Proceso de producción del azúcar

2. Objetivos
3. Alcance del proyecto
4. Marco teórico
5. Investigación y análisis
6. Análisis de la maquinaria utilizada
7. Conclusiones
8. Recomendaciones
9. Bibliografía

INTRODUCCIÓN

El azúcar es un producto básico, esencial y necesario en la dieta alimenticia y constituye la materia prima para numerosas industrias, tales como confiterías, panaderías, bebidas no alcohólicas y alcohólicas.

El azúcar que se produce en Honduras se vende principalmente en tres mercados y en el orden en que se describen:

Mercado Nacional

La primer responsabilidad de la industria azucarera hondureña es abastecer el mercado nacional y no es sino hasta que este, está teóricamente cubierto (inventario versus consumo estimado), que se atienden otros mercados.

Mercado de Cuota de Estados Unidos de América

El Gobierno de Estados Unidos con el propósito de regular el precio en ese país, compra a economías en vías de desarrollo, azúcar a precios preferenciales

Mercado de Excedentes ó Mundial

Una vez satisfechos los dos mercados anteriores, los excedentes son vendidos al mercado mundial, mismo que es un mercado de excedentes y cuyos precios generalmente andan por debajo de los mercados internos y de cuota e inclusive por bajo de los costos de producción.

Las actividades de cultivo de caña (desmonte, chapia, corte, acarreo) y las vinculaciones con la actividad secundaria que realizan los ingenios azucareros (transporte, estriba, procesamiento y otros) no requieren mano de obra calificada, por tal razón estas actividades ayudan a seleccionar en forma apreciable el problema de desempleo en las zonas rurales y su análisis no será incluido en este proyecto; por otra parte las actividades que genera la industria generalmente dan origen a un sistema de apoyo que conlleva principalmente a la construcción de infraestructura de riego, transporte, comunicaciones, energía y en los servicios sociales, servicios de salud, centros de enseñanza, viviendas y otros beneficios del mismo carácter social.

Hay que tomar en cuenta que, según Hentschel, O (1984), Asimilación Tecnológica es un proceso de aprendizaje y de aprovechamiento racional del recurso tecnológico con el que se cuenta. Es por esto que en el actual documento se presenta la información recopilada como producto de la investigación realizada en el área de producción del azúcar, la identificación de las tecnologías utilizadas y el nivel de asimilación tecnológica en el que se encuentra el personal.

1. Realizar una evaluación tecnológica del proceso de producción del azúcar en un ingenio representativo de manera de inferir la posición en que se encuentra el país, en términos de tecnología, dentro de la industria.

2. OBJETIVO GENERAL DEL PROYECTO
3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Describir y analizar, de manera específica, cada uno de los pasos del proceso de producción del azúcar, desde la entrada de la caña a la fábrica hasta la salida del producto terminado.
2. Identificar las tecnologías utilizadas en el proceso de producción del azúcar mediante una auditoria tecnológica que sirva para identificar las modalidades de la tecnología de la industria azucarera en Honduras.
3. Identificar en qué nivel de asimilación tecnológica, que va desde dependencia Total hasta Excelencia, se encuentra el personal involucrado en el proceso de producción del azúcar.

1. ALCANCE DEL PROYECTO

2. Centraremos y basaremos la investigación en el Ingenio Azucarero Tres Valles, ubicado en el Departamento de Francisco Morazán. Dicha Investigación abarca el área de Producción y procesamiento de la caña de azúcar y mano de obra que este proceso implica.

   Tomamos este Ingenio como piloto del resto de Ingenios Azucareros de Honduras debido a que el sector azucarero es bastante amplio por lo que el análisis toma un período de tiempo más prolongado que el estipulado para el proyecto de graduación. Por otra parte el Ingenio azucarero Tres Valles es el segundo de los ingenios pequeños en volumen de producción representando el 15% de la producción nacional; además de los ingenios pequeños es el que más oportunidad tiene de crecer debido a que el terreno se lo permite, tiene capacidad de ampliar su planta de producción, a diferencia de los demás, los cuales cuentan con el espacio necesario para operar y no pueden expandir a menos que arrienden un inmueble para tal fin.

   Es muy importante resaltar el hecho que los ingenios y sus autoridades son bastante reservados en cuanto a proporcionar información confidencial se trata, información que Tres Valles accedió a proporcionarnos de forma controlada y limitada.

3. 1. Según lo encontrado en los archivos de la APAH, la historia de la Industria Azucarera en Honduras da inicio a finales del siglo 19, con un ingenio en el área de Cantarranas, que producía cantidades muy pequeñas de azúcar con las cuales abastecía a los empleados y pobladores del Mineral de San Juancito, así como a parte de Tegucigalpa.

