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EVALUACION DE UN MOLINO DE CAÑA PARA PANELA
CLARA ISABEL ASTUOILLO VASOUEZ
HAURICIO CASTRILLON JARAMILLO
urirdl¡d Arthlr fi oda*sEcclofi BlBlJoT[cl
cA 02L477
i8i ,,"",.rr+.%A &- ililIülütütütüililIülulüllilt,B
=-t-CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
DIVISION DE INGENIERIAS
PROGRAMA DE INGENIERIA MECANICA
SANTIAGO DE CALI
L.996
EVALUACION DE UN MOLINO DE CAÑA PARA PANELA
CLARA ISABEL ASTUDILLO VASOUEZ
MAURICIO CASTRILLON JARAI,IILLO
Trabajo de grado presentado como requisito paraoptar aI tftulo de Ingeniero Mecánico.
DIRECTORJAIME SANCHEZ RODRIGUEZ
Ingeniero Hecánico
CORPORACION UNIVERSITARIA AUTONOMA DE OCCIDENTE
DIVISION DE INGENIERIAS
PROGRAMA DE INGENIERIA MECANICA
SANTIAGO DE CALI
1.996
-T6?J"BJ5F l52eC.!
Cali, l*4ayo de L.996ii
Nota de aceptación
Aprobado por eI comité de grado en
cumplimiento de los requisitosexigidos por la CorporaciónUniversitaria Autónoma deOccidente para optar al tftulode Ingeniero Mecánico.
Jurado
Jurado
Santiago de
\o$-6
o\¡\¿
ñ
=(\
00 AGRADECII{IENTOS
ñ'\:
-= Agradecemos a todas aquellas personas que colaboraron conl'4,{ Ia realización de este proyect.o y muy especialmente aI\lv-r\ Ingeniero Jaime Sánchez quien en todo momento estuvo aI
i frente del desarrollo del proyecto.5óa{¿
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DEDTCATORTA
Este logro alcanzado Io quiero dedicar a mis padres por
su constante apoyo y compañfa durante toda mi carrera.
CLARA ISABEL.
Este logro alcanzado Io quiero dedicar a mis padres
esposa por su consLante apoyo y compañfa durante todacarrera,
MAURICIO.
Y
mi
IV
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCION
1. LA INDUSTRIA PANELERA
1 .1 . RESEÑA HISTORICA
7.2. EL PRODUCTO: LA PANELA
1 .2.L . Composición
1.2.2. Calidad y usos de la panela
1 .3. LA PANELA EN COLOMBIA
T.4. LA PANELA EN EL VALLE DEL CAUCA
2. EL PROCESO DE ELABORACION DE LA PANELA
2.T. DESCRIPCION DE LA ELABORACION DE LA PANELA
2.2. LA CAÑA DE AZUCAR: MATERIA'PRIMA EN LA
ELABORACION DE LA PANELA.
2-2.L. Factores que afectab eI desarrollo de Ia
caña
2 .2 .1 .1 . Lumi nosidad
'2.2 .t .2 . Temperatura
Pági na
1
4
4
I
8
I
L2
31
4t
4t
46
47
47
48
2 .2 .t .3 . Precipitación de I luvias 48
2.2.L .4 . Vientos 48
2 .2 .1 .5 . Altitud 48
2.2.L .6. Suelos 48
2.2 .t -7 . Var iedades 49
2.2.2, Composición de Ia caña 51
2.2.3. Corte de Ia caña 52
2.3 . EXTRACCION 54
2.3 .L. Jugo si n clar if icar 56
2 .3 .2. Bagazo 57
2.4. PRELIMPIEZA DE LOS JUGOS DE LA CAÑA DE AZUCAR 59
2.5. CLARIFICACION, EVAPORACION Y CONCENTRACION DE
LOS JUGOS DE CAÑA
2.6, PUNTEO Y BATIDO EN LA ELABORACION DE
2.7. MOLDEO Y FORHAS DE PRESENTACION DE LA
2.8. EMPAOUE Y ALMACENAMIENTO DE LA PANELA
3, EL PROCESO DE MOLIENDA
3.1 . GENERALIDADES
3.1 .1 . Defi nición
3.2. CONSTRUCCION DE LOS MOLINOS
3.2 -t . Cureñas ó VÍrgenes
3.2.2. Angulo de aberLura del molino
3 .2 .3. Ci I i ndros
3,2.4. Cojinetes
3.2.4.1 . Cojinetes antif riccionantes
6T
PANELA 65
PANELA 67
67
68
68
LO2
79
79
a2
a4
85
a7
VI
3.2 ,4 .2 Cilindros de rodamientos
3.2.5. Guarda jugos
3 -2 ,6. Raspadores
3 .2 .7 . DimensÍones ordi nar ias
3.3. RANURADO DE LOS CILINDROS
3.3 .1 . Objeto
3.3 .2. Tipos de ranurado
3.3 -2.1 . Ranuras circulares3 .3 .2 .2 . Mosschaerts
3.3.2.3. Chevrones
3.3.3. DesgasLe de Ios cilindros3.3.4. Renovación de cilindros3.4. CAPACIDAD DE LOS MOLINOS
3.4.2. Factores que determinan Ia capacidad
3.4.3. Fórmulas de capacidad propuestas
3.4.4. Fórmula de la capacidad
3.4.5. Inf luencia de la preparacion de la caña
3,4,6. Influencia del largo de la bateria3.4 .7 - FórmuIa completa
3.4.8. La carga Fibrosa
3.5. POTENCIA DE LOS MOLINOS
3.5.1. Trabajo de la molienda de caña
3.5.2, Inf luencia del estado de Ia caña en eI
trabajo de molienda
3.5 -3. rnterdependencia de las maquinas moledoras
vii
87
88
88
B9
90
90
90
90
94
96
99
101
LO2
103
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109
110
110
111
TL2
113
113
LL4
115
3.5.4. Fórmula general de la potencia de los
mol i nos
3.5.4.1. Potencia consumida por la compresión del
bagazo -
3.5.4.2. PoLencia consumida por la fricción entre
Ios muñones y los cojinetes3.5.4.3. Potencia consumida por la fricción entre
eI bagazo y Ia cuchilla3.5.4.4.
115
118
t20
L27
3.5.4.5. PoLencia consumida por eI movimiento de
Ios conductores intermedios
3.5.4,6. Potencia consumida por los engranes
3.5 .4 .7 . Fórmula general simplificada3.5.4.8. Potencia de una baterfa de molinos
3.6. LA PRESION EN LOS MOLINOS
3.6 .1 . Presión hidraulica3.6,1.1. Acumulador
3.6, t.2. Acumuladores oleoneumáticos
3,6.1.3. Tuberfas de presión hidráulica3 .6.1 .4 . Bomba de presión hidráulica3.6 .1 .5 . cabeiales y pistones hidrául icos3.6.2. La presión considerada desde el punto de
vista de fabricación
Potencia consumida por la fricción de
los raspadores y de la punLa de la cuchi IIa.t22
t24
t24
L26
t27
L27
r29
129
130
L32
L32
133
vlll
135
3.6 .2 .I Descomposición de la presión en un molino
en marcha
Influencia de la cuchilla centralDefi niciones
Curva de la presión en el molino
. Valor de Ia presión en cada punto
CáIcuIo de Ia reacción resultante
CáIcuIo de Ia compresión máxima C
Cálculo de aberturas.
Presión hidráulica y presión máxima
ReIación entre las presiones de entrada
de sal id'a .
3.6.10. La fricción entre los cojinetes y las
bielas.
3.6 .1 1 . Reacción de los piñones
3 .6.11 .1 . Coronas dobles
3.6.Lt.2 Diferencia de diámetro en los pistones
hidráuI icos .
3.6.11 .3. Coronas alternadas
3.6. LL.4. Trenes de piñones separados
3.7 . VELOCIDAD DE LOS MOLINOS
3.7 ,t. Velocidad Iineal y velocidad de rotación3.7.2. Relación entre las dos velocidades
3.7 .3. Empleo de las dos velocidades
3.7 .4. Velocidades máximas
135
136
138
139
t4L
143
t46
L47
148
150
L54
156
L57
158
158
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I62
t62
162
163
t64
tLrrJfta Arhnr dc gcfd*sEcctoft B|BUoIECA
IX
3.8. AJUSTE DE LA CUCHILLA CENTRAL
3.8.1 . Forma de la cuchilla3.8.2. Ajuste simplificado de la cuchilla3.9. ENGRANES
3.9.1. Reducción de Ia velocidad
3.9 .2. Tipos de engranes
3.9.3. Construcción de engranes
3.9.4. Desgaste
3.9 .5 . Engranes cerrados
3.9.ó. Movimiento de los cilindros3.9 .6.1 . Coronas
3.9.6.2 . Cuñas
3.9.6.3. Ejes a cardan
4. CONSIDERACICINES PARA EL DISEÑO DE UN I.IOLINO
4.1. INTRODUCCION
4.2. VELOCIDAD DEL MOLINO
4.3. PRESION EN LOS MOLINOS
4.4. POTENCIA CONSUMIDA
4.5, CAPACIDAD DEL MOLINO
4.6. AJUSTE DE LOS MOLINOS
4.6.L. CáIculo de Ia abertura de entrada y salidadel molino.
,7. FUERZAS APLICADAS A LOS CILINDROS
.8. MOMENTO TORSOR TRANSMITIDO AL EJE DEL CILINDRO
SUPERIOR
165
t66
L67
168
168
L69
L69
L69
L70
L7A
L7T
L72
L72
t74
L74
t7a
L79
180
181
ta2
4
4
L82
185
186
4.9. DISEÑO DE LOs EJES DE HAZAS
4 .9 .L . Cargas sobre el e je super ior .
4 .9 -Z - Cálculo de esfuerzos en eI e je, en sección
cr ftica .
4.1O. CALCULO DE LOS TORNILLOS DE FIJACION LATERAT
4 - 10.1 - Reacciones en Ia maza bagacera o repasadora
4.tO.2. Reacciones en Ia rosca del perno y tuerca4.7T. CALCULO DE LOS TORNILLOS DE CIERRE SUPERIOR
4.L2. Localización de puntos crfticos en la cureñapor medio del computador,
4 .L2.L . El Algor
CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFIA
186
ta7
193
L97
I97
200
202
204
204
209
2L3
xl
LTSTA DE FIGURAS
Pági na
FIGURA 1. Diagrama del proceso de elaboración de
panel 43
FIGURA 2. Ubicación de los prelimpiadores 60
FIGURA 3. Protoripo trapiche 62
FIGURA 4. Esquema de un trapiche vertical 7Q
FIGURA 5. Esquema de la operación de trapiches
hor izontales .
FIGURA 6. Trapiche horizontal de tres mazas con
transmisión incorporada .
FIGURA 7. Trapiche horizontal de tres mazas con
transmisión acoplada.
FIGURA 8. Trapiche horizontal de tres masa
FIGURA 9. Dospiece isométrico de un molino de tres
mazas.
FIGURA 10. Disposición y ajuste entre mazas
FIGURA 11. Cureña con pernos reales y pernos
hor izontales .
7L
73
74
74
77
7A
XII
80
FIGURA L2. Molino de SquÍer BO
FIGURA 13. Virgen Fives A2
FIGURA L4. Angulo superior del molino g3
FIGURA 15. Br<¡nces a ) Superiores, b ) inferiores g6
FIGURA t6. Posición de los raspadores A9
FIGURA L7. Ranurado circular gt
FIGURA 18. DetaIIe de las ranuras gz
FIGURA 19. Acción de las messchaerts 95
FIGURA 2c^. Formación de la ranura Messchaert 96
97FIGURA 21. Chevrones
FIGURA 22. Compresión del bagazo 119
FIGURA 23 - Presión de resortes I2A
FIGURA 24. Sistema de presión hidráulica LZg
FTGURA 25. Acumurador de aire-aceite. sección 131
FIGURA 26. Cabezote tipo bayoneta 134
FTGURA 27 - Resorución de .Las presiones en un molino 135
FIGURA 28. Efect.o de Ia reacción de Ia cuchilla
FIGURA 29.
FIGURA 30
FIGURA 31
FIGURA 32
FIGURA 33
central en P.H.
La suma de las dos reacciones es
constante
Presiones en ol molino
Curva de presión entre eI cilindrosuperior y un cilindro inferior.PolÍgono de fuerzas del molin<>
Colocación de la cuchilla central.xiii
136
t37
140
L49
154
I66
FIGURA 34.
FIGURA 35.
FIGURA 3ó,
FIGURA 37.
FIGURA 38.
FIGURA 39.
FIGURA 40.
FIGURA 4T.
FIGURA 42.
FIGURA 43.
FIGURA 44.
FIGURA 45.
FIGURA 46.
FIGURA 47.
FIGURA 48.
FIGURA 49.
FIGURA 50.
Trazo de Ia cuchilla central
Barra de acoplamiento y acoples
Caldera pirotubular
Turbina y reductor de alta velocidad
Reductor de baja velocidad
Transmisión por engranajes
Molinos en serie
Conductor de bagazo
Resolución de las prosiones en un molino
Triángulo de fuerzas en eI molino
Reacción de los piñones
Fuerzas actuantes en la maza superior
Diagrama de cortante, momentos
flectores, Fuerzas en y.
Diagrama de cortante, momentos flectoresy torsores, Fuerzas en X.
Cfrculo de Mohr
Reacciones en Ia maza bagacera o
raspadora
Zonas crÍticas de Ia cureña
167
L7L
L75
t76
L76
L77
L77
t7a
185
LA7
189
190
191
L92
195
198
20a
XIV
LISTA DE TABLAS
Pási na
TABLA 1. Composición quÍmica promedio de la panela 9
TABLA 2. Requistos de la paneLa ( Según Nroma
Icontec Ne 1311). 11
TABLA 3.' Requisitos para clasificación de panela Lz
TABLA 4. Superficie cosechada, total nacional
1.986*1 .990. L6
TABLA 5. Producción, total nacional 1.9gO 1.99O L6
TABLA 6. Rendimlento obtenidos, totar nacional
1.989 1.990 . t7TABLA 7. Valoración de la producción, total
nacional ( f .gge*1 .9e9 ). ( en millones de
pesos, base L .975 ) . L7
TABLA 8. Participación de los productos caña de
azúcar panelera en el valor de la producción
1 .982 -1 .989. 18
TABLA 9 - Participación caña panelera 1,991 -L.9gz. 1B
TABLA 10. Número de trapiches por regiones y zonas
de influencia.
TABLA 11. Producción anual de panela y frecuencia
de operación. ( producción anual
en Loneladas ).
TABLA 12. Costos de producción por hectárea,
semestres A y B, 1.981 1,999.
TABLA 13. Precio de Ia panmela al comprador
Diciembre de 1.998.
22
2L
24
29
TABLA 14. Molienda y producción diaria de trapichesgrandes en el Valle del Cauca, zona plana. 34
TABLA 15. Superficie sembrada y cosechada de caña
panelera, y producción de panela en elVaIIe del Cauca en t.99?. 35
TABLA L6. superficie cultivada de caña y producción
de panela en eI VaIIe del Cauca. 39
TABLA 17. C<¡mposición quÍmica promedio de la cañ
a de azúcar. s3
xvl.
LISTA DE PLANOS
PLANO 1. Maza superÍor
PLANO 2- Maza inferior
PLANO 3 - Cor-ona para mazas
PLANO 4. Acople
PLANO 5. Tapa ]ateral
FLANO 6. Cierre superior
PLANO 7. Acumulador de agua y aceite
PLAI\O 8. Virador
PLANO 9. Porta virador
PLANO 10. Soporte del puente virador
PLANO 1,I. Soporte deslizante deI puente
PLAN0 1"2. Raspador
PLANO 13 " f,je del raspador
PLAN0 L4 " Palanca tensor raspador superiorPLANO 15. SoporLe giro raspador
FLANO L6 - Presión maza superior "
PLANO 17 " Bronce maza superior
PLANO 18" PorLa bronces inferior
PLANü 19. Bronce inferir:r
FLANO 2A. Tapa r€guLadora cle presión
PLANO 21". pistón
PLAN0 22 - Tapa regu.Ladora de presiónpLANo 23- TornilIo regurador mazas infer:LoresPLAN0 24. Tornillo de cierre superiorPLANO 25. TornilIo fijación IateralPI-ANO 26 " Cureña
PLANO 27 " Montaje general
RESUHEN
En este proyecto se aplica Ia teorfa relacionada con eI
diseño de molinos, de caña para producción de panela,
para evaluar eI diseño de un molino,
Con la Leorfa presentada se evaluaron los parámetros más
importantes relacionados con eI diseño del molino Lomado
como modelo y s€ compararon con los parámetros de
operación propuestos o con Ias dimensiones de los
elementos.
En Ia parte correspondiente al diseño mecánic<>
inicialmente se levantaron los planos de los diferentes
elemontos del molino y posteriormonte se chequeo el
diseño de eslos aplicando la teorfa relacionada con el
diseño de elementos de máquina.
Inicialmente se trato de aplicar el software "algor " para
determinar los esfuerzos en la cureña.
xix
INTRODUCCION
ft presenLe proyecto tiene como principal objetiv<>
especifico el estudÍo de] proceso de mol.ienda de caña;
paI-a panela, con accionamienLo mecánico,, Se preLende
conocer eI equiFo, su funcionamiento, y l.a influencia de
algunas variables en el diseño de este.
con¡o un segundo objetivo especÍfico, se habÍa propuesto
inicialnrente el diseño de un molino prototipo. Sin
embargo, debido aI alcance de este, el Director de1
proyecto nos sugirió como alternativa evaluar eI diseño
de Lln molino de caña para panela que iba a ser instal"ado
er-r la zona rural de Clrococito (C:andelaria), en
inmediaciones del rngenio del cauca. Ar comenzar eI
proyecto las parLes deI molino se encontraban espal-cidas
sn un taI ler en vi l ragorgona ( candelar ia ) . por Io tanr:o
er primer paso dado en eI prc¡yeclo fue eI levantamiento
de planos y dimensionamiento de cada uno de los erementos
deI mol i no . Elr esL¿l parl:e del traba jo tuvimos
oportunidad de aplicar nuestros conocimientos en dibujo,
tal l.er dr¡ máquinas y autocad . una vez que se ruvieron
Ior planos de los element.os y los planers de ensamble se
procedíó a Ia evaluación del diseño de.l molino. para
llevar a .cabo esta parte se hizo una revisiónbibliográfica de documentos y manuales rr¡Iacionados con
el t.ema " En esto quien nos presenta una mejpr
información técnica e$ Hugot en el manual para ingenieros
azucareros" La teorÍa más importante del tema ha sido
sel^ecci<¡nada y presentada en eI texto de este proyecto.
Con la teorÍa planteada se evaluaron los parámetros más
importantes relacionados con el diseño del^ molino Lomaco
como modelo y se compararon con los parámetros de
operación propuestos o con las dimensiones de Ios
e l *m*nt.os,¡
Fi nalmenLe
determinar I
se
os
Lrat.ó de aplicar eI Softul¿rre "ALGOR,' para
esfuel-zos en la cureila -
consideramos que con esLe trabajo hemos ct,.mplido con los
<rbjetivos propuestos y hemos pr-esenfado algunos concepto$
útiles en eI diseño de mol^inos de caira para panela.
Tarnbién creemos que a Lravés der proyec,Lo tuvimos Iaoportunidad de apl icar Lin gr-an número de conocÍmiencos
adquirÍdos en 1a carrera,
3
En eI diseño de un molino entran a analizarse parámetros
incruÍdos en ras áreas de resistencia de materiares,
diseño de máquinas y algunos resultados experimentales
importantes evaluados por diferentes investigadores.
N0TA: Las figuras fotocopiadas en
deI Manual de Ingenieros Azucareros
tesis son tomadas
E. Hugoth.
Ia
de
LA INDUSTRIA PANELERA
1.1. RESEÑA HISTORICA
La caña es originaria de Nueva Guinea. CristóbaI Colón
en su segundo viaje en 1.493 trajo desde las Íslascanarias ras primeras semirras de cana de azúcar a ra
IsIa Hispaniola, hoy República Dominicana. Don pedro de
Heredia, desde santo Domingo introdujo sirnientes de caña
a cartagena de rndias, Íniciándose asÍ los primeros
cultivos en la Cost.a Norte de Colombia " A partÍr de
L.520 los conquistadores españoIes C<¡rtés, BaIboa, Ojeda,
Pizarro, BeraI cázar Ínteresaron a ros nativos en 1a
siembra de caña por regione$ tropicales y subtropicales;
Cuba, Jamaica, Martinica, Guadalupe, Puerto Rico,
Barbados, México, Florida y Nueva Granada. Más tarde, en
1.541 las semirras de caña entraron por el puerto de
Buenavenlura y 30 años después se llevaron aI Valle del
cauca para sembrarse en las haciendas de "cañasgordas,' y
"Arroyohondo" , cerca de cari . posteriormente, pedro de
Atienza se encargó de transporrar semirlas de santo
Ias sembró
5
IaenDomingo por orden de Belalcázar y
hacienda "La estancia" en Yumbo-
Hacia 1.7OO Ia corona española confiscó a los jesuitas lahacienda "La otra banda del llano grande" y la denominó
"La Hacienda Real". AIIÍ, desde I.A24 se desarrolló Iague hoy es la ciudad agroindustrial de palmira, En esta
región se inicia el cultivo en grande de la caña
introducida por ros Jesuitas; la molienda era abundante y
se fabricaban mieles, panela, azúcar y alcohol. Con Ia
apertura del Canal del Dique en 1.651 se inicia Ia
migración de Ia semilla hacia Mompós. por el rioMagdalena ascendió ra caña de azúcar a cundinamarca,
B<¡yacá y Santander, donde Ilegaron a funcionav L7
trapiches y se exportaban azúcar de pan a Maracaibo,
Venezuela. Después de estabrecer las encorniendas, eh ra<¡tra banda del rio cauca, s€ distinguieron argunas
haciendas comoi "San Jerónimo", 'EI AIisaIn "Amaime',,
"La Concepción " , " Santa Bárbara ,, y ,,piedechi nche,, . Esta
úItima era representativa del Siglo XVIII y fué asignada
a Don Gregorio Astigarreta. ArrÍ existÍa una instalaciónbien planificada, con una caida de agua, traÍda por
viaducto, ra cuar movÍa el trapiche abastecido por lacaña de la hacienda para Ia producción de panela en
r -7l.5 - Por la misma época, en Buenaventura, Tumaco,
Lrano Grande, Pasto y Tierradentro, se armaron diferentes
6
t ipos de trapiches de dos mazas de piedra y de tres mazas
y mayal , ros que tenÍan curiosos nombres como "La vieja,'o "quÍjada", "eI matagente,, y otros.
como punto de iniciación de la industria azucarera debe
señalarse la compra que en 1.94O hizo don Jorge Enrique
rsaacs de un amprio globo de terreno cercano a parmira yque Ilamó "Manuelita" en homenaje a su €sposa Manuela
scarpetta Ferrer. Toda la hacienda estaba sembrada de
caña y mantenla ganaderÍa en las zonas de piedemonte. En
"La Manuelita" en 1.891 se fabricaba azúcar de pan que
consistia en hireras en bancos sobre ros que montaban
normas cónicas hechas de barro. La meladura se vertia a
Ios moldes.
El grado de compactación duraba seis dÍas" AI final se
separaba er m<¡rde y se sacaba azúcar de pan. El 1 de
enero de 1.9o1 se estreno en "La manuerita',. una nueva
maquinaria traÍda de Escocia y transportada desde
Buenaventura, entre muchas peripecias, hasta er ingenio"MorÍa cincuenta toneradas de caña en doce horas y
producÍa cinco toneladas de azúcar al dÍa. Er trapicheera de tres mazas con trilurador dobren tenfa caldera,evaporador n un tacho al vacio y centrÍfuga. La variedadde caña curtivada era la Branca u otahit.i, traÍda por losespañores añ<¡s atrás. En "La Hanuelita,' esta caña
posiblemente habÍa sido sembrada entre t.A26 y 1.936;
posteriormente se hicieron nuevas siembras para obtener
mayores rendimientos, Muchos peones hacÍan eI corte,arrumaban la caña y la cargaban en carretas tiradas por
bueyes. Luego iniciaban la limpieza y arreglo de la soca
cuya cosecha se harÍa los 1g meses. En 1 .926 se
estableció el Central Azucarero deI VaIIe, o sea
Providencia y en 1.928 El Ingenio RiopaiIa.
En L.92a er Gobierno del Valle der cauca envió una misiónpara rearizar estudios de c¡bservación de Estados unidos
sobre organización, experimentación, enseñanza y
divurgación de la agricultura. Vino después ra misión de
Puerto Rico la que evalú<¡ la situación agraria del VaIIeder cauca, r-indiendo un detarlado examen sobre cultivosde caña, algodón, cacao y tabaco, en términos agronómicos
y fitosanitarios. Las primeras siembras experimentaLes
se hicieron en L -929 con semilras de caña enviadas desde
Puerto Rico; variedades poJ 2a7a, poJ 27L4, poJ z7Ls. se
inicia asÍ eI cultivo tecnificado de Ia caña a gran
escala en el VaIIe de Cauca, a partir de Ia adaptación de
estas variedades, con nuevas prácticas de producción de
campo, para mayores rendimientos de caña por hectárea .1
l ANUARIO EstadÍsticcrDepartamenlal de
del ValIe del Cauca, CaIi; ConsejoEstadÍstica CODE Editor ,1 ,9gB .p .92 -
I
T .2. EL PRODUCTO: LA PANELA
La panela es azúcar. Crudo de caña
los cuales consisten en una masa
sacarosa suspendidos en miel, eu€
enfr iarse .
producido en bloques,
de cristales finos de
es moldeada antes de
La norma lcontec Ng 1311 C1S.93L77 ( INSTITUTO
COLOMBIANO DE NOR|',|AS TECNICAS ), que establece losrequisiLos que debe cumplir este producto de consumo
humano, define ra panera como un producto obLenido por
evaporación abierta de ros jugos de caña de azúcar, hasta
una concentración tal, en donde aparecen los cristales de
sacarosa denominados comúnmente "granos,' -
L-2-t- composición, La composíción qufmica promedio de
ra panela obtenida a partir del jugo de ra caña de
azúcar, de acuerdo a información presentada por eIinstituto de rnvestigacÍones Tecnorógicas rrr, sepresenta en la Tabla 1.
t-2-2- Calidad y usos de Ia panela. Hasta el presente
no se han encontrado procedimientos de análisis rápidos,sencillos y de fácil roricación para determinar racalidad de la panela, según estudios realizados por eIInstituto de fnvestigaciones TecnoIógicas fIT, Ias
9
caracLerÍsticas fÍsico*quÍmicas de la panela elaborada
qu€ mas contribuyen a Ia fijación de un criteriocomercial de clasificación de su calidad y eIcomportamiento durante er almacenamiento n son el color ,
Ia turbidez r €l contenido de sacarosa y azucares
reductores y Ia dureza.
TABLA 1. Composición quÍmica promedio de Ia panela
CompuesLo Z en peso
Sacarosa
Azúcares reductores
Agua
Protef nas
Grasas
nuLr ientes
Cenizas
79,2
6'8
L2 13
or5
o,1
o,15
o,1
FUENTE: Instituto de investigaciones tecnológicas.Normas-Icontec 1311 de 1.977. Bogotá.
El consejo Nacional de Normas y Calidades de Colombia, en
La norma rcontec Ng 1311 "productos agrÍcolas panera,
estabrece como requisitos que debe de cumplir la panela,destinada al consumo humano Ias siguientes:
tffi&d Arúunr rtc OcdrhdrsEcctot E|BU0TECA
La panela debe comercializarse en unirjades de SOO
10
55O gramos, asÍ mismo, se puede comercializar en formas
cuadrada o redonda o en cualquier otra forma, de acuerdo
a las exigencias del mercado.
Debe estar entera y tener dureza de acuerdo ar grado
de calidad.
Debe estar libre de materias, olores y sabores
extraños, verdeamientos y ablandamiento excesivo y no
puede estar fermentada ni presentar ataques de hongos e
i nsectos .
Debe ser de consistencia densa, sin presentar burbujas
en la masa ni hundimientos en sus caras. Las superficiesdeben estar risas, $in rugosidades ni protuberancias, de
color uniforme, sin manchas ni blanqueamientos.
