procesos en la industria del azucar.ppt

7/24/2019 PROCESOS EN LA INDUSTRIA DEL AZUCAR.ppt

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Objetivo: El alumno ser capaz de identificar la qumica de la sde la industria del azcar y sus derivados


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CAA !E A"#CA$: %Ca&a de azcar, Ca&a dulce,Ca&aduz, Ca&amiel'(ombre cientfico o latino: Saccharum officinarum)amilia: Gramneas (Poaceae'*Ori+en: sureste asitico*

a ca&a de azcar en sus tallos almacena ener+aen forma de sacarosa disuelta en la savia*-e e.trae el azcar al evaporar el a+ua de lasavia*El ju+o de su tronco almacena la sacarosa, unavez cosec/ada la ca&a, se convierte en melaza de

donde se obtiene el apro.imadamente entre 01 al231*4iene un tallo macizo de 5 a 3 metros de alturacon 3 6 7 cm de dimetro*

PRODUCCIN DE AZCAR(1)


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C#489O !E A CAA !E A"CA$uz: Es una planta que asimila muy bien la radiaci6nsolar, teniendo una eficiencia cercana a 51 deconversi6n de la ener+a incidente en biomasa*

4emperaturas: a ca&a se cultiva en climas tropicaleso subtropicales del mundo*

a ca&a de azcar no soporta temperaturas inferiores a;


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a poca de siembra es durante los meses deOctubre a Barzo, cuando las temperaturas seacercan ms al 6ptimo de @? a @0C y /aysuficiente a+ua en los rosque bajan de la sierra*Abonado: $equiere de nitr6+eno, potasio yelementos menores para su fertilizaci6n* Enzonas salinas se adiciona azufre para controlarel sodio*



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En el >er, se cosec/a en promedio 52 mesesdespus de la siembra, el perodo ve+etativopuede lle+ar /asta 0 a&os*El momento 6ptimo para iniciar la cosec/a,depende del rol de molienda, maduraci6n de laca&a, /umedad del suelo y observaci6n del

campo*>ara ello se procede a someter al cultivo asupresi6n de los rie+os unos meses antes delcorte, con el objetivo de reducir elcrecimiento y pasar al perodo de madurez para

favorecer una m.ima acumulaci6n de sacarosa*



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a quema de la ca&a se efecta con el objeto de

eliminar la mayor cantidad posible de /ojas secas, deesta manera se reducen costos de corte, car+uo ytransporte, adems del control de insectosperforadores del tallo y proliferaci6n de roedores*Cuando la quema es adecuada, se reduce la densidaddel cultivo facilitando el corte y car+uo, se mejora

la eficiencia en el transporte, lavado y molienda, seaumenta la recuperaci6n de sacarosa y se mejora lacalidad del ba+azo destinado a la preparaci6n de lapulpa, para la fabricaci6n de papel*El corte de los tallos, ya sea en forma manual omecanizada, debe ser a ras del suelo, debido a que laparte basal tiene mayor contenido de sacarosa, seevitan pudriciones debido a la entrada de pat6+enos yes preferible que los tallos de la raz%soca'si+uiente se ori+inen en yemas subterrneas*



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Bolienda de ca&a:

Bolino%4rapic/e'a ca&a in+resa altrapic/e %mquina formadapor una sucesi6n demolinos' donde se comprimesucesivamente, obteniendoal finalizar el proceso latotalidad del ju+o de lamisma y un @51 de ba+azo%fibra de la ca&a' que seutiliza como combustibleve+etal para las calderasde la fbrica*Este zumo contieneimpurezas que deben ser

separadas, para lo cual selo someter a diferentesprocesos que van afacilitar su depuraci6n*



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Clarificaci6n:

El zumo se somete al proceso declarificaci6n y lue+o pasa a lostanques decantadores donde seprocede a la separaci6n de lasimpurezas propiamente dic/as*Al ju+o resultante de estosprocesos y que pasar a otraetapa de la elaboraci6n se lollama ju+o limpio o clarificado*as impurezas o residuosresultantes de la decantaci6nforman la Cac/aza que se utilizacomo abono para los ca&averales,

aprovec/ando los nutrientes quecontiene la misma*



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-ulfataci6n: En el ju+o e.isten dos compuestos que

son no azcares y que reaccionan con otros formandosustancias colorantes*Entre los compuestos ms notables se encuentran los>oli fenoles y los Amino compuestos*a presencia de sustancias colorantes en el azcares indeseable*

a producci6n de azcar con coloraciones fuera delos lmites establecidos puede ocasionar +randesprdidas econ6micas para la empresa*>ara mantener los ndices de coloraci6n en valoresaceptables se utiliza el proceso de -ulfataci6n,que consiste en mezclar el ju+o con bi6.ido de

azufre*Este proceso consi+ue inactivar o al menosminimizar la acci6n de los >oli fenoles y los Aminocompuestos*

Sulfataci ! Alcali"aci(1)


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4orre de -ulfataci6n:

-u funci6n es mezclar el ju+o mi.to proveniente delos molinos con el di6.ido de azufre %-5O'*En la torre el ju+o cae por +ravedad en tanto quevapores de azufre recorren la torre en sentidoinverso*El flujo de azufre se controla por medio de la

medici6n de la acidez %>D' de la mezcla resultante*Alcalizaci6n: >osterior al proceso de sulfataci6nse a+re+a lec/ada de cal al ju+o*Este proceso recibe el nombre de alcalizaci6n*-e realiza para que el calcio reaccione con los)osfatos libres y forme fosfatos triclcicos*

Estos contribuyen en la reacci6n de la acril= Amidacon la materia or+nica en el proceso declarificado*

Sulfataci ! Alcali"aci(2)


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Esta operaci6n tiene por objeto calentar elju+o desde la temperatura a la que sale deltanque de alcalizaci6n /asta la temperatura deebullici6n normal a la presi6n atmosfrica dellu+ar*El calentamiento tiene por funci6n fundamentalacelerar la velocidad de la reacci6n de losfosfatos triclcicos*Calentadores: Consisten en intercambiadores decalor /orizontales de dos pasos*El intercambio de calor de se da a partir devapor de escape proveniente de las turbinascon una presi6n de apro.imadamente 5; psi*

Cal#ta$i#t%


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Cocimiento y -eparaci6n:

>ara quitarle el a+ua, el ju+ose evapora y lue+o se cocina entanques que trabajan al vaco,calefaccionados con vaporve+etal proveniente de laevaporaci6n*

a masa obtenida est formadapor cristales de azcar y mielque se separarn al pasarlos porla mquina centrfu+a*El azcar pasar al proceso derefinado, mientras que la miel,

de menor contenido de azcar,ser utilizada para produciralco/ol*

PRODUCCIN DE AZCAR(&)


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$efinado y -ecado:

>ara iniciar este proceso, elazcar se diluye con a+ua paraconvertirse en jarabe que lue+o sefiltra y enva a tac/os decocimientos de refinado*All se produce la masa cocidarefinada, y de nuevo la mezcla decristales de azcar y miel que sesepararn por centrifu+aci6n ydarn como resultado el azcar/meda de alta calidad*El azcar contiene un +ranporcentaje de Dumedad que seelimina por la acci6n de lossecadores rotativos*

>osteriormente, el azcar pasar atravs de zarandas que clasificanel tama&o del cristal de azcar yde all a los silos de envase*

PRODUCCIN DE AZCAR(')


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Envasado: os silos de envase, con

capacidad de 3;; 4n, distribuyenel Azcar para envasar en las7distintas presentaciones quetiene la empresa: Fi+=Fa+ de 3;; y 2;;; G+, enenvases de >olipropileno*

Folsas de papel o de>olipropileno %para E.portaci6n'de 3; G+* Folsas de >apel de 53 G+* Folsa de >olietileno de 2 G+*

Folsas de >apel de 2 G+* 4etra $e. de 2 G+ Cajas de 0;; -obrecitos* %3 G+'*

PRODUCCIN DE AZCAR()


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A partir de la remolac/aazucarera*El azcar est presentesobre todo en la raz dela remolac/a azucarera*

!urante la cosec/a, lasremolac/as se cortan enmodo de descartar las/ojas y se separan lasraces para el proceso dee.tracci6n*

PRODUCCIN DE AZUCAR(1)


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as remolac/as son sometidas a un procesode lavado con a+ua, de modo que la tierra,piedras, /ojas y cualquier residuo oelemento e.tra&o sean eliminados*>osteriormente la remolac/a azucarera yalavada es cortada en unas rebanadasdel+adas denominadas HcosetasI*as dimensiones son de 5 o @ milmetros deanc/o para obtener los mejores resultadosen la si+uiente fase*



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a difusi6n consiste en la e.tracci6n delazcar en a+ua caliente %a J;C o 0;C'*Esta fase del proceso puede ser realizadadejando las cosetas inmersas en el a+ua o enmodo continuo, en contra corriente*

El a+ua caliente aumenta la solubilidad delazcar, pero no debe estar demasiado calienteporque podra provocar la contracci6n de lasuperficie de la coseta, a causa de lacoa+ulaci6n de las protenas impidiendo que elazcar se disuelva en el a+ua*



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>urificaci6n del e.tracto#na vez obtenido el ju+o, que contiene muc/as otrassustancias adems del azcar*>rimero se separan mecnicamente las partculas defibras y clulas ve+etales*a purificaci6n qumica del ju+o tiene lu+ar porprecipitaci6n de una parte de las sustancias no

+luc6sidas disueltas y dispersas, con separaci6nsubsi+uiente del precipitado*En la industria del azcar de remolac/a /a demostrado sueficacia la carbonataci6n clcica en varias fases, unprocedimiento de purificaci6n del ju+o en el que sea&ade al mismo tiempo cal y di6.ido de carbono*)loculantes sintticos, especialmente polielectrolitos,

mejoran la a+lomeraci6n de las partculas y acortan eltiempo de sedimentaci6n en el decantador, pasando de los?; y 7; minutos normales a entre 23 y 5; minutos *