      A mediados de la década de los veinte se montaron dos ingenios: El Ingenio Sula Sugar Co., en las cercanías de La Lima y el Montecristo cerca de la Ceiba, hacia 1928 ambos ingenios producían un total de 25,000 toneladas métricas con un valor de Lps.3,000,000. Muchas razones contribuyeron al fracaso de estos ingenios que no pudieron soportar la depresión de 1929 y fueron cerrados. Hasta 1938 se funda Cía. Azucarera Hondureña, S.A. (CAHSA) en las cercanías de San Pedro Sula, su primer ingenio "El Juguete", tenía una capacidad diaria de molienda de 150 toneladas de las 250 manzanas sembradas, logrando producir 25,000 quintales en su primera Zafra. Luego en 1948 decidieron montar un nuevo ingenio llamado "San José", con una capacidad de molienda de 600 toneladas diarias, y ampliaron el área cultivada a 400 manzanas. En ese mismo año se fundó la Compañía Azucarera Chumbagua, S.A. en los Valles de Quimistán y Santa Bárbara, convirtiéndose esta zona en un importante polo de desarrollo para la región.

      En la década de los sesenta CAHSA decidió expandir sus operaciones y movió el viejo "San José" a Choluteca donde se funda la Azucarera Choluteca, S.A. (1968). En esa misma década se instalo el Ingenio San Ramón en Villanueva, Cortés. En los siguientes años inmediatos la industria azucarera fue tomando fuerzas expandiendo sus capacidades de producción y fundando nuevas empresas: Azucarera del Norte, S.A. (1974), Azucarera Cantarranas, S.A. (1976), Azucarera Central, S.A. (1976) y Azucarera Yojoa, S.A. (1976).

   2. Historia

      APAH: Asociación de Productores de Azúcar de Honduras

      Bafle: ranuras que ayudan en los calentadores a guiar el vapor en una sola dirección.

      Bagacillo: Bagazo fino.

      Bagazo: Remanente de la caña de azúcar luego de la extracción del jugo de la misma.

      Batey: Área de recepción y descarga de caña de azúcar en el departamento de maquinaria

      Cachaza: impurezas resultantes de la decantación en el proceso de purificación del jugo de caña de azúcar.

      Carbonatación: Procedimiento auxiliar de la defecación utilizando ácido carbónico.

      Chapia: Corte de la caña de azúcar para procesarla

      Chevrones: dispositivos que facilitan la toma del bagazo para su molienda.

      Chumacera: pieza metálica consistente en una base y una salinera concéntrica sobre la cual gira un eje.

      Clutch: embrague; en este caso es un mecanismo para evitar el ingreso de materiales no deseados al molino.

      Decantación: Procedimiento para eliminar partículas no deseadas, ya sea por sedimentación o flotación.

      Defecación: Método de purificación del jugo por medio de cal.

      Desmonte: Eliminar malezas y hierbas que perjudiquen la siembra

      Estriba: Carga de caña de azúcar; forma de acomodar o agrupar la caña.

      Fosfatación: Procedimiento auxiliar de la defecación utilizando ácido fosfórico.

      Gramínea: Hierba de tallo grueso que se puede cultivar en todos los países con clima tropical y en diversas condiciones (caña de azúcar)

      Guarapo: Jugo de la caña de azúcar.

      Imbibición: Adición de agua al bagazo del molino al cual precede éste.

      Sacarosa: forma básica de la energía en el reino vegetal, contenida entre un 8 y 15% en el azúcar

      Semillero: es el lugar donde se siembran las plantas que después se han de transplantar

      Sulfitación: Procedimiento auxiliar de la defecación utilizando ácido sulfúrico.

      T.C.: Unidad de medida de masa, que significa Toneladas cortas.

      Zafra: Período de trabajo en que se espera lograr una meta de producción de azúcar

   3. Vocabulario
   4. Datos Generales
4. MARCO TEÓRICO

De acuerdo a la Asociación de Productores de Honduras (APAH)

• Hoy día la agroindustria azucarera de Honduras está conformada por siete ingenios y 10,000 familias de productores independientes.
• Cuenta aproximadamente con 65,000 manzanas de caña de las cuales el 49% pertenece a la Industria y el 51% pertenece a los productores.
• Estas 65,000 manzanas producen más de ocho millones de quintales de azúcar anualmente (Tabla 1).
• La agroindustria azucarera hondureña beneficia directa o indirectamente a alrededor de un 10% de la población económicamente activa (PEA) del país.
• Se pagan en concepto de planilla arriba de los 300 millones de Lempiras al año, y por compra de caña a los productores más de 600 millones de Lempiras.