En l"a elaboración de Ia panela no se permite Ia
adición de azúcar.
* No se permite eI uso de colorantes.
La panera puede presentarse en condi.ciones naturares
en los colores amarillo, pardo y oscuro.
La norma estabrece que ra panela debe cumplir con los
LT
Se
en
Ia
requÍsitos indicados en la Tabla 2
comprementan en la Norma de disposiciones, presentados
Ia Tabla 2, con las referentes a Ia clasificación de
panela.
Se establecen tres calidades; extrafina, primera
segunda, cuyos requisitos de crasificación aparecen en
Tabla 3.
TABLA 2 Requisitos de Ia paneLa ( Según Norma lcontec
NQ 1311 ).
Y
Ia
RECIUI5 I TO VALORMAXIMO
VALORHINIMO
Color ( en % de transmitanciaa 55O nm)
Turbidez ( en % de transmitanciaa 620 nm)
Azúcares reductores, Z
Sacarosa, %
ProteÍna ( expresada comoz N 6,25)
Cenizas, %
75
70
10
85
3o
t,L
trg
L9
5r9
81
o,35
O'9
INSTITUTO COLOMBIANO DE NORMAS TECNICAS. NormaICONTEC 1311 de I -927. Resolución tOA92. JuI i<>4, 1.985. Bogotá: Ministerio de Salud, 1 .9g5.p. 3,
FUENTE:
L2
La panera es un producto nutritivo, esenciarment.e
energético, lo que la hace muy importante para Ia dietacolombiana, de por sÍ deficiente en calcio y riboflavina.se consume tanto en el área rural como €)n ra urbana en
diferentes formas: de manera directa o mezclada con leche
o agua; $e utiriza para proporcionar el sab<¡r durce a
Ias comidas.
TABLA 3. Requisitos para clasificación d* p"nela
CALII]ADE5t1INItl0
COLOR
%
TRANSN]TANCIAflINil10
TURBIOEZI
TRANSNITANCIAx tlAXIfl0
AZUCARES
REBUCTORES,1
DUREZA
LEIDAEN Et
OURAIlETRO
EXTRAFINA
PRIIlERA
SEGUNDA
4B
42
19
55
49
30
B
9
10
5-ó
6-7
HASTA 12
FUENTE: INSTITUTO CoLoMBIANO DE NoRMAs TECNIcAS. N<TTmarcoNTEc 1311 de r-977. Resorución 1oo92. Julio4, 1 .985. Bogotá: Ministerio de Salud, 1.98S.P- 3'
1-3. LA PANELA EN COLOHBIA
corombia ocupa er tercer lugar en producción mundial de
panera. La india ocupa eI primer rugar, con más de
cuatro mirrones de toneladas ar año n arrÍ se re conoce
con er nombre de Gur, que significa ',ciudad del azúcar".
13
Le sigue en importancia Pakistán con una producción de
miIlón y medio de toneladas anuales. Otros paÍses
productores de panela son Indonesia, Australia, Brasil,Perú, México, Venezuela y centro América_
La elaboración de panela en Colombia, aunque hasta laactualidad no ha superado er nivel artesanal, €s una
actividad de gran importancia socio-económica,
determinada, e.ntre otras razones, por ras siguientes;
En L.992 er área cultivada fué de 44a.jg7 hectáreas,
de las cuares L4g,397 hectáreas se dedicaron a laproducción de azúcar . Las 3oo.ooo hectáreas restantes se
dedicaron a la producción de panera. 2oo.ooo hectáreas
en ras vertientes de ras zonas cafeteras y loo.ooohectáreas en las partes planas. De esta área de 44a.397
hectáreas sembradas se cosechan al año aproximadamente un
80%.2
La superficie cosechada de caña de azúcar fuéLIL.73A hectáreas y 26A -432 de caña panelera.
de
La prcrducción fué de 1.6a9.47a toneladas de azúcar y
2FEDERACION NACIONAL DE CAFETEROS DE COLOMBIA.Diversificación. La caña panelera y panela aliment<¡de cal idad . Bogotá , L .gg2 . p .2 .
I4
de L.465.7tI toneladas de panela.3
El dinero qu€ circula por la comercialización de lapanela sobrepasa los $ 294.OOO.OOO aI año. (Se toma como
base un precÍo mÍnimo al consumidor de $ ZOO,47 por kilode panela a Diciembre 31 de I.992).
* Es fuente de trabajo para más de 40.OOO familias,su mayorÍa operarios rurales.a
en
La panera es un producto de importancia nutricionar en
Ia dieta del pueblo colombiano por su contenido de
nutrientes, minerales y vitaminas. su módic<l precio lahace accesible a todos los sectc¡res de ra sociedad
Colombiana.
En las Tablas 4, 5, 6, 7 y B, se puede observar
comportamiento del producto panela, comparado con
azúcar , en Io referente a:
eI
eI
Superficie cosechada
Producción obtenida
3DANE , Anuar io estadÍsLic<>1 .989-1 "99O. Bogotá;I -992, p " 222 -
LotaI nacional 1.9S6-L.992
total nacional 1 -986*1 -992
del sectorMi nister i<>
agropecuar i<>
de Agricultura,
+OP. CiI " , FEDERACION NACIONAL DE CAFETEROS. p ,2
15
Rendimientos obtenidos totar nacional 1.986-L.992
valoración de Pro. Agric. totar nacional L.gaz-r.ga9
Particip- produc. Agric. en el valor produ . L.gB2-L.geg
se observa que ra producción de toneladas anuares de
panela casÍ se equipará a la producción anual de
toneladas de azúcar. Sin embargo, los rendimientos por
hectárea son diferenles; aproximadamente L3v. para azúcar
contra 5? para panela a nivel nacional. Esta diferenciaradica en er hecho de que la industria azucarera se
encuentra c<¡ncentrada €n un reducido número de grandes
empresas que disponen de una buena tecnologfa, mientrasque ra producción de panela incluyendo los curtivos de
caña panerera, se encuentra repartida enlre un gran
número de pequeñas y medianas empresas que no disponen de
mucha tecnologÍa y capital , además, dispersas por todo eIterritorio nacional.
La producción nacional de caña en t.g9IdepartamenLos, superficie en hectáreas,
toneladas de panela y rendimiento en
muestra en Ia Tabla 9.
L.992, por
produccÍón en
Kg,/hectárea se
L6
TABLA 4 Superfície cosechada, total nacional 1.996
1 .990.
AÑO CAÑA DE AZUCARHectáreas
CAÑA PANELERAHoctáreas
TOTAL HECTAREAS
1986
L987
1988
1989
1990
t99L
1992
103 .900
108.OO0
109 .250
1 10 .350
110.780
111.O28
LLL.73A
236.190
232.OOO
227 .340
242 .880
250.870
252.324
260.432
340 . O90
340 .000
33ó .590
353 .230
361.650
363 .352
372,t7c^
FUENTE: 0ANE, Anuario estadístico del sector Agropecuario 1.9g9*1.990. Bogotá flinisterio de Agricultura, L.992. p. ZZO.
TABLA 5 " Producción, total nacionaL l.gg0 1.99O
AÑO AZUCAR ( Toneladas ) PANELERA ( toneladas )
198ó
t9a7
1988
1989
1990
t99L
I992
L.296.gcc]
1 -390.200
1.363.980
L.48,7 -490
1 .567.140
1.650.986
L.68,9.47A
1 .195.210
1 .196.450
L.167 .L60
L .270.5o^o
1.3s1 .570
1 .370.570
L .465.7LL
FUENTE: DANE, Anuario estadÍstico del secLorAgropecuario 1 ;989-1.99o. Bogotá Ministerio deAgricultura, L.992. p. 22A.
L7
TABLA 6. Rendimiento obtenidos, toLar nacionar 1.9s9*1 .990.
AÑO AZUCAR (Kg,/ha.) PANELA ( Kglha. )1986798,7198819891 990T99LL992
L2.4e2L2.e7212 .485r.3.480L4 _L4614.87015 .120
5.0605,1575 .1345 .2315 .3885.4325 .62A
FUENTE: DANE, AnuaTioAgropecuario 1AgriculLura, 1
estadÍstico deI sector.989-1 .99O. Bogotá Ministerio de-992. p. 224.
TABLA 7. Valoración de la producción, total nacional
I-982*1.989.(fn millones de p€sos, base
1.975).
AÑO AZUCAR ( $ ) PANELA ( $ )
t9a2
1983
1 984
1985
1986
19A7
1988
1989
7.605.O
7 -7LA "I6 -734.6
7 ,811 .8
7 .AIL.A
7 .945.O
7 .795.3
8.501 .9
5 3A7 .7
5 .583 .9
5 .960 .9
6.294.9
6.479 .2
6.48,6.2
6.327 .4
6.487 .4FUENTE: DANE, Anuario estadÍstico del sector
AgropecuarÍo 1.989-1.99o. Bogotá Ministerio deAgricultura, 1 .99O. p. 235.
18
TABLA 8 - Participación de los
panelera en el valor*1 .989.
productos caña de azúcar
de la producción 1.9A2
AÑO CAÑA DE AZUCAR (Z) CAÑA PANELERA (Z)
1982
1983
1984
1985
L9A6
t987
1988
1989
1O ,3
1O ,1
9rO
tA,2
914
914
9rL
9r4
712
7,3
8rO
812
812
7,6
7,4
716
FUENTE: DANE, Anuario estadÍstico del secLorAgropecuario 1.989*1.99O. Bogotá Ministerio deAgricultura, 1 .99O. p, 237 .
TABLA 9. Participación caña panelera 1 .991 -L.992.
DEPARTAIIEI{IO SUPERFICIE
|.992EN Ha.
I .991
PR00ucct0il
I .992
PAi.|ELA ( Ton )
I .991
REi{DIilIEtlT0 Kg/Ha
1.992 1.991
AI{I IOOU I A
ARAUCA
BOL IVAR
BOYACA
CALDAS
30 . ó39
1.639
I .889
13.439
13 .339
30,89{
2 .590
2.928
21.606
15.338
129 .35{
t2.751
r4 .331
120.s51
55.034
124.184
I 3 .861
ló .553
176.610
18.8i5
{.000 3.906
1.000 1.000
3.936 7.141
9.000 7.381
3.513 4.308
t9
Continuación Iabla 9.
OEPARIAIIEI{IO SUPERFICIE Et{ Ha.
1.992 1.991
PROOUCCION PANELA (TON) REilDIilIEIITO |(g/HA
1.992 l.991 1.992 1 .991
CAOUEIA
CASA||ART
CAUCA
CESAR
cf|0c0
c0R008A
CUI{DIIIAIIARCA
GUAt/ IARE
HUI tA
}IAGOALEI{A
HEIA
l{AR IÑO
IIORTE SAi{TAiiDER
PUIUI{AYO
OUIt{DIO
RISARALOA
SAIIIAtlDER
TOL I ItA
VALTE DEL CA|JCA
IOIAL
r0.439 5.200
3.339 2.913
11.239 8.563
3.439 5.108
3.939 4.873
962 2.563
55.439 17,563
1.002 96
12 .039 8 .563
t.739 2.563
3.939 4.5ó3
27.139 25.530
10.439 11.886
2.039 2.958
l.879 2.803
4,939 5.73ó
2?.939 1ó.34ó
14.339 t0.363
7.959 7.778
?60.43? 252.321
3.800 3.500
3.316 ó.000
2.673 4.000
3.500 3.700
4.000 4.350
2.500 0
1.t21 5.1{0
7.000 7.000
5.000 7.500
4.667 0
1.720 1.s00
5.070 5.500
1.000 3.800
2.200 1.000
8.273 6.94ó
6.000 4.363
10.215 11.000
1.798 ó.800
i.000 7.100
5.628 5.432
{ó.751
18.854
38 .754
19 .554
22.551
12.ó54
240.251
9
70 .551
1 3 .951
2{ .354
114.554
{8.554
13.874
16.191
33 .554
236.254
74.251
58.19{
I .{65.711
23.067
15.937
37 .837
23.253
23 .886
13.83/
225.137
t[.397
58.837
0
22.837
110.156
10.261
15.417
15 .50{
27.680
165 ,150
66.877
50.863
|.370.621
FUEIIIE: DAI{E, Anuario esladÍstico del seclorAgropecuario 1.989-1.990. Bogotá llinisterio de
Agricultura, L991 . p. 2{.
l¡lülfl|d Al|¡tül|| {h oda.rb' $ccmfr BStl{,TtcA
20
Existen dos clases de trapiches en Colombia, los que
pueden denominarse trapiche pequeño y trapiche grande o
ingenio panelero.
Los ingenios paneleros se encuentran Iocalizados en su
mayorÍa en eI Valle del Cauca, Risaralda y Caldas, y
constÍLuyen cerca del Lav. de las panelerÍas del paÍs. se
caracterizan por tener explotaciones de cultivossuperiores a 50 hectáreas y tener moliendas de 1OO a ZOO
dfas aI año. EsLos trapiches grandes poseen un ciertogrado de desarrollo técnico, tanto en sus instaraciones,
como en eI manejo de materiales. producen entre 4oo a
1.600 t<¡neladas de panela aI año.
Los trapiches pequeños,
rudimentarias, trabajan solo
producción es inferior a 1OO
emplean técnicas
algunas semanas aI año
toneladas anuales.
muy
ysu
La Tabla
e ncue nLr a n
zonas de i
1O Índica el
en eI t.err itornfluencias:
numero de
io colombiano
trapiches que se
, según regiones y
La Tabla
tr apiches
año .
LL muestra
colombianos y
producci ón
numero de
Ia
eI
promedio de los
dfas que operan al
2t
TABLA 10. Número de trapiches por
influencia.regiones y zonas de
TRAPICHES GRANDES TRAPICHES PEOUEÑOS
ANTIOOUIA
CUNDINAMARCA
SANTANDERBOYACANORTE SANTANDER
TOL T MAHUILA
NARIÑOCAUCAVALLE DEL CAUCA
CUACARISARALDAOUINDIO
OTROS
TOTAL
lIJ
I
l
l
l
4L4
1.OOO
700
100
133
2.464
a7
1.648
2.OOO
L -467
298'
720
338
6.468 = 8.932 Trap.
1330
FUENTE: BUENAVENTURA 8,, Carlos. Evaluación crÍtica deIa tecnologÍa generada por eI cultivo de Ia cañapara panela en Colombia, Bogotá: CEñICAñA,Servicio de Cooperación técnica y Transferencia,1.988. p. 4L.
22
TABLA 11 Producción anual de panela y
operación. ( Producción anual
frecuencia de
en toneladas ).
FRECUEIiCIA DE
OPERAC I Ot{
ilEilos DE
20 ton.DE50a100 ton.
DE 100 a
400 ton.ilAS
{00
DE
50
20aton.
DE TOIAL
ton. ACUI{ULAOO
Hsta 12 dias/año
De 13 a 30 dias/año
De 31 a 50 dias/año
De 51 a 100 dÍas/año
0e 101 a 200 dÍas/aio
6Z
10¡
8t
22
20r
l8¡
ót
1{t
tzl
2l
6t
30¡
30t
202
14tr2z
El proredio de Lrabajo en los trapiches es de 1{ hora/dla 100t
FUENTE: INSTITUTO DE INVESTIGACI0NES TEcNoLoGIcAS, ITT.Diagnóstico y evaluación de ]os molinos de cañapara panela, Bogotá, 1 .979 p. g.
En ra Tabla 11 puede observarse la gran capacidad ociosa
de los trapiches colombianos; capacidad inactiva que
significa que se trata de una inversión de capital mal
utilizada. si se tiene en cuenta que er costo promedi<>
de un trapiche, eu€ comprende motor, molinos, hornirla,pailas, gaveras y ramada asciende aproximadamente a
$ 1O,OOO.OOO,OO y en Colombia existen unos g.9OO
trapiches, la inversión, actual es de $ g9.OOO.OOO,OO
inversión e instaraciones que están subutirizadas.
23
causas de esLa subutilización de capital es el deseo de
independencia del cultivad<¡r de caña panelera ¡ eu€ hace
que cada uno tenga su propio trapiche, asÍ soro ro operepocos dias del año. ft poseedor del trapiche propio con
el cultivo de caña panelera asocia al campesino con un
cierto mejoramiento de $u nivel social. La caña y eltrapiche son mirad<¡s como un patrimonio det que puede
disponerse en cuarquier momento de emergencia. Basta
s<¡Io con cortar algo de caña, morer y producir panela de
inmediato, sin mayores complicaciones, y asÍ obtener eIdinero que ayuda a superar Ia emergencia. Este recursono es posible con otro tipo de cultivos.
Los costos de producción de caña panerera por hectárea a
nivel semestral 1.981 1.989 se indican en la Tabla Lz.
Con respecto a la Tabla L2 se observa que:
curtivo tecnificado es aquér donde existen tratamientoagronómico de] terreno, semillas y prantas. se emprean
abonos y f ertilizantes. $e tienen en cuenLa r.as
variables humedad: régimen de lluvias, temperatura,presión atmosférica y constitución de 1os suelos. AI
curtivo se 1e proporciona er mantenimiento necesario.
TABLA L2. Coslos
Y B' L
24
de producción por hectárea, semesLres A
.981 1 .988.
CAÑA PANELERA
TECNIFICAOOA ($) B
CAÑA PANELERATRAOICIONALA ($) e
CAÑA PANELERA TRAI]ICIONALCON I.lANTENII1IENTO
A ($) B
¡
198l-
1982
1983
1984
1985
1986
1987
19BB
* 50.688 40. 912
7 4 .249 7 4 .3?3 49 .577 48 .577
83.492 84.713 55.402 55.668
101 .905 109 . 361 69 . 190 7 4 .047
L27.676 134.151 86.852 88.435
146.002 L44.r34 r?L.77A LzL-770
169.052 L47 .2s9 147.950 149.882
?3s.44? :.47 -693 185.191 190.578
62.467
78 -260
96 .77 r
rL9.9?6
146,093
1ZB.816
222.068
68.408
78.865
100 .914
121 ,050
L53.776
180.205
239,?93
FUENTE: DANE, Anuario estadístico del sectorAgropecuario 1.989*1.990. Bogotá: llinisterio deAgricultura, 1.990. p. 269-
Cultivo tradicional es aquél que se hace sin tener en
cuenta princÍpios agronómicos ni adelantos técnicos. No
se emplean fertilizantes que satisfagan Ias necesidades
de nutrición deI cultivo, con nitrógeno, fósforo y
potasio. El rendimiento de este cultivo es bajo.
Cultivo tradicional con mantenimiento es aquéI aI que
le aplican algunos principios técnicos básicos, aunque
mínima forma, tales como preparar torreno, seleccionaren
Los precios indicad<¡s en la Tabra rz son válidos soro
para eI respectivo año. No están relacionados a una
base " 5i se supone un aumento anual de precios gue
oscile entre un 2a ar 2s% de L.9a2 a 1.99g. se obtieneque ros costos de produccÍón por hectárea se han
mantenido constanLes, puesto eu€, aproximado:
semiIIas, límpia de malezas, regar las
general operaciones que no exigen
especiales a costos elevados.
Año I.982:
74.3OO X (r,2t2)a
74.3OO X (t,ZZZ)6
4B.5OO X (1,250)6
4B.5OO X (t,zse ¡e
62.500 X (1,235)o
68.4OO X (t,Z¡z)a
25
plantas y en
conocimient.os
$ 235.500
$ 247.500
$ 185.OOO
fb 190 .500
$ 222.OOO
fE 239 -2o^o.
El aumento de precios en lc¡s años gg y gZ fué más fuert.eque eI de los años precedentes (AZ a Bg ). En los años 88
y 92 ros costos de producción por hectárea subieron
aproximadamente en un 3o a 35? anuar. serÍan, más o
menos, para cultivo tecnificado de caña panelera:
9 248.OOO ( t,aeS)+ = $ 764,390 Costo semestral por
hectárea -
26
Para fines de L.992 la "Federación Nacional de cafeteros"Departamento de Diversificación, carculó los costos de
producción para cultivos de caña panelera, semestral, por
hectárea, asÍ:
Cc¡stos directos de planti lla , eu€ comprenden:
AdecuacÍón del terreno, pr€paración, siembra,
fertilización, control de malezas, transporte.
Totar cosLos directos de plantirla rb 63z.g3s
AI aplicar
suerte que
Control qu
Para I
Costo
Cost<>
conLrol
eI costo
quÍmico, los costos se reducen, de taltotal de plantilla aplicado
fF 580.435Ímico
as cosechas posteriores o soca,
total soca directo
Lotal soca aplicando control quÍmico $
fb 22t -90A
169.408
con respecto ar beneficio de una tonerada de cana
panelera, Ia que con eI método tradicional produce una
carga de panera de dos bultos que pesan 96 kilos, ,'La
federación Nacional de Cafeteros,,, Departamento de
DÍversificación, calcula para la actualidad:
Valor venta carga de
panela 2 bultos 96 kilcls
I ngreso ,
$ 24 .768 ( $2s8
27
Ki Io,¡venta ) .
Egreso Total labores benefi*
cio más labores del
campo $ 11 .OO8 ( $114,66
KiIo costo )
Ganancia $ L3.76CI $ 143,34 Por
kilo panela
vendida.
La rentabilidad de un trapiche mediano grande que exploLa
más de 30 a 40 hectáreas, o sea, euo muele a lb a ZO ton.de caña para una producción diaria de 1.5oo a 2.ooo kilosde panela (rs a 2o cargas aproximadamente), será entonces
de:
13 .760* 1OO ; 55.55% de rentabilidad
?4 .764 si n el valor de Ia tierra
(gn er Anexo 1 se muestra el cálcuro de Ia "Federación
Nacional de Cafeteros", sobre costos de producción de
caña panelera por hectárea semestre. stand; Diciembre
t.e92.).
Trapiches como este existen centenares en toda col<¡mbia.
son empresas medianas que producen panela por métodos
tradicionales, sÍn
pero que a pesar de
mayor empleo de
Ias deficiencias
2A
técnicas modernas,
son rentables -
La panela por formar parte
Colombiano es un producto
Asi, la panela consumida se
en Ia región de origen.
mercado en las regiones vec
co I omb i a no se c<¡mpor ta
crecimiento de la población
de Ia alimentación
de consumo total e
consume casi que de
Los excedentes
Ínas. La panela en
progresivamente
del pueblo
i nmediato .
i nmediato
encuentran
eI mercado
ante el
E] consumo per cápita do panola en Col<¡mbia en \.992 fué:
Producción 1 .465.711 .OOO KiIos
42 kilos por persona
Población 35 millones de personas
EI precio al comprador en diciembre de 1.999 en algunas
ciudades colombianas se indica en la Tabla 13.
A diciembre de 1.993 el precio de panela al comprador por
kiro, según información suministrada por supermercado,
Ingenios paneleros, Federación de Cafeteros, etc. , fué de
460 ki]<¡. 5i se tiene en cuonta que eI aumento de
precios en los años 89 ar 92 osciró entre un 30 a 35% se
tiene entonces que el precio promedio de la panela al
29
comprador por kilo a diciembre de 1.993 fué de:
$ 117,O0 ( t ,:eS )s = 477 ,Bz
La panela es altamente higroscópica. Absorbe agua de lahumedad del aire y medio circundante. Esto hace que lapanela sea un producto perecedero que no permita
almacenamienLo superiores a 30 dÍas.
TABLA 13. Precio de la panera al comprador Diciembre de
1.988.
Bogotá
Medel I Í n
CaIi
Barranquilla
Bucaramanga
Manizales
Pasto
$ 93,OO
$ 14O,OO
fE t42,OO
I 114,OO
$ 11O,OO
$ 132,OO
fF g7,oo
PROHEDIO $ LL7 ,AA
FUENTE; DANE, AnuaTioAgropecuario 1
Agricultura, 1
estadÍstico.989*1 .990..99O. p. LOz
del sectorBogotá: Ministerio de
l¡lr¡daf AlttFm rh ocd{hrb$cüffi 8tBuolrc^
El rnstituto de rnvestigaciones Técnicas (rrr) recomienda
30
empacar Ia panela en fundas de polietileno negro de O,OO3
puls. de espesor, después de colocarlas en cajas de
carLón, Se podrÍa almacenar Ia panela en bodegas
herméticas y en bodegas con aire acondicionado hasta por
I meses. Esta práctica no ha sido adoptada por ningún
trapiche o ingenio panelero del paÍs. La operación de
ompaque serÍa costosa y complicada técnicamente,
especialmente para trapiches pequeños de baja producción.
Los productores de panela, especialmente Ios pequeños
que son Ia gran mayorÍa en lo referente a
comercialización y venta del producto, por no tener una
organización que los represente y defienda, poseen muy
poco poder de negociación. Les ayuda solamente eI que Iapanela es un producto de gran demanda popular y barato.
Cuando se presentan bajas en los precios, el panelero,
como no puede producir para almacenar por Ia
perecibilidad del producto, sencillamente suspende Iaproducción y espera a que el mercado mejore. Esta faltade oferta ante demanda constante hace subir de nuevo losprecios y el panerero vuelve a producir. Asf se explicaen parte el porque de Ia inactividad de muchos trapiches
en colombia " Trabajan soro cuando hay buenos precios.
Explica también porque las insLalaciones del trapiche en
general , son muy senci I las y rudiment.ar ias . Deben
funcÍonar solo en eI momento que se les necesita
?1
Curiosamente, cuando se pone
t.rapiche n produce uti I idad .
funcionamiento eI
En eI Anexo 2 se indican Ios términos empleados y
clases de labores de Ia industria de la panela
Colombia.
En el Anexo 1 ( Beneficio de 1 tonelada de caña panelera )
se indican los nombres del personal de 1 trapiche mediano
grande del Varle del cauca, según el oficio desempeñado.
L.4 LA PANELA EN EL VALLE DEL CAUCA
en
Ias
en
EI Valle del Cauca es
indust.ria de Ia caña
alcanzado su mayor grado
hectáreas sembradas con
L4a -397 se encuentran en
Cauca.
Ia región de Colombia donde lade azúcar y sus derivados a
de desarrollo. De las 448.397
caña de azúcar aproximadamente
eI Departamento del VaIIe del
A su vez, aproximadamente de g.ooo a 1o.ooo hectáeras de
Ias LAA 397 están dedicadas aI cultivo de caña panelera,el 602 de estos cultivos son cultÍvos de ladera y 4Oy. en
regiones planas.
IaEn Ias regiones planas como consecuencia de
32
tecnifícación de I<¡s cultivos, traida por eI desarrolIo
de Ia industria azucarera, la producción promedio ea de
LzO toneladas por hectárea, mientras que en Ia zona de
Iadera de ras vertientes de las cordilleras occidenta] y
central, Ia producción promedio es de SO toneladas por
hectárea. Este baj<¡ rendimiento se debe o entre otras
cosas, a la falta de buen manejo agronómÍco de cultivos y
terrenos. Además ra topografía quebrada de ros terrenosque impiden Ia tecnificación y mecanización.
También, como con frecuencia se trata de minifundios, ros
pequeños agricultores no disponen de los medios
económicos para mejorar sus cultivos.
Los grandes cultivos de caña se encuentran en Ia regiónplana en los municipios de palmira , Candelar ia , El
Cerrito, Florida, Pradera y Tulua. AquÍ se encuentran
los mayores ingenios azucareros de col<¡mbia y también
algunos de los trapiches grandes o ingenios paneleros.
Los cultivos de caña panelera de ladera se encuentran en
Ios municÍpic¡s de BoIÍvar, Caicedonia, Dagua, El Cairo,er Dovio, Restrepo y Versalles. En estas regiones se
combina er cultivo de la caña panelera con er curtivo der
cafér ocurriendo que en épc¡cas de cosecha de café se
suspende temporalmente Ia producción de panela.
33
Er rendimiento de caña panelera en zonas del valle del
cauca es del origen de 70 toneladas por hectáreas aI año.
En zonas de ladera apenas llega a 50 toneladas,/hectáreas
año, pudiendo suceder que cultivos de radera
tradicionales no tecnificados y sin mantenimiento solologren 30 toneladas por hectárea al año.
En Ia región de NarÍño, Cauca y Valle del Cauca, según
Asocaña y el rrr se encuentran funcionando 133 trapichesgrandes, de ros cuales unos Bo se encuentran en el Valledel cauca. Para la realización de este trabajo se
Luvieron en cuenta 18 de estos trapiches grandes oingenios paneleros, los cuares se indican en ra Tabla 1,4.
