El Proceso de Fabricación de Azúcar en Los Tachos11

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V.

DEPARTAMENTO DE ELABORACIÓN ÁREA DE CRISTALIZACIÓN

EL PROCESO DE FABRICACIÓN DE AZÚCAR EN LOS TACHOS

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. ÍNDICE GENERAL 1. PROPIEDADES DE LA SOLUCIÓN DE SACAROSA I.1. I.2. I.3. I.4. I.5. I.6. I.7.

Solubilidad de la sacarosa Grado de sobresaturación Solubilidad de la sacarosa en soluciones impuras Concentración de material Nuevo concepto de grado de saturación Viscosidad Otras propiedades de las soluciones de azúcar.

2. ESTABLECIMIENTO DE GRANOS EN SOLUCIONES IMPURAS DE SACAROSA 2.2. 2.2. 2.3. 2.4.

Generalidades. Cristalización por semillamiento completo Cristalización espontanea. Cristalización por shock-semillamiento.

3. FACTORES DETERMINANTES DE LA VELOCIDAD DE CRECIMIENTO DE LOS CRISTALES DE MASA COCIDA. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 3.6. 4. 5. 6. 7.

Pureza de la miel de la masa cocida. Temperatura de la miel El movimiento relativo de los granos y la miel Total de sacarosa que la MC cristaliza por unidad de tiempo Manera de obtener el mayor rendimiento en azúcar de las templas Sobre la densidad de la meladura.

LA TRANSMISIÓN DEL CALOR DURANTE EL COCIMIENTO. LOS SISTEMAS MODERNOS DE DOS Y TRES MASAS COCIDAS CÁLCULOS DE PRODUCCIÓN. EMPLEO DEL MÉTODO DE LA CRUZ DE COBENZE EN LOS CÁLCULOS SOBRE

MEZCLAS DE MATERIALES DE DISTINTAS PUREZAS 8. LA RECIRCULACIÓN DE MIEL FINAL Y SU INFLUENCIA EN LA FABRICA.(XII) 9. CALIDAD DEL AZÚCAR, AGOTAMIENTO DE LA MIEL Y CAPACIDAD DE LA ESTACIÓN DE TACHOS.(XIV). 10. CONTROL DE LAS VARIABLES QUE DETERMINAN EL TAMAÑO DEL GRANO EN LA FABRICACIÓN DEL AZÚCAR .(XV) 11. RELACIÓN ES ENTRE LA MASA COCIDA Y SU MIEL.(XVI)

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V.

I.

PROPIEDADES DE LA SOLUCIÓN DE SACAROSA

SOLUBILIDAD DE LA SACAROSA define BRIX, PUREZA Y SACAROSA Cuando se pone en contactos ciertos cuerpos (por ejemplo: cuando se hecha sal común en un vaso de agua, azúcar en agua) se observa que los sólidos van desapareciendo poco a poco, formándose un conjunto homogéneo a veces este fenómeno se le llama disolución. En los ejemplos de disolución citados: la sal común y el agua son llamados solutos y sus solventes y disolventes respectivos son; el agua

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. La experiencia demuestra que aumentando la calidad de solidos disueltos en un mismo volumen de líquido, llega un momento en el que al echar una porción más de solidos este no se disuelve, entonces se dice que la solución está saturada. Al aumentar la temperatura aumenta generalmente la cantidad de solidos necesaria para saturar el líquido. En general, puede decirse por consiguiente que la solubilidad de los sólidos aumenta o disminuye con el aumento o la disminución de la temperatura y este es el caso de la sacarosa, aunque hay sustancias que constituyen una excepción de esta regla. Una disolución (o solución, como comúnmente se dice) que este saturada a cierta temperatura, podrá contener, por enfriamiento de la misma, o por evaporación parcial del disolvente, una mayor proporción de sustancia disuelta que la correspondiente a su saturación, cuando esto sucede la solución se llama sobresaturada. La meladura o miel con que se alimenta el tacho durante el cocimiento de una masa son materiales aun no saturados de sacarosa; estos materiales se convierten en sobresaturado al entrar en el tacho y perder una parte de su contenido de agua como consecuencia de la evaporación que continuamente realiza el tacho. Si en los tachos, la miel de la masa cocida que se procesa no estuviera sobresaturada, los granos de la masa cocida empezarían inmediatamente a disolverse. Esto puede suceder si se alimenta mucha meladura o miel “floja” (de poca densidad) a la masa cocida. En una solución sobresaturada exenta de cristales no siempre el exceso del cuerpo disuelto se deposita o se separa de la solución, pero si se agrega a la solución una porción de cristales, del soluto el exceso de la sustancia disuelta empieza a depositarse es decir a cristalizar. Nucleación, granulación o sencillamente cristalización es el nombre con que se designa la operación que se hace en el tacho para que aparezcan los cristales de sacarosa. Esta operación generalmente se realiza introduciendo una cierta cantidad de polvillo muy fino de sacarosa en el material (que puede ser meladura, miel primera o mezcla de ambas) exento de granos y sobresaturado que hierve en el tacho. Una vez formado los cristales de sacarosa en el seno de la solución sobresaturada, se admite en el tacho más material de alimentación con el fin de que los granos formados continúen desarrollándose durante el resto de cocción de la masa cocida. Usualmente mediante el control o regulación de la cantidad de material que alimenta y del ritmo de evaporación del tacho, se convierte, se consigue mantener el estado de sobresaturación de la miel, necesario para el desarrollo de los granos obtenidos por cristalización. Si en una solución saturada que contenga cristales en suspensión la temperatura permanece fija, se produce un estado de equilibrio entre la llamada fase solida(constituida por los cristales) y la fase liquida ( la solución) . lo anterior significa que si cierto numerode moléculas de la solución llegasen a depositarse sobre los cristales el mismo numero de moléculas pasarían de los cristales a la solución, de manera que cuando una solución está saturada los cristales que contienen ni ganan ni pierden peso, o lo que es lo mismo: no se desarrollan ni se disuelven.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. La solubilidad de una sustancia se puede expresar diciendo los gramos de la sustancia que hay disueltos en 100 gr. De agua de su solución saturada. A continuación ponemos la solubilidad de la sacarosa en agua a distintas temperaturas, en gramos de sacarosa por cada 100 g. de agua de la solución. SOLUBILIDAD DE LA SACAROSA TABLA II. SOLUBILIDAD DE MATERIALES DERIVADOS DE LA CAÑA DE AZÚCAR A DISTINTAS PUREZAS REALES Y TEMPERATURAS T° C

T° C

PUREZA REALES 100 98 96 94 92 90 88 86 84 82 80 78 76 74 72 70 68 66 64 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30

26 211209207205203201199197196194192190188186184182180178176174172170168166164162160158156154152150148146144143 26 28 215213211209207205203201199197195193191188186184182180178176174172170163166164162160158156154152150148146145 28 30 218216214212210208206204202200198195193191189187185183181179177175173

171 169167164162160158156154152150148147 30 2

32 222220218216214212210207205203201199197195193191189187185182180178176174172170168166164162160158156154152150 32 34 226224222220218215213211209207205203201198196194192190188186184182180177175173171169167165163161159157156154 34 36 230228226224222219217215213211209207204202200198196194192189187185183181179177174172170168166164163161159158 36 38 234232230227225223221219217215212210208206204202199197195193191189186184182180178176174172170168166163163162 38 40 238236234231229227225223221218216214212210207205203201199196194192190188186183181179177175173171170168167165 40 42 243240238235233231229227224222220218216213211209207205203200198196194192190187185183181179177176174173172171 42 44 248244242240238236233231229227225222220218216214211209207205203200198196194192189187185183181180178177176176 44 46 252249247245243240238236234231229227225223220218216214211209207205203200198196194191189187186184183182181180 46 48 257254252250247245243241238236234232229227223222220218216213211209207204202200198195193191190188187186185185 48 50 262260258255253251248246244241239237234232230227223223220218216213211209206204202190197195194192191190190190 50 52 268266263261258256254254249247244242239237235232230227225223220218215213211208206204202200198197196195194194 52 54 274271269266264262259257254252249247244242239237234232229227224222219217215212210206206204202201200199199199 54 56 280277275272270267265262259257254252249247244241239236234231229226224221219217214212210208207206205204203202 56 58 286278281278275273270267265262259257254251249246244241238236233231228226223221218216214213211210209209208208 58 60 293290287284282279276273270268265262259257254251248246243240237235232230227225222220218217213214213213213212 60 62 300297294291288286283280277274271268265262259256254251248245242239237234231229227225223221220219218218218218 62 64 307304301298295292289286283280277274271268265262259256252249247244241238236233231229227226223221223223222222 64 66 315312309305302299296293289286283280277273270267264261257254251248245242240237 68 323320316313309306303299296293289286282279276272269266262259256253250247244 70 331328324320317313310306303299296292288285281278274271267264261 25 254251

El rendimiento en cristales de una templa, será mayor a medida que sea menor: 1. La cantidad de agua de la templa, o mayor el brix, que significa los mismo; 2. La temperatura de la templa; 3. La saturación del sirope al purgarse la templa. 2. GRADO DE SOBRESATURACIÓN

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Grado de SS es el resultado de dividir los gramos de sacarosa disueltos en cada 100 g. de agua de una solución saturada (SS=1) y de la misma temperatura y pureza de la solución cuyo grado de SS se investiga. De modo que: Fórmula 1.

Grado de SS=

g . desarosa/100 g de agua del material que se investiga gr . de sacarosa/100 g de agua de un material saturado(SS=1)de lamisma pza y Temp . del mat .que se investiga El valor del numerador del quebrado anterior se obtiene mediante análisis del material en el laboratorio. El valor del denominador se busca en la tabla de solubilidad de la sacarosa, o se obtiene experimentalmente. Problema 1. El análisis de un licor de refinería de pureza =100 arroja 280 g de sacarosa por 100 g. de agua del licor y su temperatura es de 62°C ¿Cuál es el grado de SS? Respuesta Según la tabla de solubilidad de la sacarosa, una solución saturada (ss=1) y a 62°C contiene 300 g. de agua por lo tanto, el grado de SS del licor del problema será de 280/300=0,93. Como que el resultado es menor que 1, decimos que el licor estará subsaturado (o no subsaturado) y si le agregáramos granos de azúcar estos se disolverían. Problema 2 ¿Cuál será el grado de SS de ese mismo licor si su temperatura bajase a 56° Respuesta. Según la tabla de solubilidad de la sacarosa, las soluciones saturadas a 56°c contienen 280 g. de sacarosa/100 g. de agua de la solución, por consiguiente, el grado de SS del licor será entonces de 280/280=1,00. De modo que, a esa temperatura, el licor estará saturado y si le agregáramos granos de azúcar, estos ni se disolverían ni se desarrollarían. Problema 3. ¿Cuál será la sobresaturación de ese mismo licor si su temperatura bajase hasta 50°C? Respuesta. Entonces su grado de SS será de 280/262= 1,07. Bajo esta condición si a la solución agregáramos granos de azúcar estos ganarían peso. Conclusión: Al bajar la temperatura aumenta el grado de sobresaturación. Problema 4. Si calentamos el mismo licor hasta 68° C, sin evaporar nada de su agua, ¿Qué grado de SS tendrá entonces? Respuesta: su grado de saturación será 280/323= 0,836. Conclusión al subir la temperatura, el grado de SS disminuye 5.5 ½ temperatura. Problema 5. Si cargamos el tacho con ese mismo licor, le evaporamos un poco de agua, lo descargamos, anotamos su temperatura, que es de 68°C, y una muestra del mismo enviada al laboratorio arroja 355,3 gr de sacarosa/100 g de agua, ¿Cuál será su grado de SS

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Respuesta: Según la tabla de solubilidad de la sacarosa, a 68°C las soluciones saturadas contienen 323 g de sacarosa/100 g de agua, de manera que el nuevo grado de SS será de 355,3/323=1.10 Para una misma pureza e igual temperatura, mientras mayor es el grado de SS de un material azucarado, mayor será el peso de sacarosa cristalizada que del mismo podrá obtenerse. Problema 10 Si el sirope de una MC (masa cocida) primera de refino tiene un grado de SS de 1.05 cuando está a 62°C. ¿Cuál será la temperatura máxima a que podrá purgarse sin riesgo de que sus granos empiecen a disolverse? Respuesta Según la tabla de solubilidad, a 62°c una solución saturada contiene 300 g de sacarosa/100 g. de agua de modo que, a SS = 1,05 su análisis (o concentración) será de 300 x 1,05 =315 g de sacarosa/100 g de agua. Mediante inspección de la tabla se observa a 66°c una solución saturada contiene 315 g de sacarosa/100 g de agua, y que esta concentración coincide con la de la templa de refino por tanto, la temperatura máxima a que podrá purgarse la templa sin que sus granos empiecen a disolverse será de 66°c que es la temperatura de saturación a esta concentración. Este problema sirve para entender la razón por la cual, en general no ocurre disolución de granos cuando en los ingenios de azúcar crudo se calientan las MC finales en el mezclador de la centrifugas, durante la purga de las mismas, ya que dichas templas tiene sus mieles aun sobresaturadas y, por consiguiente, pueden ser calentadas hasta la temperatura de saturación sin que ocurra disolución de grano. Con el calentamiento disminuye la viscosidad de la MC final y se obtiene una separación más rápida y completa del azúcar y de la miel, es decir se consigue una purga más eficiente. 4. SOLUBILIDAD DE LA SACAROSA EN SOLUCIONES IMPURAS El guarapo, la meladura y las mieles son soluciones impuras de sacarosa en agua, porque además de sacarosa contienen muchas otras sustancias disueltas, tales como dextrosa levulosa, sales minerales de ácidos orgánicos etc. Los investigadores científicos siempre han encontrado muchas dificultades para determinar la solubilidad de la sacarosa en soluciones impuras , a consecuencia de que la cantidad y la clase de las impurezas presentes en dichos materiales varían notablemente, según sea la calidad y clase de caña, su grado de madurez, el tipo de terreno en que se cultivó la caña, los fertilizantes empleados, el régimen de la lluvia, la eficiencia del proceso de clarificación y otros factores, todos los cuales contribuyen a hacer variar la composición de las impurezas y también la solubilidad de la sacarosa. No obstante se han hecho algunas investigaciones sobre solubilidad de la sacarosa en soluciones impuras, la tabla ll ofrece los resultados de una investigación publicada; del estudio de la tabla se deducen las conclusiones siguientes: 1. Que la solubilidad de la sacarosa aumenta con el aumento de la temperatura del guarapo, meladura o miel y viceversa; 2. Que disminuye a medida que es menor la pureza del material y viceversa; 3. Que cuanto menor es el grado de SS de una miel, tanto menor es la cantidad de sacarosa disuelta en ella y viceversa.

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Tabla ll. Solubilidad de la sacarosa en soluciones impuras.