1. Desarrollo Humano

2. Debido a las necesidades de labores especializadas, tanto en labores de cultivo como de fabricación, la industria azucarera hondureña ha sido y sigue siendo semillero de mano de obra y profesionales calificados en sus áreas de influencia, además, la combinación de esfuerzos en la época de cosecha (corte, arrastre, etc.) hacen necesarios los entrenamientos para el uso de herramientas y practicas a empleados y productores independientes.

   Finalmente, a través de programas de Incentivos y Contratos Colectivos de Trabajo, las empresas tienen programas de Becas para empleados y para hijos de los empleados, y además participan activamente en los programas de educación en sus áreas de influencia.

3. Situación Mundial

Según Nocedo, I.; Caballero, A.; Rodríguez, J. (2003)

• El azúcar es el tercer producto más subsidiado a nivel mundial después del arroz y la leche.
• El arancel promedio mundial para el azúcar es 92%.
• El precio promedio mundial del azúcar es de $ 0.35 (treinta y cinco centavos de Dólar por libra).

Lo anterior obedece claramente a que en los países industrializados se PROTEGE la producción de azúcar y de otros bienes por considerarse ESTRATEGICA PARA LA SEGURIDAD Y SOBERANIA ALIMENTARIA.

• En los Estados Unidos de América el azúcar es manejado por el Departamento de Estado.

1. Situación Nacional

En Honduras, de acuerdo a lo encontrado en los archivos de la APAH existen las siguientes condiciones:

• En Honduras NO HAY SUBSIDIOS DE NINGUNA CLASE.
• En Honduras el arancel vigente para el azúcar es 35%.
• En Honduras el precio del azúcar es entre $ 0.20 y $0.23 (veinte y veintitrés centavos de Dólar por libra).

1. Actualmente, la agroindustria azucarera, en conjunto con el Gobierno de la República estudian la posibilidad de producir ETANOL para mezclarlo con la gasolina de consumo local en una proporción 90-10 (90% gasolina 10% ETANOL).

   Según la EPA, la reducción de emisiones de CO al ambiente provocadas por el parque vehicular, se reducen con esta proporción hasta en un 50%.

2. El futuro
3. Ingenios

La industria azucarera hondureña esta integrada por siete empresas que operan siete ingenios así:

1. Fue fundada en 1966, actualmente opera el Ingenio "Los Mangos" en el Municipio de Marcovia, Departamento de Choluteca con una capacidad instalada de molienda de aproximadamente 4,000 T.C. diarias.

2. Azucarera Choluteca, S.A. de C.V. (ACHSA)

   Fue fundada en 1948, actualmente opera el Ingenio "Chumbagua" en el Municipio de San Marcos, Departamento de Santa Bárbara con una capacidad instalada de molienda de aproximadamente 2,800 T.C. diarias.

3. Compañía Azucarera Chumbagua, S.A. (CHUMBAGUA)

   Fundada en 1974 y opera el Ingenio "Central Progreso" ubicado en el Municipio de Guanchías en el Departamento de Yoro con una Capacidad instalada de molienda de aproximadamente de 4,500 T.C. diarias.

4. Azucarera del Norte, S.A. de C.V. (AZUNOSA)

   Fundada por CONADI en 1976 como Azucarera central, S.A. (ACENSA) y privatizada en 1993, actualmente opera el Ingenio "La Grecia" y esta ubicada en el Municipio de Marcovia, departamento de Choluteca, con una capacidad instalada de molienda de aproximadamente 6, T.C. diarias.

5. Azucarera La Grecia, S.A. de C.V. (LA GRECIA)

   Fundada en 1976 como Azucarera Cantarranas, S.A. (acansa) por el Banco Nacional de Desarrollo Agrícola. Fue privatizada en 1993 y actualmente opera el Ingenio "El Porvenir", ubicado en el Municipio de San Juan de Flores, departamento de Francisco Morazán, con una capacidad de molienda de aproximadamente 3,500 T.C. diarias.

6. Compañía Azucarera Tres Valles, S.A. (TRES VALLES)

   Fundada en 1976 y actualmente opera el Ingenio "Río Lindo", ubicado en el Municipio de Río Lindo en el Departamento de Cortes, con una capacidad instalada de molienda de aproximadamente 3,300 T.C. diarias.