Los 18 Lrapiches muelen diariamente 1.OSO
caña para producir 94 toneladas de panela, Ioun rendimiento del 9Z o sea, que con 1OO kimolida se producen 9 kilos de panela.
De Ia Tabla 15 se
Rendimiento deCultiv<¡s de =caña panelera
deduce eue:
-!7:M:::3-llI:7 .1O5 hectáreas
Loneladas de
que arroja
los de cana
7.OOO kilos panela
La Tabla 15 indica Ia superficie sembrada, la superficiecosechada, la producción y el rendimiento en el VaIle delCauca de Ia caña panelera en el año de t.g9t.
hectárea cosechada
34
TABLA 14 Molienda y producción diaria de trapichesgrandes en eI Valle del Cauca, zona plana
Nombre Municipio Molienda Diaria
De caña
( Ton. )
Producción
diaria de
PaneI a
La Palmera
Granda
Filadelfia
La Aventura
Palmirita
EI Rincón
Villa lucia
La AIpina
5an Antonic>
Palesti na
Caña Dulce
EI Cor<¡zaI
El Progreso
El Guásimo
EI LÍbano
M iraflores
San Diego
Palmira
Palmira
Palmira
Palmira
Palmira
Palmira
Palmira
Palmira
Palmira
Candelar ia
Candelaria
Candelar ia
Candelar ia
EI Cerrito
El Cerrit<>
FIor ida
TuIua
40
40
7A
40
80
60
40
Oa1
50
7A
80
óo
óo
50
60
60
70
3 ,60
3 ,60
6 ,30
3,60
7 ,4O
5,2Q
3,4O
7 ,2O
4 ,50
6,60
7,20
5,OO
5 ,30
4 ,50
5 ,30
5 ,40
6,20
35
Continuación de Ia Tabla 14
Nombre Municipio Molienda DÍaria
De caña
( Ton. )
Producc i ó n
diaria de
PaneIa
Totor o Sevi I Ia 40 3,7O
1.O50 94
IABLA 15.
FUENTE: fI autor, CaIi, 1.993
Superficie sembrada y cosechada
panelera, y producción de panela
del Cauca en 1 .990 I .ggt .
de caña
en eI Valle
Municipi<¡ SuperficieSembrada Ha
SuperficieCosechada Ha
Producciónpanela en
Ki Ios
Cal i
AIca lá
Andaluc i a
Ansermanuevo
ArgeI ia
Bol Ívar
Buenaventura
22
400
30
1.737
66
o
L9
348
26
L.475
K-7
o
o
133.OOO
2.436.OOO
182 . OOO
10.325.OOO
399 . OOO
36
Cont.inuación de Ia Tabla 1S _
Municipio SuperficieSembrada Ha
Super fic i eCosechada Ha
Producciónpanela en
Ki Ios
Buga
Bugalagrande
Cai cedo nia
Candelaria
Cartago
Dagua
Dar ien
EI Aguila
EI Cairo
EI cerrito
El Dovio
r tor Ioa
Gi nebra
Guacar Í
JamundÍ
La Cumbre
La Unión
La Victoria
Obando
Palmira
Pradera
Restrep<>
83
74
100
830
L()
97
330
18
350
5
43
I
680
L4
32
t2(U^
44
157
45
910
o
450
72
59
a7
722
t4
79
247
L6
304
4
35
7
592
t2
2A
85
3B
138
39
792
o
377
504 . OOO
413.OOO
609 , O00
5.O54.OOO
98 . OOO
553.OOO
2.OO9.OOO
112.OOO
2.120.000
20 . ooo
245 . OO0
49 . OOO
4.144.OOO
84.OOO
196 . OO0
595 . OOO
26ó .000
96ó . OOO
273.OOO
5 .544 .OOO
o
2 .639 . OOO
37
Continuación de Ia Tabla 15
Municipio SuperficieSembrada Ha
SuperficieCosechada Ha
Producciónpanela en
Kilos
Rio Frio
Roldanillo
San Pedro
SevilIa
Tor o
TrujilIo
Tulua
UI loa
Ver saI I es
Vi jes
Yotoco
Yumbo
ZarzaL
13
18
325
105
40
15
c,^
724
6
10
10
300
11
10
293
88
32
13
44
o
620
5
8
9
26t
77 .AAA
70 . ooo
2.051 .OO0
616,OOO
224 . OOO
91 .OOO
308 . OOO
o
4 .340 . OOO
35.OOO
5ó . OOO
63.OOO
1 .827.OOO
TOTAL 4.276 7 .to5 49 .742.OOO
FUENTE: Anuario estadÍstico del VaIIeDepartamental de EstadÍstica.p. 153 154.
del Cauca; Cc¡nse joCODE editor L,99L.
Los curtivos tanto de caña de azúcar como de caña
panerera son curtivos permanentes. por Io tanto Ios dat.os
indicados en la Tabra 1E pueden tomarse como válidos para
38
l^.990 y r-99t - Además, la cosecha no se reduce a un soroañ' sino que va de 1 año ar siguiente porque Iamaduración y corte de Ia caña sucede apyoximadamente lamesos después de la siembra. Siembras rotativasdistribuidas a través de todo eI año en el Valle detCauca permiten cosechar conLinuamente 1 año y medio más
tarde, y asÍ tener disponible siempre ra materia prima
caña' para las moliendas de ros trapiches. Dadas lascondiciones topográficas y agrÍcolas der Varle der cauca
el suministro de caña panelera está asegurado para Iaindustria panelera.
En la Tabla 9 se indicó que la producción nacional de
panela según el Dane, para ros años L .ggt L .ggz en erdepartamento del Varle der cauca era de so.g63 y sg.r.94
toneladas, respectivamente. La unidad regionar de
planificación agrÍco]a uRpA der Valle del cauca en erboretÍn NQ 11 de enero Junio r.992 tiene datos algodiferentes que por considerarse más ceñid<¡s a la rearidadregional, se indican en la Tabla L6 -
casi Ia totalidad de ra panela producida en er valre de]cauca se consume en ra misma región. según cavasa ramitad se consume en cali. poqueños excedentes se envÍan
a regiones cercanas al valre. No fue posiLrle detectar racantidad y val"or de estas remesas a otras partes de]
39
paÍs. $obre exportación de panela del Valle del Cauca aIextranjero no existen datos.
TABLA 16. Superficie cultivada de caña y producción de
panela en el Valle de] Cauca.
Año Superficie Cultivada producción de panela
en hectáreas Loneladas
L.987
1 .988
1.989
1 .990
r.991
5.630
6.524
I .818
4.276
8.618
38.3L7
43.445
57 .488
61.253
63.324
FUENTE: URPA- BoletÍn NA 11 (Enero a Juni,>). CaIi:Gobernación del Valle del Cauca I.992 p. 3.
EI precio de venta ar comprador a 3r.t2.93 por kiro de
panela como ya indicado en Ia Tabla 13, fue de un
pr<rmedio de 447 ,BZ.
Los 18 trapiches o ingenios paneleros i¡¡dicados en raTabla L4 producen aproximadamente el 3oz de ra panela derValle del cauca, á$Í:
lrjüdlÍ A¡tlmrr rtc 0cciaültrs[octüt EtBUotEcA
40
94 ton. /día * 2ao dias laborales = 1g.goo ton. anuales
18'8oo ton./o,2969 = 63.324 Lotal producción panela en
eI Valle del Cauca L.99I -
2 EL PROCESO DE ELABORACION DE LA PANELA
2.T DESCRIPCION DE LA ELABORACION DE LA PANELA
La materia prima para la elaboración de la panela es la
caña de azúcar, planta que se siembra en diferentesregiones del paÍs y que gracias a ras condiciones
crimáticas del mismo se puede cosechar durante todo elaño.
Es necesario aI iniciar el cultivo tener en cuenta lasvariedades que más se adapten a Ia zona, de acuerdo ar
tÍpo de suelo y condiciones climáticas para asÍ obtener
Ios mayore$ rendimientos por hect.área.
El beneficio en si , comienza con el corte de la caña, hay
dos formas de realizar esta tarea una es por par-ejo que
es el mas usado y recomendado, la otra p()r entresaque o
desguÍe. En eI primer caso eI corte es general,mientras
en eI segundo solo se cortan los tarros rnaduros dejando
Ios tiernos en eI lote -
1¿
una vez cortada Ia caña debe ser alzada y transportada aI
molino, generarmente en mulas debido a las condiciones
topográficas de las zonas paneleras.
El apronLe o almacenamiento de caña previo a lainiciación de la molienda, s€ hace con eI objeto de
mantener abastecido de caña el molino. En algunas
regiones es superior a cinc<¡ dias.La caña debe permanecer
almacenada el menor tiempo posible, pues se ha observado
que aprontes prolongados influyen tanto en la canLidad de
panela recuperada cono en la calidad de la misma, FOr ladifÍcultad de Ia limpieza y por Ia aceleración de ra
inversión de Ia sacarosa.
En ra Figura 1 se presenta un diagrama der proceso de
elaboración de la panela. una vez iniciada la molienda
la caña pasa a través del morino en el cuar por presión
fÍsica $e 1e extrae el jugo, obteniéndose además er
bagazo. La cantidad de jugo a obtener depende de ras
condiciones de operación del molino.
EI bagazo obtenido se denomina ,, bagazo verde
lrumedad depende deI grado de extracción deI
fluctuando entre 50 y 60 Z. Este bagazo se llevabagaceras donde se almacena hasta alcanzar una
inferÍor al 30 z, valor necesario en la mayorÍa
" ysu
molino,
a ]as
humedad
de las
43
oderó
rI
I
f
ILrI
I
I
I
I
I
II
L
I
cámaras d
utilizarlo
CULTIVO
TRAPICHH
combustión de las hornillas para p
CAÑACor teAIceTr a nspor teApronte
MOLIENDAExtracción
Jugo Crudo
PREL I HP IADORLÍmpieza
Jugo Limpio
CLARIFICACION:Ajuste acidezAdición clarifi*ca ntes* Adición fosfatos
Jug<¡ Clarifica
EVAPORACION
Mieles
CONCENTRACION Y PUNTEADA
BATIDO
MOLDEO
EHPAOUE Y ALMACENAMIENTO
Bagazc>
Bagacillo
Lodo
Cachaza
HORNO do
PANELERIA
FrcuRA 1. Diagrama del proceso de elaboración de panera
FUENTE: FEDERACION NACI0NAL DE CAFETERoS.Diversificación. La caña panelera alimento decalidad. Bogotá 1 .990. p. t4.
EI bagazo adicionalmenLe se puede hidrcilizarcomo fuente de fibra en nutrición animal _
44
Y USarSe
EI jugo recuperado se conoce como jugo crudo o sinclarificar y es pasado a través de sistemas de
prelimpieza, con el fin de retener la mayor cantidad de
impurezas y asÍ facilit.ar eI proceso de clarificacion.EsLe jugo para a un tanque de almacenamiento o
directamente a la paila recibidora.
Posteriormente se adÍcionan los agentes clarificantessiendo los más conocidos los mucÍlagos vegetares
obtenidos de Ia maceración de ras cortezas de barso,
cadillo y guásimo. La etapa de crarificación debe
realizarse bajo ciertas condiciones de tiempo y
temperatura y de su eficiencia depende en gran parte ra
calidad del producto terminado. En esta fase del proceso
se obtiene la cachaza, subproducto utilizado en laalimentación animal -
Terminada la clarificación, se inicia la evaporación delagua aumentando de esta manera Ia concentracÍón de
azúcares en ros jugos. Durante esta etapa se adiciona
cal con el fin de evitar la hidróIisis de la sacarosa ymejorar el "grano" y dureza de la panela. Cuando losjugos alcanzan un contenido de sólidos solubles cercano a
los 7OoB, adeuieren eI nombre de
concenLración " En este punto
higuerilla, Cebo o cera de laurel
de lubricante y antiespumante.
45
mieles y se inicia Ia
se adiciona aceite de
que cumplen funciones
La evaporacÍón fpanela eI cual se
con un contenido
inaliza cuando se alcanza el punto de
Iogra a temperaturas entre tzA y 125oC,
de sóIidos solubles de 90 a g7a Brix.
La panera proveniente de la hornilra se dep<¡sita en una
batea y por acción del batido intensivo e intermitente se
enfrÍa, pierde su capacidad de adherencia y adquiere I ra
textura necesaria para el moldeo.
EI moldeo se reaLiza panera por panela, mediante moldes
individuales o en lotes de BO a 2OO panelas en Ias
denominadas gaveras, en los cuares Ia panela soridificaadquiriendo su forma definitiva. Las panelas pueden ser
redondas, cuadradas, en pastilras, etc. y de diferentespesos,
EI producto frío se pasa
variedad de ellos, Ios más
caña y la caja de cartón,
al empaque
comunes son
istiendo gran
hoja seca de
EX
Ia
2-2 LA CAÑA DE AZUCAR:
DE LA PANELA
HATERIA PRIHA EN LA
46
ELABORACION
Es una gramÍnea del género saccharum, originaria de Nueva
Guinea, traÍda por cristóbaI colón a territorio americano
hacia 1.5O2 y cultivada en zonas tropicales y
subtropicales.
su forma es erecta con tallos de z a 5 metros de altura y
entrenudos pronunciados sc¡bre los cuales se insertan ]as
hojas, su reprodrlcción es agámica y sus raíces muy
ramificadas -
formada por ra corteza, comúnmente cubierLa de una capa
de cera de grosor variable que contiene er materialcolorante, seguidamente se encuentra ra porción internaconstit.uida por el parénquima y paquetes fibrovascularesdispuestos longitudinalmente,yemas.
Lerminando en hojas o
El talIo es ciIÍndrico con
y dividido en nudos, Ias
coLocadas alter nadamente .
diámetro variable de Z a 4 cm
hojas son delgadas y están
Consta de una parte exterior
depende de ciertos factores
, p1-ecipiLación de Iluvias,y variedades
"
5u crecimiento y
como luminosidad
vientos, altitud
desarrol lo
, temperatura
, los suelos
47
Los cultivos manejad<¡s técnicamente empiezan a producir
el primer corte después de los 18 meses de sembrado, con
cortes porteriores cada 16 meses " EI contenido de
sacarosa en ra caña aumenta con la edad hasta su madurez;
de este momento en adelante se inicia urr desdobramiento
de Ia sacarosa en glucosa y fructuosa, llamados azúcares
reductores, hecho que influye en Ia calidad de la panela"
Las cañas, no importa que variedad, fartas de madurez y
ras sobrequemaduras proporcionan rendimientos menores que
las cañas sazonadas.s
Para conocer el contenido de azúcar en la caña se utiliza
de jugo en el
la cantidad de
eI "refractómetro". Se coIcoa una gota
aparato y se lee en la escala graduada
sólidos solubles que hay en eI juso.
2-2-L- Factores que afect.an er desarrolro de la caña
2 -2 -1 -1 - Luminosidad. La cantidad de luz está
directamente relacionada con la sÍntesis de clorofila, a
mayor brilro solar aumenta la actividad fotosintética y
por ro tanto hay incremento en la producción de caña. La
caña requÍere una luminosidad superior a g horas dÍariasde sol.
s rbid. , p -4
2 -2 -L -2 - Temperatura.
48
Es imporLante para el desarrollo
de Ia caña, sÍnLesis y acumulación de sacarosa.
Oscilaciones de temperatura entre eI clia y la noche
superiores a 8oc favorecen significaLivamente est€proceso. Las condÍciones ideares son de 2s a 27oc de
Lemperatura con IÍmites permisibles de 2O*3OoC.
2 -2 -1 -3. Precipitación de lluvias. El agua e$ también
un elemento muy importanLe para el culLivo, pues además
de ser básica para la sÍntesis de azúcares es medio de
Lransporte y turgencia. La precipiLación adecuadas es de
1500 a LTAO milÍmelros por año. La caña necesita buena
humedad duranLe su etapa de crecimiento, ruego, requiereun perÍodo seco para concentrar y retener la sacarosa en
eI periodo de maduración.
2-2-L-4- Vientos. cuando son muy fuertes pueden causar
graves daños fÍsic<¡s aI cultivo, si además son calientesy secos aumentan ra transpiración de la planta y resecan
eI suelo -
2-2-1-5- Altitud - La altura más pr'rpicia para elesLa entre 1O0O y 1SOO metros sobredesarrollo de Ia caña
el nivel del mar.
2 -2 - 1 .6. Suelos Lc¡s mejore suelos para la caña son Ios
franco*arciIIosos, con un buen drenaje y
5,5 y 7,5.
49
con un pH entre
2-2-r -7 - variedades. Las variedades de caña para panela
deben reunir ciertas características básicas para serconsideradas como buenas, estas pueden resumirse asÍ:
AIto tonelaje
Resistencia a plagas y enfermedades
Buena adaptación a diferentes ecologÍas
Producción de jugos fáciles de clarificar y con altoscontenidos de sacarosa.
Buen porcentaje de exLracción en el molino
Resistencia a sequÍas ar igual que el fenómeno de
inversión después del corte_
Las variedades
nacional son:
de caña panelera más cultivadas a nivel
A. PR _ 6L632
Presenta buena adaptación a diferentes condicionesecorógicas, crecimiento lento, producción promedio por
hectárea el^evada, buen porcentaje de extracción de jugosy produccÍón de panela de excelente calidad. Cuando
t|Hdaül Atlhl.l¡ 0d.|ilsEccFfr Bl8LloTtct
alcanza er Índice de madurez los azúcares formados
B.
50
permanecen estables por un perÍodo hasta de 4 meses.
Resístente a carbón, roya y mosaico, buen comportamiento
ant.e raquitismo y otros complejos fungosos.
POJ - 2A7a
Llamada también ceniza rucia, piojosa, cubana ó palmira.
se oblienen jugos de buena calidad con producciones
Fromedios por hectárea y rendimienros en panela
acepLables. Es resistente a carbón, roya y mosaico pero
susceptible a raya clorótica y raquitismo.
C. Co 42L
Buena calidad de jugos especialmenle en cuanto a color aIigual que adaptación a diferentes condiciones ecológicas,producción promedio por hectáreas altas, fácil exLracciónpero con bajos contenidos de sacarosa, susceptibte a
carbón y mancha de ojo, medianamente susceptible aImosaico y resistente a la roya.
D. RAGNAR
Presenta maduración temprana, fáciproducción de caña por hectárea alta.altos conlenidos de sacarosa pero su
I extracción y
Los jugos tienen
comportamiento es
i nestable a diversos ambient.es .
y roya.
Es susceptible
51
a carbón
E PR TL4L
$us lÍmites de adaptación son reducidos, rro tolera acidezy es ex igent.e en suelos r icos en maler ia orgánica ,
fósforo y potasio. Buenas condiciones de curtivo fácirext.racción de jugos, alta producción de caña y panela.
F-H sO7209
Buen rendimiento en caña y panera y buena calidadjugos. AIta susceptible a roya y carbón y resistenciamosaico.
Las variedades de caña más recientes son:
Venezuela 87151
MaIlagüir MZC 74275
CC 8325 ( Cenicaña Colombia
CC A475 ( Cenicaña Colombia
de
a
I
)
2 -2 -2 - Composición de Iaprincipalmente por agua
( azúcares, especialmente )
caña. La caña está constituida
, fibra y sólidos solubles
. Tiene otros compue$tos, que
5¿
por ras cantidades en que aparecen se consideran
elementos menores. TaI es el caso de los minerales,proteÍnas, ceras, grasas y ácidos que pueden estar en
forma I ibre o combi nada . En Ia Tabla .J.7 aparece racomposición quÍmica promedio de Ia caña de azúcar de
Luisiana, según spencer y Meade. En la Tabla 1g aparece
Ia composición de la caña para panela, en cundinamarca y
la Hoya del RÍo suárez , según pérez y Ramirez y cil,rpA,
respectivamente .
Entre los sóIidos solubles de la caña sobresaLe lasacarosa como azúcar principali los otros azúcares que se
encuentran en concentraciones sustanciaLeE; son la gLucosa
y ra fructuosa, conocidos como azúcares reductores o
invertidos. Los azúcares se clasifican quÍmicamente como
carbohidraLos y $e car-acterizan por ser compuestos de
carbono combinados con oxÍgeno e hidrógeno en rasproporciones que se requieren para formar moIéculas de
agua.
2-2-3 Corte de la caña. El mejor rendimienlo y lamejor calidad de panela se obtienen de cañas cosechadas
en estado óptimo de maduración - La caña, una vez
cortada, Ínicia rápidamente su descomposición, proceso
que se acerera por las altas temperaturas de la re9Íón.La caña debe molerse dentro de las 24 horas siguientes ar
53
cor Le
En caso de requerirse almacenamiento de
disponerse ésta en pequeños montones,
cubiertos y rociarla con agua dos veces at
evita Ia descomposición y Ia deshidratación
se puede conservar hasta ocho dÍas.
TABLA T7
Ia caña, debe
en Iugares
dÍa. AsÍ se
de Ia caña y
Composición quÍmica promedio de Ia caña de
azúcar.
Componentes Cantidad(%)
AguaFibra:CelulosaPent osanasArabánLignina , leñosa ,etc .
Total fibra
Azúcares;Sacarosa (CreHzzOrr )Glucosa ( CeHr z}a)FrucLuosa ( coHr eOo )
Total azúcares
Cenizas;SÍlice ( SIoe )Potasa ( KoH )Soda ( NaOH )Cal ( Cao )Magnesio ( MsO )Acido Fosfórico (HepO+Acido Sulfúrico (HzSo+
74
52o2
10
t2oo
L4
,5O
,50,oo'5OnOO
,oo
,50,94'6O
'OO
))
o ,25o,L2o ,01o,o2o,o1O,O7o,02
54
Continuación Tabla L7
Componentes Cantidad(z)
Hierro ( re )Cloro ( CI )
Total Cenizas
Compuestos nitrogenados :
AIbúmi nasAmidas ( Asparraguina )Aminoácidos ( AspártÍco )Acido nÍtric<>
Total compuestos nitrogenados
Acidos y grasas:Grasa y ceraPectina y gomasAcidos IibresAcidos combinados
Total acidos y grasas
TrazasTrazas
o,5o
O,LzO,O7o,20O,O1
o,4o
o,20O ,2OO,08O,L2
o,60
FUENTE: Producción yDiaz DeIgad<>
2.3. EXTRACCION
aLmacenamientoHinisterio de
de panela de DanielsaIud.
Es eI paso de la cana a través del molino, obteniéndose
un jugo o guarapo crudo como producto principal y bagazo
húmedo usado como combustible para la hornilla.
La forma más usual de expresarla es como extracción en
peso ( Ep ) concepto que relaciona la cantidad de jugo
rocuperado en el molin<¡ (pj) con respecto al peso de Iacaña ( ec ¡ y se expresa asÍ:
55
Ep=Pj/Pc xlOO
EI porcentaje de extracción en peso depende de las
condiciones de operación del molino y tiene efectos
marcados sobre la calidad y cantidad de jugo que se
obtiene. EI promedi<¡ nacional es del S!2, y para Ia hoya
de1 rÍo Suárez del 54Zt sin embargo éstos vaLores son
bajos, disminuyendo la rentabilidad deI proceso.
EI nivel de extracción en peso, combinado con el Brix de
Ios jugos afecta directamente Ia cantidad de panela
producida.
Para ra misma extracción en peso la variación de un graoo
Brix del jugo puede originar cambios entre 4 y 7 Kg de
paneLa por tonelada de caña. De la misma manera para
jugos con iguar Brix, la cantidad de jugo crudo cambia en
10 Kg por tonelada de caña por punto de extracción, locual origina una variación entre 1,8 y 2,4 Kg por cada
punto que se cambie la extracción en peso.
En términos generales con una extracción en peso del 60
al 65z. se obtienen buenos resultados en jugo y panela
desde ros puntos de vista cuantitativo y cualitativo.Porcentajes superiores puede afectar la calidad de losjugos debido al aumento de pectinas, gomas, ceras,
56
grasas, etc. que dificultan eI proceso de clarificación y
genera coloraciones indeseables en Ios jugos,
En el capítulo siguienLe se trataran los molinos
2-3-L- Jugo sin clarificar. Es eI obtenido directamente
deI molino, FÍsico*químicamente es un dispersoide
compuesto por materiales en todos los tamaños, desde
partÍcuIas gruesas hasta iones y coloides.
Los col<¡ides en el juso incluyen tant<¡ los derivados del
suelo como los de Ia caña y están constituidosprincipalmente por partÍculas de tierra, ceras, grasas,
proteÍnas, vitaminas, gomas, peclinas, taninos y material
colorante. 5u porcentaje es pequeño y fluctúa entre O,05
a o ,3?,.
Las dispersiones iónicas y moleculares, corresponden
básicamente a azúcares (sacarosa y reductores) Ios
constituyentes minerales ( calcio, fósforo, potasio,
sodi<¡, magnesio, hierro, etc. ).
EI porcentaje de sacarosa ( eol ) r azúcares reductores
influyen directamente en la calidad de Ia panela. Es
important.e que eI porcentaje de azucares reductores
presentes en er juso sea er más bajo posibre, pues cuando
57
$e tienen porcentajes superiores aI L?o, se incrementa eI
nivel de inversión de la sacarosa pues est.e depende tanto
de Ia temperatura r tiempo y pH como de la cantidad
inicial de azúcares reductores -
Un factor que da una idea de
procesar es Ia pureza que se
entre eI porcentaje PoI y el
solubles. Si su valor es cercano
azúcares reductores del jugo es
sólidos solubles son sacarosa.
Ia calidad de jugo a
define como Ia relación
porcenta je de sóI idcls
a uno, el contenido de
bajo y casi todos los
2-3-2. Bagazo. Es el remanente de los tallos de Ia caña
de azúcar después de extraerse el jugo azucarad<¡ que ésLa
contiene. Er uso tradicionar y más difundido de este
materiar es la generación de calor medianLe su combustión
en las hornillas paneleras.
cuando sare del molino recibe el nombre de bagazo verde y
su humedad promedio es del SSZ.
La parte designada como fibra está compuesta de lafracción sólida orgánica insoluble en agua, presente
originalmente en el tallo de Ia caña de azúcar y que se
caracteriza por su marcada heterogeneidad desde el punt<>
de vista quÍmico*morfológico. EsLa fracción es la
58
aportante de Ios elementos estruct.urales que hacen del
bagazo una materia prima adecuada para la fabricación de
celulosa, papeI, tableros, furfural, alimentación animal,
abonos orgánicos, etc.
En la mayorÍa de los trapiches para que eI bagazo s€
pueda usar como combustible, se requiere que sea sometido
a un proceso de secado el cual generalmente se realiza en
forma nalural almacenándoro en cobertizos rlamados
bagaceras.
EI tiempo requerido para que eI bagazo esté en
condiciones óptimas de humedad ( menos del 30% ) para su
uso en hornillas tradicionales, varia entre 2e y 4O diasy depende de algunos fac¿ores como son; altura del
arrume, condiciones climáticas del sitio, humedad con laque sare er bagaz<¡ del molino y caracterÍsticas de
construcción de la bagacera.
Las bagaceras se deben diseñar de LaI forma que
aprovechen al máximo la energÍa solar, como también las
corrientes de aire para facilitar la ventilación y asiIograr un secado más ágil y homogéneo. Es important.e
anotar que Ia humedad der bagazo suministrado a ra
hornilla es un facLor muy importante en la eficiencia de
Ia misma.
c,o
Las bagaceras se deben ubicar en forma tal que se
facilite er transporte del bagazo desde el molino a labagacera y de ésta a Ia hornilla, para bajar los costos
de producción y disminuir el esfuerzo fÍsico de ros
obreros.
2.4. PRELII,,IPIEZA DE LOS JUGOS DE LA CAÑA DE AZUCAR
Es Ia eliminación por medios fÍsicos de las impurezas con
las que sale el jugo de cana del morino. Algunos
trapiches tienen como sistema de prelimpieza eltradicional pozuelo, que es un tanque de Lamaño variableubicado a Ia salida del molino.
