Clarificación de La Meladura y Cristalización

 

CLARIFICACIÓN DE LA MELADURA

 

La clarificación de la meladura se está extendiendo para rem re mover colo lorr y sól ólid ido os suspen end did idos os.. De Debi bid do a qu quee la meladura tiene viscosidad y densidad elevada no es posible sedimentar los finos sólidos suspendidos. Por tal motivo la clarificación procede por flotación, ya que la fase aireada es

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esemejante stable y asela flotación forma unefectuada a capa dpor e eel spprocesamiento uma de escorde ia, minerales. La clarificación por flotación mejora con la aplicación de floculantes de poliacrilamida. En este proceso la materia fina suspendida se aglomera y flota a la superficie gracias a

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la acción de finas burbu as de aire

Eol liaucsroilamdiedasflocudlaentesaltoaniónpiecsoos p molecular es muy importante. Una dosis de aproximadamente 15 a 20 mg/kg es la óptima ya que remueve turbidez en un 85 a 90%.

 

Se ha determinado que la temperatur tura tien iene un efect ecto importante sobre la remoción de turbiedad. En la figura 14.2 se observa de 85°Cque se aouna btientemperatura e 85% de remoción de turbiedad.

 

En la figura 14.3 se pued uede apr apreciar que la viscosidad de la meladura meladur a clarificada clarificada y de las mieles les produci ucidas luego de los cocimientos se redujeron hasta en un 25%. La reducción en la viscosidad de las mieles es una ventaja significativa, dado que la viscosidad afecta la centrifugación y el agotamiento de las

mieles finales.

 

INSUMOS QUÍMICOS USADOS EN LA CLRARIFICACIÓN DE MELADURA •  Ácido fosfórico •  Hidróxido de calcio •   Floculante

Es importante formar un floc primario de fosfato cálcico, para pa ra luego adicionar aire y floculante, para formar un floc secundario. La adición por burbujeo de gas SO2 sobre la meladura, mejora considerablemente la remoción de color, controlando controlando el pH entre 6.0 a 6.5 antes de la flotación. Esta sulfitación se realiza cuando se va a elaborar azúcar blanca refinada

 

CRISTALIZACIÓN I) Fundamentos de la cristalización 1.1 Solubilidad y sobresaturación 

Para cristalizar la sacarosa searequiere elevarsaturada su concentración por  encima de la correspondiente una solución y llevarla con prec pr ecis isió ión n a la co conc ncen entr trac ació ión n re requ quer erid ida a pa para ra lo logr grar ar la cr cris ista taliliza zaci ción ón deseada. Para un Par una a so solu lucció ión n so sobr bres esat atur urad ada a se sea a pu pura ra o im impu pura ra,, el gr grad ado o de saturación se expresa mediante el coeficiente de sobresaturación.

y=

( / ) 

Ws = masa de sacarosa

( /)

Wa = masa de agua

 



  

El coeficiente de sobresaturación indica si la solución es: No saturada: y < 1 Saturada : y = 1 Sobresaturada:

y>1

La región donde el coeficiente de sobresaturación está entre 1.0 y 1.2 se taes ctabl on oe. ce En c moregi regilos óns me meta esta ble. esta esota región ón lo cristales de azúcar crecen sin que se produzca nucleación de nuevos granos Esta la be región dond do nde e de la azúcar. cris crista taliliza zaci ción ónesdebe de ser ser

efectuada.  

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La región comprendida entre 1.2 y 1.3 se conoce como región intermedia, donde los cristales pueden continuar creciendo, pero con formación de nuevos núcleos cuando hay presencia de cristales de azúcar azúcar. .

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La región que se encuentra sobre sobre 1.3 se conoce como región lábil, en esta región se produce nucleación espontánea.

Para un Para unaa so solu luci ción ón su subs bsat atur urad ada, a, qu quee se en encu cuen entr traa ba bajo jo la curva de saturación (punto A en la figura 15.1) la solución puede llevarse hasta la región de sobresaturación mediante: •   Evaporación a temperatura temperatura constante •  Mediante enfriamiento manteniéndose constante el contenido de sólidos disueltos. 

 

1.2 Nucleación y crecimiento de cristales El crecimiento de cristales se considera un proceso cinético de reacción reacci ón de primer orden, donde la fuerza impulsora es el grado de so sobr bresa esatu tura raci ción. ón. La Lass mo molé lécu culas las de sa saca caro rosa sa en so soluc lución ión tienen que difundirse hasta el cristal y luego ser incorporadas en la estructura reticular del cristal. Loss ta Lo tach chos os se de debe ben n se semb mbra rarr mi mien entr tras as la co conc ncen entr trac ació ión n se enccue en uent ntrre en la zo zona na met etae aest stab able le.. De Desp spué uéss qu que e se ha hayya obtenido el grano, se debe mantener la masa cocida dentro de la zona metaestable hasta el final de la templa. Si se permite que la concentración caiga por debajo de la zona metaestable, los cristales de azúcar se disolverán. 