De la tabla anterior se deducen las sig. conclusiones 1. La solubilidad de la sacarosa aumenta con el aumento de la temperatura del guarapo, meladura o miel y viceversa. 2. Que disminuye a medida que es menor la pureza del material y viceversa 3. Que cuando menor es el grado de SS de una miel, tanto menor es la cantidad de sacarosa disuelta en ella y viceversa PROBLEMA 11 Al descargarse (botarse) una masa cocida de un tacho se toma su temperatura y esta es de 60°C y una muestra de la MC enviada al laboratorio en donde fue centrifugada para separar los cristales y la miel arrojando el sig. resultado; En cuanto a su miel: % de solidos obtenidos por desecación (0% de materia seca)= 82,5 % de sacarosa real , hecha por doble polarización (Clerget)= 44,55 Pureza real (verdadera) =44,55X 100/82,5 =54 Calcule con esos datos el grado de SS de la miel de MC. Respuesta En la miel 44,55 g de sacarosa están disueltos en 100 -82,5 =17,5 g de agua. Por cada 100 g de agua de la miele habrá disueltos 44,55X100/17,5 =254,5 g de sacarosa. Según la tabla ll, un materia de 54 de pureza real y a 60°C está saturado ( SS=1) cuando contiene 230 g de sacarosa/100 g. de agua del material, por tanto: grado de SS de la miel =254,5/230 =1,10 aproximadamente.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Problema 12 Calcule el porcentaje de solidos por desecación (% de materia seca) de una miel final cuya pureza real es de 48 y que se purgo saturada (SS =1 ) a 64°C. Respuesta Según la tabla ll, una miel saturada (SS =1 ) a 64°C contiene 231 g de sacarosa disueltos por cada 100g de agua de la miel, cuando su pureza real es de 48. Esta pureza significa que cada 48 g de sacarosa (que la miel contiene) están acompañados de 100-48g = 52g de impurezas solubles, de modo que 231 g de sacarosa estarán acompañados por 231X52/48 = 250 g de impurezas. Habrá por tanto, un total de 250+231= 481 gr. de solidos disueltos por cada 100 gr. de agua de la MF. Si cada 100 gr. de agua de la miel contienen 481 gr. de solidos disueltos, habrá 481 g de sólidos en 481+100=581 g de la miel final (de la solución) y por consiguiente el porcentaje solidos desecados (% de materia seca) de la MF del problema será =481X100/581=82,7%. Cabe señalar: 1) Que a una pureza real de 48 equivale, aproximadamente, a una pureza aparente de 34: 2) Que el bx de una MF es, aproximadamente, de 6 a 10 unidades más alto que su porcentaje de materia seca. 4. Concentración de un material Por concentración de un material del ingenio (guarapo, meladura o miel) debe entenderse: los gramos de sustancias solidas que contienen disueltos por cada 100 g de agua de material. La concentración se puede determinar de manera directa mediante análisis de material y puede calcularse indirectamente del % de solidos indicado por un refractómetro acoplado al tacho. Para calcular el grado de SS de un material es indiferente hacerlo aplicando la fórmula 1, ya conocida o la fórmula 2, que damos a continuación, pues con cualquiera de ellas se obtiene el mismo resultado, por ser equivalentes

Grado de SS=

concentracion del material que se investiga conc . de un material saturado ( SS=1 ) de la misma pza real y temp . cuyo grado de SS se investiha

(FORMULA 2) PROBLEMA 13. ¿Cuál será el grado de SS de una miel final cuya pureza real es de 54, cuyo % de materia seca es de 82,5% y cuya temperatura es de 60°C Respuesta Si su porcentaje de materia seca es de 82,5% su % de agua será de 100-82,5= 17,5% de donde su concentración será de 82,5 (100)/17,5 = 471,4. Debemos señalar que, por lo regular para que una cristalización resulte satisfactoria, es muy conveniente que el puntista conozca el grado de SS del material que va a granular, a medida que este se concentra por evaporación en el tacho. L determinación del grado de SS mediante análisis del material es impracticable, debido al tiempo que las pruebas (análisis) requieren; por eso se recurre a los métodos rápidos, mediante instrumentos (unos, ópticos; otros térmicos, eléctricos, etc.) que estén acoplados al tacho y en los cuales se lee el grado de SS a medida que avanza el proceso de concentración del material.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Definición del grado de saturación. Es una cifra que indica el número de veces que un material está más concentrado que otro de su misma pureza y temperatura y al estado de simple saturación (SS=1). Que resultaran errores considerables cuando se pretenda calcular el grado de sobresaturación de un material partiendo de su análisis de pureza aparente y grado brix, en lugar respectivamente de su pureza real y “porcentaje de materia seca” además desde luego de la temperatura del material. Cuando solamente se conoce la pureza aparente, el grado brix y la temperatura del material es posible calcular el grado de SS del mismo, aproximadamente mediante el método de conversiones (que se explica en el capítulo XVI.) GUEES MEDIANTE GRAFICAS Por concentración de solidos de una solución o sencillamente concentración de una solución debe entenderse los gr. De solidos que hay disueltos por cada 100 g. de agua de la solución o, lo que es lo mismo, el peso de solidos % del peso del agua de la solución. Por concentración de sacarosa de una solución de be de entenderse los g. de sacarosa que hay disueltos por cada 100 g. de agua de la solución lo que es lo mismo el peso de sacarosa % del peso del agua de la solución. Por concentración de impurezas de una solución debe de entenderse los g. de impurezas que hay disueltos por cada 100 g. de agua de la solución o, lo que es lo mismo, el peso de impurezas %del peso de impurezas % del peso del agua de la solución. Figura 1. % DE SOLIDOS DE MATERIAL SATURADOS (SS=1) de acuerdo con su purezas reales y temperaturas

5. Nuevo concepto de grado de saturación Para la medida del grado de sobresaturación de las soluciones impurezas de sacarosa el comité internacional para la uniformidad de los métodos de análisis azucareros (ICUMSA) recientemente recomendó el empleo de la sig. formula

Grado de SS= g. de sacarosa/100 g. de agua de un material que se investiga.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. g. de sacarosa /100 g de agua de un material saturado de la misma temperatura e igual relación impureza/agua del material que se investiga.

6. Viscosidad. A esta resistencia a fluir (a correr) se llama viscosidad y se considera debido a la fricción o rozamiento interior entre las distintas capas del líquido. Podemos disminuir la viscosidad de los productos del ingenio por medio de la dilución con agua, o por el aumento de la temperatura. Desde luego ninguna de estas medidas es siempre recomendable en la práctica del ingenio, encontraron que la viscosidad disminuía a la mitad, al diluir la miel en 1,8%. Cuando la concentración de la miel era grande, el efecto de la temperatura era muy significativo: un aumento de 6°C era suficiente para disminuir a la mitad la viscosidad de las mieles no diluidas. En la fábrica la viscosidad influye desfavorablemente. 1. En la calidad de los azucares. A mayor viscosidad de las masas cocidas, más lento es el flujo de la miel en las centrifugas al momento de purgarlas y a mayor cantidad de miel que se queda dentro del canasto de la centrifuga, junto con el azúcar, degradando la calidad de este. 2. En la velocidad de cristalización de las soluciones de sacarosa: disminuyéndola. 3. En la transmisión de calor: disminuyéndola

.

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El desfavorable efecto de la viscosidad sobre la transmisión de calor es mucho más marcado, desde luego, en la MC final. Para los cálculos de esos coeficientes tomamos como diferencial o caída de temperatura la diferencia entre temperatura del vapor saturado correspondiente a la presión dentro de la calandria y la temperatura de la MC MARCADA POR EL TERMÓMETRO del tacho . para el cálculo de calor cedido a la MC por cada libra de vapor alimentado determinamos la diferencia entre el calor total de 1 lb. De vapor a la presión de la línea de escape y de calor sensible correspondiente a la presión existente dentro de la calandria. PROBLEMA 15 Determine el coeficiente de transmisión de calor con los sig. datos Superficie calórica = 2250 pies2 Presión de escape = 8 lb/pulg2 Presión dentro de la calandria = 4 lb/pulg2 Temperatura de la MC = 150°F o 65.5°C Razón (rate) de consumo de vapor según metro de flujo =12800 lb/h. Respuesta Calor total de una libra de vapor saturado a 8 lb. De presión por pulg2 Según tabla de vapor =1158.6 BTU

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Calor sensible de u1 lb de agua condensada a la presión dentro de la calandria =192,5 BTU Calor cedido por cada lb de vapor alimentada a la calandria =1158,6-192,5=966,1 BTU. Calor cedido por hora =966,1X12800= 12366080 BTU Temperatura del vapor a 4 lb/pulg2, según la tabla=224,4°F Diferencial de temperatura entre la del vapor y la del MC 224,4-150= 74.4°F Coeficiente de transmisión de calor= Total BTU cedidos por hora = 12366080 = 73,9 BTU/pie2 sc/h/°F 2 (Pies de superficie calórica)(°F de diferencia) 2250X74,4 La viscosidad influye desfavorablemente: 4. En la filtración: decreciendo el flujo al aumentar la viscosidad 5. En el bombeo: dificultándolo y haciéndolo más lento “Porque ciertos métodos de trabajo producen un aumento de la viscosidad de los materiales” 1. Por conducir mal la clarificación del guarapo. En general, el excesivo empleo de cal hace más viscoso el producto 2. Por trabajar el departamento de tachos siguiendo sistemas de masas anticuados en lo que hay que realizar un excesivo número de cocimientos. 3. Por la puesta en práctica de sistemas de masas cocidas que requieren una gran recirculación de miel de primera. En vez de usarse como material de alimentación de las templas de más bajo grado (segundas y terceras), es en parte utilizado para alimentar la MC de primera con el fin de disminuir la pureza de la templa. Cuando una MC de primera ha sido alimentada exclusivamente con meladura, se denomina virgen. 4. Por una purga defectuosa de la templa final, que origina mucha recirculación de miel final hacia las templas que producen azúcar comercial.

7. Otras propiedades de las soluciones de azúcar Las propiedades de la sacarosa se dan en este libro en dos formas: tablas y nomogramas para usar un nomograma los valores de cualesquiera de las propiedades se unen por medio de una línea recta, para lo cual puede utilizarse unas tiras de celuloide u otro material plástico transparente sobre el que se haya tirado una línea recta o se puede extender a lo largo del grafico un hilo fino estirado que una los valores de las propiedades conocidas. Los otros valores pueden leerse donde la línea recta corta la escala apropiada. En el caso de los nomogramas, señalamos que algunos son “espurios”, o sea que no son matemáticamente exactos, sino aproximaciones Las tablas son términos medios un numero de ejemplos sobre el uso de los nomogramas los ponemos a continuación por la fig. 8 podemos saber la elevación del punto de ebullición (EPE) y el vacío a que hierven las soluciones de azúcar la fig. 9 da el calor específico.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. El calor total de la solución es la cantidad de calor que debe agregarse al agua a 0°C y al azúcar para disolver el azúcar. También a 0°C, para disolver el azúcar y llevar la solución hasta la temperatura fijada Anexar fig. 8 y 9 EPE: Elevación del punto de ebullición, es la diferencia que existe entre la temperatura a que hierve una solución y la temperatura de los vapores que se desprenden de ella. Igualmente: EPE es la diferencia entre la temperatura a la que hierve una solución y aquella temperatura a que lo hace el agua al hervirla al mismo vacío de la solución. CHU, es la abreviatura de centigrado de heat unit (unidad de calor centígrada o libra-caloria) y es la cantidad de calor necesaria para aumentar 1°C la temperatura de 1 lb. de agua 1 pie3 de cristales de sacarosa pesa 100 libra. II ESTABLECIMIENTO DE GRANOS EN SOLUCIONES IMPURAS DE SACAROSA En este capítulo estudiaremos los tres principales métodos de cristalización en nuestro país, en el orden siguiente: 1. Semillamiento completo 2. Cristalización espontanea 3. Shock semillamiento. 1. Generalidades La sacarosa al cristalizar forma cristales hemiédricos pertenecientes al sistema monoclínico que tiene un peso específico de 1.58 a 17, 5°C según Gerlach . Para establecer granos por los métodos de semillamiento completo y por shock se utiliza una cierta cantidad de un polvo de azúcar muy fino, del tipo Fleischman, cuyas partículas tienen. Un tamaño de aproximadamente 10 micrones. (un micrón equivale a una milésima de milímetro) de dicho polvo se hace una suspensión con algún liquido de bajo punto de ebullición en el cual la sacarosa sea insoluble. Los líquidos más usados para este propósito son. Punto de ebullición en °C

Alcohol etílico…………….. 78,3 Alcohol isopropilico……..82,4 Gasolina*……………………..70-90 Se utilizan esos líquidos porque el azúcar es insoluble en ellos de manera que todo el polvillo que se pesa, para ser utilizado en la operación del establecimiento de granos permanece de manera en estado sólido, y porque como tienen un punto de ebullición bajo, al evaporarse súbitamente cuando se inyectan al tacho producen algo semejante a pequeñas explosiones que facilitan la diseminación de las partículas de polvillo en el líquido denso y viscos que se va a granular. Ordinariamente se mezcla de medio litro a 1 litro de uno de esos líquidos por cada libra de polvillo. La suspensión así hecha debe de permanecer en agitación constante por lo menos durante 10 minutos antes de ser introducido al tacho. La suspensión se introduce en el tacho por medio de un embudo cilíndrico, de 8” de alto por 8” de diámetro o aun mayor con fondo cónico, provisto de una tubería de ¾” para conectar el

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. embudo con el tacho. La conexión se hace a una altura de 2” a 3” por encima de la placa tubular superior de la calandria. La suspensión de polvillo se aspira en el tacho cuando la carga que se va a cristalizar alcanza cierto grado de sobresaturación que, usualmente es indicado por algún instrumento cuya determinación del grado de SS generalmente se basa; 1. En el principio de la elevación del punto de la ebullición (EPE) de las soluciones, como es el caso en los instrumentos marca American, Fischer Porter y Honeywell de todos los cuales hay muchos instalados en los ingenios. 2. En el principio de la conductividad eléctrica de las soluciones , como en los aparatos llamados cuitometros. 3. En la determinación de la concentración de solidos de las soluciones: los refractómetros acoplados al tacho y 4. En la determinación de la transmisión de calor (e indirectamente de la sobresaturación) como en el aparato Ditmar Jansse. Mantenimiento del nivel adecuado de la carga que se granula en el tacho La primera operación consiste en cargar el tacho con el material que se va a granular y concentrarlo por evaporación de manera que adquiera cierto grado de sobresaturación cuando su volumen se reduzca a cierta altura (nivel) dentro del tacho. Ordinariamente dicha altura es de 1 pie lineal por sobre la placa tubular superior de la calandria. Se admite solamente el volumen necesario para cubrir completamente la calandria del tacho y alimentarla después del material en forma continua para reponer el agua que se evapora. Cuando se concentra el material hay que evitar que se produzcan arrastres del mismo al condensador. Los arrastres pueden ocurrir a consecuencia de la gran transmisión de calor que tiene lugar cuando se carga el tacho con un material de baja densidad y no se controla debidamente la evaporación del tacho. La transmisión de calor se debe a los siguientes efectos combinados: poca carga (head), poca EPE y poca viscosidad del material al inicio de la concentración. En tachos provistos del condensador individual, la velocidad de evaporación de tacho se puede mantener controlada graduando convenientemente la abertura de la válvula que admite vapor en la calandria y también la abertura de la válvula que deja pasar agua al condensador. La operación de concentración debe conducirse de manera que no haya necesidad de alimentar el tacho después que el material haya rebasado el punto de saturación (SS=1), ya que una alimentación no suficientemente caliente, hecha después de que el material este sobresaturado puede originar granos por shock. El objetivo de toda cristalización es obtener de una sola vez toda la cantidad de granos necesaria. Cristalizaciones de mucho y poco grano. El tamaño de los granos al formarse es microscópico y se hacen visible por el operador cuando alcanzan un tamaño de 50 a 80 micrones. Según el aspecto visual que ofrece una porción del material extraída con la sonda a los pocos minutos de ser granulados, las granulaciones se consideran cerradas o de mucho grano y abiertas, llamadas también claras o de poco grano: La expresión “se cristaliza para 2, 3, 4, 6 etc…pies de tercera” significa que se granula para derivar respectivamente, 2,3,4,6 etc… masas cocidas finales de cada cristalización.