Est os pozuel"os , que el imi nan
favorecen Ia degradación microbiana
$acarosa por inversión, las
consecuencia disminución de la cal
de la panela.
muy pocas impurezas,
causand<¡ pérdidas de
cual^es traen como
idad y el rendimient<>
Por esta razón se utirizan unos i*plement<¡s denominados
prelimpiadores, cuya función es retener Ias impurezas
dispersas en er jugo constituidas princÍpalmente por
restos de bagazo, bagacillo, caña, tierra, maLerial
flotante, lodos y agentes precur$ores de calc¡r. Manejados
adecuadamenle no presentan los probremas de degradación
|tlrlúüd Adfrltr dc 0oc{|¡ltrsEcclofl ElBuoTEcA
óO
propio$ de Ia utilización deI pozuel<>
EI funcionamiento de los
separación deI material
diferencia de 1a densidad
eI mismo.
prelimpiadores
extraño deI
existente entre
se basa en Iajugo, por la
Ias impurezas y
El proceso de
prelimpieza se
contÍ nua ,
AI separarlas
evita que las
deI caIor, s€
negaLÍva sobre
elaboraci ón
efectúa a
de Ia panela no se
Lemperatura ambiente
altera y la
y en forma
en frÍo y antes de isustancias precursoras
1 iberen en eI jugo
Ia presentación de Ia
Proceso, se
, por efecto
su acción
niciar el
de color
l ogr a ndo
panela.
tü-tf€
F8E- ||iFt^¡lt 4
PEL||ptfü¡ e
FIGURA 2. UbicacÍón de los prelimpiaoores
EI mejor sitio para instalarsalida del jugo del molino,
tradicional y conduciendo los
de la hornilla o aI tanque de
6L
los prelimpiadores es a Ia
reemp.Lazando eI pozuelo
jugos a Ia paila recibidora
almacenamiento ( rigura 2) -
2.5. CLARIFICACICIN, EVAPORACION Y CONCENTRACION DE LOS
JUGOS DE CAÑA
Las et.apas de clarificación, evaporación y concentración
se llevan a cabo en Ia hornilla u horno, donde se
suministra eI caLor necesario para evaporar más der 9az
del agua presente en eI jugo y asÍ obtener eI producto
conocido como panela.
La hornilla panelera consta de Ia cámara
(muy rudimentaria en hornillas tradicionahumos, chimenea y área de Lransferencia de
3). A continuación se describe en forma
de ellas.
de combustion
les ), ducLo de
calor ( Figura
breve cada una
En la cámara de combustión se lleva a cabo el proceso de
isnición entre eI bagazo y eI aire, Está conformada por
el cenicero, la puerta de alimentación y la parrilla.
EI ducto de humos es también llamado conducto o camino de
gases. su función es rlevar los gases de combustión a la
chimenea transf ir iendc:
través de las pailas.parte deI calor
62
a los jugos a
La chimenea es la parte empalmada con el ducto de humos.
Tiene forma trapezoidal y sus dimensiones varÍan de
acuerdo ar tamaño de ra hornilra. su función es crear eltiro necesario para la combustión de.L bagazo y eltransporte de los gases a través del ducto "
EI área de tr'ansferencia de calor está formada por ]aspailas o recipientes metáricos generarmente rlamaoos
fondos donde se depositan los jugos. Al.lÍ se lleva a
cabo la transferencia de cal"or necesar ia para Ia
evaporación de1 agua en el proceso de elaboracíón de lapanela.
l-? y 4 fvorodo.ot3- prñteodoro (c6canl.o<'oñ,5- Clorrft(odüo6- Paa¡bldoro¡- Hclot?.o O Élo<a.C
FIGURA 3. Protot ipo trapiche
63
EI área de transferencia de calor se ha dividido de
acuerdo a las etapas de elabc¡ración de la panela en ras
siguÍentes secciones:
clarificación: La clarificación de jugos de caña
t.iene como fin eliminar los sóIidos en suspensión, Ias
sustancias coloidales y algunos compuestos colorantespresentes en ros jugos. EsLas impurezas pueden $er
retiradas por flotación y/o sedimentación, operaciones
fundamenLales distintas .
En ra eraboración de ra panela, Ia crarificación se lrevaa cabo por flotación, siendo imposible realizarlo por
sedimentación ya que en las pailas de la hornirra losjugos se encuentran en ebullición. La clarificación se
realiza en las pailas recibidora y clarificadora de ra
hornilla medianLe la floculación o aglutinamiento de lasimpurezas,
Evaporación; cornprende las pailas I,2 y 4 de IaFigura 3, es Ia etapa que sigue a la clarifÍcación y
donde el calor suministrado es aprovechado básicamente en
el cambio de fase del agua ( lÍquido a vapor ) elÍminándose
cerca del gaz del agua presente con lo cual se aumenta elcontenido inicial de Ios sólidos solubles (enLre L6 y
21oB ) grix hasta el punto de panela erevándose ra
64
temperatura hasta 12OoC en promedio. La raya cocha, ceba
o botija se divide en Ia paila número 4 (figura 3) en
dos, tres o cuatro puntos de acuerdo a la capacidad de Iahornirra, con el fin de faciritar eI manejo de ros jugos
y Ia evaporación. EI movimiento de los jugos una vez
dividida la raya depende de las costumbres de ra zona.
En esta etapa se realiza el proceso de encalado de rosjugos ya sea en adición total inicial, fraccionada o
final , asÍ mismo como los agentes blanqueadores.
Concentración: Es la fase final del proceso , se
se
la
eI
La concentracÍón es la etapa más crÍLica desde er punt<>
de vista del grano de ra panela, pues ar registrarse allílas mayores temperaturas del proceso ( entre 1oo y 125oc )
la inversión se acerera en forma tal que el porcentaje de
azúcares reductores iniciales, cuando menos s€ duplicadurante 1a concentración. por ro tanto es aconsejable
realizar esla etapa en el menor tiempo posible.
EI "punto" de la panela se obtiene enLre 11g y 125oC.
presenta a temperaturas superiores a los 1OOoC,
reaLiza en ra paila punteadora o concentradora, pai
número 3 ( Figura 3 ). En esta parte se adicionan
agente antiespumante y colorantes cuando se utilizan.
65
2.6 PUNTEO Y BATIDO EN LA ELABORACION DE PANELA
El punto de panela se da cuando las mieles adquieren una
serie de caracterÍsticas que permitan retirarlas de ra
hornilra y que por las operaciones posteriores delproceso, como baLido y moldeo, adquieran la tipificaciónde l^a panela .
En los trapiches por farta de instrumentos de control, se
recurre a Ia observación de ciertas caracLerÍsticasfÍsicas que dependen de una gran experiencia de] operariopara acertarras y que varÍan de acuerdo con ra región.
una de las manifesLaciones der punto de la panela se da
cuando ar tomar una muestra de la miel, ésta presenLa una
estructura cristalina y a la vez de gran fragilidad, eu€
se detecta por un sonido claro aI lanzar una pequeña
parte de ra muestra de miel enf r iada , c,cntra ra f alca
metáIica de las pailas o eI techo de zinc de trapiche.
Este mismo tipo de eslructura se delecta introduciendo lamuestra caliente en agua o tomándola directamente de raspairas con un dedo humedecido y luego evaluando su
fragilidad y Iimpieza de quebrado.
En otras ocasiones ras propiedades fÍsicas varoradas son
66
Ia viscosidad y adherencia de las mieles, cru€ eI operario
evalúa a "ojo" mediante 1a velocidad de escurrimiento de
esLas sobre la falca de la paila en eI mismo remellón
ocazo "
otra caracLerÍstica der punto de panela muy usada, es laformación de grandes burbujas o peIÍculas muy finas y
transparentes denominadas "pañuelo,, .
Para el batido, Ia batea es eI recipiente construÍdo en
madera o lámina metálica en donde se agitan las mieles,una vez han alcanzado el punto de panela y han sidcl
sacadas de Ia hornilla con el propósito de cambiarles Iatextura y estructura y hacerles perder su capacidad de
adherencia " Al incorporarle aj.re a l"as mieles loscristales de sacarosa crecen adquieren porosidad y lapanela cuando se enfria adquiere su caracterÍstica se
sóIido compacLo.
A] mismo tiempo, ra densidad de .r.as mieles se reducen
cerca de 1,5 a 1,34 g/cc en la panela.
EI batid<¡ es una acción de agitad. i ntensivc¡ e
intermitente de las mieles, medÍante una p¿rla de madera,que demora entre 10 y 1b minutos. Después de laagitación Ínicial, de unos 3 a 4 minutos, Ias mieles se
de
dejan en reposo y por
subir en la batea hasta
reiniciar Ia agÍtación
veces y al final en lapaÍs, s€ agrega agua
"apagarlas".
/aa/
eI aire incorporando comienza a
casi desbordarse siendo necesario
- Este proceso se repite Z a 3
mayor parte de lc¡s trapiches del
a las mieles para acabar de
2.7 MOLDEO Y FORHAS DE PRESENTACION DE LA PANELA
Las dimensiones, tamaño y forma de presentación y empaque
de ra panela muestran variaciones considerabres.
Actualmente se comercializan cuatro formas de panela:
redonda, cuadrada, rectangular y también granuLar o en
poIvo.
2.A EHPAOUE Y ALHACENAHIENTO DE LA PANELA
La alta rotalividad en Ia comercialización y mercado de
Ia panela es causada, entre oLroso por la perecibiridadque presenta eI producto como resultado ,Je Ia falta de
caridad e inconvenientes en las condiciones de
armacenamiento. por elro ra preservación de Ia caridadde la panera es importante y es necesario harlar ras
condiciones de empaque y almacenamiento que permitan su
conservación er mayor tiempo con er menor deterioro.
3. EL PROCESO DE MOLTENDA
3.1. GENERALTDADES
La morienda es el proceso de extracción de jugos
propiamente dicho. El objetivo fundamentar der proceso
de extracción consiste en recuperar de una manera
eficient.e la mayor cantidad de sacarosa presenle en lacaña. Esto se lleva a cabo en forma mecánica exprimiendo
la caña a través del molino, eI cual por medio de Iapresión ejercÍda, por unos rodillos giratorÍos, lramados
mazas, separados o ajustados convenientemente, Iosexprime sacando eI jugo con el cual se eLabora la panela
y eI subproducto sóIido denominado bagazo.
Antes de pasar la caña por los moLinos esta es sometida a
un proceso de preparación con Ia finalidarj de reducir eItamaño y abrir los tallos de la caña. Esto se efeclúapor medio de equipo especializado para este fin, con
picadoras de caña, desfibradoras y demenuzadoras.
69
Los t.rapiches o molinos más antiguos han sido hechos en
madera; en 1a actualidad los molinos se fabrican de
fundición de hierro y se clasifican de acuerdo con Iaposición de las mazas, en verticales y horizontales. Lo$
verticales tienen el engranaje en Ia parte superior de
sus tres mazas. por 1o general son movidos por tracciónanimal, medianle un madero horizontar que se fija a una
plancha acanarada en la parte saliente de la maza
principal. Son muy populares en la pequeña industriapanerera del paÍs. La Figura 4 muestra la vista superiorde una insLaración verLical tÍpica de Lracción animal _
Los Lrapiches horizont.ales pueden ser movidos por motor,
rueda hidráuIica o turbina - GeneralmenLe son de Lresmazas' pero ras hay de cinco y hasta de ocno mazas en lc¡s
trapiches paneleros con altas produccÍones. Las mazas
son los elementos que realizan el trabajo de molienda.
un molino tÍpico de cinco mazas consta de una unidad de
morienda previas de dos mazas, llamadas desmenuzadoras v
de un molino de tres mazas. En Ia figura 5 se muestran
esquemáticamente los principios de operación de lostrapiches horizonlales de fres y de cinco mazas.
lHrnllú A¡tnrr dl ocdaütfsEccloil EIBL]oTECA
70
FIGURA 4. Esquema de un trapiche vertical
--_-o
-- -i;i
--ot?
mediante chumaceras a dos
o vfrgenes, las cuales hacen
I
3
3
6
tI
totlt2
P¡ñoñ ¿t..nl'odo
E l! da tñlrtdo
Sopor la¡ifdn Con¡.o
Ela ño¡o hoyolPifrdñ Rv.do dorol
Soporl. .rt d?.ñl.6dd
fl? Fdto lolarol
Io.ñlllo dr ^tu!lr
Las mazas
estructuras
están apoyadas
llamadas cureñas
7T
Ia función de bastidor.
TRAPICHE OI fRE! I¡^2AS
fiAPrcHE Df Clt|00 tflzAt
-
-
ll0ll0
ourit2o 0 ,lt 0{l
FIGURA 5. Esquema de la operación de
hor izontales .
Los trapiches tienen
diferenciadas a saber;
trc|¡o
cu||r¡o JUF
tr api c hes
c^,,-Q---A(r\otlraruuodt
tres partes constitutivas bien
1. CONJUNTO
de1 sistema
gasolina o
turbina "
MOTOR. ConsLituido por
. Bien puede $er un
eIéctr ico ) , una rueda
1a fuenLe
motor (
hidráuI
72
de energfa
diesel, de
ica o una
2. CONJUNTO TRANSMISION. Como la velocidad de salida
del conjunto moLor es en todos los casos mucho mayor que
la velocidad de rotación de Ias mazas, es necesario
reducir esta velocidad mediante una transmisión de correa
y un conjunto de piñones cilÍndricos del diente recto.
En m<¡Iinos de bajas capacidades hasta 15OO Kg de caña por
h<¡ra y menos de 12 pulgadas de diámetro en las mazas,
esta .transmisión forma un solo conjunto con el molino
(Fisura e); en capacidades superiores la transmisión es
un conjunLo separado, unido aI molino mediante un acople
(Figura 7).
3. coNJUNTo HoLrNo. Esta compuesto por los rodillos o
mazas que comprimen Ia caña pa¡-a extraer el jugo, sus
soportes, mecanismo de ajuste y raspadores ( figura g y
e)"
Las mazas se encuentran convenientemente rayadas para que
se verifique una buena adherencia de Ia caña o eI bagazo.
Estas mazas van montadas sobre chumaceras o cojinetes de
bronce que se apoyan sobre una estructura denominada
73
" cureña "
En los molinos
"maza mayal," y
La maza por
recibidora" y
repasadora" o
de tres mazas la maza superior se denomina
es eIIa Ia que realiza eI mayor trabajo.donde entra la caña se denomina "maza
Ia maza por donde sale el
"maza bagacera".
bagazo "maza
_. BA5€ tttafisutslo|| Mottt¡o
TRANSIilSK¡N - UOLt{o
Trapiche hor
transmisión
izontal de tres mazas
i ncorporada .
FIGURA 6. con
74
}-
R_:./
OL
a
--.(D
---@
@
Trapiche horÍzontal de tres mazas con
transmisión acoplada.
?
3
4
6
7
I9
rotlt?t1
t4r5r6t7
M
M.
M
MolorCorrco
Sopoi I e
PolcoP¡ñoñ d¿ cñlrodo
Ruc do inlcrncdio
Piñon inlcrmrd io
Rucdo dc aolido
A c oplc
Bostidor lroñsmsron
Molo motol
Mogo rrcibidoroiáoro rcposo doro
prñon dc rotocidn
Plñon dc rotociJ¡Piñon dr rolociónEostidor Molino
Rc r¡ b,do r o
Moyol
Re ooso,Joro
FIGURA 7
FIGURA 8. Trapiche horÍzontal de tres masa
75
EI ángulo formado por la lÍnea que une los centros de Ia
masa mayal y la recibidora y la lÍnea que uno los centros
de la masa mayal y Ia repasadora, es en promedio en los
trapiches colombianos de 9Oo. La fuerza motora se aplica
a la maza mayal y esta mueve las otras dos por medio de
dos engranajes denominados piñones de rotación.
Entre Ia maza recibidora y la maza repasadora va colocado
un raspador o cuchilla (Figura 9) que tiene eI mismo
perfil rayado que la maza recibidora, con eI objeto de
que coincida sobre ésta. EI soporte donde va montado el
cuchilla está provisto de un mecanismo que permite su
graduación para darle Ia posicÍón más conveniente. Et
ajuste del cuchillo a Ia maza recibidora tiene el objeto
de mantener].a limpia y no permitir que a ella se adhiera
bagacillo. La superficie superior deI cuchillo es curva
y sirve como puente entre la maza recibidora y Ia
repasadora para guiar el bagazo entre Ia entrada
salida del molino.
YIa
Las otras dos mazas, o sea Ia mayal y Ia repasadora
Ias citadas
tensores o
Ilevan raspadores, con el mismo rayado de
mazas y se ajustan a ellas mediante tornillosdeslizantes para manlenerlas Iimpias.
La parte inferior de ros morinos donde descansan las
cureñas, $e denomina base y tiene forma
recoger y conducir el jugo que fluye de
cual cae en dicha base y lueg<¡ sale alIleva a Ia etapa de clarificación.
concava
Ias mazas
conducLo
76
par a
,aIque I <>
El ajusLe
est ablece
acercan o
maza mayal
de las mazas
por medio de
alejan Ias mazas
( Figura S ).
o separación
tornillos de
recÍbidora y
entre eIlas se
graduación, que
repasadora de Ia
El desempeño
capacidad, 1a
capacidad es
una hora.
de un molino se expresa en función de
extracción y el consumo de potencia.
Ia canLidad de caña que puede ser molida
Ia
La
en
La extracción relaciona Ia cantidad
con la cantidad de caña molida.
de jugo recuperado
El consumo de potencia depende principarmente de Ia
compresión de ra caña ejercida por las mazas y er roce
entre las diferentes piezas del molino se puede estimarque por cada tonerada*hora de capacidad de molienda der
molino, se necesitan 8 caballos de potencia.
77
s)I
t.l$
Ec¡r cr¡lunfo moli :n.toPlñrntr d? l,:t mororSo¡orh eoilnchrCriinelrr.Moro qucb,rodoro.CYr¡ño o bo:'idrrTorñlllo! collbrac iÁn mo ro ¡hr lo co ñor .
To rn o br 3oroMoto moyot .
Topo collnr?rr.Rorpodol ttoto mtrol.lornlllo¡ IrnroDr.Horr nprro.loro.Rorprdrr tfroto rf onrcrlot nEor. t|!n.nlrlín.
Ftlmcr por dr cngronofrrAcollrto o lio¡rrc.Yrlcnf¡.Tlnror fornobo¡oro
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I
é
FTGURA 9. Despiece isométrico de un morino de Lresmazas.
7a
Las variables de operación del molino son: Ia velocidad,
la abertura de entrada y la abertura de salida.
velocidad se define como eI númer<¡ de revoluciones
Ia maza mayal en un minuto; es'to varia de acuerdo
diámetro de la maza mayal.
La abertura de entrada es la separación que hay entre Iasuperficie de Ia maya mayal y Ia superficie de Ia maza
recibidora ó quebradqra ( figura 10 ).
que
con
LA
da
eI
La abertura
maza mayal y
10 ).
de
Ia
salida es Ia separación que hay entre lasuperficie de la masa repasadora ( figura
II¡¡ IIAYAL
c lor
ABERTURA DE ENTRAqA
rl- l
o't-'raza tltr
ABERTURA DE SALIgA
\lI
¡TZA IAY¡L
¡^zA rEcr ¡rooe¡
L-!tcta_r.oota
FIGURA 10 Disposición y ajuste entre mazas
79
EI tamaño de un molino está definido por Ia longitud y eI
diámetro de las mazas, por ejemplo, un molino LZxLA,
quiere decir que tiene las mazas con diámetro de Lz
pulgadas y una longitud de 14 pulgadas.
3.2. CONSTRUCCION DE LOS T,IOLINOS
3 -2 -1 Cureñas ó VÍrgenes .
número diverso de tipos
intención de presentarlos
Ios Lipos pr incipales y
franceses.
En el mundo se fabrica un
de molino, no tenemos Ia
a todos. Se verán únicamente
, particularmente Ios tipos
Las armaduras laterales de los molinos se designan con el
nombre de cureñas ó "vÍrgenes". El modelo cIásico de
Virgen (figura 11) tiene dos largos pernos más o menos
verticales, denominados "pernos reales" que soporLan elesfuerzo del Ievantamiento del citindro superior
transmitido a los cabezotes por Ia cámara de aceite del
pistón hidráuIico.
Recientemente se ha logrado construir molinos sin perno$
reales. EI diseño más caracterÍstico y mejor es eI de
Squier (Figura L2), en el cual el esfuerzo se recibe
enteramente en ros dos pasadores qu€ fijan las piezas
Iaterales de la virgen.
l¡lntdard Arllrmr dr Occi{cnto
sEcclofl BlBilorEcA
80
FIGURA TI Cureña con pernos
hor izontales .
FIGURA L2. MoIino de Squier
reales y pernos
81
otra tendencia moderna con$iste en inclinar las pracas de
apoyo de los cilindros inferiores, de manera que elajuste de las aberturas de entrada y de salida y elajuste por desgaste de Ios cilindros se haga sinmodificar eI ángulo de abertura del molino. El molin<>
Squier (figura 11) realiza correctamente esta idea.
AsÍ como se han suprimido los pernos reares se han podido
reduciy y después suprimir, Ios largos pernos
horizontales que atravesaban la virgen de un cabezoLe
Iateral aI otro y que absorbÍan la componente horizontal
del esfuerzo de los dos citindros inferiores (nisura 11).
La virgen clásica e$ simétrica.generalmente, deI Iado de salida
5i se rompe Io hace n
Algunos constructores, teniendo en cuenta Ia diferenciaentre Ia reacción de salida y la de entrada, construyen
vÍrgenes con cabeeotes inclinados. Fives (figura 13) y
cail (rigura 11) en Francia han adoplado esta solución,siendo de Fives la idea original de, una vez inclinado elcabezote 15o hacia atrás, hacer girar toda la figura 1So
hacia aderante, para restablecer 1a verticalidad der
cabezote. De esta manera $e proyectó la virgen que se
muestra en Ia Figura 13, en la que los dos ci]indrosinferiores no están a Ia misma altura. Esta roLación de
a2
15o tiene, teórÍcamente, el inconveniente de aumentar en
cierta medida el trayecto del cubo sobre la cara trasera
de Ios cilindros inferiores, inconveniente eu€,
prácticamenLe, rro se ref leja en la extracción. EI
sistema tiene ra ventaja de mejorar sensiblemente la toma
de los dos cilindros inferiores a la que ayuda lagravedad (cilindro de entrada), o a la que obstaculiza
menos ( cilindro de salida ).
FIGURA 13. Virgen Fives
3 -2 -2 Angulo de abertura del
que se habla, anteriormente, es
triángulo que forman Ios tres
vistos en un corte vertical.
molino. Este ángulo det
eI ángulo superior <x del
ejes de los ciIindros
Una IÍnea verLical Io
R?
descompone en dos medios ángulos cl y s,z que son, en
general, Iigeramente diferentes por Ia diferencia que
existe entre Ia abertura de entrada y la abertura de
salida. Como AB ) AC, C ) B y s.z ( <xr. Hay en general ,
de dos a tres grados de diferencia. Por ejemplo:
c1 = 37o; cz = 35oC! cx = 72" (f igura I4).
t'----t"
FIGURA L4. Angulo superior del molino
\
En los molinos c]ásicos
Un valor correcto en un
el ángu]o ü varÍa de 70 a
molino moderno es de 72" .
950
Los construcLores tratan de reducir ro más posibre el
ángulo de abertura q. Cuanto cx es más pequeña cuanto más
corta es la cuchirla central, es menor el rozamiento en
eIIa y e$ menor Ia . poLencia que se pierde por este
motivo.
ángulo q está limitado primeramente por 1a necesidad
que Ia corona de los cilindros inferiores giren sin
EI
de
84
se puede resolver, comoengancharse. Esta
veremos luego.
dificultad
a) Por
b ) P<¡r
sistema
sistema
eI
el
de
de
coronas alternos.juegos de corona separadas
En esta forma, €l ángulo cx solo está limitado por lanecesidad de alojar entre ros dos cirindros inferiores labase de la cuchilla. El ánguro más pequeño que conocemos
es eI de Fives ( figura 13 ), de 67o , Iogrado empleando
coronas alternas o cajas de coronas separadas.
3-2-3 Cilindros. Las dimensiones de los muñones de los
cÍ I i ndros se determi nan por el I ímite de presión
permisible para los bronces. se les da, generalmente una
Ionsitud I de 5/4 de su diámetro d y un diámetro iguar a
la mitad del diámet.ro de los cilindros:d = D/Z | = (S/4)d
La presión hidráulica debe ser proporcional a LD; siendo
un acuerdo general que d debe ser Ia mitad de D es lósicoque I sea proporcional a L. De donde se tendrá:
d=D/2 y f =O,3L
Los constructores, además se ven forzados a aproximarse a
85
las proporciones anLeriores en los citindros grandes, de
otra manera, la regla res conducirÍa a presiones en loscojinetes muy fuertes en los molinos grandes cuya
reración L,zD es sensiblemente mayor a la de los pequeños,
de acuerdo con la serie de dimensiones standard actual.
Los filetes del muñón deben tener un radio suficientepara no fracturarse porque ras fracturas son muy
frecuentes en estos puntos. puede recomendarse un radiode L/2o del diámetro del muñón. por ejemplo zo mm para
51O mm -
Por otra parLe, €h los molinos moder
recibir muy altas pl'esiones hidráuI icas ,
a d un valor ligeramente superior a D/2.
del molino Fives, modelo C46.
3 -Z -4 Cojinetes. Los co ji
bronce. 5e muestra ( Figura
superiores e inferiores det
de los cojinetes de los cili
nos, capaces do
es necesario dar
Este es e] caso
netes son, generalmente, de
15) la forma de los cojinetescilindro superior asi como landros superiores.
Los cojinetes
provistas de
enfriamiento y
superficie de
son prezas muy
pasos para Ia cide ranuras para
rozamiento,
cost.osas porque están
rculación deI agua de
la lubricación en la
en consecuencia son
86
compl icados
FIGURA 15 Bronces a ) Superiores, b ) inferiores
Lubricación. La lubricación debe hacerse por una ranuraque se traza siguiendo una generatriz, a 4So
aproximadamente, adelante de la zona de presión máxima y
que se termina en bisel en el sentido de] movimiento; raranura es más acentuada al cenLro que en lasextremidades. Es necesario, en efecto, dar más aceite en
eI centro porque Ia presión lo empuja a los bordes.
Sobre todo,
en Ia zona
CS
de
necesario no hacer canales de lubricaciónpresión máximan porque se consumirÍa mucho
a7
aceite y la lubricación seria defecLuosa
GuÍas. Es Ímportante que los cojinetes superiores tengan
guÍas largas; no deben ser deformadas por eI cilindrosuperior cuando este se levanta. La arista trasera
superior del cojinete, debe estar Iigeramente redondeada
para que no se trabe y la cara trasera debe maquinarse
rigurosamente y debe estar pulida y tersa tal como laplaca del frotamiento de la virgen que lo recibe. Estas
superficies deben lubricarse con un aceite especial La
casa Cail provee a los molinos sobre podido, de cojinetes
de rodamienLos de cilindros, en su cara trasera.
3 -2 -4 -t Cojinetes antifriccionantes . En Egipto al^gunas
fábricas de azúcar, han ensayado cojinetes de este tipo.Tienen éstos la ventaja de enmetalarse fácilmente en la
misma fábrica y no se calientan jamás. Inversamente, se
funden de improviso si le falta agua. Parece que sus
resulLados son satisfactorios en los lugares que los han
probado, sin embargo, su uso no es extenso.
3 -2 -4 -2 Cilindros de rodamientos.
Timken fabrica rodamientos de cilindrode los molinos. el autor no tiene
sobre los resultados prácticos del
La casa americana
para los cilindros
información dÍrecta
empleo de estos
vista teórico sonrodamienLos; desde el punto de
88
tenLadores. Permiten reducir en casi tSZ de la potencia
total absorbida por el n¡olino. Sin embargo, estos
rodamientos probablemente son difÍciles de instalar en
una virgen normal, hacen necesario aumentar el ángulo de
aberLura,, exigen evidentemente evitar con cuidado Ias
entradas de jugo y son de un precio casi prohibitivo.
3.2.5- Guarda jugos. Los guardajugos de los molinos se
mantienen siempre fijos al cilindro superior. Para
fijarlos a éste son necesarios, aproximadamente, de t2 a
18 tornillos, de acuerdo con su tamaño. Estos tornillosdeben tener un largo útí] de I/ZO del largo del cilindroy un diámetro aproximado de L/3A deI diámetro deI
cilindro -
Los guardajugos se desgastan y es
cara interior aI final de Ia zafra
necesarro maqurnar su
EI juego que debe con$ervarse entre los guardajugos del
cilindr<¡ superior y Ias paredes laterales de Ios
cilindros inferiores es de aproximadamente 1 mm. Hste
juego tiene por finalidad permitir un levantamient<>
desigual del cirindro superior sin que se traben cuando
un cuerpo extraño pasa cerca de uno de los bordes.