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Si aumenta hacía arriba aparecerá inmediatamente el falso grano.

 

1.3 Efecto de las impurezas ( no-sacarosas) Los componentes en solución diferentes de la sacarosa, tienen cuatro efectos sobre la cristalización: a)   Redu Reduce ce la ve velo loci cida dad d de cr cris ista taliliza zaci ción ón al re redu duci cirr el proceso de difusión debido al incremento de la viscosidad o por interacción con ciertas caras de la superficie del cristal, inhibiendo la incorporación de nuevas moléculas de sacarosa en la estructura del cristal.

 

b)   Afe Afeccta tan n la forma o morfolo log gía del cristal. Algunas impu im pure reza zass bl bloq oque uean an lo loss si sitio tioss de cr cris ista taliliza zaci ción ón de ci cier erta tass supe su perf rfic icie ies, s, re redu duci cien end do el cre reccim imie ien nto de est sta as cara ras. s.  Algunos oligosacáridos oligosacáridos causan cristales alargados.  Incrementan el ancho de la región metaestable, ampliando el c) rango seguro de condiciones de concentración y temperatura para el crecimiento de los cristales. d)  Modifican la solubilidad de la sacarosa. El valor de la relación d) Modifican no-sacarosas/agua es más elevada, se incrementa la solubilidad de la sacarosa.

 

1.4 Tamaño Tamaño y forma de los cristales El ta tama maño ño del del cr cris ista tall de azúc azúcar ar es im impo port rtan ante te es im impo port rtan ante te 

porque tiene El que cumplir con especificaciones de calidad del consumidor. azúcar para consumo directo tiene un tamaño entre 0,2 mm y 2 mm. Los cri risstales de tamaños más grand andes tienen menos ár áre ea superficial por unidad de masa y son más fáciles de procesar  durante la centrifugación debido a que la cantidad de película de miel sobre la superficie es menor.

Sin embargo, con cristales más pequeños se tiene una mayor  área ár ea supe superf rfic icia ial,l, lo cual cual mejo mejora ra la tasa tasa de cris crista taliliza zaci ción ón.. Lo Loss cristales crist ales muy finos y demasia demasiado do pequeños pueden pasar a través de las aperturas de lasdemallas de las centrífugas, resultando en un menor agotamiento las mieles.

 

SISTEMAS DE NUCLEACIÓN DE CRISTALES

A)Nucleación Nucleación espontánea. A) Los cristales se forman espontáneamente a un cierto nivel de sobresaturación sin la presencia de otros cristales. El cristal se formará rápidamente y cuando se tenga suficiente grano, se detiene la formación alimentando una carga y disminuyendo el vacío 3 ylos 4 pulg. El objetivo es regresar a la zona metaestable en la que entre crecerán cristales existentes, pero no se formarán nuevos cristales. B) Siembra por choque Se introduce introduce una peq pequeña ueña cant cantidad idad de azúc azúcar ar en polvo (aprox 454 gramos) cuando el jarabe está concentrado por encima de la saturación. Las partículas de polvo constituyen un choque sobre la solución sobresaturada que induce la formación de nuevo grano.

 

B) Siembra completa Este método consiste en preparar una jalea, mezclando 1600 g de azúcar blanco enuna polvo con 3.3 litros de alcohol 70% y glicerina 30%, formándose suspensión. El momento apropiado para la siembra es cuando se sobrepasa la sobresaturación

 

Principio de funcionamiento de un tacho de cocimiento El principio de funcionamiento de un ta tach cho o de co coci cim mie ien nto comp compre ren nde cu cuat atro ro fases principales:

1- Concentración 2- Cristalización 3- Crecimiento del grano 4- Cerrado de la masa cocida

 

Se parte de un tacho de cocimiento inicial donde se producirá la templa para cocimiento (píe de templa). Este tacho se llena con una Virgen”,  “Magma mezcla de  “Melado  proveniente de la que evaporación C”,  siendo este último un producto azucarado surge deydiluir con agua el azúcar que se obtiene de la centrífuga en el  “Cocimiento C”.

El llenado con esta mezcla se realiza hasta una altura de 2/3 de la altura total del tacho, luego se calefacciona con vapor de escape para comenzar el cocimiento.

 

La ma masa sa cale calefa facc ccio iona nada da se conc concen entr tra a hast hasta a un punt punto o por  por  encima de la sobresaturación (aproximadamente S = 1,10). El nivel de la masa cocida alcanzado en el interior del tacho, debe superarr la altura de la calandria para no dejar sin calefacción supera calefacción la misma. Para mantener la sobresaturación en el valor deseado y e l corr orresponde die die “Melado nte nivel ivelVirgen” de la y  “Magma masa coci oc ula la alimentación C”id. a, se regula También es importante mantener la presión de vacío estable entre 60 a 65 [cm Hg], con el objeto de conservar la ebullición de la mas asa a coci cocida da,, y por por lo tant tanto o lo logr grar ar una una evap evapor orac ació ión n constante. La temperatura de la masa cocida no debe superar  los 65[°C] para evitar perder sacarosa.