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2. Cristalización por Semillamiento completo Este método supera a las otras técnicas de cristalización por su mayor flexibilidad para poder hacer variar el tamaño de los granos de azúcar. Cuando se cristaliza por este procedimiento, la solución de polvillo se introduce en el material sobresaturado, que está en ebullición dentro del tacho, cuando su grado de SS es ordinariamente, pero no necesariamente de 1,15 a 1,30. como que lo esencial de esta técnica consiste en conseguir que cada partícula de polvillo origine un grano de azúcar, habrá de ponerse especial cuidado en que no se produzcan variaciones notables en el vacío del tacho ni antes ni durante ni poco después de introducido el polvillo; especial cuidado también en garantizar que el material acabado de semillar circule dentro del tacho y que el grado de SS de la miel que rodea al grano recién establecido no rebase cifras de SS superiores a 1,40 a aproximadamente. Lo aconsejable en todos los casos de cristalizaciones defectuosas es disolver con agua todo el grano existente y empezar de nuevo, repitiendo las operaciones con más cuidado Una cristalización reproducida se conoce como cristalización con dos granos, lo cual hace referencia al tamaño distinto de los granos que la integran La primera cristalización que se hace por este método generalmente tiene carácter experimental, o de tanteo y para la misma se puede emplear de una y media a 2 lb de polvillo por cada 1000 pies3 de masas cocidas finales derivadas de la cristalización. Si el grano de azúcar final resulta muy grande se aumenta la cantidad de polvillo en las cristalizaciones posteriores y viceversa, hasta adecuar el tamaño del grano resultante a aquel tamaño que se considera satisfactorio. La conclusión será que el volumen de la carga que se cristaliza no influye en cuanto al número de cristales que cada granulación origina. El volumen de carga si influye en cuanto al tiempo que hay que esperar para que el polvillo introducido (que se caracteriza por ser muy fino y porque tiene muy poco volumen) se desarrolle lo suficientemente hasta que haga desaparecer (por cristalización la sacarosa disuelta) la enorme desproporción que existe al principio entre el espacio ocupado por la miel. De manera que entre menor es el volumen de la carga que se cristaliza menor es el tiempo que se necesita para que el grano “recoja el sobrante de miel”, y viceversa. El semillamiento completo es de muy fácil realización en materiales de pureza relativamente altas. V. gr. De 77 para arriba. En materiales de más baja pureza lo que más generalmente ocurre es una cristalización por shock-semillamiento. Determinación del sobrante de miel % MC, en volumen Gillet llama “fracción de lubricación” y también “fracción en exceso a lo que nosotros llamamos “sobrante de miel”, o sea : al volumen de miel que excede al necesario para llenar los espavios masa cocida. Peso de la sacarosa cristalizada % del peso de los sólidos de la MC Por sacarosa cristalizada deberá entenderse la constituida por los granos de la MC Completamente exentos de miel. Supuesto que no haya inclusiones de impureza dentro de los granos, la pureza de estos se considera igual a 100. Peso de la sacarosa cristalizada (de pza=100) % del peso de los

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Solidos de la MC= 100 (pza MC- pza miel ) 100 - pza miel form. 4 La deducción de esta fórmula esta al final del capítulo. Leyes que rigen el semillamiento completo Los principales son dos: 1era. Para mantener constante el tamaño promedio de los granos de la templa (o templas) derivadas de la cristalización por semillamiento completo, al variar los pesos de sacarosa cristalizada que dicha templa (o templas) originan. Si IV y IV” son los pesos de sacarosa cristalizada de dos templas semilladas con los pesos p y p´, respectivamente, de polvillo, para que se produzcan granos de igual tamaño promedio ha de cumplirse que: P = W P´ W´ form. 5

2da si el peso de sacarosa cristalizada de la templa (o templas) derivadas de la cristalización por semillamiento completo es mantenido constante, para variar el tamaño promedio de los granos resultantes del semillamiento hay que hacer pesadas del polvillo inversamente proporcionales a los cubos de los tamaños de grano que se desean obtener Si el peso de polvillo p origina el tamaño de grano a y el peso p´ origina el tamaño a´, en templas semilladas que contienen el mismo peso de sacarosa cristalizada, la siguiente proporción se cumple: P = a´3 P´ a3 Form. 6 La fórmula 5. La aplicamos muy a menudo en la práctica, por ejemplo si semillando para derivar 4 MC finales (caso A) se han pesado 10 libras de polvillo y se ha obtenido determinado tamaño de grano, para obtener ese mismo tamaño de grano es peciso pesar: (CASO B) 10 2 =5 Lb de polvillo cuando se cristaliza para 2 MC, 4 10 3 = 7,5 lb de polvillo cuando se cristaliza para 3 MC, 4 10 6 = 15 lb de polvillo cuando se cristaliza para 6 MC. 4 Llamando p´ al peso necesario para el caso B y aplicando la fórmula 5 se tendrá:

10 4 W 4 = = ´ p 2W 2 PROBLEMA 25 Semillando con 10 lb de polvillo obtenemos un azúcar final cuyos granos promedian 0.4 mm en tamaño cuando derivamos de la cristalización inicial 4 MC finales de 1250 pies cúbicos cada una y del siguiente análisis: Brix = 96, pureza = 60, pureza de la miel de la MC al purgarse =36.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Usando la misma clase de polvillo deseamos semillar para derivar de la cristalización solamente 2 MC de segunda de 1250 pies cúbicos cada una, las cuales tendrán, aproximadamente, el siguiente análisis: Brix = 93, pureza =74,pureza de la miel al purgarse =35 ¿Qué cantidad de polvillo habrá que pesar si deseamos obtener en las MC de segunda el mismo tamaño de grano, 0.40 mm, que tenían las templas finales? Resolución. Peso de un pie cubico de MC de brix =96, según tabla Xlll 3,7472 arrobas. Peso de los sólidos contenidos en 1 pie3 de MC de Brix = 96: 3.7442X.96 = 3.60 arrobas Peso de los sólidos contenidos en 4 MC de Brix 96 y de 1250 pies 3 cada una =1250X4X3.6 = 18000 arrobas. Aplicando la form. 4: Peso de la sacarosa cristalizada contenida en las 4MC finales =

1800 100(60−36) x 100 100−36

= 6750

Peso de 1 pie3 de MC de brix 93 según la tabla Xlll = 3.69 arrobas Peso de los sólidos contenidos en 1pie3 de MC de Brix 93 =3.69 x 0.93 = 3.43 arrobas. Peso de los sólidos contenidos en 2 MC DE 93 brix y de 1250 pies 3 cada una = 1250x2x3.43 =8575 arrobas. Peso de los sólidos contenidos en 2 MC de 93 brix y de 1250 pies 3 cada una = 1250 x 2 x 3.43 = 8575 arrobas. Según la fórmula 5 para mantener constante en 0.4 mm el tamaño del azúcar, las pesadas de polvillo deberán hacerse directamente proporcionales a los pesos de sacarosa cristalizada contenidos en las templas derivadas. Por lo tanto. Si p = peso del polvillo en el 1er caso =10 lb W = peso de la sacarosa cristalizada del 1er caso = 6750 arrobas P’ = x lb de polvillo que deberá usarse en el 2da. caso W’ = 3831 arrobas = Peso de la sacarosa cristalizada que se supone se obtendrá en el 2do. Caso. Se realizara que:

p w 10 6750 = sustituyendo. p' w' x 3831

de donde:

Habrá que pesar, en el segundo caso, el valor de x de la anterior proporción: x = 10 x 3831/6750 = 5.67 lb de polvillo. PROBLEMA 27. Empleando 12 lb de polvillo se obtiene un tamaño de grano en el azúcar final que promedia 0.5 mm y con el fin de disminuir su tamaño se duplica el peso del polvillo. Suponiendo que el peso de sacarosa cristalizada en ambos casos sea el mismo aproximadamente, ¿Cuánto promediara en tamaño el nuevo grano? Respuesta De acuerdo con la fórmula 6

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P a '3 = P ' a3 Sustituyendo se tendrá:

12 a ' 3 = 24 0.53 Y despejando a’ se verá que su valor es 0,4 mm. En este problema nótese que al duplicar la cantidad de polvillo el tamaño del grano de las MC terminadas solo disminuye una décima de milímetro Cuando existen dudas al respecto o si el método de cristalización implantado es de semillamiento completo o de shock- semillamiento se debe ir aumentando progresivamente el peso del polvillo que se está utilizando, hasta llevarlo , si es posible, al doble del usual y después irlo disminuyendo progresivamente hasta llevarlo si es posible a la mitad del peso usual y establecer las relaciones entre el peso del polvillo a la mitad del peso usual y establecer las relaciones entre el peso del polvillo y los tamaños de los granos resultantes. Cuando se está haciendo semillamiento completo estas reacciones deben ser, aproximadamente las determinadas por la formula numero 6 Medidas que propician un mayor grado de uniformidad en el tamaño de los granos Mientras más uniformes, en cuanto a su tamaño son los granos de una MC tanto más libres y rápidamente drenara la miel de la misma durante la operación de centrifugación (purga) y tanto mayor será la calidad (polarización y pureza) del azúcar que se produzca porque será menor la cantidad de miel que quedara retenida junto con el azúcar. Esto es así porque la miel es el material que degrada el azúcar ya que contiene los sólidos no-sacarosa (impurezas) y el agua de la MC. las siguiente medidas contribuyen a producir uniformidad de tamaño: 1. Hacer cristalizaciones que originen de una sola vez el número más conveniente de granos. 2. Procurar que el vacío del tacho se mantengan lo más estables posibles. Una caída brusca del vacío, va seguida de una también brusca recuperación del vacío al cabo de poco tiempo. Al ocurrir esto último, el tacho evaporara rápidamente (por el efecto del flash) y la MC perderá temperatura y a consecuencia de ello la templa puede reproducirse. Cuando ocurren caídas de vacío de larga duración lo más recomendable, para no exponerse a riesgos, es cerrarles al tacho las llaves de vapor y de alimentación y no abrírselas hasta que el vacío se haya recuperado. 3. Alimentar la MC en forma continua y regulada y solo excepcionalmente por el método de cebas. 4. Evítese la alimentación de meladura y de miele extremadamente densas o que contengan granos procedentes de derrames de MC que se cuece en el tacho. 5. Cuando la semilla (azúcar final) no está limpia sino que viene acompañadas de granos finísimos originados por reproducciones que en ocasiones recurren en el cristalizador, es muy conveniente “lavarla” con agua en el tacho al principio de su cocción.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 6. Mantener las MC durante su cocción con la debida consistencia: ni floja ni extremadamente “dura”. Mantenerla “recogida”, para usar el término azucarero. Esta medida evitara las reproducciones.

3. Cristalización espontánea El operario del tacho permite que el grado de SS del material que va a cristalizar avance hasta el punto que los granos se presenten espontáneamente y cuando por observación visual, considera que el número de cristales formados es el adecuado (determinación sumamente difícil dada la viscosidad del material y el tamaño casi microscópico de los cristales), contrarresta el nacimiento de más granos partiéndole el punto al material, operación está que consiste en alimentar (cebar) el tacho con una gran cantidad de meladura: la suficiente para que el grado de SS baje hasta los valores correspondiente al desarrollo y no reproducción del grano (SS=1 a SS=1,40). Ordinariamente, antes de que los granos se hagan visibles, la sobresaturación adquiere valores de 1.6, 1.7, o más; en esos momentos la viscosidad es tan considerable que una muestra del material, tomada con los dedos pulgar e índice, puede extenderse, formando un puente entre dichos dedos hasta una longitud de 4 a 5 pulgadas. Cuando se granula por este método: 1. Mientras más alto se cristaliza, mas grano se obtiene generalmente. 2. Mientras más sube la SS, mas grano se obtiene generalmente. En ocasiones cuando el grano no se presenta a tiempo, el operador admite en el tacho un poco de meladura (da una ceba corta) con cuya operación, por lo regular provoca el nacimiento de los granos por efectos del shock. 3. Mientras más tiempo se demora en partir el punto, una vez que los granos se han formado, se origina más granos por lo regular.

4. Cristalización por shock-semillamiento Con este nombre y también con el semillamiento parcial se designa la cristalización mixta en la que se obtienen granos tanto por el efecto shock (que se produce al introducir el polvillo) como por desarrollo de las partículas de polvillo introducidas. En muchos ingenios se realiza con mucho éxito este tipo de cristalización al granular materiales de baja pureza (purezas entre 70 y 74). La cantidad de polvillo que generalmente se utiliza es de 0.5 a 1 libra por cada 100 pies 3 de la carga que se cristaliza. Los graneros son cristalizadores situados cerca del tacho o tachos que cristaliza y están destinados a recibir de dichos tachos, así como a entregarles determinados volúmenes de MC finales en proceso, mediante los graneros se facilita la fabricación de las MC finales por etapas. Desarrollo volumétrico del grano cristalizado. Se da este nombre a la relación: Volumen de la carga cristalizada Volumen total de MC finales derivadas de la cristalización

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Debido a la abundancia de granos que normalmente se producen al granular mezclas de baja pureza, un desarrollo volumétrico de 1:18 es usualmente el necesario para que el grano obtenido tenga suficiente tamaño al ser purgadas las templas que de la cristalización se derivan, cuando el desarrollo volumétrico es pequeño, la templa o templas, derivadas de la cristalización, pueden resultar de muy alta pureza, además de que el grano puede resultar muy fino. Problema 29. Se cristalizan 600 pies3 de cierto material y se prosigue a la cochura hasta la marca de 1800 pies3 del tacho. Se depositan 1200 pies3 en un granero y con un pie de 600 pies3 que queda en el tacho se hace una MC final de 1800 pies 3. Luego se toman los 1200 pies3 depositados en el granero y se hace otra MC final de 1800 pies 3. Se preguntan si el desarrollo de los granos que ambas MC tendrán el mismo tamaño promedio. Supóngase que las 2 MC originaron MF de igual pureza Resolución. A primera vista sin necesidad de cálculos se observa un desarrollo desigual: la primera MC saldrá con granos un poco mayores que los de la segunda. Trataremos de calcular cual es la relación entre los tamaños de los granos de ambas templas. Supongamos que n sea el número de cristales de la primera MC1, o MC2. como que la segunda MC1 o MC2 proviene de doble volumen de granulación, el numero de cristales que contien será = 2n Sea w el peso de sacarosa cristalizada, el cual es el mismo en ambas MC. Sea P 1 el peso de un cristal de la MC1 y P2 el peso de un cristal de la MC2.