3,2-6 - Raspadores. La superf icie de ros raspadores debe
45
89
superficie deIhacer un ángulo
cilindro ( rigura
5Oo con Ia
FIGURA 16. Posición de los raspadores
Cuando los raspadores se desgastan, el punto p de
contacto se acerca aI plano AO formado por eI eje del
cilindro y el eje del raspador. Hay un grado de desgaste
en eI cual eI raspador- puede vollearse aI trabarse con rasuperficie del cirindro y no debe dejarse que el ángulo B
pase de 35 a 4Oo como máximo.
3 -2 -7 - Dimensiones ordinarias . Ex iste una ser ieinternacional de dimensiones de cilindros que aun cuando
de
16 ).
l¡hrüaÉ mthm dc octLtbstccl(tl 8l8UoTEcA
90
se adopta, generalmente,
ajusLan a ella. Esta ser
con$ecuencia, está basada
ciertos constructores no se
ie e$ de origen americano y, en
en pulgadas inglesas.
La dimensión de
diámetro seguido
un molino se especifica por el vaLor del
del valor de Ia longitud.
3.3 RANURADO DE LOS CILINDROS
3-3-1 Objeto. En un principio los cilindros eran lisos.
Actualmente son asÍ todavía en algunos paÍses,
particularmente en Mauricio. Se desgasLan en esta forma
mucho menos, y si el grano de Ia fundición es bueno,
toman fácilmente eI bagazo.
Sin embargo, Ia capacidad de un molino de cilindros lisoses sensibremente inferior a Ia de un molino de las mismas
dimensiones y de la misma velocidad, cuyos cilindrosestán ranurados, Además, 1os cilindros ranurados dividen
aI bagazo de manera más completa facilitando Ia
extracción del jugo en los molinos que siguen.
3 -3 -2 Tipos de ranurado
3-3-2
común
Ranuras circulares EI tipo de ranuras más
hacerlas se tallan en losES el circular Par a
cÍI indros descr ibiendo
perpendicular al eje y
per ifer ia . ( Figura 77 ) .
cÍrculos completos que en u
resularmente distribuÍdas
9L
n plan<>
en la
Cillndro superior
FÍGURA L7. Ranurado cÍrcular
La sección de ra ranura es un triángulo isósceres cuyo
ángulo superior mide de 55 a óOo aproximadamente. para
no dejar aristas vivas y frágiles se corta la punta
exterior de los trÍángulos, de tar matrera que forman un
plano de L o 2 mm de ancho, EL mismo prano se deja, con
Ias mismas dimensiones, en eI fondo de Ia ranura. ( Figura
18).
Cilludro inferior
92
FIGURA 18. DetalIe de las ranurasLas ranuras se caracterizan por su altura h y su paso p.se res designa por estos 2 números citándoros en er ordenindicado: "ranuras de 1Ox13,, por ejemplo, Io qu€
significa: ranuras de 1O mm de alto por 13 mm de paso.
El paso es Ia distancia que separa a los ejes de Z
dientes sucesivos. La altura o profundidad es ladistancia que separa aI prano de la punta der prano derfondo de los dientes, medida perpendicularmente aI eje.EI ranurado de ros 3 cilindros del morino se hace de
manera que los dientes der cirindro superior engranen conlas ranuras de los cilindros inferiores.
Ranuras Hind - Renton- creado en eI Hawaii, este sistemaconsiste €n labrar en eI cirindro superior ranurasordinarias de 55o a 600 y en el cilindro inferior ranurasde abertura más estrecha de 3Oo a 4Oo.
Cllindro rupcrlor
Clllndro tnferlo¡
93
De esta manera eI l:agazo que se encuentra en las ranuras
inferiores se comprime menos dejando un pequeño espacio
Iibre en eI fondo del canal por el que puede escurrir eI
jugo.
Llna modificación del mismo sistema consiste en dejar un
plano de Lres (3) a seis (6) milÍmetros en las ranuras
Frofundas quedando el paso deI ranurado deI cilindro
inferior de 50 a 75 mm.
Ventajas e inconvenientes. Este sistema puede ser más
eficaz que eI Messchaerts porque en ellas eI jugo escurre
en cada ranura; en las ranuras Messchaerts eI jugo
extraÍdo de las ranuras alejadas de ellas tiene que hacer
un recorrido horizontal por entre el bagazo antes de
encontrar salida.
La toma se mejora gracias aI ángulo agudo de }as ranuras
i nfer iores .
Sin embargo, éstas son frágiIes, se desgastan rápidamente
y de los pedazos de fierro que pasan por ellas les causan
mucho daño. eI sistema no está muy extendido.
Angulo de las ranuras. El desgaste y Ia fragilidad de
Ias ranuras crece a medida que la aberLura de sus dientes
disminuye. Entre 30 y 4Oo eI desgaste
94
es muy notable.
Los constructores franceses se mantienen prudentemente
entre los 55 y óOoi los americanos descienden a veces
hasta 45 y 5Oo siendo estos valores los gue parecen dar
una mejor solución. Abajo de 45o los inconvenientes son
mucho mayores que Ias ventajas. Pueden aconsejarse
ranuras con ángulos de 50 a 55".
3-3-2-2 Hesschaerts. Las ranuras Messchaert o,
simplemente , Ias " Messchaert " , a vece's escr itas con Ia
ortografÍa de "Mechartes", fueron inventadas también y
ensayadas en eI Hawaii que decididamente es el origen de
Ia mayor parte de los procesos realizados en los molinos.
Las mechartes no tienen más que un objeto: mejorar laextracción" Rinden indiscutiblemente un gran serviciodesde esLe punto de visLa y se han adoptado ya
universalmente. En Ia zona AB (Figura 19) del cilindr<>
de entrada, es donde el bagazo sufre la presión máxima y
en donde se extrae el jugo. Este jugo no tiene más que
dos salidas: hacia adelante, más allá de Ia cuchÍlIa
central o hacia atrás en dirección del punto c. Tanto en
uno como en otro caso encuentra un colchón muy grueso de
bagazo ya comprimido que se mueve en el mismo sentido en
BD y en sentido contrari<¡ en AC.
entrada canales
a los cuales en
puede encontrar
obstáculo de uno
95
circulares más o menos espaciados gracias
todos los puntos de Ia zona AB el jugo
una salida inmediata y escurrir siny otro lado del cilindro.
Juro
FIGURA 19. Acción de las messchaerts
Er mÍsmo problema se encuentra en er cilindro de salidapero aquf es menos grave porque su propio peso ayuda aljugo a sarir de la zona de arta presión mediante en elcaso anterior este debe remontar el cirindro de entradapara franquear el colchón AC.
Las mechartes se hacen de dos maneras:
1,) Ya sea eriminando un diente y corocando ra mechart€s
en eI eje diente eliminado (Fisura zOa).
2) Ya sea dejando todos los dientes
mecharte entre dos de ellos (Figura 2Ob).
tallando Ia
96
mecharte entre dos de ellos (Figura 2ob)
Este úItÍmo sistema tiene la ventaja de no perder ningún
diente y por consiguiente evita Ia creación, dentro del
colchón de bagazo comprimido, de una zona sin presión.
Sin embargo, €I drenaje lateral es menos frágil y las
ranuras vecinas mechartes Lienen una mayor tendencia a
quebrarse siguiendo Ia IÍnea ab. Por esta razón se
reserva el segundo sislema a los ranurados gruesos en los
cuales el anch<¡ de los dient.es compensa a Ia proximidad
de las mechartes ( fisura 20 ).
FIGURA 20. Formación de la ranura Messchaert
3-3-2.3- Chevrones-. A1 revés de las mecharte, cuyo
objeto es sobre todo mejorar Ia extracción, ros chevrones
tienen por único fin facilitar Ia toma del bagazo.
o
f'lessch¿ert
Top roller
Messch¿ert
97
Estos son muescas (Figura 21) talladas en los dÍentes y
cuya sucesión describe una hélice del centro a una
extremidad del cirindro; Ia otra mitad de éI lleva una
hélice simétrÍca de la primera con relación al pran
mediano del cilindro. Tienen exactamente el mismo diseñoque en las desmenuzadoras fulton y Ia misma forma de
muesca. En el caso de los molinos se aplican ras mismas
observaciones sobre su profundidad y su disposición.
FIGURA 2T C hevr o nes
_\_ I
EI ángulo de
varÍa de 10 a
cm.
los chevrones con
2Ao, en general
generatriz del cilindro
EI paso es de unos 20
la
18
Solo se tal lan
alimentación: el
de sal ida;
1 ) Porque no
cilindro de sal
cuchÍIla cenLral
chevrones en
superior y eI
Ios dos cilindros
de entrada. Jamás en
tendr Ían
ida es
Y eI cil
ninguna
al imentado
indro super
utilidad ya que
forzosamente por
ior.
98
de
el
el
Ia
2) Porque en lugar de los
convenienLemente aI bagazo.
cnevrone$ no se comPr ImIr Ia
Por este último molivo pensamos que los chevrones pueden
también eI imi narse del ci I i ndro super ior ya que 1a
presión a la salida se ejerce Lanto por eI cilindro
superior como por el cilindro bagacero.
Por otro lado, solo son útiles en eI cilindro de entrada
cuando estos tienen el mismo ranuraje que eI cilindr<:
superior. En eI cilindro de entrada tienen además el
inconveniente de aumenLar Ia proporción de bagazo que
pasan junto con eI jugo a causa de la pequeña cantidad
que del primero se aloja en los chevrones y que no se
rhspa con Ia punta de la cuchilla central.
Conclusión. Los chevrones realmente ayudan, en ciertoscasos, a Ia toma del bagazo por eI cilindro. No son
99
indispensables, pero, si se adopLan, €s más convenienle
limitarlos al cilindro de entrada.
3-3-3. Desgaste de los cilindros. Origen del desgaste.
EI desgaste del cilindro se debe a cuatro (4) causas:
1) Desgaste del metal originado por la acidez del jugo.
2) RozamienLo de los raspadores y Ia cuchilla central.3 ) Paso de pedazos de fierro que rompen al metal y
quiebran los dientes.
4) Necesidad de retornear al cilindro cada dos o treszafras para reestablecer Ia regularidad de su forma.
En efecto, el desgaste es mayor al centro que en las
exLremidades. El torneado permite reducir al mÍsmo
t.iempo las irregularidades debidas a los dientes rotos.
En ros molinos de construcción clásica er desgaste máximo
tolerable para un cilindro, es del 4 al sZ- Dicho de
otra manera, ufi cilindro que cuando nuevo tenÍa u
diámetro medio de 1 m, debe desecharse cuando er diámetro
a ba jado hasta 95O a 960 mrn.
En los molinos de construcción moderna puede Lolerarse eI
desgaste un poco más abajo del SZ.
lrdürnid¡d A¡ttrnm¡ ds ()cciaütc
sEocroil 8l8uoTEcA
si los tres cilindros de un morino tienen diámetros
medios di
sigue: eI
i nter med i o
ferentes deben en Io posÍbIe
menor en la entrada, el mayor
como superior.
too
instalarse como
a la salida y el
Algunos autores dan como tolerancia
Ios valores siguientes:
cilindros lisos de 3
cilindros ranurados
máxima del desgaste,
a5
de6
mm del diámetro
a t2 rnm del diámetr<>
por cada 1OO.0OO toneladas
dan una vida de ocho años a
años a los ranurados.
En Sudafrica se cuenta 1 mm
del diámetro ) por t
10.OOO toneladas de caña para
16,OOO toneladas de caña para
9 .000 t<¡neladas de caña para
de caña molida
los cilindr<¡s I
. Esta cifra
isos y de tres
de desgaste del metal (Z mm
eI cilindro superior
eI cilindro de entrada
eI cilindro de salida.
En real idad los ci I i ndros grandes
transcurso de su vida 1 tonelaje de caña
manipulado por los citindros pequeños y
más lógica calcular la vida de un ciliLrabajo. La cantidad 3 años, i
a zafras medi
manipulan en el
muy superÍor aI
es por esta razón
ndro en horas de
ndicada arr iba ,
as de 1OO a t2Ocorresponde correctamente
dias de 24 horas, para cilindros de
Los cilindros que giran más rápido son
que se desgasLan con mayor rapidez.
101
cualquier tamaño.
evidentemente Ios
3-3-4- Renovación de cilindros. Cuando un cilindro se
desgaste puede reencamisarse rompiendo Ia camisa de
fi¡ndición y enviando la flecha a los constructores, que
Io regresan provisto de una camisa nueva.
Esta operación solo puede efecLuarse una o dos veces como
máximo por eI desgaste de Ios muñones que limifa por su
parte Ia vida de la flecha.
Pa¡'a r omper Ia camisa emplean dos sistemas
principalmente:
1 ) Se taladran cada 10 cm agujeros de ZO mm de largo,
siguiendo una generatriz, sobre los 9,21O del grueso de Ia
camisa. 5e colocan en estos agujeros cartuchos de
dinamita y se hacen estallar simultáneamente.
2 ) Se hace caer un peso grande ( por ejemplo una biela
vieja) sobre eI cilindro, desde varios metros de altura,por medio de una grúa.
1^)
Cuanto tanto Ia flecha como Ia camisa esLán desgastados
puede LodavÍa emplearse recortándolos para usarlos en un
molino más pequeño. La condición necesaria es que eI
perfil del cilindro pequeño quede enteramenLe inscrito en
eI grande y que quede después del torneado, un espesor de
Ia camisa suficiente para dar solidez al cilindro, de por
Io menos LOZ del diámetro mÍnimo en el fondo de las
fanuras.
Los cilindros obtenidos de esa manera tienen una
superficie tan dura como Ios cilindros nuevos y una
resisLencia al desgast.e compa'rable.
3.4. CAPACIDAD DE LOS MOLTNOS
3.1-1 Definición. La capacidad de una baterÍa de
de caña que ésta es capaz de pasar
, Se expre$a generalmente en
hora ( T .C .H ); en América se
de caña por dÍa.
La equivalencia entre estas dos expl'esiones no es directacomo se pudiera pen$ar . Propiamente, eI tonelaje por
hora significa que los molinos operan sin interrupcióndurante la hora que s€ considera. Este caso es general" y
la cifra se obtiene fácilmente aI final de Ia zafra
molinos es la canLidad
por unidad de tiemp<:
tonelada de caña por
acostumbra en toneladas
103
dividiendo eI tonelaje molido por el numero de horas de
operación de los molinos; deben deducirse siemFre Ias
paradas y las interrupciones.
El tonelaje por dÍa, por su parte, se obtiene dividiendo
eI tonelaje que se maneja du¡-ante Ia zafra entre elnumero de dÍas de trabajo, sin deducir las pequeñas
interrupciones. Sin embar-go, mientras que las horas de
molienda continuas son normales es raro que pase un dÍa
de trabajo sin paradas de diez a ZO minutos.
Una fábrica bien operada no
tiempo de operación " De
convertirse las T.C.H. en
( T.c.D. ) multiplicándolas por
debe perder más del tZ del
esta cantidad media pueden
toneladas de caña por dÍa
23,75:.
Q = x T.C.H x 23,75 x T.C.D i/r \
3 -4 -2 Factores que determinan Ia capacidad. Los
factores que determinan Ia capacidad son numerosos. Los
más importantes son Ios siguientes:
a ) contenido de fÍbra en Ia caña: Aunque el volumen que
llega a Ia desmenuzadora no depende der contenido de
fibra, Ia resistencia de ésta a la acción de los
cirindros es más o meno$ proporcionar a erla. En los
últimos molinos de Ia baterÍa, la cantidad de material
104
que se recibe es aproximadamente proPorcional a la fibra
y el grueso de] colchón de bagazo comprimido a la salida
es exactamente proporcional a la fibra, para Ia misma
presión hidráulica resultante ( P.H.R. )"
b) Dimensiones y velocidad de los cilindros. LA
cantidad de bagazo es evidenLemente proporcional aI
producto del grueso del colchón por eI área descrita por
una generatriz en la unidad del tiempo o os decir:
H.L.n.D. Como H debe ser proporcional a D, eI tonelaje
variará como L. nD" , es decir , €s proporcional a la
velocidad, a la longitud y aI cuadrado del diámeLro de
Ios cilindros.
c) Número de cilindros: Un facLor menos evidente, pero
muy importante, €s eI número de cilindros. A primera
vista parece extraño que éstos tengan algún efecto: siuna cierta cantidad de bagazo pasa a Lravés de un primer
molino seguido de otros cinco (5) ¿Por qué no pasará la
misma cantidad si está seguido únicamente 4,3 ó 2? La
respuesta la da la mÍnima exLracción permisible: en una
balerÍa corta, €l grueso del colchón de bagazo debe
reducÍrse para obtener una extracción satisfactoria. En
una batería larga eI grueso del colchón de bagazo puede
aumentarse en proporcÍón aI largo de el]a.
105
d) Preparación de la caña: La utilización de cuchillasy desmenuzadoras aumentan la capacidad. Además de los
facLores enunciados que son Ios más importantes, hay
algunos otros que también integran Ia capacidad.
e ) Imbibisión: cuanto mayor es Ia imbibisión que se
apl ica , €s más dif Íci I al imentar los mo.l^ i nos
especialmente si se emplea agua caliente.
f ) Ranurado: eI
de las ranuras
cilindros: la
imporLante en su
grano de metal y Ia
faciliLa Ia toma de
ranura mechartes
aI imentación .
forma y profundidad
Ia caña por los
tienen un papel
s) Presión hidráuIica: Ios molinos se alimentan más
fácilmente con carga$ Iigeras.
h) Diseños y condiciones de Ia baterÍa: los molin<¡s
modernos se construyen con diversos perfeccionamientos
que mejoran $u capacidad. por olro lado, eI desgaste de
Ias superficies por Ia fricción, particularmente en eI
sístema hidráuIico, impide una buena operación del
molino.
i ) Alimentadores forzados: Ios cilindros arimentadores
y Ios alimentadores alternativos permiten aumenLar el
106
tonelaje, algunas veces de manera sustancial .
j ) Persona]. FinaImenLe, Ia calidad del personal^
responsable del ajuste y conservación de los molinos es
un factor, eu€ aunque imponderable es de importancia en
Ia capacidad.
3-4.3, Fórmulas de capacidad propuestas. Supóngase:
C : capacidad de la baterÍa en T.C.H.
f = contenido de la fibra en Ia caña por unidad
L = largo de los cilindros, en m
S = Diámetro de los cilindros, en m
n x velocidad de rotación de los cilindros, en r.p.m.
N - número de cilindros de Ia baterfa
Nr = Número de molinos de Ia baterÍa
Ne x Número de compresiones apricadas en Ia baterÍa (un
molino = 2 comp\-esiones)
Nótese que:
Cf = capacidad de la baterÍa en toneladas de fibra por
hora ( T.r.H )
NoéI Deer sugirió:
L=O,57 Nr L' D'
Esta fórmula, antigua, da valrrres bajos y no integra Ia
verocidad. Además, es difÍciI ímaginar porque se incluye
Ia longitud de los cilindros, aI cuadrado. Más
Iógicamente en su primera edición, Deer dice que lacapacidad es proporcional aI volumen del cilindro (es
decir , aI LD' ).
HaxweIl, sugiere:
NzLDC = 0,54
f
Formula quo presupone un grueso del colchón de bagazo
contante ( en otras parabras independienLe del diámetro de
Ios cilindros) sin integrar la velocidad-
En la india, Nayar y pillay ( r .s..r 1 .943 página
sugirÍeron una fórmula similar:1.eeo ),
C = 2,6NLD
Parr (LS.J. I.937, pág, 3S7), propuso,
C=13,7 *,lMú
fórmula que
cual no se
consti tuye
integran ni
un mejoramiento
Ia fibra ni Ia
notable pero en eI
velocidad.
108
Tromp da:
cLD'NeC=L27
para una velocidad máxima que él estima en 5,73 r.p.rll. ,
Io que corresponde a:
cnNe LD2C = 22,2
c = coeficiente correspondienle al efecto de las
cuchillas y la desmenuzadora = L,2S I,L.
B * Peso del bagazo Z de caña.
Esta última fórmula es Ia más completa aunque presenta
dos ventajas:
a ) El numero de compresiones tiene en Ia fórmula un gran
efecto y hace que los valores obtenidos sean muy bajos en
baterÍas cortas.
b ) La proporción de bagazo % caña es un factor menos
propio que Ia fibra en ciertos casos particulares.
B
B
109
3 -4 -4 - Fórmula de la capacidad. Aún cuando todavÍa
exisLen cÍertas opiniones favorables a la fórmuIa tipo
Maxrn¡el l en la que el diámetro está representad<¡ en su
primera potencia, es difÍciI eludir Ia lógica que conduce
al uso del diámetro en su segunda potencia. Se llega aI
exponente 1 suponiendo que el colchón deI bagazo es
constante e independiente del diámetro. Sin embargo, es
Iógico razonar tomando como base la hipótesis de que el
diánretro y eI grueso del colchón son proporci<¡nales.
Considérese esta lripótesis en términos de fibra. El peso
de la fibra que pasa durante una h<¡ra por eI molino Cf.
Este peso se distribuye en eI área del cilindro como:
S * 6OxDnL
de donde se obt.iene:
cf=I
6OxDnL
de ahÍ:
nLD'
D
cf=
UdürLrd A¡t|rsm de 0cdlrbsEcctolt ElBtloTECA
c =l '
fórmuIa en Ia
las dimensiones
cua I
del
se
110
inLegro la fibra, Ia velocidad Y
cilindro. Quedan únicamente por
1) Él
2) La
incluir dentro del coeficientel ', dos factores
fácilmente de comprender :
equipo de preparación de la caña
influencia deI largo de Ia baLerÍa
3.4-5- Influencia de la preparacion de Ia caña. Se
dsesignará ésta influencia con un coeficiente especial C
con Ios siguientes valores:
a) Para un juego de cuchillas; c : 1,1O !,2O en
promedio 1 ,15 .
b ) Para dos juegos
promedio L,2O.
de cuchillas; c = 1,15 L,25 en
c) Para una desmenuzadora Searby: c = 1,1O
d) Para una desmenuzadora Maxwell c = 1,Os
3-4-6- Influencia del largo de Ia bateria. Es eI factormás difÍcil de evaluar porque actua indirectamente con Ia
adición de molinos se tendrán dos alternativas:
LTL
a ) La ganancia que pueda obLenerse en la capacidad con
Ia adición de un molino, conservando Ia misma
extracción, o,
b) el mejoramiento de la extracción en lo posible, sin
disminuÍr Ia capacidad. Si se adopta el método (a), eI
aumento de capacidad de la baterÍa será casi proporcional
al número de molinos Nr o, Io que es Io mismo, casi
proporcional al número de compresiones Ne o de cilindros.
Si por eI contrario se adopLa eI méLodo ( b ), Ia
capacidad aumentará muy poco en relación con eI número de
cilindros que se agreguen.
En Ia práctica, se adopta un compromiso en el cual se
busca obtener del nuevo molino un aumento simultáneo de
Ia capacidad y de la extracción. Adoptando un actitudrazonable que favorezca a Ia extracción un poco más que a
La capacidad, Ia Ínfluencia de la longitud de la baterÍa
será proporcional a {N.
3 -4 -7 - Fórmula completa. por lo tanLo
completa de la capacidad pudiera darse como:
cx nxlxD2 x.f Nf, = 0,55 *
Ia fórmuIa
f(e.r)
t12
donde,
a
f
n
L
ñ
N
capacidad de la baterÍa en T.C.H.
fibra de Ia caña con relación a la unidad
coeficiente relativo a los aparatos de preparación
velocidad de r<¡tación de loc cilindros en rpm
Longitud de los cilindros en metros
Diámetro de los cilindros, en metros
número de cilindros de la baterÍa
3-4-8- La carga Fibrosa. La carga fibrosa "q" es eI
cociente del peso de la fibra que pasa en un tiempo dado
por eI molino entre la superficie descrita en eI mismc>
tiempo por la generatriz de uno de sus cilindros.
La carga fibrosa mide Ia importancia del colchón de caña
o del bagazo que pasa por el molino y las caracterÍsticasde su trabajo. Será particularmente útit en el ajuste de
Ios molinos.
El colchón de bagazo debe ser proporcionar al diámetro D
de los cilindros de manera que Ia carga fibrcisa de un
mol-ino grande debe ser normalmente superior a ra carga
fibrosa de un molino pequeño.
Sin embargo, si se considera el cociente q,/D ( Carga
fibrosa especifica ) este deberá
dimensiones de Ios cilindros
especifica mide eI porcentaje a
A una carga fibrosa especifica
colchón de bagazo más grande en
los cilindros del molino.
113
ser independiente de Ias
. La carga fibrosa
I que Lrabaja un molino:
más alLa corresponde un
relación al diámetro de
Si se expresa eI
carga fibrosa se
trabajo de un molino
Lendrá evidentemente:
en función de la
(3.2)Cf = 6OrDnLq x 188,4qnLD
donde,
C - Trabajo en lc¡s mol^inos, en Kg de
f = fibra de la caña en relación con
L * Longitud de los cilindros, en m
D = Diámetro de los cilindros, en rn
r'r = Vel<¡cidad de los cilindros, en rq = carga fibrosa, en Kg por m'
3.5. POTENCIA DE LOS }IOLINOS
caña por hora
la unidad
.P.m.
3-5-1 - Trabajo
Ia ruptura que
comparable con
de Ia molienda de caña. La resistencia a
presenta Ia pulpa de Ia caña no es
la que presenta ]as partes leñosas de
Ia corteza y los nudos. De tal maneraésta, es decir ,
tt4
que la resistencia de la caña a Ia ruptura es anáIoga a
Ia que puede ofrecer un tubo vacÍo con tabiques
transversales reforzados y distr ibuidos en toda su
lonsitud.
Esta disposición supuesta es la misma del bambú, pEr-iente
próximo de la caña, eu€ presenta las mismas partes
leñosas. La principal diferencia entre las dos pLantas
es que los compartimientos del t¡ambu no esLán, como en Iacaña, llenos de pulpa.
3-5-2- Influencia del estado de la caña en eI trabajo de
molienda. La estruclura del tejido leñoso de Ia
caña determina sus I-eacciones bajo eI efecto de la
Fresión. AI comparar como la caña y eI bagazo se
comportan bajo el efeclo de una cierta presión p, se
comprueba eu€, para un mismo incremenLo de presión dp, lacaña se r-ompe con una presión dh super ior a la que
comprime ar bagazo. La razón de esta diferencia es la
elasticidad del cilindro de corteza y de los pequeños
tabiques de los nudos.
La definición de trabajo y en consecuencia de 1a
potencia, muestra entonces, eu€ la potencia empleada en
Ia caña es superior a Ia empleada en el bagazo. El
Lrabajo €s, en efecto, eI producto de una fuerza ( p ) por
115
un desplazamiento ( dh )
Por eI contrario, ]a ley de variación de la compresión c
no se modifica: eI material con poca o ninguna
preparación ( caña, caña cortada, o caña después de Ia
desmenuzadora ) partirá de una altura mayor H, antes de Iapresión, y bajará bajo la misma presión a una altura K
igualmente mayor: la relación K/H = C €s,
aproximadamente, Ia misma para Ios dos materiales.
3-5-3- Interdependencia de las maquinas moledoras. Del
razonamiento anterior se deduce que la potencia necesaria
para una desmenuzadora o un molino depende de lapreparación del material que recibe. Esto explica en
parte porque la potencÍa consumida por una desfibradora
puede recuperarse en el resto de la baterÍa ( en realidad,además del ahorro obtenido por la transformación de lacaña en un material fibroso menos compresibre, existe ra
posibiridad de descargar ligeramente a ros molinos,
gracias a Ia fácil extracción del jugo de esta masa
desintegrada ).
3-5-4- Fórmura general de la potencia de los molinos.
La deLerminación de ra potencia consumida en un molino es
bastante compleja porgue integra numerosos factores.
Para comenzar, esta potencia se descompone en
t.érminos principales y diferentes:
1) Potencia consumida por la compresión del bagazo
L16
seis
2) PoLencia consumida por la fricción entre los muñones
y los cojinetes de los cilindros.
