El Azucar y Sus Derivados FINAL (1)

EL AZUCAR Se denomina azúcar a la sacarosa, cuya fórmula química es C12H22O11, también llamada «azúcar común» o «azúcar de mesa». La sacarosa es un disacárido formado por una molécula de glucosa y una de fructosa, que se obtiene principalmente de la caña de azúcar o de la remolacha.

HISTORIA DEL AZUCAR A finales del siglo XVII, el azúcar estab estabaa prácticamente extendido por todo el mundo. Pero su origen se remonta a miles de años antes. Concretamente, las primeras referencias son de hace 5000 años.

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Era extraído de la caña de azúcar en África. Su difusión fue paulatina hacia Oriente, donde fue conocido por los árabes que, a su vez, fueron los encargados de llevarlo por todo el Mediterráneo. Sucedió con el descubrimiento del Nuevo Mundo, de la mano de los conquistadores españoles que desembarcaron en Santo Domingo: Domingo: allí se la cultivó por primera vez a gran escala en el continente continente americano.

CAÑA AZUCAR La Caña de Azúcar es una gramínea tropical, un pasto gigante emparentado con el sorgo y el maíz. Tiene un tallo macizo de 2 a 5 metros de altura con 5 ó 6 cm. de diámetro. El tallo acumula un jugo rico en sacarosa, compuesto que al ser extraído y cristalizado en el ingenio forma el azúcar. La sacarosa es sintetizada por la caña gracias a la energía tomada del sol durante la fotosíntesis con hojas que llegan a alcanzar de dos a cuatro metros de longitud.

CARACTERISTICAS GENERALES •

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La caña de azúcar es una hierba gramínea. El nivel de sacarosa aumenta en el punto de maduración, pasado este punto disminuye. Factores importantes de la cosecha: regadío, regulación del agua y T. „ T alta es favorable para el crecimiento (T baja lo retarda), mas no para la maduración.

TIPOS DE AZÚCAR El azúcar se puede clasificar por su origen (de caña de azúcar o remolacha), pero también por su grado de refinación. Normalmente, la refinación se expresa visualmente a través del color (azúcar moreno, azúcar rubio, blanco), que  está dado principalmente por el porcentaje de sacarosa que contienen los cristales.

TIPOS DE AZÚCAR •

Azúcar rubio, es menos oscuro que el azúcar moreno o crudo y con un mayor porcentaje de sacarosa.

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Azúcar prieto (también llamada "azúcar moreno", “azúcar negro” o “azúcar crudo”) se obtiene del jugo

de caña de azúcar y no se somete a refinación, solo cristalizado y centrifugado. Este producto integral, debe su color a una película de melaza que envuelve cada cristal. Normalmente tiene entre 96 y 98 grados de sacarosa.

TIPOS DE AZÚCAR

Azúcar blanco, con 99,5 % de sacarosa. También

denominado azúcar sulfitada.

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Azúcar refinado o extra blanco es altamente pura, es decir, entre 99,8 y 99,9 % de sacarosa. El azúcar rubio se disuelve, se le aplican reactivos como fosfatos, carbonatos, cal para extraer la mayor cantidad de impurezas, hasta lograr su máxima pureza. En el proceso de refinamiento se desechan algunos de sus nutrientes complementarios, como minerales y vitaminas

CALIDAD MATERIA PRIMA La calidad de la materia prima se reconoce al término de su proceso industrial por la cantidad de azúcar que se recupera por tonelada de caña molida (rendimiento fabril). Para optimizar la calidad de la materia prima se pueden seguir dos caminos: 1.Minimizar las pérdidas de azúcar, que implica mejorar la eficiencia de cosecha, disminuir las pérdidas de materia prima, reducir el trash, minimizar el estacionamiento, evitar la quema y disminuir los daños por heladas.

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2.Maximizar el contenido de azúcar a través de la incorporación de nuevas variedades, la mejora de la distribución de las variedades disponibles, un adecuado plan de cosecha, la optimización de la plantación y del manejo del cultivo, y la incorporación de la maduración química.