7. Azucarera Yojoa, S.A. de C.V. (AYSA)
8. Compañía Azucarera Hondureña, S.A. (CAHSA)

Fue fundada en 1938 y opera los ingenios "Santa Matilde" con una capacidad de molienda de 6,000 toneladas cortas diarias, y el "San Ramón" con una capacidad de 2,000 toneladas cortas diarias, ubicados en el Municipio de Villanueva, Departamento de Cortes, con una capacidad instalada de molienda de aproximadamente 8,000 T.C. en total.

INVESTIGACIÓN Y

ANÁLISIS

1. De Acuerdo a los datos proporcionados por la APAH y la figura 1 de los anexos el proceso de producción del azúcar es el siguiente:

   1. Cultivo y Transporte

   El Azúcar se produce en el campo y se extrae en la fábrica. La sacarosa se forma en los tallos de la caña de azúcar. Esta es una gramínea tropical gigante que madura alrededor de 12 meses. Al recibir la caña en el central se toma una muestra para analizar y determinar su contenido de azúcar y calcular su valor. Luego la caña es pesada y descargada en el patio de caña para molerla.

   2. Molienda

   La caña es desmenuzada con cuchillas rotatorias y una desfibradora antes de molerla para facilitar la extracción del jugo que se hace pasándola en serie, entre los filtros, o mazas de seis molinos. Se utiliza agua en contracorriente para ayudar a la extracción que llega a 94 o 95% del azúcar contenida en la caña. El remanente queda en el bagazo residual que es utilizado como combustible en las calderas, así como materia prima para la fabricación de tableros de bagazo.

   3. Clarificación

   La clarificación consiste en calentar el jugo y decantarlo. La decantación se lleva a cabo en dos grandes clarificadores en los cuales las impurezas, en forma de barro, van al fondo y el jugo clarificado se extrae por la parte superior.

   El barro o cachaza, contiene todavía azúcar y requiere ser pasada por filtros rotativos al vacío de los cuales se recupera una cantidad de jugo, que retorna al proceso y se retira una torta de cachaza que es devuelta al campo.

   4. Evaporadores

   El jugo claro, pasa a los evaporadores en los cuales se elimina alrededor del 80% del agua contenida en el jugo, que con esta operación se convierte en matadura. Los evaporadores trabajan en múltiples efectos, que el vapor producido por la evaporación de agua en el primer efecto es utilizado para calentar el segundo y así, sucesivamente, hasta llegar al quinto efecto que entrega sus vapores al condensador. El condensador es enfriado por agua en recirculación desde el estanque de enfriamiento.

   5. Cristalización

   La meladura pasa a los tachos donde continúa la evaporación de agua, lo que ocasiona la cristalización del azúcar. Es decir que, al seguir eliminando agua, llega un momento en el cual la azúcar disuelta en la meladura se deposita en forma de cristales de sacarosa. Los tachos trabajan con vacío para efectuar la evaporación a baja temperatura y evitar así la caramelización del azúcar.

   6. Separación

   En los tachos se obtiene una masa, denominada masa cocida, que es mezcla de cristales de azúcar y miel. La separación se hace por centrifugación en las maquinas destinadas a esa labor. De las centrifugas sale azúcar cruda y miel. La miel se retorna a los tachos para dos etapas adicionales de cristalización que termina con los conocimientos, o melaza. El azúcar de tercera se utiliza como pie para la cristalización del segundo conocimiento y el azúcar de segunda para el conocimiento de primera.

   7. Refinación

   El azúcar de primera es refundida o redisuelta con agua; luego es aireado en un recipiente a presión y pasa a las clarificadoras donde las impurezas flotan y el licor clarificado es extraído por la parte inferior.

   El licor clarificado es pasado por los filtros de lecho profundo donde se eliminan el resto de las impurezas, y de allí el filtrado es entregado a los tachos de refino. Igual que en los tachos de crudo en estos tachos se elimina agua y se obtiene azúcar refinada cristalizada. La miel es retornada al conocimiento de crudo para mezclarse con la meladura y la azúcar húmeda de las centrifugas pasa a los secadores y de allí al envase.

2. EL PROCESO DE OBTENCIÓN DEL AZÚCAR

   En esta sección se dará una descripción general del proceso de fabricación del azúcar blanca observado e investigado en las visitas realizadas al ingenio azucarero Tres Valles, Francisco Morazán. Se anexó la figura 2 la cual se muestra el plano del proceso llevado a cabo en las plantas azucareras existentes en el país, específicamente en el Ingenio Tres Valles, incluye los procedimientos de uso general.

   La fabricación se divide en dos departamentos: Maquinaria y Fabricación.

   1. Edificio De Maquinaria

   2. Este edificio o departamento incluye lo que es recepción de caña, extracción de jugo, generación de energía (calderas y planta eléctrica).

