de grasas (Kg.)

La cantidad de grasas de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 3500 Kg. de grasas

3060000 qq de azcar x = Kg. de grasas

x = 3961 Kg. de grasas

Clculo de Aceites (Litros)

La cantidad de aceites de acuerdo al balance de masa ser:

2704000 qq de azcar 4000 Kg. de aceites

3060000 qq de azcar x = Kg. de aceites.

x = 4527 Kg. de aceites.CUADRO 8.1 Cuadro Resumen de programacin de produccin de los requerimientos de materia prima e insumos para la zafra 2006/07

PROGRAMACIN DE PRODUCCIN MENSUAL (ZAFRA) PARA EL AO 2006/07

DESCRIPCINUnidadesJulioAgostoSeptiembreOctubreNoviembreTotal

1Azcarq.q.6200006200006000006200006000003060000

2Caa de AzcarTon3100003100003000003100003000001530000

3Agua Tratadam31013510135980810135980850019

4Cal Hidratadakg4483324483324338704483324338702212738

5Azufre Refinadokg7683076830743517683074351379192

6Soda Custica 98%Kg192061920618586192061858694789

7Biopen 272Kg6536536326536323223

8FloculanteKg151015101462151014627454

9Acido Fosfrico 85%Kg128991289912483128991248363664

10Acido Clorhdrico ComercialKg147147142147142725

11Sal Comn GranuladaKg2453224532237412453223741121077

12Gas Naturalmpc5714571455305714553028201

13Energa ElctricaKw.-hr5356933535693351841295356933518412926439059

14GrasasKg8038037778037773961

15AceitesLt.9179178889178884527

FUENTE: Elaboracin propia.

1.3.5. REQUERIMIENTO DE SUPERFICIE PARA EL SEMBRADIO DE LA CAA DE AZCAR

15626647.5 TN. de caa de azcar 291343 Has.

1530000 TN. de caa de azcar x = Has.

x = 28525.3 Has.1.3.6. REQUERIMIENTO DE RECURSOS HUMANOS PARA LA ZAFRA 2006/07

El requerimiento del personal en la planta se ha estimado

Numero de personal Tcnico32

Numero de personal Administrativo39

Nmero de Obreros90

Nmero de personal eventual339

TOTAL500

1.3.7. REQUERIMIENTO DE MAQUINARIAS Y EQUIPOS PARA LA ZAFRA 2006/07

1.3.7.1. Recepcin la caa de azcar

4 balanzas1.3.7.2. Preparacin de la caa de azcar

1 mesa alimentadora

3 cortadoras de caa de azcar(pica-caa)

1 desfibrador

1.3.7.3. Molienda

7 molinos de rodillos (Trapiches)

3 tanques receptores de jugo

1.3.7.4. Clarificacin

1 torre de sulfatacin

1 clarificador de jugo continuo

1.3.7.5. Evaporacin

11 evaporadores continuo

1.3.7.6. Cocimiento

12 Tachos de cocimiento

1.3.7.7. Cristalizacin

11 cristalizadores

1.3.7.8. Centrifugacin

23 centrifugadoras

1.3.7.9. Secado

3 secadores

1.3.7.10. Envasado

3 silos de almacenamiento

3 balanzas

4 mquinas costuradoras de bolsas

2. DESCRIPCIN DE LAS PRINCIPALES MQUINAS Y EQUIPOS CON QUE CUENTA EL INGENIO AZUCARERO

2.1. Descarga y alimentacin de caa

Los paquetes de caa llegan en camiones; cada paquete tiene alrededor de 500 kg. de caa; la descarga se la hace a travs de gras como ser: 1) La gra caera y 2) La gra de puente.

1) La gra caera: est constituida por un mstil metlico, montado sobre un pivote y que puede girar sobre toda la circunferencia. Este mstil vertical lleva a una cierta altura un brazo horizontal con rodamientos sobre los cuales puede ir y venir un carro que lleva 2 poleas. Un cable pasa por estas poleas y pende entre ellas formando as una honda que lleva una placa en la cual se engancha, indistintamente la barra o la araa. El operador se mantiene dentro de una cabina, fija en la base del mstil, que contiene el motor del movimiento pivotante y los malacates de los diversos cables del carro. De acuerdo al modo de sustentarse, estas gras pueden ser: a) Gra de cable y b) Gra de autoestables.

a) Gra de cable: Es el modelo ms ligero, estando la estabilidad de la gra asegurada por los cables tensores fijos a una corona situada en la extremidad superior del mstil. Estos cables, para permitir la rotacin del brazo, deben fijarse al suelo a una gran distancia del eje de la gra.

b) Gras autoestable: Son notablemente ms pesadas y ms macizas, pero evitan las molestias y los peligros de los cables que obstaculizan la circulacin en el patio y que son difciles de disponer convenientemente.