CALIDAD MATERIA PRIMA Los principales factores que inducen las pérdidas son: 1.Durante la programación de la cosecha: debe programarse la cosecha de manera tal que cada lote sea cosechado con su máximo contenido de sacarosa. Es importante tener en cuenta el escape a las heladas.

2.Durante la cosecha: •  Pérdidas

de materia prima en cosecha semimecánica: Las principales pérdidas de materia prima en este tipo de cosecha se deben a: escape y/o pisoteo de las máquinas; mal despuntado y pérdida de caña durante la tarea de carga. Las pérdidas no deben superar el 2 al 2,5%. •  Contenido de materias extrañas (trash): es todo aquel material no molible (vegetal o mineral) que acompaña a los tallos maduros aptos para la molienda.

CALIDAD MATERIA PRIMA 3.Período post-cosecha – Factores de Deterioro: • Estacionamiento: se manifiestan por: pérdida de peso de tallos

por deshidratación; disminución del rendimiento fabril por menor calidad; en conjunto generan importantes pérdidas de azúcar por tonelada de caña. Quema: esta práctica asociada a caña helada o estacionada produce significativas pérdidas de azúcar que intensifican el deterioro de la materia prima. Además, asociado al impacto ambiental y social negativo debe eliminarse esta práctica. •

EL PROCESO DE LA FABRICACIÓN DE AZÚCAR El proceso industrial para la fabricación de azúcar implica la aplicación de varios procesos para convertir el jugo de caña en cristales y depurarlos de manera natural de impurezas que pudieran resultar dañinas para el organismo. El proceso de fabricación consta de los siguientes subprocesos: a. Cosecha, almacenamiento y entrada b. Molienda c. Clarificación d. Evaporación e. Cristalización f. Separación g. Refinado h. Secado i. Envasado

EL PROCESO DE LA FABRICACIÓN DE AZÚCAR

EL PROCESO DE LA FABRICACIÓN DE AZÚCAR

EL PROCESO DE LA FABRICACIÓN DE AZÚCAR a. Cosecha y almacenaje. Cortado y recolección de la caña de azúcar. Se determina la calidad, el contenido de sacarosa, fibra y nivel de impurezas. La caña es pesada y lavada. b. Molienda. Mediante presión se extrae el jugo de la caña. Se agrega agua caliente para extraer el máximo de sacarosa que contiene el material fibroso.

EL PROCESO DE LA FABRICACIÓN DE AZÚCAR c. Clarificación. En la clarificación se eleva la temperatura del  jugo, se separa un jugo claro. Es posible también refinarlo y para ello se agregan huesos o cal que ayuda a separar los compuestos insolubles. También suele tratarse con dióxido de azufre gaseoso para blanquearlo. No todo el azúcar de color blanco proviene de un proceso de refinado.

EL PROCESO DE LA FABRICACIÓN DE AZÚCAR •

d. Evaporación. Se evapora el agua del jugo y se obtiene una meladura o jarabe con una concentración aproximada de sólidos solubles del 55 % al 60 %. La meladura es purificada en un clarificador. La operación es similar a la anterior para clarificar el jugo filtrado.

EL PROCESO DE LA FABRICACIÓN DE AZÚCAR e. Cristalización. De la cristalización se obtienen los cristales (azúcar) y líquido. f. Separación y Centrifugado. Se separan los cristales del líquido. g. Refinación. En el caso de la producción de azúcar blanca refinada, existe un proceso adicional. En este proceso se disuelve el azúcar, carbón activado y tierra diatomácea. Esta solución se hace pasar por primera y segunda filtración en filtros verticales, hasta obtener un licor claro. El licor es evaporado y empieza la cristalización de los granos.

EL PROCESO DE LA FABRICACIÓN DE AZÚCAR h. Secado y enfriado. El azúcar húmedo es secada en secadoras de aire caliente en contracorriente y luego enfriada en enfriadores de aire frío en contracorriente. i. Envasado. El azúcar seco y frío se empaca en sacos y está listo para su venta.