3) Potencia consumida por
Ia cuchilla central.
Ia fricción enlre el bagazo y
4 ) Potencia
de Ia punta
se le suma
eslos puntos
consumida por
de la cuchilla
el trabajo de
la fricción
contra los
desprendimi
de los raspadores y
cilindros a la que
ento del bagazo en
5 ) Potencia
conductores i
consumida por
ntermedios.
eI movimiento que se da a los
6 ) Potencia consum j.da por Ios engranes
Además, esta seis componentes de la potencia, dependen en
gran parte de otros muchos factores, difÍci]es de medir o
de estimar, como: variedad de Ia caña (a un peso de
fibra igual, 1a molienda de dos variedades diferentespuede conducir a potencias sensiblemente diferentes ),estado de las superficies de rozamiento, caridad y
conservación de la Iubricación,y cJe Ia cuchilla, etc.
LL7
ajuste de Ias aberturas
La imposibilidad de integrar todos estos factores, hacen
imposible tener una gran precisión en el cáIculo de Iapotencia de los molinos: es necesario conformarse son un
varor generar que es tanto más útil que muchas personas
no tienen de éI ni un vaLor aproximado. Los valores que
se encuentran en ra práctica pueden diferir sensiblemente
de las potencias medias que se establecerán. Esta
diferencia puede llegar al ZO y aún algunas veces aI 2SZ
del valor normal que da la fórmula.
Hecha esLa aclaración se calculará Ia potencia de un
molino descomponiéndoIa en los seis ( 6 ) términos
indicados -
Sean:
J = Potencia consumida por el molino
L = Largo de los cilindrosD * Diámetro de los cilindrosn = velocidad de rotación de los cirindros de rotación en
r.P"m.
v = velocidad lineal periférica de los cilindrosP : Presión hidráulica sobre eI citindro superiorpH = Presión máxima sufrida por el bagazo en eI punto de
118
mayor compl'esión.
K - espesor mÍnimo del bagazo comprimido
q : carga fibrosa del molino
j * carga fibrosa especifica = c/D
3 -5.4 -L - Potencia consumida por la compresión del
bagazo. Considérese al bagazo pasando entre
dos cilindros y descompóngase en secciones que
correspondan a la longitud que el bagazo recorre en un
segund<¡ ( Figura 22) . Después de d<¡s segundos, la f igura
será exacLamente la misma que al terminar el primero,
sólo que cada sección habrá avanzado un paso.
FIGURA 22, Compresión del bagazo
Las secciones O,1
a las posiciones
,2,3 ,4 se habrán mov
I ,2,3,4 ,5 . Desde e
ido respectivamente,
I punto de vista del
1:ratrajo efectuado
seccíón cero ( O
desaparecido y
no habrá ningún cambio,
Lt9
sóIo que la
) que no desarrollaba ninguno habrá
Ia sección cuatro ( + ) que sufria la
del bagazo en
presión máxima se habrá convertido en cinco (S). En esta
forma eI resultado es como si la sección cero ( 0 ) hubiera
estado comprimida a la presión máxima pH.
De acuerdo aI desarrollo presentado en eI manual para
ingenios azucareros, de Earl HugoL, ( 3e edición ), eI
trabajo de compresión del bagazo en el molino tiene por
va.L or ;
t-I til)?' - 36,65 rl j*ldF(2, ?\
Tr rnedida en KiIográmeLros. l-1idiéndola en HP:
t''-gTr = 0,5+h* 1ltdF(3.4)
?r = 0,S*PnrD+ ( e.s )
Donde:
Tr = potencia consumida por la compresión
un m<¡Iino, medida en HP.
p * P.H.T en eI cilindro superior, en ton.
n = velocidad de roLación de los cilindros
U¡lvlnid¡d Arttnnr dc ftriarbsEcc|ofl S|BUoTEC
tdF
en r.p.m
120
D = Diámetro de los cilÍndros, en m
r x Carga fibrosa especifica en Kg/n2 /m
d : Densidad del bagazo comprimido en eI plano axial de
los cilindros de salida, en Kg,/m2
f ; Fibra del bagazo saliendo del molino, con relación a
Ia unidad.
3-5-4-2 Potencia consumida por Ia fricción entre los
muñones y los cojinetes. Hás adelante
most¡-aremos que Ia suma de las fuerzas que obran sobre eI
conjunto de los seis cojinetes de un molino tiene un
valor muy aproximado a 2P.
Sea fr eI coeficienLe de fricción entre el acero y el
br-once. Como el diámetro de los muñones es siempre igual
a Ia mitad del diámetro D de los cilindros, la potencia
consumida por el rozamiento sobre los cojinetes tiene un
valor:
rx( D,z2 )xnIz = 2 x lOOOPfr x * O,TxflxpnD (3.ó)
60x75
Tz = O,7 X O,O6PnD ; O,O4PnD
Nótese que con los valores diferentes de fr, se LendrÍa:
L2L
n^-^.ral a.
ñ^*^.r-f,| A.
o,o4
o,08
O,O3PnD
O,O6PnD
frJr t¿
utilizando rodamientos de cilindros o con rodamientos de
Ia clase Timken, s€ reducirÍa fr a O,OOS, lo que
permitirÍa reducir el valor medio de Iz a gO u g5%.
3-5-4-3- Potencia consumida por la fricción entre eI
bagazo y Ia cuchilla. Si se supuso que la
cuchilla recibe alrededor der zoz de Ia p.H.T. aplicada
al cilindro superior "
Sea: fz el coeficiente de rozamiento del bagazo sobre er
acel-o. Este rozamiento se produce sobre la superficie de
la cuchilla que se encuentra a una distancia isual a
0,55D del eje del cilindro $uperior . por otra parte,
existe un cierto resbalamiento en la masa der bagazo en
tránsito debido a que ra cohesión de esta masa no es
completa y como consecuencia de que la parte der corchón
colocada sobre ra superficie de la cuchilla no tiene lamisma velocidad que la parte cercana ar cilindrosuperior. 5i se estima este resbalamiento en bo%, se
tendrá:
2XO,SSrDnxO,5Tg = O,2O x lOOOPfe
60x75
L22
Ts = 0,O76faPnD (2,7\
Adoptando: fz = O,4 se tiene:
Tz = 0,O3PnD
Si se tomara O ,15 a O,25 p , como presión sobre Ia
cuchilIa, 40 a 60? para eI resbalamiento y O,3S a O,5O
para f¿, tendrÍamos:
Para:
Pb = 0,15P; g = 602 y iz = O,35:
Te = O,O16PnD ( ¡.e )
Para:
P¡ = O,25Pi s = 4o>" y fz ; o,SO
T¡ = O,56PnD ( ¡.e )
3-5-4-4- Potencia consumida por la fricción de los
raspadores y de Ia punta de Ia cuchilla.Suponiendo que eI desprendimienLo del bagazo exige una
presión determinada por cada centÍmetro de Iongitud del
raspador F, y llamando fe aI coeficiente de rozamiento o
L ¿,J
de fricción del acero sobre Ia fundición, en seco, este
Lérn¡ino tendrá 1a formar
(1) Cilindro superior:
¡rDnL+ x PxlOOxf2 * = O,OTfgxpLnD
60x75
(2) citÍndro de salida:
nDnL'4 = pxlOO Lx fs * = O,OTfexpLnD
60x75
( 3 ) Ci I i ndro de entrada :
xDnt"4 = p'xloo Lx f¡ * = o,oTfgxp'LnD
60x75
AI sumar para los tres cilindr-os:
T+ = (2p + p)O,OTfsxLnD
AI considerar,
P' = Ap¡S
puede deducirse el valor siguiente:
p x 45 Kg,/cm
p' = 6CI Kg,/cm
estos valores
obtiene:
T+ = 2,1LnD
3-5-4-5- Potencia consumida por el
conductores intermedios .
con fórmulas precisas per-o muy
admitirse que este término tiene el
Ts =l LnD
y escribir:
Ts = 1 ,9LnD
Si por el momento se resumen losy se les agrupa se obtiene como
t24
(¡.ro)
movimiento de los
Para no encontrarse
complicadas, puede
siguiente valor r
(3.11)
crnco primeros términos
potencia:
suponen fe 0,20. Adoptándol"os
T = nDlP(o, s,l ft -0, 05) +4.11 (3.12)
3 -5 -4 -6. Potencia consumida por los engranes.
1)É-
integrará esta potencia en la fórmula definitivasiguiente:
r = P [p(0, u,J ;-0, s5) +4.r]
T * potencia total consumida por un morino de 3 cirindrosen H.P.I.
n = velocidad de rotación de 1os cilindros en r.p.m_
L = largo de los cilindros, en m
D - Diámetro de los cilindros, en m
e = rendimiento de Ios engranes
P - Presión hidráurica totar aplicada sobre el cilindrosuperior, en ton.
! = carga f ibrosa específ ica det molino en Kg/m2,/m
d = densidad de] bagazo comprimido en el plano axial de
Ios cilindros de salida en Kg,/m2/m.
F : fibra de este bagazo con relación a Ia unidad
En Ios paÍses franceses se acostumbra dar para los
engranes bien conservados incluyendo Ia fricción de los
bronces;
Rendimiento de l^as coronas ( que i nf luyen sobre
Ia potencia toLal tomada por eI motor- ) O,gS
Rendimiento de los piñones (de haber caja
de piñones, influencia sobre potencia total) O,gZ
Rendimiento de un par
Rendimiento de un par
engranes ordinarios
engranes hel icoi.dales
de
de
r26
O ,90
o,95
Una
Ié
13 )
14)
1tr1
En molinos antiguos, de cuchilla central ancha, presión
hidráurica floja y lubricación mediocre, e1 coeficiente
O,05 del paréntesis debe reemplazarse por O,06 y en
ocasiones ]levarlo hasta O,10, por eI contrario, €l-l
molinos modernos bien conservados, de cuchilla estrecha o
de acero inoxidable y con lubricación cuidadosa, este
coeficiente debe reemplazarse por O,OS.
3 -5 -4 -7 - Fórmula general simplif icada
simpl ificación de las fórmulas anter iores
siguiente:
es
T
T
I
O,2OPnD ( molinos viejos )
O,18PnD (molinos clásicos)
O ,16PnD ( molinos modernos )
('r
(:.
(e.
T = potencia consumida
H.P.I.
P = Presión hidráuIica
por un molino de 3 cilindros, en
total aplicada sobre el cilindro$upe]'ior , en ton.
n = velocidad de rotación de los cilindros en r.p.m
D = Diámetro de los cilindros, en m.
Estas fórmulas integran eI
engranes en cada una de las
son particularmente útiles en
determinación de las potencias
L27
rendimiento normal de los
categorÍas de molinos dada,
Ios anteproyectos y para Iapor instalar.
3 -5.4 -8 - Potencia de
de estudiar Ia poLenc
Cómo varia Ia potencia
una baterÍa de moli
ia consumida por un
total consumida por
nos. Se acaba
solo molino.
una baterÍa?.
Evidentemente ésta es igual a la suma de las potencias de
Ias unidades que la componen. No debe concruirse, sinembargo, eu€ la potencia consumida por una de sus
unidades debe ser la misma si forma parte de una baterÍa
de 11 cilindros o de una baLerÍa de L7 cilindros.
En efecto, la potencia consumida por un molino depende de
Ia presión hidráulica que se erija, de Ia velocidad a racuar se le hace girar y de ra carga fibrosacorrespondienle .
3.6. LA PRESION EN LOS ]'IOLINOS
En Ios molinos primiLivos, los tres (3) cilpermanecÍan fijos uno$ con relación a ros otros,posición en Ia virgen se determinaba aI principicr
i ndros
Y
de
SU
Ia
r2a
zafra o de la semana,' con Ia ayuda de placas y cuñas.
De esta manera I'a presión se determina por el colchón del
bagazo: aumentando o disminuyendo según el aumento o ladisminución der grueso de éste. Los resultados de esLe
sistema siendo malos, presentaba además eI mayoJ-
inconveniente en el momento det paso de cuerpos extraños
entre los cilindros: ar tratarse de pedazos de acero
gruesos y resistentes, la virgen cedía
Por esta razón fue necesario buscar presiones más
elásLicas, búsqueda que condujo al empleo de molinos con
presiones de res<¡rte ( Figura ,?). Este sistema se
uLiliza todavÍa en los molinos muy pequeños y aún en las
desmenuzadolas de cierLas baterÍas de dimensiones
industriales
FIGURA 23 Presión de resortes
L29
3-6-1. Presión hidraúlica. De los resortes se pasó a Ia
presión hidráuIica, sistema que tiene Ia ventaia de
mantener sobre eI cilindro una presión constante e
independiente de su levantamiento.
En esLe tipo de presión, los coiinetes suPeriores del
citindro superior pueden moverse denLro de los cabezales
de Ia virgen y reciben con o sin la interposición de una
pieza intermedia, Ia presión de un pistón hidráuIico que
corre dentro 'del cabezal. La presión hidráulica Ilega al
pistón por una tuberÍa de aceite a presión (Figura 2a);
Ia que se obtiene de un acumulador.
FIGURA 24, Sistema de presión hidráulica
3-6-1 -1. Acumulador
Iargo dentro del cual
peso de un cierto
superpuestas: si por
d ; 6 cm, sus sección
. Está constituido por un cilindro
se desplaza un émbolo que recÍbe el
número de placas de fundición,
ejemplo, el diámetro del émbolo es:
será:
lhlüCa¡d Atttsil dr OcdtntrsEocr{¡il 8t8UoTtcA
130
tr d' 3,L416 x 36$ x = = 2f ,26 cm2
44
Si se desea obtener una presión de 2SO Kg/cm2 en
cámara, es necesario que el peso total del soporte y
las placas que descansan sobre el émbolo sea de:
p x 28,26 x 25O = 7A65 Kg
si ros pistones hidráulicos der morino tienen cada uno un
diámetro: D = 30 cm su superficie total será;
= 1-l-l:111:-:-::: = L4t3 cm.4
Ia
de
nt-
eI cilindro superior
= 1413 x 250 = 353250
recibirá una
Kg = aprox.
presión total de:
353 ton.
3-6-L-2- Acumuladores oleoneumáticos. Diseñado en
Estad<¡s Unidos en 1.938 y fabricado también en
rngraterra, este acumulador es simplemente una botella de
deposito de lámina soldada conectada a un depósit<>
generar de aire comprimido que sirve a los acumuLadores
de diversos molinos. Un pequeño grupo moto*compresol-
asegura Ia presión del aire comprimido que es del orden
de 22 a 24 Kg./cm2 . Dentro de la botella (Figura 25) se
encuentra un pistón de gran dÍámetro D (goo a 4oo mm) que
recibe la presión deI aire comprimido sobre su cara
131
superior y Ia transmite a un pistón de pequeño diámetro d
(eo a 1oo mm) que Ia ejerce directamente sobre Ia tuberÍa
de aceite. La relación entre los diámetros D y d se
carcula de manera que dentro de la tuberÍa de aceite se
obtenga Ia presión deseada. La parte B.p del pistón
lleva un cuero hidráurico y esta guarnecida de aceite
espeso que aisla este compartimienLo
Un tensor regulador permite ajustar
ayuda de un manómetro Ia presión de
de Ia botella y consecuentemenLe
sobre eI molino. Cada acumulador se
una válvula de paso.
ai
Ia
voluntad, con Ia
re admitido dentro
presión aplicada
aisla por medio de
FIGURA 25 Acumulador de aire*aceite. Sección
La marcha y Ia parada del moto*comPresor se
automáticament.e por un contacto de mano.
t32
acciona
Estos acumuladoros son caros pero permiten una
elasticidad en Ia marcha y una facilidad en el ajuste
inapreciable. (Ef ajuste puedo hacerse en plena marcha
por la simple maniobra de unas llaves ). ocupan poca
superficie ¡ son Iimpios y constituyen una solución
verdaderamente cómoda y moderna.
3.6-1.3. Tuberfas de presión hidráulica. Los tubos que
llevan la presión del aceite del acumulador a los
cabezotes de los molinos son g€neralmente de acero. Su
diámetro es importante: influye en la rapidez del
levantamienLo y , en consecuencia, €r Ia sobrepresiones.
Si eI diámetro es muy pequeño el acumulador será flojo y
la presión hidráulica desempeñará deficientemente su
papel regulador.
siguientes:
Pueden aconsejarse los valores
tuberÍa de longitud ( 3Om d
tuberÍa de longitud ) 3Om d ¿ O,OBD
d = diámetro interior de Ia tuberÍa de presión hidráulica
D = diámetro de los pistones hidráulicos de los molinos
de la misma unidad
Bomba de presión hidráulica.3-6-1-4- Entre eI
133
acumulador y el molino y muy cerca del primero se instala
una bomba que tiene por objeto introducir eI aceite
dentro de la tuberfa, ponerlo bajo presión v levantar aI
acumulador a su posición inicial del trabajo.
Esta bomba es de mano en las pequeñas instalacioneb y de
vapor o eléctrica en la mayor parte de los molinos
modernos. Una buena bomba debe ser simple y robusta.
3-ó-1-5- Cabezales y pistones hidráulicos. cuando los
cueros y las guarniciones de las presiones hidráulicas
ceden, deben poderse cambiar rápidamente. La cámara
cilÍndrica en la que se mueve el pistón está abierta en
Ia parte alta del cabezote y su cierre se asegura por
medio de una tuerca ordinaria o por medio de una tuerca a
la que se han quitado dos o tres segmentos y que pu€de
sujetarse con un tiro de 90 o de 6O de la misma manera
que las culatas de los cañones modernos (figura 26).
Este úItimo sistema es más rápido y Lan hermético como elprecedente.
Las tuercas por su peso deben tener dos orejas que
faciliten su abertura, su manejo y su levanLamiento.
Pistones. El pistón hidráulico es simplemente es un
cilindro cuyos bordes están redondeados en Ia parLe
135
vegeLalmente aún si eI curtido es de encÍna.
3-6-2. La presión considerada deede eI punto de vieta de
fabricación.
3-6-2.L- Descomposición de Ia preEión en un nolino cn
marcha. En un molino, la descomposición es
compleja, Ia reacción sobre los cojinetes superiores del
cilindro superior es aun igual a P. Si no hubiera
cuchilla central, Ia presión P se descompondria sobre los
cilindros superiores en 2 reacciones: Fr a la entrada y
Fz a Ia salida (Figura 27). Esta úItima más alta puesto
que el ajuste en la salida es siempre más cerrado que en
la entrada.
lpI
I
FIGURA 27. Resolución de las presiones en un molino
136
3-6-2-2 Influencia de Ia cuchilla central. Una ciertaparte de Ia presión P se absorbe en la cuchilla central.
La reacción de esta se desplaza Iigeramente hacia
adelante del plano axial vertical del ' cilindro superior.
5i se desecha este ángulo de desplazamiento que es
pequeño se verá quo las reacciones Fr y Fz solo se
'pr<¡ducirán por Ia fracción restante de P ( Figura 28 ).
FIGURA 28. Efecto de Ia reabción de la cuchilla central
en la P.H.
CuáI es Ia fracción P que absorbe la cuchilla?.
De acuerdo a investigaciones realizadas se puede pensar
que en los molinos industriales Ia fracción de Ia presión
abs<¡rbida por la cuchilla central debe ser del orden del
2C¡% de ia presión hidráulica toLal.
Además estando eI 2OZ de la presión hidráulica P
absorbido por la cuchilla resta solamente eI BOt para
aplicar las presiones Fr y Fz a la entrada y a Ia salida.
5i se relacionan estas fuerzas
centro del cilindro superior y
vertical (Figura 29) se tendrá:
Fr Cos (q,/2) + Fz Cos (q/2) = O,8P
de donde:
o,g PFr +Fz =*--------:-
Cos q,/2*P ( 3.16 )
las reacciones Fr y Fz
valores relativos varfan.
en su punto de
se proyectan
t37
unión O,
sobre Ia
lo que muestra que
perman€ce constante
la suma de
aún si sus
FIGURA 29, La suma de las dos reacciones es constante
Se puede entonces, enunciar eI principio siguiente:
Principio: La suma de las fuerza que se aplican sobre
138
Ios 6 cojinetes de un molino trabajando, tienen un valor
constante que es aproximadamente:
P=Fl+lz=p+P=2P
3-6.3- Definiciones. Se utilizarán en adelante Ia
nomenclatura y definiciones siguientes:
P.H.T, = Presión hidráulica total sobre eI cilindrosuperior. Es eI número de toneladas que se obtienen
multiplicando Ia sección total de los 2 pistones por Iapresión del aceite contada en Kgf,/cm2 .
P.H.E. = Presión Hidráulica Especifica. Es la cifraobtenida suponiendo Ia P.H.T. uniformemente repartidasobre una $uperficie plana rectangular que tenga como
Iargo Ia longitud de los cilindros y como ancho eI décimo
de su diámetro. Se mide en ton./dm2 :
P.H.T.P.H.E =
o,1 L D
( 3.17 )
P.H.R. = Presión Hidráulica Resultante. Es Ia
componente, del lado de entrada Fr o del lado de salidaFz, correspondiente a la p.H.T.
P.H.R.E. = Presión Hidráulica resultante especf fica
L39
P.H.R.E.P.H.R.E. = (3.18)
O,1 L D
3.6-4. Curva de la presión on el molino. Es ahora
int,eresante bstudiar Ia conducta de Ia presión en eI
molino.
Consideremos dos cilindros cua.Lesquiera que bien pueden
ser los de una desmenuzadora, los dos ciltndros de
entrada, o los dos cilindros de salida de un molino.
Sea:
$ = diámetro medio de los cilindros
R = Radio medio de los cilindros = D/2
fl = Grueso del colchón de bagazo suelto a la entrada del
molino.
J( = distancia entre las superficies medias de los dos
cilindros tomada €n su plano axial común.
| = Distancia desde el punto A, en el que el colchón de
bagazo encuentra al cilindro, aI plano axial entre los
dos cilindros (Figura 30).
Considérese la sección PP' de bagazo. Sea h el grueso
correspondiente. En este momento la compresión tendrá un
valor de:
tsüda.r Afrn| dr ft¡msEccÚtl SIH,JoTECA
140
c=h/H
FIGURA 30. Presiones en eI molino
La compresión se obtendrá en el momento
plano axial y tendrá un valor de:
_:_H
del paso por el
( 3.1e )
presión rdesde el punto A, en quE es
'M en que es máxima,
I
I
Se desea conocer:
I. La variación de
nula, hasLa el punto
II
L4L
EI valor alcanzado en M y que corresponde aI máximo -
III. La resultante de todas las presiones en todas }as
secciones como PP' , resultante que deberá evidentemente
ser igual y opuesta a la presión P ejercida sobre eI
cilindro superior (en el caso de un molino la presión P
es evidentemente Ia P.H.R. del lado considerado).
(En realidad, Ia presión que sufre eI bagazo es igual a
la presión P aumentada de una cierta componente del peso
deI cilindro; sin embargo, siempre se eliminará esta
componente:
a) Para no complicar eI razonamiento.
b ) Porque esta componente es relativamente pequeña,
comparada con la presión hidráulica.
c) Porque se compensa con la reacci.ón de las coronas
sobre las que se hablará más tarde y que se eliminará
también por las mismas razones ).
3-6.4-1- Valor de
Figura 3O se tiene:
la presión en cada punto. IaEn
L42
K + 2R 2*{[R2 - 1']
c.c- # (r.-1l;,#-l
Para todos los valores de I que son peeueños comparados
con R, puede reemplazarse eI radical por su desarrollollevado hasta los dos primeros términos, s€ tiene
entonces:
Q= ( g.eo )
Esta aproximación es excelente para los valores de I (
R/2 y es más aceptable porquo eI error que orisina pued€
despreciarse en Ias regiones alejadas del plano axialOo', Iugar en que se separa más de la realidad, siendo
ahÍ donde las presiones correspondientes son muy pequeñas
en comparación con las que se desarrollan en las
cercanÍas del plano axial.
La presión p correspondiente a la sección pp' , de acuerdo
a Ios experimentos de Jenkins será:
o=#=
(r-r+!) = c+#
ro.tc-#),
c.#
88 (3.21 )
Presión en el lado de la salida
aún estimar la presión sobre el
allá del plano axial.
En la imposibilidad
manera más precisa,
considerar este fenómeno de una
supondrá que Ia contribución del
Es diffcilIado de la
143
calcular y
salida, más
de
se
lado de la salida, a Ia reacción sobre el cilindro
superior (reacción isual y opuesta a Ia P.H.R. ) es del 52
de la suma de las presiones en el lado de Ia entrada.
Esta reacción podrÍa determinars€ experimentalmente ya
que representa la diferencia entre Ia P.H.R., que puede
medirse, y Ia que podrfa calcularse basándose en el lado
de Ia entrada -
3-6-5- CáIculo de la reacción resultants. La P,H.R.
determina Ia compresión deI bagazo, siendo esta
compresión tal, que la suma de las presiones en cada
sección PP' corresponde a Ia P.H.R.
Habiéndose adoptado eI Kg./cm2 como unidad de presión,
consideremos una sección de 1 cm de espesor, tomada sobre
la longitud del cilindro y relacionémosla con la Figura
29. Si, como en el párrafo precedent.e, se lleva lapresión en cada punto P a Ia lÍnea de las ordenadas, Ia
suma de todas las presiones representará Ia reacción
total del bagazo sobre el cilindro, reacción igual y
L44
EIopuosta a la presión ejercida por
bagazo.
el cilindro sobre
Siendo el fenómeno irreversible en eI lado de la salida,nos Iimitaremos provisionalmente a la parte izquierda de
Ia Figura, desde Ia entrada del bagazo hasta su paso por
el plano axial.
La reacción total, o Ia presión pr correspondiente al
corte de 1 cm considerado, tiene por valor:
pxdlPr="|,
p = presión en el punto
dI ( de longitud dl y de
sobre el elemento de superficie
cm de profundidad ).
P
1
Se tendrá, aI reemplazar:
fL 88I nxdr =Jo 106
dl(c + l',/RH)6f (3.21 )
CáIculo de Ia integral. Este cáIculo es un poco largo y
nos excusamos por éI de antemano, rogando a quienes lesinterese. consultar eI manuar para rngenieros Azucareros
obteniéndose:
145
Bgxit [cRH] 3s ,7x{ [cRH]Pr = 1,O5*O ,38,64 * = (g -ZZ)
1O6XC6 1O6XCó
El 1,O5 se obtiene al aumentar el S? para incluir eI lado
de salida.
Esta expresión P1 se refiere a una sección de cilindro de
1 cm. Para todo el ancho del cilindro Ia p.H.R. serfa:
35 ,7xt.x.l [CRH] 25xL*{ [COtt]P = LPr = = (3.23)
1OóxC6 1O6xC6
EI espesor de bagazo suelto H, cuyas dimensiones están
mal determinadas y generalmente son mar conocidas, se
reemplaza por el espesor del bagazo comprimido K, más
fácil de medir, y dadg por la fórmula (e.ZA).
K=CH
De donde:
2sxLx{ IKD]P-
1Oé xC6(s -zq)
P = Presión total ejercida por er cilindro sobre elbagazo ( P.H.R. ), medida en Kg.
[ = Largo de los cilindros, en cm.
D = Diámetro de los cilindros, en cm.
l( = Abertura media entre los cilindros, trabajando,
cm.
14Ó
en
C = Compresión del bagazo en
cilindros = K/H.
e] plano axial de Ios
3-6-6- CáIculo de Ia compresión máxima C. Todos }os
elementos de Ia fórmula (e.Zq ) son conocidos o fáciles de
determinar, con excepción de C. La compresión máxima C
en eI plano axial está definida por:
KbQ==
HB
SerÍa interesante eliminar H, altura real (o ficticia)del bagazo suelto, qu€ es difícil de determinar.
Sin embargo n no
definitivamente,
ES
si
posible eliminar H y b, práctica y
no es a condición:
I. De reemplazarlos, por expresiones de fácil cálculo y
que puedan aplicarse en todos los casos, es decir, tanto
en la desmenuzadora como en el primero o urtimo molinos
de una baterfa.
II De determinar estas expresiones de manera que
L47
integren en todos los molinos y en todos los casos.
Esta condiciones felizmente se reúnen cuando se da a C eI
valor general;
| = O,93xKxF,/q (3.25)
Donde:
f( = espesor del colchón de bagazo comprimido en eL plano
axial de los cilindros, en cm.