P1=

W W P N 2 2n

De donde: P1 = 2 P2 Como que aproximadamente los pesos de cristales de distintos tamaños son directamente proporcionales a los cubos de sus tamaños, designando por a el tamaño del grano de la MC y por a2 el tamaño del grano de la MC1 y por a2 el tamaño del grano de la MC2 se tendrá que: 3

p1 a1 = p2 a32 y como que p1 = 2p2 resultara que:

2 P2 a31 = P2 a32 De donde: 2 =

De donde:

a1 a2

3

a1

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De donde:

a1 3 √2 a2

=1.26

De modo que: aproximadamente, los granos de la primera MC será 1.26 veces mayores que los de la segunda. En la elaboración del azúcar crudo, si el azúcar se obtiene con granos de muy distintos tamaños, esto entorpece la marcha de las centrifugas. Entre los distintos aparatos y métodos propuestos para clasificar y medir los granos de azúcar el que se ha generalizado es el del tamizado. Para azúcar refinado se usan las mallas Tyler Nos. 20, 28, 35,48 y 65. Para el azúcar crudo las mallas 14, 20, 28 y 35 son suficientes. Se considera que el grano del azúcar crudo es excelente cuando el total de ellos queda sobre las mallas 20 y 28. Un azúcar de alto valor A.M (abertura media) y pequeño de C.V. (coeficiente de variacion) indica que su tamaño es grande y que la gama de variaciones de tamaño es pequeña. Como base y asumiendo que la dimensión lineal de la cara de un cristal dado es equivalente a la abertura de la malla de la especifica clasificación de tamiz de cristal. Volumen de cristales en la forma de: V= 0.7 a3 Tamaño de malla como sigue: W= 1.59X0.7 a3 = 1.11 a3 Relación entre el área superficial y el peso de un cristal determinado, se expresa por f = 4.127 X W2/3 W = peso del cristal en miligramos Tabla XIV Peso calculado, área superficial y volumen de los cristales de azúcar basados en la clasificación por malla Malla

Abertura malla mm a

Peso del cristal mg P = 1.11 a3

Num. De cristales por mg 1/W

Área superficial del cristal F=4.127 W2/3

Volumen del cristal Mm2 V= 0.7 a2

Área superficial por mg del cristal mm2 f/W

5 6 7 8 9 10 12 14 16 20 24

3.962 3.327 2.794 2.362 1981 1631 1397 1168 0991 0833 0701

69.1 40.9 24.2 14.6 8.65 5.00 3.02 1.77 1.08 0.642 0.382

0.014 0.024 0.041 0.068 0.116 0.20 0.33 0.56 0.93 1.56 2.62

69.5 49.0 34.5 24.7 17.4 12.1 8.63 6.03 4.34 3.08 2.17

43.6 25.7 15.2 9.25 5.45 3.16 1.91 1.12 0.681 0.405 0.241

1.01 1.20 1.43 1.69 2.01 2.42 2.86 3.41 4.02 4.79 5.68

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 28 32 35 42 48 60 65 80 100 115 150 170 200 250 270 325

0589 0495 0417 0351 0295 0246 0208 0175 0147 0124 0104 0088 0074 0061 0053 0043

0.227 0.134 0.0805 0.0479 0.0285 0.0165 0.0099 0.00595 0.00352 0.00212 0.00125 0.000755 0.000450 0.000252 0.000165 0.000088

4.40 7.46 12.4 20.9 35.1 60.6 100.0 168.0 284.0 472.0 800.0 1320.0 2220 3970 6060.0 11400.0

1.54 1.08 0.769 0.545 .385 0.267 0.191 0.135 0.0955 0.0681 0.0479 0.0342 0.0242 0.0165 0.0124 0.00817

0.143 0.0848 0.0508 0.0302 0.0180 0.0104 0.00630 0.00375 0.00222 0.00134 0.000788 0.000476 0.000284 0.000159 0.000104 0.0000555

6.79 8.06 9.54 11.4 13.5 16.2 19.1 22.7 27.2 32.1 38.3 45.3 53.7 65.5 75.1 93.0

En la misma proporción en que los granos de la MC ganan peso y tamaño, la miel Se empobrece o agota, es decir disminuye su concentración y pureza. El proceso de cristalización (de desarrollo o crecimiento de los granos ) es muy lento a bajas purezas: por eso se recomienda que las MC permanezcan el mayor tiempo posible en los cristalizadores. En general a mayor de SS corresponde una mayor velocidad de cristalización (de desarrollo del grano)aunque hay caso en que una excesiva viscosidad hace muy lento el proceso de desarrollo. Al disminuir la viscosidad a la MC facilita una mas completa y rápida separación de los cristales y de la miel. La temperatura a la que puede calentarse una MC final, sin que empiecen a disolverse sus granos es la temperatura de saturación de su miel, la cual varia de unas templas a otras. En general mientras más alto es el brix y más baja su pureza de una MC final , a más alta temperatura podrá calentarse antes de ser purgada, sin riesgo de disolución de granos. La determinación exacta de la temperatura máxima de calentamiento se realiza con un aparato llamado saturoscopio. El saturoscopio es un equipo de laboratorio que consta de las sig. partes . un microscopio con un aumento de 300 de diámetro . una cámara de 4 pulgadas de diámetro exterior y una pulgada de espesor, se anota la temperatura a que los cristales empiezan a disolverse. Esta es la temperatura de saturación de la miel. El agua que circula por el equipo de enfriamiento del cristalizador, según Payne no debe de tener mas de 2°C por arriba de la temperatura de saturación de la miel, a fin de evitar recalentamiento locales que pudieran producir alguna disolución de granos. Para dar fluidez y poder manipular las masas cocidas de muy alto brix, Van der Linden* recomienda adicionarles 15% de miel final ligeramente diluida (MF de 83 a 85 brix) al salir las masas cocidas finales de los cristalizadores. Nuestra experiencia respecto al enfriamiento y calentamiento de MC finales descargadas del tacho a una temperatura de aproximadamente 71°C (160°F). Circulando agua a la temperatura de la masa baja hasta aproximadamente a 43.3°C (110°F) Se suspende el enfriamiento en los casos en que se note la tendencia de la MC a endurecerse demasiado tres o cuatro horas antes de empezar a correr la MC del cristalizador para el

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. mezclador se empieza se empieza a circular agua caliente (cuya temperatura se controla a 65-71°C o 150°-160°F). El punto de viscosidad mínima ocurre a una temperatura de aproximadamente a 60°C . en otras familias de mieles ese punto de viscosidad mínima corresponde a una temperatura entre 50° y 60°C. la conclusión de importancia practica que se deduce de ese hecho es que “para asegurar que la separación de la miel final de los cristales de sacarosa (durante la operación de la curva de la MC final) se realice en el punto de viscosidad mínima (para cierta pureza), el método de calentar hasta saturación (con el fin de disminuir la viscosidad que la MC ha adquirido a consecuencia de haberse enfriado en el cristalizador hasta temperaturas de 35 a 40°C) es, en principio, superior al método de dilución con agua.” Apéndice Deducción de la fórmula 4 sea: 100 = peso de los sólidos contenidos en la MC X = peso de la sacarosa cristalizada en la MC (pza MC) = pureza de la MC (Pza miel) = pureza de la miel de MC 100 = pureza de la sacarosa cristalizada en la MC El peso de los sólidos contenidos en la miel será =100 – X. Como que la sacarosa (o pol) contenida en la MC es igual a la suma de la sacarosa (o pol) que esta cristalizada más la sacarosa (o pol) contenida en la miel, se tendrá que:

Pza MC ¿ 100 ¿ ¿

De donde: 100 (Pza MC ) = 100 X + (100-X) (Pza miel) De donde: 100 (Pza MC) -100 (pza miel) = X (100 – Pza miel) De donde:

100 ( pza MC −Pza miel) =x 100−Pza miel

Deducción de la fórmula 5:

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Considérense dos templas que han sido semilladas y que respectivamente originan los pesos W y W´ de sacarosa cristalizada. Las dos tienen granos del mismo tamaño. (a). Designando por p y p´ los pesos de polillos de azúcar con que respectivamente fueron semilladas y por n y n´ los números de partículas introducidas, cada una de las cuales, se supone origina un grano en las templas terminadas. Sea d la densidad de la sacarosa y k una constante. Los peso totales de sacarosa cristalizada, respectivamente serán: W = k n a3 d W´= k n’ a3 d

(1) (2)

Dividiendo (1) entre (2): W’ = n W’ n’

Como el número de partículas en el polvillo empleado al semillar es directamente proporcional al peso del polvillo utilizado se tendrá: n =p n’ p’ De donde: W = P W´ P’ Que es la fórmula 5: Deducción de la fórmula 6 supóngase que dos templas han sido semilladas con los pesos p y p ´ de polvillo de azúcar y que al purgarse rindan el mismo peso (W´) de sacarosa cristalizada, sean a y a´ los tamaños que sus respectivos granos han alcanzado, n y n´ el número de partículas ( cada una de las cuales origina un grano) contenidas en los pesos p y p´ de polvillo utilizados, d la densidad de la sacarosa y k una constante. En la primera templa, el peso total de sacarosa cristalizada (W) será: W = k n a3 d En la segunda templa; ese mismo peso (W) sera: W = k n´ a3 d De donde: K n a3 d = k n´ a´3 d De donde n/n´ = a´3/ a3 y como que los números de partículas n y n´ son directamente proporcionales a los pesos p y p´ de polvillo, introducidos en el tacho para semillar, por sustitución se llega a las siguientes proporciones:

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. p/p´ = a´3/ a3 de donde:

√ 3

p a´ = p´ a

De la primera de las cuales es la fórmula 6.

3. FACTORES DETERMINANTE DE LA VELOCIDAD DE CRECIMIENTO DE LOS CRISTALES DE LAS MASAS COCIDAS Tan pronto como se forman granos en una solución sobresaturada de sacarosa (disuelta en la parte liquida) se depositaran sobre las caras de los cristales formados, haciéndolos aumentar de peso (y por consiguiente, crecer) a una velocidad variable que puede medirse en términos de gramos ( o miligramos) de sacarosa/metro cuadrado de superficie de gramos /minuto La velocidad así expresada se denomina velocidad de cristalización y su valor depende de los siguientes factores: 1. Grado de sobresaturación de la miel. 2. Pureza de la miel 3. Temperatura de la miel 4. Movimiento relativo de los granos y la miel Porque durante el cocinado, continuamente están variando los 4 factores (o quizás más) que influyen en dicha velocidad de cristalización. “Las moléculas de sacarosa siempre se mueven hacia las partes con menos concentración de sólidos. Alrededor de todos los cristales. ¿de qué depende la velocidad del movimiento de la sacarosa hacia el cristal? Esta velocidad depende de la diferencia de concentración de solidos o lo que es lo mismo de la diferencia de sobresaturación entre las diferentes partes o capas de la solución. “Tenemos dos soluciones sobresaturadas. En el primer caso el grado de SS es de 1..10 y la miel contiene granos. Sabemos que la SS de una solución saturada es de 1.10, entonces tenemos que hallar la diferencia entre estos dos grados de SS a fin de calcular el exceso de sacarosa que se precipita: 1.10- 1.0 =0.10 “En el segundo caso, el grado de SS es de 1.05 y la diferencia entre esta sobresaturación y la solución saturada será: 1.5 -1.00 =0.05 “Como se ve el exceso de saturación, o sea, la sobresaturación en el segundo caso es menor que en el primero” “en el primer caso la diferencia es de 0.10” Y en el segundo caso es de 0.05; si dividimos estas diferencias sabremos cuanto más rápido es el movimiento de la sacarosa hacia los cristales en el primero que en el segundo caso: 0.10 = 2 0.05 “El resultado es 2 lo cual significa que la velocidad de crecimiento de los cristales es, en el primer caso, el doble que en el segundo caso.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. “al aumentar la velocidad de precipitación de la sacarosa también aumenta la velocidad del crecimiento de los granos. “Se mantiene un equilibrio de sobresaturación en los tachos por medio de la evaporación de agua, pues si no hubiera evaporación la miel se convertiría en saturada (SS=1) y al no existir exceso de sacarosa de la misma esta no se precipitaría sobre los cristales y el desarrollo de los granos cesaría”. El segundo factor de los cuatro que determinan la velocidad de cristalización de las soluciones de sacarosa. 2. Pureza de la miel de la masa cocida Mientras mayor es la pureza de la miel que está en contacto con los cristales de una MC, mayor número de moléculas de impurezas estarán al alcance de los granos y como la sacarosa es la sustancia que se incorpora al grano. A mayor pureza corresponderá mayor incorporación y por consiguiente mayor velocidad de cristalización o crecimiento. Ha reportado que trazas de sales de manganeso y de cobalto disminuyen la viscosidad de los siropes de azúcar concentrados, reducen los tiempos de evaporación y cocimiento, producen economías de vapor y reducen las perdidas por inversión. Las investigaciones sobre no electrolitos sustancias orgánicas ponen de manifiesto que todas retardan la velocidad de cristalización de las soluciones de sacarosa. 3. Temperatura de la miel Por otra parte, la carencia de suficientes datos experimentales sobre la velocidad de cristalización de materiales derivados de la caña de azúcar nos obliga a tomar datos de investigaciones hechas en la industria de la remolacha, las cuales deben de manejarse con precaución porque sus propiedades no son exactamente iguales a los de los jugos de caña. La tabla XIX muestra valores que determinaron Mc Ginnis y Moore, determinaron las velocidades de cristalización para distintas temperaturas y grados de sobresaturación de las mieles de masas cocidas finales de la industria de la remolacha.. Temperatur a °C

Velocidad de cristalización (gramos/metro3/hora)a sobresaturaciones de: 1.22 1.28 1.39 1.49 1.51 1.59