Derivados del azúcar

Melaza •

Para obtener la melaza de caña, básicamente la técnica consiste en la concentración del jugo obtenido directamente de la molturación de la caña de azúcar, sometido luego a un proceso de inversión ácida y evaporación al vacío, es decir, mediante la molienda de la gramínea utilizando unos rodillos o mazas que la comprimen fuertemente, obteniendo un jugo que después se cocina a fuego directo para evaporar el agua y obtener su concentración. Durante la evaporación del agua sale hasta la superficie las impurezas que contienen este jugo. Hay que sacar toda esa impureza, llamada cachaza, para que resulte una melaza clara, transparente y homogénea; el desecho sobrante puede servir de materia prima para fermentaciones. El producto final tiene una textura parecida a la miel de abeja y de sabor muy agradable; según los expertos, cuanto más oscura sea, más sabor y nutrientes tendrá.

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Uso de la melaza En Latinoamérica, la melaza que es empleada como materia prima en la producción de azúcar suele procesarse artesanalmente hasta transformarla en bloques sólidos de azúcar no refinada. En la búsqueda de suplementos alimenticios naturales que ayuden a mejorar la nutrición humana, la melaza constituye una rica fuente de importantes elementos nutritivos. Contiene proteínas, vitaminas y minerales.

Alcohol de Caña •

El alcohol etílico es el resultado de la fermentación alcohólica realizada por bacterias anaerobias luego de que metabolizan las azúcares en su organismo bacteriano, generalmente se puede obtener alcohol a partir del añejamiento de alimentos ricos en monosacáridos como frutas, la caña de azúcar, u otros en condiciones anaeróbicas, es decir sin aire, es aconsejable exprimir frutas como la uva, la piña o la manzana y poner el jugo en un recipiente hermético cerrado y sin luz para que tu experimento de obtención de alcohol etílico de resultado.

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El uso del Alcohol El etanol, conocido también como Alcohol Etílico, es un componente fundamental de los disolventes, limpiadores, combustibles, en la fabricación de acetaldehído, perfumes, pinturas, barnices y explosivos, y como intermedio en síntesis orgánica de diversos compuestos (ácido acético, éter, butadieno, etc.).

Bagazo de caña de azúcar El bagazo de caña de azúcar es un residuo fibroso que constituye, con el etanol gaseoso, un desecho importante de la industria azucarera.

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El bagazo y su uso Una parte de la producción de este desecho es reciclada como fuente de materia prima para la fabricación del papel. En las fábricas de azúcar y alcohol de la región, se emplea actualmente el bagazo de la caña como combustible en las calderas que generan el vapor que necesitan las turbinas para el accionamiento de generadores eléctricos, molinos de trapiches, bombas centrífugas, ventiladores, etc.

Maquinaria empleada en la fabricación del azúcar

Proceso: Descarga y Alimentación Máquina

Marca Fabricante

Cargadora o Volteador Lateral Fulton

Fulton Industries, USA

Esta es la maquina encargada de alimentar la línea de producción, tomando la caña de los camiones que la Que Hace transportan y colocándola en el patio de caña para luego llevarla a las mesas alimentadoras para su posterior paso a las cuchillas.

Proceso: Picado o Pre-Molino Máquina

Marca Fabricante

Que Hace

Como lo hace

Cuchillas Picadoras de Caña

Lufkin Sugar Industry Equipment, Inc. Esta es la maquina encargada de Tomar la caña de las mesas y ésta se encarga de desintegrar la caña, o sea romper su corteza, logrando así transformar la densidad de la caña para facilitarle la tarea al molino. La maquina está provista de cuchillas que constan de una separación entre la punta de las mismas y la mesa por donde circula la caña. Esta maquina por medio de las cuchillas rompe la corteza de la caña e medida ésta va pasando por debajo de las hojas filosas, convirtiendo así a la caña en un material mejor trabajable y con una densidad más alta. Está Máquina es semiautomática trabaja

Proceso: Molino Máquina Marca Fabricante

Que Hace

Como lo hace

Molino Diebert, Bancroft & Ross Diebert, Bancroft & Ross Esta maquina toma la caña preparada y con la ayuda de 3 cilindros extrae el jugo de la caña dejando como residuo el bagazo el cual pasa a otros molinos para extraer el jugo remanente en él. La maquina está provista 3 cilindros (2 inferiores y 1 superior) entre los cuales circula la caña y el jugo es extraído utilizando agua en contracorriente para ayudar a la extracción, el bagazo resultante de la extracción es transportado a un segundo molino; por medio de conductores intermedios de cadena, de banda o tablilla persiana; en donde se extrae el jugo y el bagazo final se utiliza como combustible para la generación de vapor en las calderas.