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Otra propiedad de la cal es la de alcalinizar elju+o, que de modo contrario, siendo acido podrafavorecer la inversi6n de la sacarosa en +lucosa yfructosa*>rimero se a+re+a la cal +radualmente al ;,@1, y se/acen precipitar las sustancias en suspensi6n%defecaci6n'*En un se+undo momento se a+re+a ms cal y continuael precipitado de otras sustancias*)inalmente se a+re+a CO5 que reacciona con la calque qued6 en el ju+o formando CaCO@*



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>osteriormente se procede a /acer decantar el ju+o,y lue+o se pasa al filtrado %El filtrado sereinte+ra al proceso, mientras el lodo de filtro seevacua' y posterior concentraci6n en la estaci6n deevaporaci6n*En la estaci6n de evaporaci6n se encuentran variosevaporadores en contra corriente en los cuales seprocede a concentrar el ju+o que inicialmente seencuentra a una concentraci6n del 2;1 a unaconcentraci6n final del 731 y no superior, ya quese debe evitar la cristalizaci6n de la sacarosa en

el evaporador*



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Cocci6n y cristalizaci6n del azcar

#na vez concluida la concentraci6n, se pasa a la cocci6n, es decir a laconcentraci6n e.trema del ju+o*En la estaci6n de cocci6n, sometido a un vaco de apro.imadamente el 0; 1*a escasa presi6n en la que se opera el /ervor puede ser obtenido atemperatura reducida, con lo que se impide una coloraci6n porcaramelizaci6n*#na vez alcanzada una determinada relaci6n entre el azcar y el a+ua%+rado de sobresaturaci6n', se forman cristales*a masa viscosa que se forma al final de la cocci6n es la masa de rellenoque es enviada a los cristalizadores, en donde el enfriamiento constantefavorece la creaci6n de ms cristales de sacarosa*a centrifu+aci6n*a parte liquida que se separa contiene aun azcar disuelto, por lo tantoes enviado a una nueva cocci6n*Este proceso puede ser necesario ms de una vez, /asta una terceracocci6n*!espus de la centrifu+aci6n se obtiene un lquido denso, un jarabe

llamado melaza*a melaza contiene azcar y otras sustancias que envuelven la sacarosa,confirindole un sabor amar+o que contrasta con el sabor dulce del azcar*



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$efinaci6n

El azcar obtenido se vuelve a disolver en a+ua caliente%a alrededor de 0;oC' y a un pD de J,3*ue+o la soluci6n obtenida se concentra al vaco*>osteriormente se adiciona carb6n activado %al ;,21', semezcla y despus se filtra*

El producto es una soluci6n clara y densa, la cual serenviada a cocci6n, cristalizaci6n y centrifu+aci6n*)inalmente los cristales de azcar son molidos y lue+oalmacenados* El azcar se vende en polvo o en terrones*>ara ello, los cristales procedentes de la refinera sesometen a diferentes tratamientos*

)inamente molidos, se obtienen diferentes tipos de azcaren polvo* >ara obtener los terrones de azcar, se tomanlos cristales an /medos y se prensan en peque&osmoldes*

PRODUCCIN DE AZUCAR(1&)


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Almacenamiento>uede almacenarse a +ranel, empacado%bolsas de 2 K+' o ensacado%en sacos de3; 6 2;; K+'*!ecisiva para un almacenamiento correctoes una /umedad relativa del aire deapro.imadamente el 7; 1 en la bode+as*

PRODUCCIN DE AZUCAR(1')


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a sacarosa comnmente llamada azcar, su elaboraci6n es apartir de ca&a de azcar o de remolac/a azucarera*!isacrido natural formado por el enlace +lucosa fructuosa*

*U+,ICA DE -A SACAROSA


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os sacridos, tambin llamados carbo/idratos,+lcidos o ms comnmente LazucaresM soncompuestos or+nicos que abundan en lanaturaleza*#na primera clasificaci6n +eneral puede ser ladistinci6n entre monosacridos y polisacridos*

os polisacridos, como lo indica la palabramisma, se obtienen mediante la condensaci6n devarios monosacridos* %con eliminaci6n demolculas de a+ua'*En realidad e.iste una distinci6n ms detalladaque sera: monosacridos, disacridos %dos

monosacridos', oli+osacridos %de dos a diezmonosacridos condensados', polisacridos %msde diez monosacridos'

PROPIEDADES *UI,ICO./ISICAS(1)


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!esde el punto de vista qumico, los sacridospresentan molculas bastante complejas, con+rupos funcionales /idro.ilos %=OD' ycarbonilos %alde/dos, cetonas'*El azcar e.trado de la ca&a de azcar o de laremolac/a es la sacarosa, que es un disacrido

con formula molecular C25D55O22*-us propiedades son:Alta solubilidad en a+ua %a 5;C se solubilizan5;@*N+ de azcar en 2;;+ de a+ua, aumentando a?J0*5 +ramos cada 2;; +ramos de a+ua a 2;; C'-e obtiene mediante la condensaci6n de dosmonosacridos, la +lucosa e la fructosa,liberando una molcula de a+ua*

PROPIEDADES *UI,ICO./ISICAS(2)


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