      1. RECEPCION, DESCARGA Y ALIMENTACIÓN DE LA CAÑA

      2. Esta área del departamento de maquinaria recibe el nombre de Batey (ver fig. 3 en anexos), las cañas a moler en el ingenio son transportadas por diversos medios (remolques, camiones, vagones de ferrocarril, etc), las cuales son pesadas en básculas anexas a las fábricas, posteriormente las cañas se descargan a través de diferentes medios: Grúa Cañera, Grúa Puente, Volteadores Laterales (ver fig. 4 de anexos) o directamente a los conductores de caña.

         La Caña es almacenada en el patio de caña. Del patio de caña se lleva hasta las mesas alimentadoras de caña (ver fig. 5 en anexos), las que son colocadas lateralmente, es decir, son conductores anchos y relativamente cortos, movidos por motorreductores independientes de velocidad variable, están construidos en diversos ángulos desde 25 a 45 grados.

         Sobre estas mesas se hace un lavado a la caña con el fin de eliminar la arena y tierra proveniente del campo (ver en anexos la fig. 6). De las mesas alimentadoras la caña pasa al conductor principal de caña, el cual es largo y lleva la caña a la fábrica, el ancho del conductor es siempre igual al largo de las mazas de los molinos, el conductor consta de dos partes: una horizontal y una inclinada (15 a 22 grados), es movido por un motorreductor de velocidad variable.

         Sobre el conductor de caña y a continuación de las mesas alimentadoras de caña muchos ingenios montan los niveladores de caña cuya función consiste en distribuir y en cierto modo nivelar la caña en el conductor.

         El nivelador consiste de un eje colocado transversalmente al conductor, en el cual van brazos curvos los que giran en sentido inverso al conductor. La uniformidad del colchón en el conductor permite variaciones mínimas de velocidad para la alimentación de caña a molinos.

      3. CUCHILLAS PICADORAS DE CAÑA
3. DESCRIPCIÓN DE DIAGRAMA DE FLUJO DE UN INGENIO AZUCARERO

Están colocadas sobre el conductor de caña y después del nivelador (ver fig. 7 de anexos), estas ejecutan dos funciones importantes en la fábrica:

1. Favorecen la capacidad de los molinos transformando la caña en una masa homogénea y compacta. Esto quiere decir que la densidad de la caña al pasar por las cuchillas aumenta desde un 75 a un 100% según la instalación particular a su ajuste.
2. Mejorar la extracción de jugo en los molinos, pues ésta va desintegrada o sea con su corteza rota.

El ajuste de las mismas es la distancia de separación que hay entre la punta de la cuchilla y la tablilla del conductor de caña, es también usado para la mejor preparación de las llamadas desmenuzadoras y desfibradoras, las primeras aseguran la alimentación de caña a los molinos y las desfibradoras mejoran la extracción convirtiendo la caña en pequeños pedazos. Las desmenuzadoras y desfibradoras son poco usadas en nuestro país pues normalmente los ingenios cuentan con uno o dos juegos de cuchillas picadoras con las que se obtienen una aceptable preparación de la caña a ser molida, con lo que el trabajo y utilidad de las mismas se ve reducido.

1. MOLINOS Y CONDUCTORES INTERMEDIOS

La caña, una vez preparada según los pasos anteriores, cae al primer molino (ver fig. 8 de anexos), de éste a través de un conductor intermedio pasa a un segundo molino y así sucesivamente atraviesa hasta el último molino según el tamaño de la batería (4 a 7 molinos los más usados).

El molino consta normalmente de 3 cilindros (2 inferiores y 1 superior entre y arriba de los dos primeros (ver anexos fig. 9)), su misión es la extracción del jugo de la caña, en un principio estos cilindros eran lisos pero posteriormente y hasta la fecha se datan de ranuras (o rayados), pues esto ayuda a la extracción y al agarre del bagazo, al pasar entre los cilindros (mazas) las ranuras varían en su paso y su altura pero en la actualidad se están optando por generalizar a los tamaños mayores usados (2" o 3") de paso.

Inicialmente los cilindros o mazas de un molino eran fijos unos respecto a otros, éstos presentan serios problemas pues al pasar cuerpos extraños (piedras, pedazos de acero, etc.) su soporte, llamada virgen, cedía y ocasionaba grandes problemas además la presión que se ejercía sobre el bagazo quedaba determinada por la altura del colchón de caña a la entrada del molino. Para solucionar esto se comenzó la búsqueda de presiones elásticas, lo que condujo a la colocación de resortes de alto calibre sobre la maza superior, la cual podía levantarse o bajar (flotación), como medio para presionar sobre los apoyos del cilindro superior y es lo utilizado hasta la fecha.