65 64 63 62 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40

2.10 1.50 1.17 1.02 .88 .76 0.63 0.54 0.42 -

2.35 2.15 1.82 1.53 1.34 1.19 1.04 0.89 0.73 .58 0.44 -

2.01 1.66 1.49 1.36 1.24 1.13 1.04 0.97

2.49 2.46 2.43 2.40 2.38 2.35 2.32 2.29 2.26 2.24 2.21

2.35 1.93 1.57 1.29 1.09 0.90

1.61 1.32 1.06 0.84 0.66

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 38 36 34 33

-

-

0.89 0.83 -

2.18 2.14 2.11 2.09

0.76 0.64 0.55 -

0.53 0.43 -

Las cifras obtenidas en esta tabla muestran una óptima velocidad de cristalización a un grado de SS de aproximadamente 1.50. Esta velocidad optima de cristalización puede explicarse de dos maneras. 1. Si el proceso de cristalización está controlado por la velocidad de difusión, esta es proporcional al grado de SS e inversamente proporcional a la viscosidad de la solución (miel) Para grados de SS superiores a 1.50 el aumento de la viscosidad será mayor que el incremento de la SS y la velocidad de cristalización decrecerá”. 2. “Si el proceso de cristalización está controlado por una reacción interracial, el valor optimo puede ser originado por una disminución de la “actividad” de la solución sobresaturada que se produce por el aumento de la concentración de sacarosa”. Los valores de la tabla son de interés porque muestran que para cierta sobresaturación optima (que se puede mantener en los cristalizadores donde se depositan las masas cocidas finales) la velocidad de cristalización es verdaderamente apreciable a un a temperaturas bajas. Los valores de la tabla XIX muestran que, permaneciendo constante el grado de SS, al aumentar la temperatura de la masa cocida crece la velocidad de cristalización de la miel. 4. El movimiento relativo de los granos y la miel A consecuencias de las buenas características de su diseño, produce MC de circulación (en el interior del tacho durante el cocimiento) satisfactoria. Corrientemente de un tacho que posee buena circulación interior se dice que “revuelve” bien. Los tachos de buena circulación operan con coeficientes de transmisión de calor superiores a los de aquello que tiene circulación defectuosa, y con ellos, por lo general se obtiene velocidades de cristalización superiores. Las condiciones de buena circulación, alto coeficiente de transmisión calórica y de velocidad de circulación, corren parejas, de forma que con los tachos de buena circulación, los cocimientos se terminan más rápidamente, aumentándose sustancialmente la capacidad de la estación de tachos. Entre las características de buen diseño, por lo general, se toman en consideración las siguientes: La relación de superficie calórica a volumen útil, del diámetro del tubo central, la altura y diámetro de los tubos de la calandria. El ingeniero Rafael Pedrosa puertas en su libro titulado “fabricación de azúcar crudo y refino”, respecto al diseño del tacho dice: “nosotros opinamos que para que un tacho sea bueno debe reunir las siguientes condiciones. a). Relación de superficie de calefacción a volumen útil de, por lo menos, 1,75=1 b). Relación de 1:3 entre el volumen hasta la placa superior de la calandria y el volumen útil total. c). Relación de 0.10 =1.0 entre el diámetro del tubo central y el diámetro de tacho, o sea: que el diámetro del tubo central nunca sea menor del 40% del diámetro del tacho.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. d). que la altura de la calandria entre placa y placa no sea mayor de 3 pies, 6 pulgadas, más bien menor. e). que el sistema de drenaje de la calandria sea tal que nunca pueda acumularse agua en el espacio de vapor f). que el ángulo del cono del fondo nunca sea mayor de 30° con la placa de la calandria . g). que la extracción de gases de la calandria sea tal que nunca haya acumulación de gases en la misma. h). que en el trayecto que recorren los vapores hacia el condensador no existan áreas que hagan aumentar la velocidad del vapor a más de 100 pies por segundo”. Es indiscutible que en los tachos con eficiente circulación, el movimiento de los granos con respecto a la miel que los rodea, o viceversa, es mayor que en los tachos con circulación deficiente, principalmente por que en los primeros, la capa de miel agotada que se forma alrededor de los granos es más eficientemente renovada y sustituida por el material más puro que se alimenta al tacho, y que se incorpora a la MC en circulación, es decir: un más rápido crecimiento de los granos. En los tachos de circulación no hay espacios muertos. Se da este nombre a los lugares o secciones del tacho en que por ser muy lenta o detenerse por completo la circulación, la MC permanece casi estacionaria, independizándose, por así decirlo, del resto de la masa circulante. En una solución de sacarosa, existe un equilibrio energético entre el solvente y el soluto. Es decir que hay un equilibrio entre la energía de la molécula de sacarosa y la energía del solvente. El tacho al evaporar agua aumenta la sobresaturación de la solución y rompe el equilibrio energético, el cual para que se restablezca es necesario que aumente la energía de la molécula de sacarosa de la solución. Cuando una molécula de sacarosa de la solución a aumentado su energía a tal punto que tiene la suficiente como para unirse a otras moléculas para formar un núcleo o bien para depositarse sobre un cristal ya existente y hacerlo crecer, esta molécula constituye un “cristalon”. Al aumentar la circulación, se aumenta el número de veces que el cristal cruza el camino del cristalon, es decir las probabilidades de que el cristal crezca serán, mayores. Se puede resumir entonces diciendo que en el crecimiento del cristal entra en juego otros dos factores ; el agua evaporada y la circulación. Cuanto mayor sea el agua evaporada, mayor será la cantidad de cristalones producidos: y cuanto mayor sea la circulación, mayores serán las probabilidades de que esos cristalones llegan al cristal y se depositen. Ocurre entonces que, cuando la evaporación es alta y la circulación es baja, los cristalones que en estos casos se producen en gran cantidad, gran parte de ellos no pueden llegar hasta el cristal y entonces se unen entre sí para formar un núcleo que dará origen a un nuevo cristal. Este es el caso de formación de “falso grano”. Si este mismo fenómeno ocurre, pero en menor intensidad, los cristalones se agrupan formando núcleo en las proximidades del cristal en donde deberían depositarse. Cuando esto ocurre, se tiene el caso de formación “conglomerados” . Figura 27. Esquema de los efectos “de la Evaporación, alimentación y cristalización sobre el grano de SS de la miel de una masa cocida.

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Zona de crecimiento del Grano Zona de disolución del grano 0.9

1.0

Alimentación Cristalización

1.1

1.2

S.S. DE LA MIEL

1.3

1.4

zona reproducción del grano 1.5

Evaporación

5. Total de sacarosa que la MC cristaliza por unidad de tiempo. El peso de sacarosa que la MC cristaliza en una cantidad de tiempo es el producto de dos factores: 1. La superficie total de los cristales de la MC (o superficie en grano) en el momento que se considere, y. 2. La velocidad de cristalización de la miel de la MC en el momento que se considere. Superficie en grano. En un momento dado del cocimiento de dos templas que tienen el mismo peso de sacarosa cristalizada (azúcar) en suspensión, aquella que esté formada de granos más pequeños tendrá más superficie total en granos en donde podrá depositársela sacarosa Disuelta en la miel y si esta tiene la misma pureza, grado de sobresaturación, temperatura, viscosidad y circulación que la otra de grano mayor, la de grano más pequeño, por tener más superficie en granos podrá cristalizar por minuto un peso total de sacarosa mayor que la que cristaliza la templa de grano más tamaño. Figura 28. Cristal de forma cubica que al cortarse origina 8 pequeños cristales también de forma cubica .

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En el dibujo se presenta un grano grande de azúcar al que le hemos dado una forma cubica para facilitar la explicación. Tiene 1 mm de lado. Le damos 3 cortes, indicados por la líneas de puntos, para obtener de él, 8 cristalitos cúbicos iguales de 0.5 mm de lado. El peso del cristal grande será igual al de los 8 chiquitos pero estos últimos tendrán mucha superficie total que la que tiene el grano más grande. La conclusión es que para un mismo peso de azúcar, el azúcar formado por granos más pequeños tiene mayor superficie total que el azúcar formado por granos de tamaño mayor. Dicho en de otra forma: (1)2 =1 mm2 multiplicada por el número de caras (6) que tiene, es decir (1)2 X 6 = 6mm2 (0.5)2 X 6 =1,5 mm2 pero como se originan 8 La superficie total de los pequeños será = 1.5 X 8 = 12 mm2 El cálculo de la superficie total en granos la hicimos utilizando la tabla XIV del capítulo ll. en efecto, según dicha tabla: área superficial (en mm2) por miligramo de peso en cristales = 5.68 mm2. Como que 10 toneladas métricas = 10 000 000 000 mg, la superficie total en mm 2 de los garnos de MC será = 10 000 000 000 (5.68) = 56 800 000 000 mm2 = 56,800 m2 Bajo condiciones de “mucho grano” (sinónimo de mucha superficie total en grano) los tachos pueden trabajarse a una velocidad de evaporación y a un régimen de alimentación mayor que cuando las condiciones son de “poco grano” (sinónimo de poca superficie total en granos). La expresión corriente de que “el grano fino jala mucha meladura o miel” es técnicamente correcta Es evidente que si un ingenio tiene que fabricar azúcar de grano grande su capacidad efectiva en tachos es menor que cuando fabrica azúcar de tamaño más pequeño porque los ciclos de cocimiento de sus MC comerciales son de más duración en el primero que en el segundo caso. El peso total de sacarosa que una MC puede cristalizar en la unidad de tiempo varía en función de su superficie en granos y de la velocidad de cristalización de su miel. Supongamos que un tacho (que hace azúcar de remolacha) procesando una MC a 70° C en un momento dado en que la miel de la MC tenga un grado de SS de 1.24 y una pureza de 80. La tabla dice que bajo esas condiciones la velocidad de cristalización es a razón de 1235 miligramos /metro2 de superficie en granos /minuto. Si en ese momento la MC contuviera 40 000 metros2 de superficie en granos, la cantidad total de la sacarosa cristalizada por la MC seria de; 12355 X 40 000 = 49 400 000 mg/min. de sacarosa, que equivale a 49.4 kg/min. 5. Relaciones entre tamaño de grano, superficie total en granos y numero de cristales, de las masas cocidas que contienen igual peso de sacarosa cristalizada. Consideremos tres MC que un momento dado contengan igual peso de sacarosa cristalizada y en las que el tamaño de sus granos difiera. “En masa cocidas que tienen igual peso de sacarosa cristalizada que difieren en cuanto al tamaño (promedio) de sus respectivos granos son inversamente proporcionales a los tamaños (promedios) de sus respectivos granos”.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. De modo que designamos por a y a1 a los tamaños de los granos de dos masas cocidas y por ST Y ST1 a sus respectivas superficies totales (siendo W el peso de sacarosa cristalizada, el cual es el mismo para ambas templas) el enunciado anterior se expresaría: ST = a1 ST1 a Relación entre número de granos y tamaño del grano a igualdad de peso de sacarosa cristalizada. De la relación que existe entre los valores de estas variables en la tabla XX se infiere que:  En MC que tienen igual peso de sacarosa y que difieren en cuanto al número y tamaño de sus granos sus números totales de grano son inversamente proporcionales a la tercera potencia de los tamaños de sus granos.  De manera que designamos por n y n1 Al número de granos de dos MC que tienen igual peso de sacarosa cristalizada y por A y a1 a los tamaños promedios de sus granos, el enunciado anterior se expresaría: 3 n a1 = n1 a 3

(Formula 11).

Dos MC que tengan igual brix, volumen, pza y temperatura y cuyas mieles sean de igual pza, contienen igual peso de sacarosa cristalizada porque: Al tener igual volumen, brix y temp tiene igual peso de sólidos y Porque de acuerdo con la fórmula 7, el peso de sacarosa Cristalizada % del peso de sólidos en MC = (Peso de sólidos en MC)(Pza MC – Pza miel) 100 – Pza miel Por supuesto que dos MC pueden tener también tener el mismo peso de sacarosa cristalizada y valores distintos de las tres variables de la anterior formula. Cálculos Como que las MC del problema tiene aproximadamente igual peso de sacarosa cristalizada. De acuerdo con la fórmula 11 y dando el valor de 1 al número de granos que la MC a1,, la siguiente proporción se cumple aproximadamente:

x 0.93 = 1 0.73 De donde X = 1 (0.9) 3 / 0.73 = 2.1 lo cual significa, aproximadamente, que la MC a . Tiene 2.1 granos que la MCa1. De acuerdo con la fórmula 10 y dando el valor de 1 a la superficie total en grano de la MC a1 la sig. proporción se cumple aproximadamente:

x 0.9 0.9 = de donde X = =1.28 1 0.7 0.7

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Lo cual significa que, aproximadamente, la MCa tiene una superficie total en granos que es de 1.28 mayor que la que tiene la MCa1. Superficie en granos y velocidad de cristalización de la MC contra evaporación y alimentación del tacho. El puntista para conseguir que sus templas se produzcan “limpias” (sin reproducciones) y que se terminen rápidamente, gradúa: La presión de vapor que admite la calandria El vacio del tacho El punto (Brix) de la MC durante la cocción y La cantida de material de alimentación de acuerdo con: a) El contenido y tmaño de los granos de la MC, y b) El carácter del sobrante de miel es decir: su volumen (por unidad de volumen de la MC), pureza y grado de SS aproximados, factores que puede apreciar gracias al alto desarrollo de sus percepciones táctiles y visuales. Por su experiencia sabe – en forma inconsciente en la mayoría de los casos- que no puede, sin riesgo, trabajar el tacho bajo un régimen de evaporación y alimentación superior al máximo que permita: 7. Manera de obtener el mayor rendimiento en azúcar de las templas Descargando las templas del tacho con el mayor contenido posible de granos y el menor contenido posible de miel (sobrante) y sin que estén en reproducidas. Dejando las templas permanecer en los cristalizadores, en movimiento, el mayor tiempo posible. Este principio es aplicable a todas las masas cocidas pero de una manera especial a las templas finales. Aprovechando aproximadamente todas las instalaciones para el enfriamiento de las masas cocidas que existan en los cristalizadores En cuanto a las características de los granos de la MC final, debe procurarse que sean lo mas uniforme posibles para que las templas purguen bien y minimizar así la recirculación de la miel final, la cual puede aumentar como consecuencia de purgas defectuosas y ocasionar pérdida de calidad en el azúcar comercial y pedida de capacidad en la estación de tachos, cristalizadores y centrifugas. En cuanto al tamaño de grano de la MC final, hay que tener presente para su determinación, por un lado, que mientras menor es su tamaño, mayores son las posibilidades de un mejor agotamiento en la miel final y mientras menor es el grano , más lenta es la purga como consecuencia de que los intersticios que durante lapurga de la MC se forman entre los granos y por donde se abre paso la miel , serán más finos. Es recomendable que se fabrique un grano que: a) Agote adecuadamente la miel final b) Facilite una centrifugación lo más completa posible, para obtener semilla (azúcar final) de alta pureza y reducir al mínimo de la recirculación de miel final. 5. En cuanto a la pureza de las MC finales, la teoría y la práctica coinciden en aceptar que las templas con pureza de 58 a 60 producen miel final más agotada (es decir de más baja pureza) las demás condiciones en cuanto a contenido de cristales, brix, tamaño y regularidad de los tamaños de los granos, tiempo de enfriamiento en los cristalizadores, etc… sean iguales en los dos casos.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Hay que reconocer que hay ingenios que por su poca capacidad en tachos y centrifugas en relación con su molienda, tienen que trabajar las terceras con purezas algo superiores a 60 consiguiendo con ello una menor viscosidad y más rápida purga. Y volver a descargar las MC finales a purezas entre 58 y 60 tan pronto como la excesiva viscosidad aparece. La solubilidad de la sacarosa disminuye a medida que decrece la pureza de la solución y como que las pérdidas de sacarosa disuelta en la solución crecen a medida que la la solución contiene más agua, la consecuencia es que teóricamente, la pureza de la miel final será tan menor cuanto mayor sea la relación impurezas/agua de la MC de que se deriva la miel. la relación mencionada aumenta con el aumento de brix y la disminución de la pureza de la MC, de donde se deriva la miel. ya que su valor es el mismo, tanto en el todo. El limite practico respecto a cuanto se puede aumentar el brix o disminuir la pureza de la MC final está condicionado. 1. Por la intensificación de la viscosidad, la cual aumenta a medida que la relación I/A aumenta 2. Por los bajos valores que adquiere la velocidad de cristalización a medida que aumenta la relación 1/A. 3. Por la pérdida de fluidez de la MC que también puede ocurrir en MC de muy alto brix y relativamente alta pureza. En este caso el remedio consiste en seguir descargándola con alto brix y con pureza algo más baja. 8. Sobre la densidad de la meladura Es cosa frecuente en nuestro país que las mieles se alimenten a los tachos teniendo grados brix que varían entre 65 y 70 y que la meladura se alimente mucho menos concentrada. Para reducir al mínimo su consumo de vapor en la casa de calderas y así economizar combustible (ya sea este bagazo o petróleo) se debe concentrar la meladura en el aparato de evaporación a múltiple efecto al brix más alto que admitan los tachos. El brix máximo seria aquel que empezara a obstaculizar la debida circulación de la MC en el interior del tacho O que muestre tendencia sobresaturar excesivamente la masa cocida. Por lo general un brix de 70 en frio (es decir a 20° C, que es la temperatura a que lo informa el laboratorio) que corresponde a unos 33 o 34° baume en caliente (o sea a la temperatura a que usualmente se hace su determinación en la casa de calderas), es admitido satisfactoriamente por los tachos que tienen buena circulación (buen diseño). Como que tal meladura incrusta más rápidamente el vaso melador de múltiple efecto, quizá se haga necesario hacer limpieza más frecuentes del aparato evaporador, pero teniendo en cuenta la importancia del ahorro de combustible y la mayor capacidad para moler que la utilización de meladura concentrada proporciona, por tener la meladura muy baja densidad, la demanda de vapor de los tachos es excesiva es muy probable que ante esa situación la recomendación más juiciosa sea producir meladura con brix entre 65 y 70 y proceder a la limpieza del aparato evaporador cuando el brix de la meladura no pueda ser mantenido por sobre 60° Brix. Desventaja de la meladura de poca densidad, porque en esa forma el consumo de combustible es muchísimo menor, como veremos oportunamente y porque además asi se obtienen MC de granos más parejos que purgan en forma más satisfactoria que cuando el trabajo de lo tachos se conduce por el método de cebas de meladura floja.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. La demanda de vapor de la MC asi tratada es también zigzagueante: mucha demanda al final de la ceba (cuando la EPE y la viscosidad son bajas) y muy poca demanda al principio de la ceba (cuando la EPE y viscosidad adquieren sus valores más altos). Dicha práctica causa “ciclos de picos y valles” en la demanda de vapor que contribuye a desarticular el balance calórico del ingenio. Tratamiento de la semilla en el tacho. Una vez que se haya tomado un pie de semilla en el tacho hay que observar detenidamente la variedad de tamaño de granos que pudiera contener. Si además del grano principal contiene granos mucho más fino es conveniente proceder a la disolución de los últimos, alimentando agua al tacho en forma continua o mejor aún, meladura de baja densidad que expresamente se prepara en un tanque del piso de tachos para el lavado de la semilla. Llevando las templas “recogidas” es como se obtiene la mayor uniformidad de tamaño de los cristales de las masas cosidas. calidad del producto. Las descargas del tacho con un contenido de agua menor que el usual (o sea con más alto brix) con lo cual se logra el propósito de mayor retención. Disolución de azúcar final. Cuando la producción de azúcar final es muy grande ( como sucede por ejemplo cuando la pureza del meladura es baja) o su tamaño muy pequeño, o ambas cosas, el tamaño del azúcar comercial que se produce puede resultar muy pequeño. Al azúcar final disuelto se le da una densidad igual a la meladura y se utiliza como si fuera meladura salvo que sea de muy baja pureza. Conclusiones. Si mediante el uso de todo el azúcar final pies de templas comerciales, el azúcar comercial producido resulta de pequeño tamaño hay que disolver una parte de la producción de azúcar final. Haciendo este, el tamaño y la calidad del azúcar comercial mejoraran. La práctica de no disolver el azúcar final, sino alimentar a los tachos meladura “floja” por el método de cebas , para tratar así de aumentar el tamaño del azúcar comercial, además de producir azúcar de tamaño muy irregular que pudiera dificultar la purga, ocasiona consumos de vapor muy superiores a los que se originan cuando, con el mismo propósito de aumentar el tamaño del azúcar comercial se recurre al expediente de disolver una parte del azúcar final que se produce, pero manteniendo alta la densidad de la meladura. Deducción de la fórmula 10. Sean las masas cocidas MC y MC 1 cuyos granos tienen las sig. Características MC = Peso total de sacarosa cristalizada = MC1 W W n = Número de cristales………………………. = n1 a = Tamaño del grano……………………………. = a1 P = Peso del cristal………………………………… = P1 S = Superficie de 1 cristal………………………. = S1 ST = Superficie total de cristales……………. = ST1 Por geometría se sabe que:

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 3

p a IV W = 3 y como que P= p 1= p1 a1 n n1

Se obtiene sustituyendo:

W n a3 = (I ) W a31 n1 Por geometría: 2

S a = (II ) S 1 a21

Como que: ST = nS

ST1 = n1 S1

Dividiendo:

ST nS ST n S = de donde = ST 1 n1 S 1 ST 1 n1 S 1 Sustituyendo los valores de (I) y de (II) en (III): 3

2 ST a1 a ST a 1 = 3 2 simplificando = ST 1 a a 1 ST 1 a

Que es la fórmula 10 del texto. Deducción de la fórmula 11. Sean las masas cocidas MC y MC 1 cuyos granos tienen las sig. Características. MC MC1 P = Peso total de granos…………………… = P D = Densidad de la sacarosa……………. = D V = Volumen total de granos ………….. = V v = Volumen de 1 grano………………….. = v1 a = Diámetro de un lado, tamaño……… = a1 n = Numero de granos…………………….. = n1

Como peso = volumen X densidad, los pesos totales de sacarosa cristalizada serán:

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. P= VD

P = V1 D

De donde: V D = V1 D:

luego:

V = V1

De modo que los volúmenes de sacarosa cristalizada que contiene son iguales, y como V=nv

V1 = n1 v1

Sustituyendo en (I) se tiene: n v = n1 v1 Por otra parte:

v = a3 y V1 = a1 3

Sustituyendo en (II) n a3 = n1 a1 3 De donde: 3 n a1 = n1 a 3

VI. LA TRANSMISIÓN DEL CALOR DURANTE EL COCIMIENTO Cuando se estudia la evaporación del jugo clarificado, el objetivo principal es obtener la mayor velocidad de evaporación en la forma más eficiente posible. La evaporación en múltiple efecto ha permitido conseguir estos objetivos con ventajas, pero el aumento progresivo de densidad y sobre todo, viscosidad en el material en proceso, impide aprovechar las ventajas de la evaporación en múltiple efecto como medio de provocar la cristalización y debe conformarse con alcanzar una concentración alrededor de 60° - 65° brix. A partir de este momento la evaporación es discontinua y en simple efecto, pero es necesario destacar que el aparato que la produce deja de ser un evaporador simple para pasar a ser un cristalizador en donde la evaporación es el medio para provocarla; vale decir que en el estudio de un tacho es objetivo principal todo lo que concierne a la cristalización y al crecimiento del cristal en la forma más adecuada posible, y a la evaporación solamente se le considera un medio para alcanzar este fin con éxito. Flujo calórico. La ecuación tan simple que da la cantidad de calor que pasa por hora a través de la superficie de calefacción del tacho.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Q = K S ∆ tm (formula 12) En la que: Q = cantidad de calor en calorías por h K = coeficiente de trasmisión calórica total en cal/h/m2/1°C S = superficie de calefacción en m2 ∆tm = salto medio (caída o diferencia) de temperatura entre la fuente de calor y el elemento calentad, se ve influida durante la cocción, por varios factores que se relacionan entre si superponiendo sus efectos, la mayor parten de las veces, o bien contrarrestándose como ocurre con algunos. Los que más se destacan son: A) Factores que crecen con el nivel de la masa cocida. a) Carga hidrostática b) Elevación del punto de ebullición de la masa cocida c) Densidad d) Viscosidad e) Tamaño de los cristales f) Saturación B) Factores que disminuyen con el nivel de la masa cocida: a) Pureza de la miel de la masa cocida b) Coeficiente de trasmisión calórica c) Salto de temperatura media d) Velocidad de circulación e) Velocidad de evaporación f) Velocidad de cristalización g) Calor especifico de la masa cocida. Siendo la fórmula 12 la expresión de la cantidad de calor que puede transformarse en trabajo en el tacho, es necesario considerar aisladamente cada uno de los factores que inciden sobre el, de tal modo que se pueda conocer con un criterio cabal sobre cuales debemos concentrar nuestra atención a fin de aprovechar al máximo esta cantidad de calor. Trasmisión calórica en tachos al vacío. En el lenguaje técnico se denomina calandria a un haz de tubos verticales soportados en ambos extremos por placas de tal modo, que resulta un recipiente estanco, en donde los tubos por su parte externa reciben vapor como fuente de calor y por la parte interna dejan circular el líquido a calentar; se completa la calandria con disposiciones adecuadas para evacuar el agua condensada y los gases incondensables. El uso del vapor como fuente de calor en tachos al vacío se remonta a los comienzos de 1800, y el primer tacho al vacío usaba superficie de calefacción plana (camisa de vapor) según el modelo de Howar 1812. Degrande en 1824, mejora el modelo anterior introduciendo el sistema de calefacción por serpentines. En 1830, Rilliux crea el sistema de evaporación en múltiples efectos e introduce el sistema de calefacción por un haz de tubos horizontales. El sistema con haz de tubos verticales aparece recién en 1884 cuando Robert, director de una fábrica azucarera en Seclowitz construye el primer evaporador en triple efecto en Europa. Este sistema es el más comúnmente usado hoy y en Europa se conoce como como sistema Robert para designar calefacción en calandria Las primeras calandras carecían de tubo central muy pronto fue necesario introducirlo como medio para aumentar la circulación.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Al poner un tacho en funcionamiento es necesario como mínimo cubrir la calandria a fin de que las mieles no encuentren superficies calientes en seco y ocurran fenómenos de caramelizarían. A medida que la operación de cocción continúa el nivel de la masa cocida (MC) sobre la placa va aumentando. Al aumentar el nivel de la MC , distintos factores que juegan papeles importantes durante la cocción sufren variaciones que se traducen finalmente a una disminución progresiva de K y por lo tanto , de la cantidad de calor que puede pasar a través de la calandria. Veamos por separado cada uno de estos factores. Elevación del punto de ebullición por efecto de la presión hidrostática. Sabemos que un líquido entra en ebullición cuando la tensión de vapor del mismo, iguala a la presión que lo rodea. Por lo tanto, un líquido sometido a una presión de 75 cmHg hervirá a una temperatura inferior que si estuviera sometido a 76 cm Hg. COMO CONSECUENCIA DE ESTE PRINCIPIO, al crecer el nivel de la MC en el tacho, las capas inferiores ya no hervirán a la misma temperatura que hierven en la superficie, ya que además de la presión que hay en la superficie, se suma la presión provocada por el peso de la columna de MC , y por lo tanto al ser mayor la presión el punto de ebullición habrá aumentado. Para una misma altura de líquido el peso variara según la densidad, cuanto mayor sea el brix de la MC, mayor será el aumento del PE, para una misma altura de la MC. Sintetizando se llega a establecer que a medida que aumenta el nivel de la MC , la temperatura que tendría que alcanzar la misma en la calandria para hervir, tendría que ser mayor que la que necesita para hervir en la superficie. Determinaciones prácticas demuestran que la temperatura que tendría que tendrían que tener la MC en las capas inferiores para entrar en ebullición, difícilmente es alcanzada, de tal modo, que la calandria solamente trabaja como calentador.

El siguiente cuadro indica el aumento de PE (punto de ebullición) para soluciones de 70° brix cuyo punto de ebullición en la superficie es de 60° C. Altura de la MC sobre la placa en cm 10 20 30 40 50

ep °C

Altura

ep °C

1.4 2.7 4.3 5.2 6.3

60 70 80 90 100 200

7.4 8.5 9.5 10.5 11.4 20.7

el valor del aumento de ebullición ep no solamente aumenta con la altura del nivel del líquido, sino también con la disminución del PE en la superficie de la MC de tal modo, que si los valores anotados de eP para 60°C los tomamos a 50° C, serían mayores o viceversa. Elevación del EP por efecto de la concentración de la solución, cuando un líquido puro hierve, tiene la temperatura que corresponde a sus vapores a la presión a que están sometidos. Si

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. hacemos hervir agua pura a una presión de 760 mm Hg, por ejemplo tanto los vapores como el líquido tendrán la temperatura de 100°C. Pero tratándose de soluciones, ya no rige este principio. Las soluciones ideales, siguen la ley de Raoult, es decir que la temperatura de la solución será mayor que la que tiene el solvente puro cuando hierve sometido a la misma presión, y este aumento será proporcional al número de moles de la sustancia disuelta. Este aumento e, estaría dado por la siguiente ecuación:

c=

m K M

e = elevación del EP m = gramos de sustancias disuelta. k = constante, que varía según sea el disolvente. En el caso particular de soluciones de azúcar e impurezas, exactamente no siguen esta regla, pero se manifiesta. Cuanto mayor sea el peso de sustancia disuelta en el agua, mayor será la elevación en el PE, y más se hace sentir este efecto tratándose de no azucares que de sacarosa; por lo tanto, la elevación del PE para una misma cantidad de sacarosa disuelta, será mayor cuanto menor sea la pureza de la miel. Siendo así, a medida que crece el nivel de la MC, el valor e crecerá algo por efecto del aumento de concentración, pero más aún por efecto de disminución de pureza.

TABLA XXIII Elevación del punto de ebullición de soluciones de azúcar y de jugo de caña bajo la presión de 760 mm de mercurio. PUREZAS ° Brix 100 90 80 70 60 50 40 10 0.1 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2 15 0.2 0.2 0.2 0.2 0.3 0.3 0.4 20 0.3 0.3 0.3 0.3 0.4 0.5 0.6 25 0.4 0.5 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 30 0.6 0.7 0.7 0.8 1.0 1.1 1.2 35 0.8 0.9 1.0 1.1 1.3 1.4 1.6 40 1.0 1.1 1.3 1.5 1.7 1.9 2.1 45 1.4 1.5 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 50 1.8 1.9 2.2 2,5 2.8 3.1 3.4 55 2.3 2.5 2.8 3.1 3.5 3.9 4.3 60 3.0 3.2 3.6 4.0 4.4 4.9 5.4