F - Fibra del bagazo comprimido con relación a la unidad.
q = "Carga de fibra" = peso de Ia fibra por unidad de
superficie del cilindro escrito, en Kglcm2.
3 -6 -7 - Cálculo de aberturas. Eliminando C en (e.Z+) v
( ¡.es ) se obtiene:
2sxLxJ [XO] xqep= (s.za)
19e xO ,936 xK6 xFó
LfD qDe donde: Ksrs = 38 * --- ( )o
P 1OF
( L,D,K en cm, P en Kgf , 9 ofl Kgf,/m2 )
No debe olvidarse que P es Ia P.H.R. y no Ia P.H.T.
En una desmenuzad<¡ra P.H.R. = p.H.T.
del }ado de salida P.H.R. * P.H.T.
En un molinodel lado de la entrada P.H.R. = O,O3 a O,1O p.H.T.
148t
3.6-8. Presión hidráulica y presión máxima. La P.H.R.,
está dada por:
2s L {(KD)p=
106 * C6
(3.27 )
La presión por cm' máxima correspondiente al paso por elplan axial, es decir, en Ia cima de las curvas de laFigura , está dada por:
88PH=
106 X Có(3.28)
Eliminando C6 en estas dos expresiones, so tiene:
P
Pr = 3'5L {(KD)
(3.2e)
expresión que da un medio de calcular rápidamente lapresión máxima aplicada aI bagazo.
pH = presión máxima aplicada al bagazo en su paso por eIplano axial de los cilindros, medida en Kg,/cm,
p = P.H-R. ejercida sobre los dos cilindros considerados,
medida en Kg.
l- = Largo de los cilindros, en cm
L49
D = Diámetro de Ios cilindros, en cm
l( = espesor del bagazo, comprimido a su paso por el plano
axial, medido en cm.
l¡¡. 'h rñtuh |tl. 'L e¡¡h
FIGURA 31. Curva de presión ientre
superior y un cilindroel cilindro
i nf er i.or .
Nótese que Pr es suficiente para determinar Ia ',forma de:^=
Ia curva de Ias presiones en el molino (Figura 31); las
modificaciones debidas a lasr variaciones particurares de
K son desechables frente a Ia acción de estas úItimas
sobre Pu. El valor de la Px ir rápidamente una idea
precisa de la "presión" dada por el molino.
lllrdod t|hrlr OdfrSECqqT BEJOIECA
Además, el cálculo de Pu es rápido:
3'5
L{D
y constante para un molino
siendo suficiente, en
coeficiente por:
150
dado. se calcula sólo una vez
seguida, multiplicar est€
P
IK
para obtener Pn.
3-6.9. Relación entre las pregiones de entrada y de
salida, La relación que existe entre las P.H.R.
a la entrada y a la salida de un molino es muy diferentea Io que puede imaginarse.
Esta relación varfa evidentemente de acuerdo con las
reglas adoptadas. Para obtener una idea de la variación,
tómese valores medios. Frecuentemente s€ adopta Ia
relación 2,/1 entre las aberturas de entrada y de salida,trabajando, Con las presiones que generalmente se
adoptan, €Ír los morinos modernos, ra presión máxima de lasalida ¡ €s de 8OO a 1OOO Kg./cm2 . Esta presión
corresponde, a una compresión C de aproximadamente O,065.
De este valor se obtiene Ia compreeión de entrada,
aprox i madame nte :
151
0,065 x 2= Or13
1
ésta corresponde una presión máxima entre 25 y 30 Kg,/cm2.
La fórmula:
F
PM = 3r5L J(KD)
muestra, entonces que Ia relación de la P.H.R. de salida
PM , con la P.H.R. de entrada, PH , tiene un valor:
l: = -::i-:-:-11131 = ll: * 11: = ::: t(L,z) x zo a zSPE Pse x L J(KgD) PÉH JKe 27
PEu = presión máxima a Ia entrada
PsN = presión máxima a la salida
Ke = abertura en Ia entrada, trabajando
Ks = abertura en Ia salida, trabajando
De aquf puede verse que Ia P.H.R, es aproximadamenLe 2e
veces más importante a la salida que a la entrada. de
acuerdo con el ajuste, esta relación, 2Q, varÍa desde un
mÍnimo de 5 hasta 3O, lo que ocurre raramente. Estos
valor€s esLán muy alejados
se encuentran.
de 1,5 y 2, que
152
algunas. veces
DIAGRA},IA
Para hacer una mejor r€presentación de Ia importancia
relativa de las diversas reacciones qu€ obran sobre eI
cilindro superior de un molino trabajandor es conveniente
llevarlas a un diagrama (Figura 31).
Si se adopta la relación 20 y se traza el polÍgono de las
fuerzas que obran sobre eI cilindro superior, la
dirección de esta es fácil de conocer: la P.H.T., p, es
vertical. La reacción de la cuchilla Rb forma un pequeño
ángulo B con aI vertical, de unos 1Oo aproximadamente.
EI centro de presión ( es decir, eI centro de gravedad de
la superficie comprendida entre la curva y eI eje de las
x ) de Ps y PE; , en la Figura 30, se encuentra fuera del
plano axial y a uno o dos centÍmetros adelante de é1.
Las reacciones Ps y Pe optan, entonces, dos o tres grados
adelante (en el sentido de fa manecilla del reloj) del
plano axiaI.
Tomando:
Pe = Ps/?O
RE = o,2P
153
Se obtiene el polÍgono indicado en la Figura 31
La proyección sobre la vertical de la resultante R de las
reacciones Ps , Pe y Re debe ser igual a P. Esta
resultante se encuentra a 20 o 25o atrás de la vertical.
Los constructores que fabrican molinos con eI eje de los
cabezotes, inclinado y con vÍrg€nes asimétrica, adopLa
generalmente un ángulo de inclinación de 15o qu€ supone:
a) una relación: PslPe < 20.
b) una relación: Re/P I O,2
0bsérvese
(Ps + Pe)
que
Cos
proyectando sobre Ia vertical:
c,/2+ReCosB=P
Con:
Ps/Pe = 20 y Ra/P = O,2
Se obtendrÍa:
1'O5xO,8Ps*O,ZP=P
donde:
= On95P * P
De
Ps
La P .H.R . del lado
general, de Ia misma
cilindro sutrerior P.
de la salida Ps
magnitud que la
(3.30)
€s, entonces, €fl
P.H.T. aplicada al
154
FIGURA 32. PolÍgono de fuerzas de] molino.
3,6-1O- La fricción entre los cojinetes y las bielas.
En ]as vÍrgenes de consLrucción clásica, con eI eje de
Ios cabezotes vertical , puede verse ( sobre la Figura 31 )
que Ia inclinación de Ia resultante R envuelve una
reacción horizontal r sobre Ia pared lateral trasera de
Ia virgen.
r- = P tan0 * O,3 O,5 P
considérese, para aclarar Ias ideas:
r
Es decir, aproximadamente 1OO toneladas cuando P =
toneladas.
Esta reacción actúan enLre las paredes traseras de los
,cojinetes superiores y Ia virgen. El coeficiente de
fricción del bronce sobre eI acero, sin lubricación, €s
de unos O,18 a O,2O y se suma aI del cuero sobre la pared
cilÍndrica del cabezote oponiéndose ambas al
resbalamiento del cojinete y deI pistón hidráulico, es
decir, al levantamienLo del cilindro superior.
Por eI contrario, eI coeficiente de fricción del bronce
sobre el acero baja hasta O,1O cuando las paredes en
contacto se lubrican. Es conveniente as€gurar esta
Iubricación para facilitar el funcionamiento correcto de
Ia presión hidráuIica.
Ciertos constructores sustituyen la fricción por
rozamiento de las dos paredes, por una fricción de
resbalamiento al proveer la pared trasera del cojinete de
cilindros que ruedan sobre el cabezote. Es conveniente
por esLe sistema, o por medio de una buena lubricación,reducir la fricción en Ia medida de lo posible: Ia
extracción siemtrre se beneficiará.
155
250
Por la misma razón, las vfrgenes de cabezotes inclinados
156
son más adecuados, pudiéndose acentuar las ventaias que
presentan en este sentido adoptando rodamientos
cilfndricos lubricando correctamente. 5i Ia
inclinación del cabezote corresponde al valor
generalmente adoptado 15o, es necesario instalar los
cilindros de rodamiento únicamente en Ia pared trasera
del cojinete o lubricar solo esta pared. Si Ia
inclinación llega a, o pasa, de 20, es necesario equipar
las dos paredes, Ia Lrasera y Ia delantera, con
rodamientos ciIÍndricos o lubricarlos, ya que la reacción
puede cambiar de un lado a
y Ias circunstancias.
otro de acuerdo con eI ajuste
3-6-11- Reacción de Ios piñones. En un molino, eI
movimiento del motor se transmite gen€ralmente por los
engranes al cilindro superior. Este arrastra los
cilindros inferioros con Ia ayuda de un juego de trespiñ<¡nes acuñados sobre ros muñones de los tres cirindros(figura 31). Ha estos piñones se les llama especialmente
'coronas".
La inclinación de los dientes de Ia corona hace que en elpunto de contacto de dos dientes, eI empuje, Brt lugar de
ser normal , forme un ángulo con el radio de este punto,
inferior a 9Oo. Este empuje se descompone en dos
componentes n una normal, F, que produce la rotación y la
L57
oLra radial R, que tiende a levantar aI cilindro.
De este fenómeno resulta
que levanLa fácilmente al
un desequilibrio en
aldo de Ia corona.
eI cilindro
Para resolver este
métodos:
i nconveniente emplean diversos
3-6-11.1. coronas dobles. por medio de coronas €n ras
dos extremidades del cilindros. Est.a solución tienevarios inconvenientes :
a) Es costosa (son n€cesarios seis piñones en lugar de
tres ) .
b) No solo no suprime ra reacción de ras coronas si no
que la coloca €n los dos lados. Este efecto no es grave
porque se resuelve aumentando proporcionarmente la p.H.T.
c) Sin embargo, no asegura un equilibrio real de lapresÍón en los dos rados. si los dientes no están muy
desgastados, siempre y en determinados momentos una de
las coronas soportará una car€,a mayor que la otra,produciendo la reacción.
d) Aun cuando los dientes estén desgastados, Ia mfnima
diferencia entre Ios espesores del bagazo a la derecha o
158
a Ia izquierda del colchón destruirá el equilibrio
modificand<¡ los puntos de cont.acto de los flancos de los
dientes, rompiendo el contacto en el lado más alto y
provocando la reacción.
3-6-LL-2 Diferencia de diámetro en los pistonea
hidráulicoa. Colocando pistones de mayor
diámetro del lado de las coronas, de manera que su
sección sea de tO aI 2OZ superior. Esta es una solución
bárbara y muy incompleta.
3-6-11.3- Coronas alternadas. Colocando una corona en
cada extremo del cilindro superior y una a Ia derecha y
otra a Ia izquierda €n los inferiores (figura ). Este
sistema tiene Ia ventaja de permitir una reducción muy
imporLante en el ángulo de construcción del molino,
Pero:
a) Es poco elegante; parecerfa que falta alguna cosa en
cada lado del molino.
b) Exige una corona más (cuatro en lugar de tres ).c) Las reacciones del cilindro de entrada y del cilindrode salida son muy diferentes (pág. ) su difere¡cia no
es mucho menor que su suma ( 20 1 es poco más o menos
igual que 20 + 1 ) y solo s€ corrige una pequeña fracciónde Ia diferencia existente en un molino ordinario. Esta
corrección no vale la pena.
159
3-ó-tL-4- Trenes de piñones separados. Dando movimiento
a cada cilindro con un eje particular y trasladando las
tres coronas ar tren de engranes corocándolas dentro de
un compartimiento especial denominado "caja de piñones".
Esta solución tiene algunos inconvenientes
a) fs costosa (se emplean solo tres piñones, pero además
son necesarios cuatro coples, dos barras de acoplamiento
y Ia caja de piñones demás. de cualquier manera las
barras de acoplamiento y los coples son más ligeros que
eI eje único y de los dos coples de un molino común).
de 3O
on eI
b)
de
Aumenta
engranes
a 60 cm el espacio ocupado por el tren
sentido transversal -
c) Aumenta la instalación en tres soportes y 3 graseras
por molino. En consecu€ncia, aumenta ligeramente elconsumo de potencia y de aceite. El aumento de potencia
se compensa varias veces con Ia desaparición de lareacción de los piñones pero er excedente en consumo de
aceite permanece.
sin embargon este sistema tiene grandes ventajas:
a ) Resuelve completamente al problema. EI cilindrosuperior frota fácilmente al quedar ent.eramente libre.
lH¡ú¡thd¡dfrscocst StttoTrDA
1óO
b ) Permite, corno en la solución anterior, reducir al
mÍnimo el ángulo de abertura del molino.
En efecto, permaneciendo Ias coronas fijas en su caja,pueden éstas diseñarse como engranes ordinarios mient.ras
que Ias coronas montadas en Ios cilindros deben funcionar
con las distancias entre sus ejes variando de acuerdo con
el ajuste, ol. diámetro medio de los cilindros, más o
menos desgastados y eI levantamiento del cilindrosuperÍor en marcha. En estas condiciones, es neceeario
dar a las coronas dientes muy largos, €n los cuales el
diámetro primitivo es mayor que 1,23 del largo del dientey en un número tan reducido como sea posible. Además el
diámetro exterior de la corona es mucho mayor que eldiámetro medio de los cilindros y por esta razón impone
una distancia mfnima de separación entre los eJes de losdos cilindros inferiores para evitar qu€ ras coronas
choquen.
Con las coronas separadas, por eI contrario, pueden
adoptarse en eIlas una dentadura normal (diámetro
primitivo a Ia mitad de los dientes)¡ un número de
dientes más elevado ( 23 en lugar L7 , por ejemplo ), y un
juego muy pequeño entre las puntas de los dientes de ros
dos piñones inferiores. por estas razones es posible
acercar los dos cilindros inferiores y en consecuencia
161
r€ducir el ángulo de abertura de los molinos hasta 67o,
valor qu€ solo podrfa obtenerse en los cilindrosprovistos de coronas alternadas (estando eI cilindro de
alimentación movido por los piñones, de tal manera que
los piñones de los dos cilindros inferiores están
opuestos en el extremo de los cilindros).
c) Cuando
fe€ncamlzan,
las coronas
desagradable.
menos caro.
se cambian los cilindros o cuando s€
no es necesario quitar ( ni volver a poner )
, operación que es siempre Iarga y
Los ejes son más cortos, más ligeros y
d) Al permanecer fija las coronas y trabajando en
condiciones más favorables, su desgaste es lento. Sobre
tod<¡ no se está obligado a mutilarlas, haciéndolas girar
para disminuir eI largo de los dientes y poder mantener
eI ajuste de los molinos cuando los cilindros se
desgastan.
Se considera que esta solución es ventajosa, a pesar de
su precio elevado pues influye favorablemente en la
extracción. EI costo de la instalación se recupera
progresivamente en eI momento de comprar cilindros de
repuestos.
Sin embargo, esta solución es
empezó a usarse el acumulador
ajuste fáciI de Ia presión,
superior flota libremente.
L62
menos atractivas desde que
individual que permite un
con lo que el cilindro
3.7. VELOCIDAD DE LOS MOLINOS
3-7-t- Velocidad lineal y velocidad de rotación.
Comúnmente se habla de Ia velocidad de los molinos sin
precisarla y con el riesgo de confundir dos conceptos
diferentes. Esta velocidad puede medirse de dos maneras:
a) por la velocidad periférica de los cilindros, GS
decir, Ia velocidad lineal de un punto del diámetro medio
de un cilindro. Se mide, generalmente, €D metros por
minuto y en ocasiones en mm por segundo.
b) Por Ia velocidad de rotación de los cilindros,
decir, el número de vueltas que estos dan por unidad
tiempo. Se mide en revoluciones por minuto.
3-7-2. Relación entre las dos velocidades. Se tiene:
V=rDn
\,r = velocidad periférica, en m./s
D = Diámetro de los cilindros en m
es
de
163
n = velocidad de rotación en r .p.m.
De donde:
n = V/nD
3-7-3- Empleo de las dos velocidades. Cuando se habla
de Ia velocidad de los molinos, es necesario tomar Ia
velocidad periférica V o Ia velocidad de rotación n?.
5e tiene, generalmente, la tendencia a utilizar V, que da
Ia velocidad del paso de la cana sobre el conductor y del
bagazo en los conductores inLermedios y en los molinos
mismos.
Otro motivo más importante para utilizar V, es que el
sentido de rotación de los cilindros inferiores se oponen
al libre escurrimiento del jugo por las caras traseras de
los cilindros de entrada y de salida a Io largo de los
cuaLes debe bajar la casi totalidad del jugo extrafdo;
parece que la velocidad periférica da una medida exacta
de la dificultad del drenaje, eue es un factor lfmite de
Ia capacidad para eI constructor de molinos.
En realidad, fio es este eI problema. Es indiferente
utilizar Ia velocidad periférica o la velocidad de
rotación, si todos los cilindros tienen el mismo diámetro
var iables son,
t64
esta caso,enporque esas dos
proporcionales.
EI problema se presenta cuando se quieren comparar
molinos con cilindros de diámetros diferentes.
3 -7 -4 - Velocidades máximas. La velocidad es uno de los
integrantes de Ia capacidad de los molinos. Doblando la
velocidad debe doblarse el tonelaje manipulado. Es
entonces interesante conocer las velocidades máximas
aplicables para aproximarse en la medida de lo posible a
ellas y evitar Ia adquisición de un molino grande si uno
más pequeño, a la velocidad suficiente, puede hacer eI
trabajo que ss desea.
EL investigador Tromp, da
I fmite:
como velocidad periférica
\rl = 18D (3.31 )
v = velocidad periférica de Ios
s = diámetro de ]os cilindro, en
cilindros, en m./sg
m.
Nótese que Tromp está implÍcitamente de acuerdo con
conclusión que se acaba de obtener porque ésta da
realidad un IÍmite, no de la velocidad periférica, si
Ia
en
no
n
ó
n
de Ia velocidad de rotación Esta se escribe
1ó5
en efecLo:
= t8/n
= 5,73 r.p.m, (3,32)
Tromp precisa, razonablemente, eue semejantes velocidades
sóIo pueden obtenerse cuando los cilindros están
provistos de un ranurado adecuado.
Recientemente se han hecho instalaciones con veLocidades
sensiblemente superiores. Algunas baterfas de reciente
instalación han t.rabajado regularmente a más de 6 r.p.m.
sin una disminución sensible en Ia extracción.
Parece que la tendencia actual es
indicado por Tromp hasta:
de pasar el I imite
n :¡ 6 r.p.m (3.33)
3.8. AJUSTE DE LA CUCHTLLA CENTRAL
La posición de Ia cuchilla central tiene gran influencia
en Ia buena marcha del molino. Por esta razón Ia
colocación correcta de Ia cuchilla es una operación
del icada .
Para definir
conocer ( Figura
correctamente
a,r\-
su posición es
766
necesar io
FIGURA 33. Colocación de Ia cuchilla central
a ) La posición del punto B, donde la
cuchilla toca aI cilindro de entrada.
punta de Ia
b) La distancia A, de la punta al cilindro superior
c) La distancia M, de Ia cuchilla al cilindro superior
tomada sobre el plano axial vertical sobre ese cilindro,
d) La distancia Z del talón de la cuchilla
superior.
aI cilindro
e) La distancia T, del talón aI cilindro de salida.
3-8-1
pasar
Forma de la cuchilla. EI bagazo que acaba
entre Ios dos cilindros de entrada tiende
de
a
t67
ospandir su volumen entre E Y A ( figura 33 ) - si se
admite que Ia cuchilla debe hacer posible Ia continuación
de esta expansión, Ia distancia de su suPerficie BC aI
cilindro superior debe ir creciendo de B hacia C. 5i se
acepta en principio que la velocidad radial Y Ia
vplocidad tangencial de una partfcula de , bagazo se hacen
constantes en este trayecLo, puede demostrarse
fácilmente que la curva Bc debe ser una espiral
logarÍtmica con centro en O. (figura 34).
FIGURA 34. Trazo de Ia cuchilla central
3-A-2- Ajuste simplificado de Ia cuchilla. En Java se
acostumbra a colocar Ia punta de Ia cuchilla de acuerdo
con eI procedimiento indicado en la Figura 34. De esta
manera se obtiene cierto valor para la distancia A. En
168
sesuida se fija simplemente el talón de Ia cuchilla de
man€ra que Ia distancia Z sea igual a la distancia A
aumentada en 4 mm por dm de ancho de Ia cuchilla:
I = A + O,O4L
I = distancia del cilindro superior aI talón de la
cuchilla en mm
A = Distancia del cilindro superior a Ia punta de Ia
cuchilla en mm
L - Ancho de la cuchilla, en mm
Si L = 3OO mm se tomará entoncesi Z = A * 12 mm
3.9. ENGRANES
3-9-1- Reducción de la velocidad. Los €ngranes son
necesarios para pasar de Ia velocidad de los motores de
los molinos :
Motores de vapor ordinarios 40 a 75 rpm
Motores de vapor rápidos 1OO a 15O rpm
Motores eléctricos 485 a 73O rpm
Reductores de las turbinas 25O a 75O rpm
a la de los cilindros 3 a 6 rpm
Esta reducción se obLiene por medio de juegos de
engran€s:
r69
2 juegos para Ios motores de vapor ordinarÍos
3 juegos para los otros casos
Un juego puede reducir Ia velocidad de 7 a L , pero,
generaLmente, la reducción se hace de 5 a 1 .
Un doble juego puede, entonces, dar una reducción de ,
aproximadamente , 5 x 5 = 25, y un juego triple :
5x5x 5=125
3-9-2- Tipos de engranes. Los engranes helicoidales,
aun cuando más caros, dan un mejor rendimiento. Se
emplean, principalmente, en los juegos rápidos y para las
relaciones de reducción aItas.
Los engranes rectos ordinarios son todavfa los más
frecuentes.
3-9-3- Construcción de engranes. Antiguamente Ios
engranes se construfan de fundición, Actualmente se hacen
de acero fundido y se tallan con máquina.
3,9-4- Desgaste. Cuando los engranes se desgastan, en
particular las coronas ( o piñones ) de los cilindros,cuya vida es limitada , puede ésta aumentarse
volteándolos sobre eI eje para hacer trabajar eI otro
tr¡rrda.d lffi th Ocdirbsrcuor 8l8tlorEcl
t70
lado de los dientes
3-9.5, Engranes cerrados. A Ia fecha existe la
tendencia de susLituir eI primero y segundo Paso de los
engranes por engranes de precisión, en baño de aceite y
cerrados. Estos reductores de velocidad se hacen en
talleres especiales.Son caros pero ocupan mucho menos
espacio que los ordinarios, consumen menos lubricante y
dan un mayor rendimiento, entre el 98 y el 99 Z en cada
pasoi los engranes comunes tienen un rendimiento del 90
aI 95 z; los doble-helicoidales del 95 al 9A z.
EI facLor que limita su uso evita la
úItimo juego de engranes de los molinos
comunes, os eI par de fuerza máximo de
sustitución deI
de dimensiones
que son caPaces
se alcance esestos úItimos. Mientras este no
conveniente emplearlos .
3 -9 -6 - l,lovimisnto de los cilindros. Dado qu€ los
cilindros superiores de los molinos deben levantarse
durante la operación varios milfmetros, su movimiento
debe permitir este levantamiento.
Con este propósito, Ia extremidad del eje del úItimo
engrane, se termina en forma cuadrada; la misma forma se
da aI extremo deI eje deI cilindro que se opone,
L7t
de lainterponiéndose entre Iog dos extremos una pieza
misma forma que se llama "barra de acoplamiento'.
.rl
La barra de acoplamiento úne los extremos de los dos ejes
por medio de dos coples (iFÍgura 3s ).
t7':
FIGURA 35. Barra de acoplamiento y acoples
En razón de las necesidades del monLaje, la barra de
acoplamiento debe Lener ,una longitud de I a 10 cfn,
superior a la Iongitud de los dos acoples de Ias
extremidades r superpuestos, y debe ser de 1 o 2 cm más
corta que eI intervalo que separa los extremos de los
ejes que une. Las extremidades se cortan generalmente
rectas, pero algunos constructores las hacen esféricas,siendo el centro de Ia guperficie esférica, eI centro de
gravedad de la barra de acoplamiento.
lll¡:
3-9.6.1- coronas. se lraman coronas a los piñones fijosen eI eje de los cilindros y qu€ permiten aI cilindro
L72
superior arrastrar en su movimiento a los inferiores.
Las coronas pueden tener de t4 a 2L dientes. Cuanto más
pequeño es eI número de dientes, son tanto más gruesos y
alt<¡s y es mayor la amplitud del ajuste mediante el cual
puede obtenerse un engranaje conveniente en eIlos, cuando
los cilindros se desgastan.
Sin embargo, cuando las coronas se desgastan, el número
de t4 dientes conduce a una rotación ligeramente
interrumpida porque los cilindros inferiores dan a cada
diente una inmovilidad muy pequeña pero perceptible. Se
recomienda, por este motivo, coronas de 17 dienLes. Los
constructores franceses se mantienen algunas veces en L4
dientes, pero tienden a Ia fecha a adoptar t7 6 L9.
3 -9 -6 -2 - Cuñas .
medio de cuñas.
t/tao -
Las coronas se fijan a los ejes por
Estas deben Lener una conicidad de
Antiguamente se empleaban dos cuñas para este fin; una es
suf iciente. Además, las coronas se f i jan al eje p<¡r
calentamiento por lo que son dificiles de remover.
3-9-6-3- Ejes a cardan. La barra de acoplamiento y los
acoples son Ia solución clásica y casi universal para unir
173
Ios engranes y eI molino. La compañÍa Fives - Lille
introdujo, recientemente, otro sistema de mando, ñluy
inLeresante, por medio de un eje a cardan.
Este sistema de mando es mucho más elástico y da una
solución más mecánica, más elegante y, en resumen r menos
bárbara. Evita Ios esfuerzos, los rozamientos, las
deformaciones y las roturas debidas a las risidez del
conjunto barra de acoplamiento coples. Este sistema es
más costoso que el clásico pero evita muchas dificultadesy constituye, probablemente, Ia solución del porvenir .
4. CONSIDERACIONES PARA EL DISEÑO DE UN T,IOLINO
4 .L . INTR@UCCION
. Este trabajo toma como referencia un molino ya existente,
ubicado en la Vereda de Chococito a 3 Km del Ingenio
Cauca en eI Departamento del Cauca.
Este trapiche panelero está en proceso de montaje y se
proyecta que estará terminado en marzo de 1.996.
A continuación se detallarán Ios equipos necesarios
instalados para eI funcionamiento del molino.
Una caldera tipo acuotubular ( figura 36 ).
Una turbina Cor Liss de 25O HP a 4OOO r.p.m.
( Figura 37).
Un reductor de alta con una reducción de 13:1
( Figura 3e ).
Un reductor de baja con una reducción de 7.t( Fisuragg ). Para unavelocidad de reducción de 5,4 r .p.m.
t75
40
Una picadora accionada por un motor eléctrico de
HP.
2 molinos en serie de 55O x 77L mm de diámetro
IongiLud de maza respectivamente. (Figura 40).
conductor de caña y uno de bagazo ( Figura 41 ).
conductor intermedio entre molinos,
Para nuestro estudio tomaremos como referencia Ios
molin<¡s en serie y Ia picadora para el cáIculo de
capacidad del molino.
Un
Un
2
Ia
FIGUBAFUENTE:
36. Caldera pirotubularL<¡s autores
t76
FIGURA 37. Turbina y reductor de alta velocidadFUENTE: Los autores.
FIGURA 38. Reductor de baja velocidadFUENTE: Los autores
t77
FIGURA 39.F'UENTE: LOS
Transmisiónautores
por engranajes
FIGURA 40.FUENTH: LOS
Molinos en serieautores
L7A
FIGURA 4L. Conductor de bagazo.FUENTE: Los autores.
4.2. VELOCTDAD DEL HOLINO
De acuerdo con las necesidades de producción se ha
diseñad<¡ un molino con una velocidad de rotación de S,4
r.p.m. para Io cual se ha dispuesto el siguiente montaje.
Una turbina de vapor de 25O HP a 4OOO r,p,m..Un reductor de alta con una relación de 8 .2321.