El jugo (anexos fig. 21) al ser extraído entre los cilindros debe escurrir rápidamente desde la zona donde el bagazo sufre la presión máxima para ello la maza inferior cañera se dota de las llamadas ranuras messchaerts.

También sobre los cilindros se hacen los llamados chevrones los cuales facilitan la toma del bagazo y son muecas tallados en los dientes del cilindro. Estos tienen la tendencia a desaparecer pues en la actualidad se han desarrollados electrodos especiales usados ya en nuestro país cuyos resultados en el sentido de la eliminación de chevrones ha cobrado excelentes resultados.

Tienen ventaja o consecuencia de ayudar a mantener el diámetro del cilindro, alargando así la vida del cilindro, mejorando la extracción y disminuyendo el deslizamiento entre cilindro y bagazo.

LOS CONDUCTORES INTERMEDIOS

Son los encargados de llevar el bagazo (anexos fig. 18) de un molino a otro, existen varios tipos: los de cadena de arrastre o de rastrillo, los de tablilla persiana, de banda, etc.

Estos están provistos de clutch (o debería de estarlo) los cuales detienen el conductor intermedio (que también son movidos por el mismo molino) cuando cuerpos extraños como metal o piedras pasan a través del mismo o cuando se produce atoramiento o atascamiento (tacos), en los molinos, por tal su funcionamiento debe estar en la mejor forma. Las piedras y los metales causan daño en los cilindros sobre todo en la destrucción de los dientes lo que ocasiona problemas en la extracción y elevadísimos costos de reparación.

Para el mejoramiento de la extracción de jugo del bagazo se adopta (generalmente antes del último molino) la adición de agua al bagazo, en los molinos anteriores se echa jugo diluido del molino al cual precede y a esto se le llama imbibición (simple o compuesta). La imbibición suele causar problemas pues para el molino se hace más difícil tomar el bagazo imbíbido que seco. Esto ocasiona atascamientos y es cuando los operadores tienden a disminuir la cantidad de imbibición, pero esto es muy delicado pues también pueden ocurrir muchas pérdidas en el bagazo lo que ocasiona resultados negativos desde el punto de vista financiero.

El bagazo que sale del último molino en el ingenio azucarero es el principal combustible para la generación de vapor en las calderas, éste es llevado desde los molinos hasta la caldera a través de los conductores de tablilla y posteriormente se distribuyen los hornos de las calderas, en caso de haber un excedente éste se almacena y es utilizado cuando hay una interrupción en la molienda.

La fibra de la caña es suficiente para poderse utilizar como combustible y generar vapor en las calderas, éste es utilizado para el movimiento de maquinaria de la fábrica (turbinas de: cuchillas, molinos, generadores, bombas) y diversas operaciones en el proceso del jugo de la caña de azúcar como producto final.

En las calderas se encuentra en corazón de un ingenio, por ello el funcionamiento de las calderas debe ser óptimo eficiente.

1. Edificio De Fabricación

En esta sección se explica o da una idea de las diversas operaciones unitarias a que se somete el jugo extraído de los molinos. El jugo primeramente se somete a uno o preferiblemente a dos tamizados (uno grueso y otro fino) y así elimina la mayor cantidad de sólido en suspensión; posteriormente el jugo es enviado por una bomba a la báscula de jugo para su pesado lo que sirve para contabilizar ciertos controles llevados por el laboratorio.

El jugo extraído de los molinos, es ácido, turbio y de color verde oscuro, para la purificación del jugo se han ensayado muchos productos, que es el usado casi en todo el mundo y a su tratamiento se le llama "Defecación", el ácido sulfúrico (sulfitación), el ácido fosfórico (fosfatación), el ácido carbónico (carbonatación).

DEFECACIÓN:

Para CHEN C.P. James. (1991) la purificación de jugo con cal es el método más antiguo que hay y es en muchos sentidos el más efectivo, consistente en añadir cal suficiente para neutralizar los ácidos orgánicos que contiene el jugo.

La cal se prepara en un tanque con agua, esta lechada de cal es la que se agrega al jugo, lo que hace una difusión más rápida que si se echara directamente al jugo. La adición de una cantidad correcta de cal es la base ara una buena clarificación posterior del jugo.