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 65 70 75 80 85 90

3.8 5.1 7.0 9.4 13 19.6

4.1 5.5 7.5 10.0 13.7 20.5

4.5 6.0 8.0 10.5 14.0 21.2

4.9 6.5 8.6 11.3 14.4 22.4

5.5 7.1 9.4 12.3 15.3 23.7

6.0 7.7 10.1 13.1 16.4 25.3

6.5 8.3 10.8 14.1 19.1

Chassen y thieme, dan los anteriores valores de e, para soluciones azucaradas de distintas purezas sometidas a una presión de 760 mm Hg. Cuando nos referimos al valor ∆ tm, dijimos que era el salto medio entre la temperatura del vapor y la de MC. Si despreciamos los valores de la elevación del EP ep y e por efecto de la presión hidrostática y del aumento de la concentración, la temperatura de la MC seria la que corresponde al valor de para esa presión ; en este caso, el salto de temperaturas está dado por la media entre la temperatura de la MC seria la que corresponde al vapor para esa presión; en este caso, el de vapor de calefacción y la de los vapores provenientes de la ebullición. Esta diferencia de temperaturas se conoce como salto medio aparente. Si en cambio entrar en juego los valores e y e p la temperatura media de la MC ya no será la que corresponde a la de los vapores en la capa superior sino que estará aumentada en e mas ep y por lo tanto, ,el valor ∆t estará disminuido de esos valores. En este caso el valor ∆tm se llama salto medio real. De acuerdo con la ecuación de la fórmula 12, vemos que la cantidad de calor que pasa por hora a travez de una superficie de calefacción S, es directamente proporcional al salto medio de temperatura (debe tomarse el salto real). Siendo la temperatura del vapor de calefacción constante y aumentado la de la MC en e + ep , a medida que la MC aumenta su nivel resulta que el valor de ∆tm disminuye, y por lo tanto, disminuirá la cantidad de calor Q. Vemos así la notable influencia que tienen los valores e p y e en ñla cantidad de calor que puede pasar a través de una superficie S y por lo tanto, en la velocidad de evaporación. Es necesario hacer notar que, además los valores ep y e tienen otro efecto, y es que disminuye la cantidad de calor aprovechable del vapor de calefacción ya que el agua condensada a una temperatura mayor y proporcional a la temperatura que alcance la MC. Es necesario alcanzar una altura mínima del líquido en los tubos para obtener el máximo valor de K; esta altura es la mínima necesaria para que se produzca el efecto de bombeo y el líquido trepe. Alcanzada esta altura mínima, a medida que el nivel del líquido crece, los valores de K decrecen Influencia del tamaño de los cristales en la viscosidad. Se nota a medida que aumenta el tamaño del cristal, la viscosidad aumenta. Influencia de la velocidad de circulación sobre el coeficiente de transmisión calórica. La circulación en el tacho se produce principalmente como consecuencia de la diferencia de peso entre la MC caliente, que asciende después de pasar por el tubo central después de ceder calor por vaporización en la superficie. Si comparamos la temperatura que alcanza la MC en los tubos con la que tendrá que tener para alcanzar el punto de ebullición teniendo en cuenta la carga hidrostática, llegamos a establecer que esta temperatura de ebullición, en la mayor parte del tiempo de trabajo no es alcanzada. Observaciones de Claassen confirman que no se produce ebullición en los tubos, y cuando esta

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. se produce a mayor altura las burbujas de vapor no son condensadas por las capas de MC más frías, sino que prácticamente están aisladas por efecto de la viscosidad, de tal modo que ascienden hasta llegar a la superficie en donde al liberar su calor latente enfrían la MC. Webre es más preciso en sus observaciones yn establece que para niveles de MC superiores a 30 cm la MC hierve solamente en los últimos 43 cm; y que hierve en los tubos mientras que el nivel está comprendido entre 0 y 30 cm sobre la placa tubular superior llegamos a establecer entonces que la circulación natural en el tacho se produce por dos efectos, el primero ya mencionado, de la diferencia de peso entre la masa ascendente y la descendente, y el segundo, por aliviamiento producido en los últimos niveles de MC por efecto de la burbujas de vapor ascendente. La causa por la cual la velocidad de circulación influye directamente sobre la velocidad de evaporación y sobre el coeficiente de trasmisión calórica, se explica con el siguiente razonamiento: consideramos que la unidad de peso de MC pasa en la unidad de tiempo a través de una superficie de calefacción S con un salto de temperatura ∆t, absorbiendo una cantidad de calor Q. si manteniendo constante todos los factores, hacemos que esta unidad de peso de MC pase dos veces en la unidad de tiempo a través de la superficie S, habrá absorbido 2Q veces la cantidad de calor , o lo que es lo mismo en la unidad de tiempo se podrá evaporar doble cantidad de agua. Si por efecto de aumentar la circulación al doble, pasamos de Q a 2 Q siendo S y ∆t los mismos en ambos casos resulta, de acuerdo ala ecuación 12, que el coeficiente de trasmisión calórica total,lo tenemos en los siguientes valores experimentales de evaporación de K y de temperatura obtenido en un tacho de las siguientes características trabajando una MC de 71.5 de pureza. La curva de velocidad de circulación es específica para cada tacho y varia con las purezas. Boswort y duloy citan los siguientes valores promedios, medidos con el aparato ya descrito: MC A …………………………………100 mm/seg MC AB ………………………………80 “ “ “ “ “ “ MC B ………………………………..40 “ “ “ “ “ “ MC C …………………………………20 “ “ “ “ “ Influencia del diseño del aparato en la velocidad de circulación. Prácticamente podemos comprobar aumentado la presión del vapor de calefacción se aumenta la velocidad de evaporación del coeficiente de trasmisión calórica y también la circulación. En este caso sucede que al aumentar la presión de vapor hemos aumentado, ∆t, y por lo tanto la cantidad de calor Q que pasa a través de la superficie de calefacción estas dos observaciones son reales y palpables a tal punto que una interrogante acerca de si una mayor evaporación es producida por una mayor circulación o si la circulación es producida por una mayor evaporación a costa de una mayor cantidad de calor. Ya dijimos que las primeras calandrias carecían de tubo central y que al introducirlo se consiguió una notable mejora en la circulación y por lo tanto, en los valores de evaporación y de K . Estas mejoras se acentúan cuanto mayor sea la densidad y viscosidad del líquido. Son numerosas también las comprobaciones prácticas de tachos en los que aumentando el diámetro del tubo central se consiguieron aumentos en velocidades de evaporación en el coeficiente K, gracias haber conseguido una mejor circulación al agrandar el tubo central, aunque para ello se halla disminuido la superficie de calefacción.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Webre da los siguientes valores de velocidad de evaporación en función del tiempo de un tacho que trabaja el mismo producto antes y después de haber disminuido el diámetro del tubo central de 72” a 36”.

Tiempo horas 1 2 3 4 5 6 7

Evaporación lb/pie2/h 36” diámetro 5.8 4.4 2.5 1.3 0.6 0.4 0.4

72” diámetro 7.5 5.5 3.4 2.6 1.9 0.7 0.6

Un hecho semejante se presenta cuando a un tacho a serpentines de diseño anticuado, al ordenarlos de modo de mejorar la circulación se le mejoran los valores de evaporación, aunque para ello se halla tenido que quitar serpentines, lo que disminuye la cantidad de calefacción. Las curvas 1,2,3 de la figura 30, son otro ejemplo de la influencia del diseño del aparato sobre la velocidad de circulación. Vemos que los valores de K para los tubos de 48” son mayores que para los tubos de 30”. Se explicó que era debido al efecto de bombeo de las burbujas de vapor en los tubos, el cual es mayor cuanto mas largo, y produce un aumento de la velocidad de circulación. En esa misma figura, se nota que las curvas 1,3 son coincidentes en su mayor parte. La diferencia en la primera parte. La diferencia en la primera parte se debe haber cambiado el fondo del aparato, la curva 3 corresponde a un fondo cónico de 60° y la curva 1 a un fondo plano. Como puede verse, se obtienen mejores coeficientes con el fondo plano. De estas consideraciones se llega a establecer que entre todas las variables posibles de las partes que se compone un tacho, existe una óptima, para la cual la circulación es máxima. Alcanzada esta circulación máxima se tendrá también una evaporación máxima y un valor de K máximo. Mientras el tacho este trabajando con una cantidad de calor menor que el máximo que permite sus características constructivas cualquier aumento en la cantidad de calor (presión de vapor), aumentara la circulación. Pero si el tacho ya está recibiendo la cantidad de calor máxima que le permite su diseño, cualquier aumento que hagamos en la presión de vapor en nada mejorara la circulación. Este es el caso de los tachos con tubo central chico, en donde si aumentamos la cantidad de calor (presión de vapor), mejoraremos la circulación y por lo tanto la evaporación, pero este aumento será momentáneo, pues la masa ascendente se verá frenada por la descendente y la circulación llegara a estacionarse en un equilibrio máximo, dado por las características constructivas. La manera en que se efectúa la alimentación del tacho influye sobre la velocidad de circulación. Cuando se hace en un solo punto central, puede suceder que la alimentación supere la

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. velocidad de la MC descendente; en este caso el líquido de alimentación sube por el tubo central. Si la alimentación es única, pero se efectúa en un punto de la parte inferior del tubo central, puede suceder que el líquido de alimentación tome el camino más fácil y ascienda solamente por los tubos vecinos al tubo central, lo que provoca corto circuitos en la MC. Cuando estos dos casos se presentan la circulación se ve disminuida, lo contrario ocurre cuando se aplica el sistema de distribución periférica, ya sea por un anillo perforado colocado debajo de la placa inferior, por la alimentación periférica múltiple, o por alimentación única con un dispositivo de distribución cercano al fondo que guía el líquido de alimentación hacia los tubos, señalados en el último término, la circulación se ve mejorada; sobre todo, cuando el líquido de alimentación tiene una temperatura algo superior a la MC; en este caso, en la parte inferior de los tubos se produce una fuerte evaporación por flash, estas burbujas de vapor en los tubos alivianan la MC y producen efecto de bombeo aumentado así la circulación. La viscosidad se disminuida y aumenta la circulación, y por otra, el líquido no solo es calentado, sino que puede iniciar la evaporación de tal modo que el jugo al entrar a la calandria, lo hace emulsionado con el vapor y aumenta así la velocidad de pasaje a través de los tubos, lo que se traduce en un aumento de la circulación. La circulación mecánica, en este caso mediante un sistema adecuado de hélices colocado en el tubo central, accionado eléctricamente, la MC es forzada a descender por el tubo central y a subir por los tubos de la calandria. El tacho Webre con circulación mecánica da valores de evaporación y coeficiente de trasmisión calórica notablemente superior a los tachos con circulación natural, especialmente cuando se trabaja productos de baja pureza en los que la viscosidad disminuye notablemente la circulación natural. Para jugos de caña figuran los siguientes valores de capacidad de evaporación en kg/h/m2 Máximo Pie …………………………… 85 MC A………………………… 71 MC B ………………………… 46 MC C ………………………… 36

Mínimo 32 32 11 1.7

los valores que figuran a continuación son los obtenidos cada 10 minutos en un tacho con circulación mecánica trabajando una MC B de 71.5 de pureza. A e e / 10´ = agua evaporada cada 10 minutos. Ae eq / hora = agua evaporada equivalente en una hora Ve = velocidad de evaporación V = Velocidad de circulación. A e e / 10´

Ae eq /hora

k

Ve

v

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 740 1375 1555 1530 1385 1000 950 935 830 795 765 755 715 690 685 656 664 640 635 625

4400 8250 9350 9170 8300 7100 6000 5680 5620 4980 4770 4570 4270 4140 4090 3920 3970 3810 3740 3200

468 550 542 498 410 352 340 325 297 280 282 284 254 262 257 240 241 232 224 193

16.7 31.0 35.0 34.5 31.2 27.0 22.6 21.4 21.4 18.7 17.2 17.0 16.0 15.5 15.4 14.7 14.9 14.3 14.0 12.0

366 582 520 346 220 170 114 175 112 155 68 62 126 66 65 66 64 76 89 76

Tomando los valores del cuadro precedente se han construido las curvas I, II y III de la figura 37 que indican la variación de la velocidad de circulación, velocidad de evaporación y coeficiente de trsmision calórica total, en función del tiempo de cocción. El paralelo de estas tres curvas muestra la dependencias que hay entre estos valores

Resumiendo cuanto se ha dicho en el presente capitulo se llega a la conclusión de que los valores de evaporación y de transmisión calórica, dependen en forma directa de la VIII LOS SISTEMAS MODERNOS DE DOS Y TRES MASAS COCIDAS

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V.

Fig. Esquema de fabricación de templas finales

1. CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMAS MODERNO DE TRES MASAS COCIDAS Este método de trabajo de los tachos, cuyo esquema aparece e la figura 39, es conocido con los siguientes nombres: sistema de tres masas cocidas sin recirculación de miel, sistemas de Webre Mayoral y sistemas de dos templas y media. Este sistema se caracteriza: Primero: porque se cristaliza miel de primera, o más comúnmente, una mezcla de pureza entre 70 y 80 hecha ligando miel de primera y meladura, cuya mezcla se hace en un tanque destinado a ese fin, que se denomina tanque de mezcla. Segundo: porque, el tacho o tachos, que cristalizan para hacer los pies de masas cocidas de tercero (que son las templas finales de este sistema) están generalmente dotados de más de un granero, con los cuales se facilita dar al grano cristalizado un apropiado desarrollo volumétrico mediante el cocimiento de la MC final en varias etapas.

Tercero: Porque generalmente, aunque no necesariamente, el taco (o tachos) que cristaliza está dotado de instrumentos que indican o registran y a veces controlan el grado SS de material que se granula para así realizar dicha operación con la máxima eficiencia. Cuarto: porque no se recircula miel de primera de ahí uno de los nombres del sistema sino que la MC A se hace virgen, es decir con un pie de semilla desarrollada que es alimentado exclusivamente con meladura. Quinto: porque la MC de segunda (MC B), que se comienza con un pie de semilla desarrollada al que se alimenta MIEL DE PRIMERA (miel A), no es de pureza fija (como en los sistemas antiguos) sino de pureza variable, generalmente de 72 a 78. La pureza de dicha MC en este sistema es generalmente más alta que la pza asignada a la última masa cocida comercial de los sistemas antiguos. Sexto: porque a la MC final generalmente se alimentan tres productos:

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Funcionamiento del sistema durante los primeros días de zafra. La primera operación que se hace en los tachods el primer dia de zafra es cristalizar meladura y desarrolar, mediante alimentacion de meladura, el grano obtenido, para derivar de la cristalización hecha cierto numero de pies de MC comerciales, se siguen elaborando con pies de granos desarrollados provenientes de las cristalizaciones en meladura. Las cristalizaciones en meladura se discontianuan tan pronto como se establezca el flujo de semilla proveniente de la purga de las MC de tercera y es entonces cuando se pone en pleno funcionamiento el sistema de tres MC moderno cuya descripción damos a continuación.