Un reductor de baja con una relación de 13:1.
Y una transmisión con una relación de 7;I.
L79
Teniendo Ia velocidad de rotación y el diámetro D del
molino podemos calcular la velocidad periférica como:
V = ltxDxn
\,/ = (3,14159) x (O,55 m) * (5,4 r.P.m.)
V = 9,32 m,/min
4.3. PRESION EN LOS T.IOLINOS
Esta presión está dada por Ia unÍdad hidráulica situada a
cada lado de1 citindro superior. Para este cáIculo
debemos tener en cuenta qu€ las presiones más cornunes
para este tipo de molinos oscilan entre 25O y 35O Kg,/cm2
en la cámara de presión.
Se debe tener en cuenta también el área de contacto del
pistón con eI bronce superior, como Io indica la fórmula
(3.2t.).
En este caso se tc¡ma una presión en la cámara de 25O
Kg/cm" . Por Io tanLo:
,t*D225=2
ldr¡da|d fffi a. ErmSECCr(f,t BlBUortG¡
S = Sección del pistón
180
D : Diámetro del pistón = 16,8 cm
3,14159 x (16,8)"25 = 2 * = 443,tt cm' - 443 cm2
4
p = (443 cm" ) * (250 Kg./cm2 ) = LIO775,5 Kg t 110,8 ton.
4.4. POTENCIA CONSUMIDA
Para el cálculo de Ia potencia consumida se toma la
fórmula general simplificada para molinos deI tipo
considerado:
T = O,l6xPxnxD
J = potencia consumida por un molino de 3 cilindros, en
H.P.I.
P = Presión hidráulica tc¡tal aplicada sobre el cilindro
superior en toneladas.
n = velocidad de rotación
D = DiámeLro de Ios cilindros en m.
J = (O,16)x(11o,8 ton)x(8,4 RpM)x(o,55 m)
T = 52,65 H.P.I.
para el caso de los 2 molinos en serie de] montaje en
referencia, tenemos:
zxT = (2)x(52,65) = 1O5,3 H.p.I.
181
4-5. CAPACIDAD DEL HOLINO
Uno de los factores a Lener en cuenta en la capacidad de
los molinos es Ia influencia de la preparación de la caña
antes del molino, para Io cual tomaremos en cuenta una
picadora que antecede los molinos.
Utilizamos Ia fórmula:
cxnxLxD 2 xr[NQ = 0,55 *
f
f = o,L47 ( equivalente a la fibra promedio, de acuerdo a
datos tomados en eI Ingenio Central Castilla).
c = 1,15 (para una picadora)
N = I cilindros (e de molinos y 2 representativos de la
picadora )
n = 5,4 r.p.m.
para esta formula sÍ la revolución es mayor de 5 r,p.m"
se debe multiplicar por n/5 ; 5,4/5 = 1,O8
(o,5s )( r,rs X 5,4 )( o,79r)(o,b5 ),{gx1,08C=
(a ,tqz )
C = t6,98 ! 17 T.C.H.
Es importante
ingenieros del
2A T.C.H.
ta2
notar que Ia capacidad esperada por los
proyecto de montaie de este trapiche es de
4.6 - AJUSTE DE LOS HOLINOS
EI ajuste consisLe en determinar las posiciones relativas
más favorables que deben darse a los 3 cilindros y a la
cuchilla central con eI fin de obLener las mejores
condiciones para la alimentación y los mejores resultados
en Ia extracción.
Cada molino po$ee dispositivos que permiten variar Ia
posición en reposo de Ios 2 cilindros inferiores con
relación al cilindro superior. Las posiciones relativas
en reposo delerminan las posiciones relativas trabajando,
cuando el cilindro superior se levanta contra la presión
hidráuIica por empuje del bagazo.
Hl ajuste comprende 2 oFeraciones principales:
i. EI ajuste de las aberturas de entrada y salida
ii. El ajuste de la cuchilla central (punto 3.8.)
4-6-t- CáIcuIo de la abertura de entrada y salida del
molino. Partiendo de la fórmula para el cáIculo
de aberturas:
183
LX{DKo,5.5 x 38 * * (q/LOF)o
P
L - Lonsitud del cilindro en cm
D = Diámetro del cilindro en cm.
P : Presión hidráuI ica ejercida sobro el cili ndro
super- ior , Kg .
q = Carga fibrosa en Kg por m'
f = fibra del bagazo con relación a Ia unidad.
Para el cáIculo de la carga fibrosa (q) utilizamos la
siguiente fórmuIa;
cf=199,4*q*n*t*D
f = fibra de caña con respecto a Ia unidad
f, = trabajo de los molinos, en Kg de caña por hora.
r'r = Velocidad de los cilindros en r.p.m.
[ = Longitud de los ci]indros, en m
D = Diámetro de los cilindros, en m.
Reemp I azamos I <¡s va I or es obte n i d<¡s y tomamos como
referencia f = 14,7t% y F = 47,7. Estos datos son
tomados de acuerdo a consulta efect.uada en el Ingenio
Central Castilla.
184
17OOO Kg,/hr * O,I47t = 188,4xqx5,4 * O,79L x O,55
q = 25QA/442,6 = 5,648
Hay que tener en cuenta que en un molino de este tipo en
eI lado de salida Ia presión hidráulica resultante (PHR)
es aproximadamente igual a Ia presión hidráulica total(PHT).
PHT = 110,8 ton, = 11O.8OO Kg
De acuerdo a 1<¡ recomendado en la sección 3.6,7 se
tomará:
Pe: Presión de entrada = O,lxPHT * 11.O8O Kg
Ps: Presión de salida = O,gxPHT = 9972o. Kg
Al reemplazar q en la fórmula, obtenemos:
79,L * J55K€5o5 = 38 ( ) x (
11.080
5 ,648) = 2,382
1O( O ,477 )
Ke = !,L7 cm - 12 mm ( entrada )
7g,t x {t55 5,649Kssos = 38 ( **-*-* ) x ( ****-- ) = 0,264
99 .72A 10( O ,477 )
Ks = 0n785 cm ! B mm (salida)
185
$e puede considerar una fl.at.acj.<in deI cilindro superio'r
de más 2 ó 3 mm F',or Ia Frcsión ejercida del bagazo ctue
repercuLe sobre el sistema hidráuIico de presión deI
molino "
4.7 - FUERZAS APLICADAS A LOS CILINDROS
Las fuerzas que acLúan sobre cade uno de estos cilindros
son mostrados en la Figura 42.
1r2
FIGURA 42- Resolución de las pre$iones en un molino
En Ia sección
entrada y salida
Pe = 11083 KSf =
Ps - 9972A KSf =
1+,6.1^ se consideró
respectivamente "
rIf¿:
cecomo preslone$
186
P : 11O8OO KSf
Los ángulos <x y T de aplicación de estas fuerzas son
respectivamente 9Oo y 45o , aproximadamente.
4.8. HOHENTO TORSOR TRANST'IITIDO AL EJE DEL CILINDRO
SUPERIOR -
De acuerdo a la potencia consumida a la velocidad de
rolación del eje del cilindro,
H.P. = Txn,¡33O0O
(H.P.) ( ¡eOOo) (SZ,65x33OOO)
( 5,4x2xr )
T = 51208 lbfxpie = (512OS Kgf/Z,e)x(O,3O5) * 71OO Kgfxm
4.9. DISEÑO DE LOS EJES DE HAZAS
Para eI diseño se deben considerar aspectos tales como:
Análisis de Ia transmisión de potencia requerida por cada
eje, triángulo de fuerzas actuantes en eI molino,
obtención de momentos torsores transmitidos y cáIculo de
esfuerzos cizallantes inducidos en la fibra deI material
y parámetro$ ya obtenidos
velocidad del molino.
como Potencra
147
requerida y
4-9,L- Cargas sobre eI eje superior. Considerando que
la fuerea de fricción actuant.e es proporcional a Ia
fuerza normal y que eI momento torsor necesario para
mover cada rodi I Io es proporcional a la fuerza de
fricción entre el rodillo (eje) y el bagazo; consideremos
que eI momento Lorsor que se Loma cada rodillo es
pr-oporcional a la fuerza normal. Además se considerará
que eI eje superior trab'aja sonretido a Ia acción de Lodo
eI momento torsor que recibe. Las anteriores
consideraciones son conservativas
FIGURA 43. Triángu]o de fuerzas en el molin<¡
De acuerdo con lo descrito en la sección (3.ó.9):
F1 * O,1xP F2 i O,9xP
188
=) F?/FL * 9
por lo tanto los momentos torsores consumidos por la maza
recibidora ( cañera ) y Ia maza bagacera estará relacionado
asf :
'fz/fL *9 =)T2 +T1 =l
O,9T1 +T1 =J =)T1 =T/tO =O,1*T
=) 12 = O,9*T
T = 7.LOO Kgfxm
T1 = 71O Kgfxm
T2 = 639O Kgfxm
Calculamos las fuerzas resultantes en la corona del eje
superior (rigura 41 ).
Fuerzas tangenciales:
71O KsfxmFt1 = ----:- = 2958 Ksf
o,24 m
6.39O KgfxmFL?= =26.ó25Kgf
o'24 m
189
Fuerzas radiales;
Angulo de presión
Fr1 : Ft.1 x tan cx
Fr2 = FLZ x Tan cx
de las coronas = 23o
= 2958( tan 23" ) = 1256 Kgf
= 26625 ( tan 23o ) = 11.302 KSf
FIGURA 44. Reacción de los piñones.
Fy = Fr1 x Cos 45o + Fr2 * Cos 45o
FLz x Cos 45"
Fy = 125óxcos'450 + LL302 * Cos 45(,
26625 * Cos 45"
Fy = 7.A54 Ksf
* Ftlxcos 45"
+ 295A * Cos 45o
Fx= -( 11302 + 2958 + 26625 1256 ) x Cos45o = *lL.c.76 Ksf
Aunque Ia carga de flexión es soportada
eI eje y parcÍalmente por el casco se
será totalmente soportada por eI eje.
prácticamente por
supondrá que ésta
llirüa¡d ftthtr dr Oodaü,tsEoc{}il E|EUoIECA
fI esfuerzo cortante máximo debido a
se presentará en los apoyos. EI
considerado como una viga apoyada
sometida en su parLe central a una
distr ibuida .
1,244 n
H1v
190
la fuerza cortante
eje de la maza será
en dos puntos y
carga uniformemente
-l
RZv
FIGURA 45. Fuerzas actuantes en la maza superi<¡r
fMxA = O = 11O8OO(O,622) * R2y(1,244) 7e54(L,562)
R2Y ; 45538 Ksf
f,Fy - O =) R1y = 11O8OO 45538 7A54 = 574O8 Kgf
EMyA = O =) t!O76(7.562) * R2x(1,244)
R2x = L39A7 KSf
=) R1x = 2831 KSf
0,318 m
f- L = 0,808
IFx=O
191
FI.,EFZAS EN Y
5?408 Ksf
q = 1l2.1i8 K¡tf/n
-57408
TK
IKgfrm]
-24532
FIGURA 46. Diagrama de cortant€,
Fuerzas en Y.
15538 Kgf
7851 Kgf
0,319 m
Bc0
momentos flEctores,
L92
2831 Kgf
Vx
-2831
W
I Ksfxm]
FUEEAS EN X
Diagrama de cortante,
torsores, Fuerzas en
11706 Kgr
momentos flectores
X.
BCD
13907 Kgf
11706
FIGURA 47.
193
4-9-2- CáIcuIo de esfuerzos en el eie, en sccción
crftica. 5e considera sección critica en el
punto K de la gráfica por tener eI momento más alto en el
eje x (- 24532 Ksf).
Momento flector resultanto:
I'tr = J[(Mx)', + (My)',] = J[(1800)2 + (24532)4]
Mr = 2459A Kgfxm
Torsor:
f = Tmáx = 7.100 Kgf
Esfuerzo de flexión:
32 x l'lo flex =
,r*d3
32 x (245e8)o flex =
xxd3
250553o flex =
d3
Esfuerzo de torsión:
194
16*Ttr=
'[xd3
L6 x (71OO)l=
7[xd3
361óOtr=
d3
Diseño por fatiga del eje
Los esfuerzos de flexión son alternos, pues el eje rota.
oa = Kfx(oflexión)nominal
consideremos que no se presentan concentración de
esfuerzo ¡ por lo tanto ( Kf = 1 )
250553oa = = (oa)eq
d3
EI esfuerzo cortante es un esfuerzo medio, entonces:
36160trm = ------- = (sm)eq
d3
Para calcular l<¡s factores que afectan Ia resistencia a
Ia fatiga de eje se efectuará inicialmente un estimativo
estático del eje;
esfuerzo cortante y
3.
de acuerd<>
uti I izando
la teorfa
factor do
195
deI máximo
seguridad de
a
un
Se considera un material
propiedades:
Lfmite de fluencia: Sy =
Resistencia a la rotura:
tipo SAE LO45 con las siguientes
34 Kg./mm2
Su = 60 Kg/mm2
Resolviendo por cfrculo de Mohr, tenemos:
T
I(et05u3/ct ,3alGoldI)
FIGURA 48. Cfrculo de Hohr
196
r L25276 36160 1 13O9Ormáx = t [ <------l' + (-*-*-)' | =
Lded3Jds
13O39O 34x1Oe Rg/mzrmáx I 5y/(2x3) -) ------ s
d3
d
por lo tanto la resistencia en fatiga del eie:
Snm = KL x KD x Ks x KT x (O,5 x Su)
KL = 1 ( flexión ), factor de carga
KD = 0,9, Factor de tamañ<r
Ks = O,89, factor de acabado superficial, considerando
eI eje rectificado.
Por lo tanto:
Sn = 24 Kgf./mm2
diseñando el eje de acuerdo aI criterio de Soderberg
tenemos:
(sa)eq (om)eq t+ ------ =
Sn Su F.5.
Tomando eI factor de seguridad F.S. = 1
t97
250,553 36,160**-+a
d¡x( 24x106 ) d3( 6OxlOó )
sl = O,22 m
El diámetro del eje es O,268 m por Io tanto estará
trabajando con un factor de seguridad de
250.553 36610 L+
(o,268)s(z4x1o6 ) (o,268)3(óox106 ) F.S.
Entonces:
F.S. = 1,8
Como las cargas sobre los otros dos ejee son menor€s y
Ios ejes son de icual diámetro que el de la maza superior
no se considera necesario chequearlas.
4.1O. CALCULO DE LOS TORNILLOS DE FIJACION I-ATERAL
4-1O-1- Reacciones en la maza bagacera o ropagadora.
EM6Y = O
IFy = RA - 79776 + RD 11302 = 0
RA=91O878-RD
rHe = o = 79776 (o,o) + RD(1,2) 11302 (L,qz) = o
RD=
RA=
198
53733 Kgf
?LOTA 53733 = 37345 Kgf
FIGURA 49. Reacciones en la maza bagacera o repasadora.
Para hallar Ia componente
debe descomponer la fuerza
molino ( RDx ).
RDx = RDxCos 45o = 37995 Kgf
Esta fuerza axial
corona. La cual está
que actúa sobre
RD en eI plano
Ios pernos se
horizontal del
de Iaes Ia producida €n el lado
sujetada por dos pernos.
Los pernos pasantes
estan sometidos a una
tienen una
carga axial
Iongitud de 1,87m
de RDx/2.
199
37ggs Rgf/Z = 18998 * 19OOO Kgf -) Carga axial a la que
está sometido el perno.
EI material del perno es un acero 1040
=) f = 2O,4 Kgf/mm2
Sy = 34 Kgf,/mm'
o'=P/Aft=nY2
SyF.S. =
gX
34 Kgf,/mm"F.S. =
6048 Kgf/r"
=) 34 Y21¡
6048
r = {16o4erc4 * 13 mm
calculamos eI factor de seguridad Real en el diámetro de
55 mm.
?:-:-t::::l: = F.s6048
F.S. = 4,25
ttürfrt(ffittcu tü.mEr
200
4-LO-2. Reacciones en la rosca del Perno y tuerca.
Rosca de 2 t/2" UNC
f tgcx + f,zcos 0 IT=hllrm( )+fc*rclL 1 f tgcx/cosO J
T = Momento aplicado para girar el tornillo a la tuerca
l¡J * Carga paralela al eje del tornillo
rm = radio medio de Ia roaca
rc = radio efectivo de la superficie de rozamiento
f = Coeficiente de rozamiento entre Ia rosoa del tornillof
y Ia tuerca.
fc = Coeficiente de rozamiento entre la rosca del
tornillo y Ia tuerca.
c = Angulo de hélice de la rosca.en el radio medio.
0 = Angulo entre la tangente aI perfil de} diente.
[¡f = 19OOO KSf
tg cx = paso/2¡¡rm = 7 mm/2nrm = O,03O9
f = O,15
0 =3oo
fc = O,15
rc = 31,75 mm
rm = 30,16 mm
20t
f O ,O3O9 * 0 ,15,/Cos 3Oo IT =19000 lao,re ( ****** ) +o,15*31,751L 1 ( O ,15 )( O,O3O9 ),/Cos3Oo I
T = 2O79AA Kgfxmm
Hallaremos eI torque torsional combinado con la carga
axial resultante en elperno:
anáx = {l(w/zqr)' + (L6r/xd3 )'l
amáx = esfuerzo cortante máximo en eI cuerpo del tornillo
Ar = Area del núcleo
Tf = Homento de Ia rosca
Dr = Diámetro de Ia rosca en el núcleo
l¡J = Carga axial resultante en eI perno
Ar = xr 2 - ) ¡rx( 28,57 )2 = 2565 mm2
Tf = 2O7 -988 Ksfxmm
dr = 57 ,L5 mm
t^l = 19OOO KSf
f O,O3O9 + O ,L73 IT =19OOO 130,16 ( ------ ) + 4,76 |L 0,994 J
¡ 19OOO t6x207988 1t/zrmáx = | ( )'+ ( )'I = 6,7 Kgf/nm2L 2x2só5 r*( s7 ,15 )3 J
20?
Sylmáx =
2(3)
34trmáx = = 5,7 Kgf,/mmt
6
4.11. CALCULO DE LOS TORNILLOS DE CTERRE SUPERIOR
Estos tornillos sujetan la maza superior y se oponen a Ia
presión hidráulica suministrada por cada pistón y cada
cureña (4 tornillos por cada una).
La presión total del molino es 11O.8OO Kgf por los dos
pistones para nuestro caso tomaremos un solo pistón x
evaluaremos el cáIculo en un tornilIo.
Presión en un pistón = 11O8OO./2 = 554O0 Kgf
Material del tornillo ACERO 1O4O Sy = 34 Kgf./mm"
Carga resultante axial por tornillo es igual a:
554OO Lon/A = 1385O Kgf
s=P/A
fi = nY'
203
13850 4408,6os = *---:* Kgf/mm,
tt Y2 Y2
Calculamos el resfuerzo con el diámetro de 64 mm
13850 KsfO= =4,3Kgf./mm'
r( 32 mm )'
l¡ * 13850 Kgf
tg cx = O,O314
rc=32mm
rm = 35,42 mm
f = O,15
fc = O,15
I =3oo
f O,O314 + O,lS./Cos 30" 'lT = 13850 l:S,+e ( *----- ) + O,t5x32 |L 1 * (o,1sxo,o314),¿cos3oo J
T = t67557 Kgfxmm
Torque t<¡rsi<¡nal combinado con la carga axial resultante
con eI perno,
rmáx = {l(w/z{r)'1+ (t6T/nd3)'l
Ar=
Tf=
[¡J =
tÍY 2 = ¡r( 28 ,57 )'"
L67557 Kgfxmm
13850 Kgf
= 2565,2
4.L2. LOCALIZACION DE PUNTOS
},IEDIO DEL CO},IPUTADOR
4 .Lz.L - El Algor . Es un completo
y visualiza. Es un programa que
primarios Lales como Suger Draw II
view y el splot.
EI sistema Algor
trabaja eI Algor.
- Superdraw
módulos en 2 y
204
4,3 Kgf/mm"
CRITICOS EN LA CUREÑA POR
¡ 1385O t6xL67557trmáx=l()"+(-*-*-*
I zxz565 ,2 rx( 64 )3
1r/2)'J =
sistema CAD
maneja unos
, €l Dedoder
que modela
Programas
, €1 super
consiste de Ios programas con los cuales
II: Es el CAD del Algor , capaz
3 dimensiones.
de crear
Decoder
archivos que
modelo.
: Convierte el
son usados por eI
dibujo archivo dentro de
superdraw para mostrar su
205
Superview: el programa que visualiza el diseño. Este
permite mostrar diferentes vistas de su modelo lo que le
ayudará a comprobar si su dÍseño es correcto.
Splot: Es un paso opcional en el Algor capaz de
enviar una c<¡pia modelo f inal aI ploter,
Setgraph: Permite describir el hardware para el
Algor .
Procedimiento general para Ia creación y visualización
de un módulo con eI Algor.
Crear el módulo con el superdraw II. Cuando se está de
acuerdo con eI modelo, se usa el comando transfer para
enviar el modelo al dec<¡der, eI cual procesa su módulo
para ser mostrado en eI supervieur.
Aplicaciones del Algor. Este programa es modular, ya que
se puede ir comprando por separado Ias diferentes
aplicaciones como son;
Modulado, interpretación, visualización.
AnáIisis modal Iineal, vibratorio y esfuerzos
transitor ios .
.- AnáIisis no Iineal de esfuerzos: estático, modal,
transitor io .
Análisis de flujo de fluidos.
Análisis de campo eléctrico Y flujo
Mecanismos dinámicos y cinemáticos sistema
tuber Ía .
206
corr iente .
anáIisis de
Rt = n482t2,5 lbs
Ht = 10898,78 Ib
Carga vertical maza superior
Carga Horizontal maza superior
(sobre lado de la cureña)
Carga vertical a Ia maza bagacera
Carga horizontal a la maza bagacera
Carga vertical a la maza cañera
Carga Horizontal a la maza cañera
de
de
Para la localización de puntos crfticos en una de las
placas de cureñas, se utilizó eI programa ALGOR con eI
módulo de diseño. El cual se alimentó con daLos de
cargas aplicadas a Ias mazas en sus componentes
horizontales y verticales. Los datos ingresados fueron
los siguientes:
Modelo en 2D, de una placa de Ia cureña -
a
Distribución de cargas sobre las mazas 25 ton./pie
Rd
Hd
Rf
Hf
L6426,3 Ibs
2L798,44 lbs
t4463,75 lbs
to899,22 lbs
Carga en el virador Rv = O,lxRt (entre 0,O8 y O,2 de
Rt ) según investigaciones
Murry.
Rv = 482t ,25 lbs.
El resultado nos muestra
aplicada en cada área.
roja. El computador se
zonas de carga en el
distorsión de Von Misses.
Haciendo un comparativo
molino, tendrÍamos los
hechas por
207
el Australiano
un gráfico a Color, y la carga
Siendo la más crftica la zona
basa para eI cáIculo de estas
criLerio de máxima energfa de
con la carga real aplicada
siguientes valores:
al
Distribución de cargas sobre Ias mazas 37 Lon,/píe
Carga
Car ga
Carga
Carga
Carga
Carga
vertical maza superior,
horizontal maza superior
vertical a la maza bagacera
horizontal a la maza bagacera
vertical a Ia maza cañera
horizontal a Ia maza cañera
RT
Ht
Rd
Hd
Rf
Hf
7L336 lbs
16058 lbs
24272 lbs
32L9o lbs
2L3A6 lbs
16058 lbs.
CONCLUSIONES
EI presente trabajo muestra un marco general de Ia caña
en Colombia, cómo Ilega al continente americano Y su
disposición por el continente hasta Ilegar a Colombia.
Permite aI lector enterarse de la composición qufmica
promedio de Ia panela y los requisitos para producirla
según normas lcontec como también las principales zonas
geográficas de Colombia donde se Produce, con sus
respectivos volúmenes de producción.
Nos da una clara ilustración de los traPiches en Colombia
su evolución tecnológica hasta nuestros dfas, Ia gran
influencia de los trapiches del VaIIe del Cauca, eI área
cultivada de caña con sus principales variedades.
El proceso de la elaboración de Ia panela es descrito
en detalle desde el corte de Ia caña Pasando Por la
molienda, limpieza deI iugo, clarificación, evaporación
batido, moldeo, embrague y almacenamiento, permitiendo
tdr|r|{{ ^|ttmr
rh occ}t¡nh$tocpfi BTBU0TECA
asf dar un amplio conocimiento del
de Ia panela.
2LO
proceso de elaboración
Los trapiches más usados en la actualidad
especialmente en el valle del cauca son de 3 mazas con
transmisión acoplada, utilizando un motor eléctrico como
entrada de potencia.
Los molinos en Colombia se han ido tecnificando por la
influencia de otros pafses especialmente como Francia,
en donde se han fabricado molinos con cureñas con pernos
verticales y horizontales que sujetan las fuerzas de
compresión producidas y molinos con sistemas de presión
hidráulicos sobre Ia maza superior para obtener una mayor
durabilidad de las mazas y por consiguiente muna mayor
extracción de jugo.
EI trabajo permite ilustrar la construcción de un molino
moderno, eI detalle de cada una de sus partes y la
función desempeñada por cada uno de sus elementos.
Como parámetros fundamentales para la
diseño de un molino se deben tener
siguientes:
Longitud y diámetro de las mazas
Velocidad del molino
consLrucción y
en cuenta los
2LL
Potencia requerida por el molino
Presión hidráulica sobre la maza superior
Capacidad del molino
Cada uno de estos parámetros están formulados en detalle
permitiendo asf que el usuario pueda calcular un molino
con la capacidad de producción que él requiera.
Para eI diseño de las principales partes de un molÍno.
Los auLores se basarán en un molino ya existente en
proceso de montaje aI cual se Ie hizo un despiece a
escala permitiendo asf tener unas dimensiones reales para
verificación.
Para el cálculo de los ejes de mazas se despreció el,peso
del casco, ya que este es mfnimo en comparación con las
fuerzas actuantes en las mazas del molino debido a la. presión hidráulica ( 110,8 ton. ).
EI eje que mayor esfuerzo presenta es eI superior, ya que
sobre este se ejerce eI momento torsor suministrado por
el acople de Ia transmisión y transmite a las mazas
inferiores. Este esfuerzo se presenta en eI centro del
eje de acuerdo con el diagrama de momentos flectores.
Para eI cáIculo del diámetro requerido del eje superior
2t2
se utilizó además de los diasramas de cortante, momentos
flectores, teorÍa de máximo esfuerzo cortante, cfrculo de
Mohr, resistencia en fatiga de ejes, criterio de
Soderberg, obteniéndose como resultado un factor de
seguridad.de 1,8 para comprobación de las medidas reales
del eje.
Para el cáIculo de los tornillos de fijación lateral se
tuv<¡ en cuenta la fuerza horizontal ejercida por Ia maza
bagacera sobre eI bronce, yE que esta maza es la que
mayor presión ejerce sobre Ia superior. Esta fuerza
axial es dividida en 2 por Ia acción de Ios 2 tornillos.
En la comprobación de los tornillos de fijación superior
se tuvo en cuenta Ia presión hidráulica suministrada por
cada pistón, dividiéndola entre los 4 tornillos
existentes.
Con la información teórica y }as comprobaciones de diseño
suministradas en este trabajo eI lector podrá tomar una
desición en una posible ampliación de su trapiche
tradicional y sÍ Io requiere colocar moli.nos en seriepara una mayor extracción de sacaroza en el bagazo.
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3EEHE¡O>c)EotrEZAo<g3úz88ú?o{o
ÉoAsD(,
EÉ¡Hfia4ETtE-
oEF¡L)
Íl¡ozoHL)HazDh
iia Élz?r;ZE! f'¡EEB8Éo9e¡ZAo<EáFÉ8?o
a,crj
L)V)oE
oEL)D()trlaf¡¡p
zoErv)H0.Flf¡lesEEI
A2E
o3oF{
oÉtrl()
EF]Í,r.bEFgEoDeizo<H3dzoodFitDi5<
oF()DL)
zoF2o"
F]Etr¡EAátA-l-Oh2rJHtr¡
Ér'Í,8E/)^EtrIÉ¡()>o2oPE¡ZAo<Eixzodzo96- t-EDo<
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AUTONOUA DE OCCIDENTE
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VISTA POSTERIOR
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