SULFITACIÓN:

Según CHEN C.P. James. (1991) las sulfitación es un procedimiento auxiliar de la defecación más común, no todas las fábricas de azúcar lo tienen, el procedimiento consiste en la preparación de ácido sulfuroso (SO2) a partir del azufre, el que tiene los siguientes efectos sobre el jugo:

1. Eliminar las materias colorantes
2. Transformar en compuestos ferrosos incoloros las sales férricas que pueden transformarse por el contacto de los jugos con los tanques, tuberías y molinos, (estos compuestos ferrosos afectan el color del azúcar)

El azufre es quemado en hornos especiales (rotativos) desde donde sube el gas por la columna de sulfitación a través de un sublimador y de una chimenea de doble pared con circulación de agua. La sulfitación se puede hacer antes de la alcalinización, se acostumbra hacerla antes, lo importante es llevar al PH final antes de decantar.

La sulfitación tiene como ventaja principal la ayuda notable al color del azúcar.

1. CALENTADORES DE JUGO (GUARAPO)

2. El procedimiento clásico de la defecación simple consiste en aplicar la cal (por cualquier método) al jugo frío y calentar el guarapo alcalinizado hasta la temperatura final (Ebullición o u poco más). Para ello se utilizan los calentadores (ver anexos fig. 11) que no son más que intercambiadores de calor entre el jugo y el vapor de escape (o de los evaporadores) el calentador es de varios pasos con ello se aprovecha en mejor forma el vapor que circula por fuerza de los tubos que conducen el jugo, también consta de bafles que guían en una forma la trayectoria del vapor.

   Los tubos están agrupados en forma tal que la velocidad del jugo es de 2 a 4 metros por segundo, si la velocidad es baja el calentador tiende a incrustarse rápidamente y por ende habrá una disminución en la transferencia de calor.

   La tubería de éstos es normalmente de cobre por su alto coeficiente de transferencia de calor, pero deben ser limpiados periódicamente a través de cualquier medio (químico, mecánico o manual) para restablecer su eficiencia.

   Se llama así a la separación del jugo precipitado del jugo claro. Esto se hace después de haber sido tratado el jugo (Defecación simple, Sulfitación, etc.) para la clarificación se han desarrollado muchos dispositivos que en general caen en dos categorías: Los aparatos que operan de manera intermitente y los que lo hacen de manera continua.

   El Clarificador (ver anexos fig. 12) consiste de un tanque al que se hace llevar de una manera regular y continua al jugo por decantación y que es lo suficientemente grande para que la velocidad de escurrimiento y de circulación sea tan baja que no impida la realización de la decantación, el jugo claro que se obtiene sale por la parte superior del clarificador, así mismo el sedimento lodo o cachaza lo hace por la parte inferior o a través de bombas especiales.

   Al inicio de la operación el clarificador es llenado hasta desbordar por la tuberías de evacuación del jugo claro, el clarificador está dividido en varios compartimientos (niveles) con desniveles hacia el eje central del mismo, éste gira lentamente (12 RPH) y por medio de rastrillos colocados en los brazos del eje central se empuja la cachaza hacia el centro donde cae por medio de un orificio anular al fondo del clarificador de donde es evaluado para posterior filtración.

   Mientras el jugo claro va hacia los evaporadores la cachaza suele filtrarse a fin de separar del jugo el precipitado que contiene junto con las sales insolubles y el bagazo fino (bagacillo) que arrastra. La filtración de jugo se hace a través de filtros de prensa, mecánicos y filtros rotativos continuos al vacío (más usado en la actualidad) el cual puede decirse es casi automático en su operación.

   Consiste de un tambor rotativo de láminas perforadas de cobre, el cual se zambulle en un baño que tiene cachaza, sobre la periferia (que sirve de zona filtrante) se produce un bajo vacío, después un alto vacío (después que deja el baño) y luego se remoja la torta con agua caliente hasta que se separa la torta del tambor antes de comenzar un nuevo baño.

   El jugo filtrado pasa generalmente de nuevo al clarificador o es bombeado hasta los tanques de jugo alcalizado debido a su turbiedad.

3. CLARIFICACIÓN
4. EVAPORACIÓN

El jugo clarificado pasa a la evaporización. El jugo claro no es más que azúcar disuelta en agua y con cierta cantidad de impurezas el objetivo de evaporización es eliminar el agua.

La evaporización de esta agua se hace en dos etapas:

2. La evaporización propiamente dicha donde se evapora aproximadamente las dos terceras partes de agua, obteniéndose un líquido que se conoce como meladura y,
3. El cocimiento del que hablaremos enseguida.