2) La gra puente: este tipo de gra es adecuado para patios largos u angostos que no tiene espacio suficiente para permitir e giro de la gra. En ocasiones es suficiente contar con un simple arco, con solo 2 movimientos, de elevacin y transversal, en un solo plano vertical que desde luego sirve nicamente para descargar camiones sobre el conductor sin ser capaz de almacenar la caa en el patio.

FIGURA 11.1 Gra caera

2.2. Conductor de caa

El conductor de caa, a menudo descrito como la banda de caa, es el tablero movedizo que lleva la caa a la fbrica y que asegura la alimentacin de los molinos transportndola del patio a la desmenuzadora.

Como una alimentacin efectiva de la desmenuzadora tiene una tolva elevada y ya que la caa pasa del nivel del patio a aquel de la tolva, el conductor lleva siempre una parte ascendente; por tanto las partes del conductor son: Parte horizontal, Parte Inclinada y La cabeza a la llegada de las caas sobre la desmenuzadora.

FIGURA 11.2 Conductor de Caa

2.3. Cuchillas caeras

Las cuchillas caeras son una parte til del equipo, porque con la caa entera no es posible alimentar regularmente a la desmenuzadora. El trabajo de las cuchillas convierte a las caas enteras en un material formado por pedazos cortos y pequeos, formando una masa compacta que cae fcilmente en la tolva de alimentacin.

En el Trapiche 2 se distinguen los siguientes tipos de cuchillas:

Cuchillas preparadoras #1: modelo Arkel K3, 60 cuchillas fijas con filo, accionadas por una turbina

Cuchillas preparadoras #2: modelo FCB, 40 cuchillas tipo Farrel, accionadas por un motor elctrico

Cuchillas acabadoras: modelo Arkel K3, 66 cuchillas tipo martilleo, accionadas por una turbina.

En el Trapiche 1 se distinguen los siguientes tipos de cuchillas:

Cuchillas # 1: tipo FCB, con filo, 32 cuchillas, accionadas por motor elctrico

Cuchillas # 2: cuchillas pica caa, tipo Arkel K3, con filo, 39 cuchillas, accionadas por motor elctrico

Cuchillas # 3: tipo Arkel K3, sin filo tipo martilleo, 39 cuchillas, accionadas por motor eltrico.

FIGURA 11.3 Pica Caa

2.4. Molinos de trapiches

En el Trapiche 2 se cuento con tres molinos y sus caractersticas se explican a continuacin:

Primer Molino

El rayado de la masa superior y de la masa de salida es: 2 *40 * 54cm El rayado de la masa de entrado es: 2 *35 *62cm

Segundo y tercer Molino

El rayado de lo masa superior y de la masa de salida es: 1.5 *40*36cm El rayado de la masa de entrada es: 1.5 *35 *42cm

Cada molino tiene un largo de 2300 mm y comercialmente se conocen sus dimensiones como: 90 *45

En el Trapiche 1 se cuenta con seis molinos y sus caractersticas se explican a

continuacin:

Molinos 1, 2, 3

El rayado de las tres masas: masa superior, masa de salida y masa de entrada es: 60mm*50*53mm

Molinos 4, 5, 6El rayado de la masa de entrada es: 1.5 *35 *42mm

El rayado de las masas superior y masa de salido es: 1.5 *40*36mm

Cada molino tiene un largo comercial de: 54 *27

FIGURA 11. 4 Molinos de Trapiche

2.5. Separadores magnticos

El separador magntico es un electroimn instalado sobre todo el ancho del conductor que va a la desmenuzadora. El electroimn atrae y retiene los pedazos de metal que pasan por su campo magntico. Hay dos tipos:

1. El electroimn plano, que se coloca bajo la lmina inferior de la tolva de alimentacin; en algunos casos, el electroimn est provisto de 4 superficies de trabajo que giran, automticamente, 90 grados cada 14 minutos.

2. El separador cilndrico, que sobresale dentro de la tolva de alimentacin. Este separador tiene la forma de un cilindro de unos 90 cm. de dimetro, cuyo eje est localizado en el plano de la tolva.

2.6. Mquina de vapor de los molinos

Dentro de las mquinas de vapor de los molinos la ms utilizada generalmente, en los casos en que la presin de vapor es alta es la mquina de vlvulas de distribuciones mltiples; en la cual se utiliza vapor hasta 16 kg/cm2.

Otro equipo utilizado en el Ingenio Azucarero es la Turbina de vapor con reductor de velocidad

En lo tabla 3.1 se muestran algu