Proceso: Clarificación Máquina Marca Fabricante

Que Hace

Como lo hace

Clarificadora

St. Mary’s St Mary’s Iron Works Esta maquina toma el jugo procedente del proceso anterior y simplemente lo que hace es decantarlo para obtener un jugo claro y separarlo de la cachaza o sedimento obtenido de este proceso. La Maquina consta de compartimentos dispuestos en desniveles desde las paredes hasta el eje central, el jugo es depositado en el clarificador hasta que desborde por los tubos superiores de evacuación. La clarificadora gira a velocidad lenta de manera que el eje central, por medio de rastrillos, lleva hasta el mismo la cachaza para llevarla hasta el fondo del clarificador para su evaluación y filtración, generalmente la cachaza pasa de nuevo a la clarificadora.

Proceso: Evaporación Máquina Evaporador Marca Honiron Fabricante Power Engineering Co. Esta maquina toma el jugo procedente de la clarificadora y Que Hace simplemente separa el agua del azúcar o sea seca el jugo par dejar el sólido únicamente. La Maquina equipada de cuatro celdas de ebullición estas celdas actúan como recamaras conectadas en forma sucesiva en las que cae el Como lo  jugo pasando por la primera hasta la hace última, a cada celda se le aplica calor a vapor el cual va eliminando el jugo a medida va avanzando en las celdas.

Proceso: Cocimiento Máquina Tacho Marca St. Mary’s Fabricante St Mary’s Iron Works Esta maquina Hace casi lo mismo que el evaporador, a diferencia que lo que recibe Que Hace es melaza y por evaporación también convierte la melaza en una sustancia aún más espesa. La Máquina no está equipada de celdas, la Como lo evaporación la hace en un hace solo paso con vapor proporcionado por el primer evaporador.

Proceso: Cristalización Máquina Marca Fabricante

Que Hace

Como lo hace

Cristalizador

St. Mary’s St Mary’s Iron Works Aquí se evita que la masa cocida se cristalice sino que se formen cristales individuales de azúcar. La masa cocida que proviene del tacho es pasada a el cristalizador. La maquina esta provista de un eje con aspas que sirven de intercambiadoras de calor para mantener una temperatura constante en la masa y obtener los cristales de mayor calidad

Proceso: Centrifugado o Purgado Máquina Marca Fabricante

Centrífuga G-20 Batch Centrifugal Western States Machine Co. Por medio de circulación de fuerza centrífuga se separan Que Hace los cristales en la masa para obtener el azúcar que todos conocemos. Esta máquina utiliza exactamente el mismo principio que utilizan las lavadoras en su último ciclo, al girar el tambor o canasta perforada (ver fig x) a alta Como lo hace velocidad los granos de azúcar se desprenden y pasan por la malla para luego ser lavada con vapor, secada y almacenada en las bodegas.

Proceso: Secado y empacado Máquina Secadora/Empacadora Marca G-15 Batch Dryer/Packer Fabricante Western States Machine Co. Seca el azúcar para su posterior empacado en la maquina para este fin la que recibe los sacos y lo llena para Que Hace enviarlos a la banda transportadora en donde en el otro extremo los empleados estriban los sacos. Esta máquina utiliza aire caliente el cual circula dentro del tambor giratorio, luego se hace circular aire fresco por medio de un abanico Como lo auxiliar; una vez seca pasa a la hace empacadora la cual deposita en los sacos una cantidad determinada por la compañía (1 o 2 qq) para su posterior transporte.

Países productores de caña

Precio promedio anual al consumidor