La evaporización se lleva a cabo a través de evaporización múltiple efecto al vacío, que consiste en una sucesión (generalmente 4) de celdas de ebullición al vacío llamados "cuerpos". Están dispuestos en series de manera que el vapor que entra al primer cuerpo hace evaporar el agua del jugo que pasa a través de la tubería, este vapor producido del jugo en el primer cuerpo servirá para evaporar el segundo cuerpo, pero como va a menor temperatura deberá estar al vacío dicho cuerpo; de esta manera se continúa la evaporización, aumentando en cada paso del vacío pues la temperatura de los gases va disminuyendo (ver anexos figura 13)

Del primer cuerpo también es posible la utilización de ese vapor en los calentadores, todo depende del tamaño y eficiencia del primer cuerpo. Hay una importancia en el múltiple efecto y es el hecho de trabajar con temperatura menos peligrosa pues la alta temperatura produce pérdidas por inversión (pérdidas de sacarosa) y coloración del jugo que permanece hasta lo cristales de azúcar.

1. COCIMIENTOS

2. La meladura (anexos fig . 19) obtenida en la evaporización pasa enseguida a la última etapa de extracción de agua o concentración máxima, a medida que el jugo se concentra su viscosidad aumenta rápidamente y luego comienzan a aparecer cristales, modificados de esta manera la naturaleza del material.

   Esta pérdida de fluidez del material lleva a un manejo diferente del mismo, ya no es posible circularlo en tubos angostos de un cuerpo a otro, por tal la evaporización se llevará a cabo en un solo efecto, el equipo es similar al de los evaporadores adaptados para manejar el producto viscoso que debe concentrar, estos aparatos reciben el nombre de tachos (ver anexos fig. 14) y de esta operación depende la calidad del azúcar final.

   El tacho trabaja con vapor de baja presión, normalmente con el vapor que produce el primer evaporador, también es de mucha importancia el trabajar con temperaturas bajas tal como se explicó anteriormente.

   En los ingenios azucareros se llama a esta operación de mezclar la masa cocida por ciertos tiempos después de caer del tacho, con esto se completa la formación de cristales y se evita también la tendencia fuerte que tiene la masa cocida a cristalizarse.

   La masa cocida deja el tacho a una temperatura un tanto alta, ésta deberá enfriarse para realizar posteriormente una buena centrifugación o purgado.

   Las masas cocidas pueden salir con purezas altas o bajas y de acuerdo a esta se trata de mantener cierta temperatura.

   Para ello los cristalizadores (ver anexos fig. 15) se diseñan de tal manera que el eje y las aspas del mismo sirvan de superficie de intercambio de calor, así no tendrá que echarse agua a la masa del cristalizador.

3. CRISTALIZACIÓN

   Esta operación consiste en separar los cristales en la masa para obtener el azúcar en forma comercial, también se conoce con el nombre de "purgado" o centrifugado.

   Consiste en una canasta cilíndrica (ver anexos fig. 16) diseñada para recibir la masa cocida por tratar y colocada en eje vertical en cuyo extremo superior se encuentra el motor. La canasta tiene en su perímetro dos a tres mallas con orificios perforados que permite el paso de la misma. Esta operación varía su tiempo (2 a 4 minutos) el azúcar atrapada en las mallas se lava con vapor y agua caliente creando así el cristal o cristales de azúcar limpios.

   Las centrífugas son en la actualidad completamente automáticas y dependiendo de la masa por purgar se ajustan los tiempo de cada paso de la máquina. La miel resultante del centrifugado (Tipo B o C) se conoce como melaza la cual pasa a ser enfriada y secada.

   Después que el azúcar sale de la centrífuga pasa a ser enfriada y secada; esto es necesario pues sirve para una buena conservación del azúcar en el almacén, así si se envasa arriba de 38º C ésta se endurecerá.

   Esta operación se lleva a cabo en secadoras de azúcar.

4. CENTRIFUGACIÓN
5. SECADO Y EMPAQUE

Esta operación se lleva a cabo en secadoras de azúcar .Éstas consisten en un tambor rotativo a través del cual se circula aire caliente para deshumedecerla, posteriormente se circula aire con un abanico auxiliar con el fin de mantener la temperatura adecuada para su inmediato envase.

En nuestro país el azúcar no se almacena a granel si no que en sacos, para ello se dan las siguientes precauciones:

• Los sacos colocados en la parte inferior deben colocarse sobre papel bituminado para protegerlo de los de los demás.
• Las estibas deben de cubrirse también con papel bituminado a los lados y en la parte superior.
• En las zonas calientes suele pintarse el almacén de azúcar con aluminio con el fin de protección por la radiación.

ANÁLISIS DE LA MAQUINARIA UTILIZADA

Proceso: Descarga y Alimentación

Proceso: Picado o Pre-Molino

Proceso: Molinos