Así termina el ciclo de producción de templas de agotamiento, el cual continuamente se repite. Generalmente, las masas cocidas finales (MC C o terceras) se terminan con una pza entre 58 y 60 y para ellos es necesario calcular cuando deben hacerse los cambios de alimentación. Las terceras así hechas se descargan en los cristalizadores en donde permanecen suficiente tiempo enfriándose, después calentándolas algo en el mezclador de las centrifugas, se purgan para originar miel final y azúcar de tercera. En ocasiones, una parte de este azúcar se disuelve en el disolutor D y se bombea al tanque de meladura. La parte de azúcar de tercera que no se disuelve, es mezcla con agua, meladura o guarapo clarificado para hacer un magma llamado generalmente semilla (mingle en algunos lugares) que se bombea al semillero S donde es tomada por los tachos periódicamente para hacer las MC comerciales.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Desarrollo volumétrico de la semilla y tamaño del grano de azúcar comercial. Así como el grano de una cristalización al desarrollarse origina el grano de azúcar final, este también, al desarrollarse (mediante pases o cortes que, se le da en los tachos durante el ciclo de producción de MC comerciales que de la semilla ha sido distribuida proporcionalmente entre las MC comerciales que de la semilla se han derivado, El desarrallo volumétrico = al vol. de las MC comerciales derivadas del pie de semilla de la semilla es aproximadamente volumen del pie de semilla

FORMULA 18

Tam. del grano aprox. del grano com.= tam. de grano de azúcar final

√3 desarrollo volumet .de la semilla FORMULA 19

La fórmula 19 puede ser aplicada globalmente cuando la semilla ha sido “repartida” (esa es la palabra usada en los tachos) proporcionalmente entre todas las MC comerciales que de ella se derivan al programarse su reparto, Ejem: Primer caso. De 500 pies3 de semilla se derivaron 4 MC de 1500 pies3 cada una. Tamaño grano azúcar final = 0.4 mm. Volumen total de MC comerciales derivadas = 1500 X 4 = 6000 pies 3. Desarrollo volumétrico del pie de semilla según formula 18 = 6000 /500 = 12:1. Tamaño promedio del azúcar comercial resultante, según formula 19 =

√3 12

0.4

= 0.4 X 2.29 = 0.92

Cuando la semilla se reparte en forma desproporcionada se originan granos de azúcar comercial de distintos tamaños promedios. Para el cálculo de los tamaños no es aplicable, en este caso, la fórmula 19 en forma global , sino que hay que aplicar individualmente a cada MC la sig. Formula: Tamaño del grano del pie de templa.=

= [tamaño del grano del pie de templa]

√ 3

volumen MC terminada volumen piede templa

(FORMULA 20)

Problema no. 39. Calcular aproximadamente los tamaños promedios del azúcar comercial que

hacen los tachos A, B, C, y D en todos los casos. Volumen del pie = 500 pies3. Volumen de la templa terminada =1500 pies3

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. El tacho de A toma del semillero primario un pie de 500 pies3 de semilla que promedia 0.35 mm de tamaño y alimentando meladura, duplica su volumen y pasa la mitad al tacho B , haciendo templa (el tacho A) con la mitad que retuvo. El tacho B duplica el volumen que le ha sido pasado, pasa la mitad al tacho C duplica el volumen que le ha sido pasado, pasa la mitrad al tacho D y con lo que le queda hace templa comercial. El tacho D hace también templa comercial. Calculo A primera vista se comprende que el grano más pequeño es el hecho por el tacho A pues su MC es la correspondiente a un solo corte (o pase) de la semilla; que un poco mayor es el azúcar hecho por el tacho B porque su MC es la correspondiente a dos cortes (o pasos) de la semilla y que los tachos C y D harán templas con granos iguales y mayores porque sus MC provienen del tercer corte de la semilla. En el tacho A Volumen del pie original de semilla que tomo = 500 pies3 Tamaño promedio del grano de la semilla que tomo = 0.35 mm Volumen de MC al duplicar el volumen del pie =1000 pies3 Tamaño del grano al duplicar el volumen del pie =

0.35

√ 3

1000 500

= 0.35

√3 2

=0.35 x 1.26 = 0.44mm.

Volumen del pie que queda en A después de pasar la mitad a B = 500 pies3 Tamaño del grano = 0.44 mm Volumen de la templa que hace A = 1500 pies3 Tamaño promedio del grano, aproximado, de la templa de A =

0.44

√ 3

1500 500

En el tacho

= 0.44

√3 3

=0.44 x 1.44 = 0.63mm

B:

Volumen del pie que le paso A = 500 pies3 Tamaño del grano del pie = 0.44 Volumen de la MC al duplicar el volumen del pie = 1000 pies3 Tamaño del grano al duplicar el volumen del pie =

0.44

√ 3

1000 500

= 0.44

√3 2

=044 X 1.26 =0.55 mm

Volumen del pie que queda en B después de pasar la mitad a C = 500 pies3 Tamaño del grano = 055 mm. Volumen de la templa que hace B = 1500 pies3

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Tamaño promedio del grano, aproximado, de la templa que hace B =

0.55

√ 3

1500 500 = 0.55

√3 3

= 0.55 X 1.44 = 0.79 mm.

En el tacho C Volumen del pie que le paso B = 500 pies3 Tamaño del grano del pie = 0.55 mm Volumen de MC al duplicar el volumen del pie = 1000 pies3 Tamaño del grano al duplicar el volumen del pie =

0.55

√ 3

1000 500

= 0.55

√3 2

=0.55 X 1.26 = 0.69 mm

Volumen del pie que queda en C al pasar la mitad la a D = 500 pies3 Tamaño del grano = 0.69 Volumen de la templa que hace C = 1500 pies3 Tamaño del grano, aproximado, de la templa que hace C =

0.69

√ 3

1500 500

= 0.69

√3 3

=0.69 X 1.44 = 0.99

En el tacho D Los cálculos para determinar el tamaño promedio del grano de la templa que este tacho hace son iguales a los que aparecen en la última ecuación. Tamaño del grano = 0.99 Comentarios. La distribución de semilla del ejemplo del problema anterior no es satisfactorio puesto que origina granos de tamaños distintos. La existencia de semillero secundario permite hacer un reparto más proporcional de la semilla y, por consiguiente , facilita la estabilización del tamaño del grano de azúcar comercial. Las formulas 19 y 20 no dan resultados exactos. Debido a que estas fórmulas toman en consideración solamente e l desarrollo volumétrico del pie de semilla (en la fórmula 19) y el de pie de templa (en la fórmula 20) en lugar de tomar en consideración los desarrollos ponderales de los cristales contenidos en dichos pies. La cantidad de granos que se disuelven se acentúan cuando las MC se alimentan intermitentemente por el método de cebas.

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y=

pza de meladura− pza de lamezcla ¿ pza meladura− pza miel primera ¿ 10 ¿ ¿

(formula 21)

No siempre la pureza que se desea obtener (siguiendo estas instrucciones y aplicando la fórmula 21) coincide con la pureza que arroja el análisis de la mezcla terminada, porque, para que haya coincidencia, es necesario que los materiales tengan igual brix e igual temperatura, lo cual no siempre sucede en la práctica. Además en el capítulo “cálculos en los sistemas de masas cocidas” se ofrecerá la manera de calcular matemáticamente no solamente el flujo de producción correspondiente a cualquier sistema de masas cocidas en función de la cantidad de solidos que entran por meladura y de las purezas y grados brix de los materiales, sino también los consumos de vapor en los tachos, y de agua caliente para diluir las mieles de alimentación. 2. Los sistemas modernos de dos masas cocidas Cuando la pureza de la meladura es superior a 85 hay que alimentar a la MC de primera la cantidad necesaria de miel de primera para mantener en, aproximadamente 85 la pureza de dicha masa. En otras palabras: cuando la pureza de la meladura es mayor que 85 hay que recircular un poco de miel de primera Según fundora, la MC de primera debe ser descargada del tacho con una temperatura de aproximadamente 160° F. los cristalizadores de primera deben estar dotados de equipo de enfriamiento (tipo blanchard o similar) que proporcionen un pie cuadrado de superficie de enfriamiento por pie cubico de MC a enfriar. Unidad enfriadora empleada en el sistema moderno de dos masas cocidas un cristalizador tipo Rose, Lo que resulta una proporción de 1 pie2 de superficie de enfriamiento por cada pie cubico de masa cocida. Ordinariamente, después de la tercera o cuarta ceba, el contenido de granos ha desarrollado lo suficientemente para poder absorber sacarosa de la miel en la misma proporción en que la evaporación de agua (que realiza el tacho) la hace disponible por sobresaturación . Durante todo el período de tiempo anterior a aquel en que se alimenta en forma continua la MC(es decir durante el periodo en que se baja el vacío del tacho y se dan las cebas cortas) se dice con mucha propiedad, que el grano ha recogido el sobrante (y ha pasado el peligro de recristalización) es cuando se alimenta en forma continua y se puede evaporar a mayor tren. Los puntistas reconocen estos momentos mediante la frecuente observación de muestras de MC del tacho. Ya puesto el tacho bajo un régimen de alimentación continuo y proporcionado miel de primera, se va aumentando en forma gradual el vacío del tacho (haciendo pasar cada vez mayor cantidad de agua por el condensado r) hasta recuperar el primitivo vacío alto con que se evaporo y concentro la carga que se cristalizo.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. En general mientras menor es el volumen de la carga que se cristaliza y mayor la cantidad de polvillo utilizada, tanto más rápidamente el grano recogerá el sobrante de miel y podrá ponerse el tacho a evaporar más rápidamente y bajo un régimen de alimentación continuo y proporcionado a la consistencia de la MC ( MC “recogida” con mucho grano y poca miel) más alimentación; poca consistencia (MC “floja” con relativamente poco volumen de cristales en relación con el volumen de miel) menos o ninguna alimentación Cuando el material es de muy baja pureza y es mucha la viscosidad, se puede bajar el vacío más de 2 pulgadas y mantenerlo bajo durante mucho más tiempo. Se obtienen así muy buenos resultados pues la viscosidad disminuye y el grano crece con facilidad. La más alta temperatura de la MC recién cristalizada que se produce después de bajar el vacío (160,3 °F) respecto a la menor temperatura (144.9 °F ) antes de bajar el vacío, determina una mayor velocidad de crecimiento de los incipientes cristales El menor diferencial de temperaturas (∆t de 74.5°F) después de bajar el vacío, determina por lo general (pero no siempre por que el valor de la viscosidad influye mucho en el coeficiente de transmisión de calor) que el tacho evapore más lentamente bajo el régimen de vacío bajo. Ordinariamente el vacío alto inicial es restaurado mediante pequeños incrementos ( de 0.3 pulgadas de mercurio por ejemplo) que se hacen cada 10 o 15 minutos, aunque el periodo de restauración puede prolongarse mucho más, según lo requiera el proceso, solamente en los casos en que el tacho tenga su condensador y equipo de extracción de aire (bomba de vacío o eyector) individual. La retención máxima posible de sacarosa, o lo que es lo mismo, a la necesidad de conseguir el mayor agotamiento posible de la miel final. En los sistemas de dos MC modernos, la pureza de la miel de primera es un factor crítico, o determinante, tanto en la calidad del azúcar comercial que el sistema producirá como el agotamiento probable de la miel final, y, por consiguiente, hay que tratar de estabilizarla a un nivel que satisfaga ambos fines. Trataremos de demostrar ambos asertos. Cálculos comprobatorios de lo anterior: Pza de la miel de primera = 65 Desarrollo volumétrico del grano = 1:18 Pureza de la carga que se cristaliza = 70 Caída de pzas de la MC final = (1 X 70) + (17 X 65) = 65.3 18 Pureza estimada de la miel final = 65.3 – 30 = 35.3 Concluiremos reiterando que en los sistemas modernos de dos MC es muy importante operar de forma que quede estabilizado el nivel de pureza de la miel de primera al valor considerado como el más adecuado para satisfacer las demandas sobre la calidad del azúcar comercial y sobre el agotamiento probable de la miel final. Como que la pureza de la miel de primera depende muy principalmente del brix de esta MC de la temperatura a que se descarga del tacho y del tratamiento que recibe en el cristalizador, eso nos obliga a tratar de estos factores separadamente como sigue. En general mientras más alto es el brix y más intensivo es el tratamiento a que es sometida en el cristalizador la MC de primera, mayor será la cantidad de azúcar que retendrá, y, por lo tanto mayor será la caída de pureza de la miel primera resultante.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Es decir que mientras menor es el brix y menos intenso el enfriamiento en el cristalizador, menor será la cantidad de azúcar retenida, menor la caída de purezas, mayor la pureza de la miel de primera menores las posibilidades para agotar convenientemente la miel final y mayores la probabilidades de ganar en calidad del azúcar comercial. Fundora, en su comunicación a la asociación de técnicos azucareros de cuba, señala una temperatura de 160°F para la MC de primera al descargarse del tacho y otra de 135°F para su centrifugación. la temperatura de 160°F puede fácilmente obtenerse controlando el vacio del tacho mediante la regulación de la cantidad de agua que se inyecta al condensador . la temperatura de purga de 135°F es obtenible cuando se puede controlar debidamente la temperatura del agua que circula por las unidades del equipo enfriador en los cristalizadores de primera, así como la velocidad de bombeo de esta agua; conviene agregar que una templa “solidificada”, salvo que haya sido hecha muy perfectamente en el tacho, se reproduce en el cristalizador purga mal y origina azúcar de baja calidad. Desventajas del sistemas de dos masas cocidas moderno 1. La necesidad de recircular miel de primera cuando la pureza de la meladura y del azúcar final son altas, lo cual impone un límite o tope a la calidad del azúcar comercial que se produce. 2. Las menores posibilidades para agotar convenientemente la miel final en los casos en que por deficiencias en el control de las especificaciones de la MC de primera, la miel de primera resultara de alta pureza. Sistemas de tres masas cocida del Dr. Forn, para azúcar crudo Según este sistema, se producen 3 MC de las cuales dos producen azúcar comercial y la última produce azúcar final, el cual es desarrollado y distribuido ´para la fabricación de las templas comerciales. La MC de primera se produce con semilla, (azúcar final) desarrollada y meladura exclusivamente. Esta masa es sometida a enfriamiento intensivo y controlado en el cristalizador, solamente en los casos de que tenga una pureza superior a 85. La MC de segunda hace con un pie de semilla que tenga suficiente desarrollo (usualmente de dos cortes) y miel de primera, se descarga con una pureza entre 75 y 76 en cristalizador equipado con mecanismo para su enfriamiento, y produce una miel de segunda de pureza entre 50 y 51 y se obtiene por consiguiente, una caída de purezas de aproximadamente 25 puntos. Las terceras se comienzan cristalizando meladura y se terminan alimentándoles miel de segunda. Respecto a los sistemas antiguos este ofrece las siguientes ventajas: 1) Mejor calidad del azúcar comercial 2) Aumento de capacidad en tachos y centrifugas. 3) Disminución del gasto de vapor en tachos y por lo tanto economía de combustible. 4) Menor cantidad de agua caliente necesaria para diluir las mieles, y de agua fría para los condensadores. 5) Menores perdidas de azúcar en proceso. Sistema de Forn para hacer crudos especiales para refinar 1) Hacer las MC de tercera con granos que promedian 0.5 mm en tamaño 2) Utilizar el azúcar de tercera para pies de las MC de segunda

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 3) Utilizar el azúcar de segunda para pies de las MC de primera. Únicamente se envasa (o se manipula a granel) el azúcar que proviene de las MC de primera, las cuales (debido al hecho de la alta pureza del azúcar de segunda que constituyen sus pies) pueden alcanzar purezas de aproximadamente 89 cuando la pureza de la meladura es solamente 85 3. Factores del proceso que determinan la cuantía de las pérdidas de sacarosa en la miel final. si se designa por imel al peso de las impureza que entran al proceso disueltas en el agua de la meladura, por iaz al peso de las impurezas que salen del proceso junto con el azúcar comercial que se produce, y por pfm a la miel final, entonces el peso de la sacarosa perdida en la miel final será = (fmel – Iaz) (pmf) 100 – pmf

formula 21-A

Los factores de la MC final que determinan la pureza de la miel final son cuatro: 1. Brix de la MC final 2. Pureza de la MC final 3. Grado de SS de la miel de la MC final al momento de ser purgada y, 4. Temperatura de la MC final al ser purgada. La conclusión es que para determinada temperatura y grado de SS de la miel en el momento de la purga de la MC la pureza de la miel final disminuirá a medida de que sea mayor el valor de la relación impureza/agua de la MC final, ya que dicha relación es común a la MC y a la miel. Para que esa relación crezca en valor precisa aumentar el brix y disminuir la pureza de la MC final. Mientras mayor es la relación I/A de la MC final tanto mayor es su potencial de agotamiento. “Para un determinado material hay un factor, la concentración, que tiene un efecto considerable sobre la pureza de la miel final. Un aumento de 0.2 en la relación impurezas/agua produce, como promedio, una disminución de un punto en la pureza de la miel final, de acuerdo con ello, con el fin de conseguir la pureza más baja posible en la práctica con un material dado, es preciso determinar la máxima relación impurezas /agua a que el material puede ser sometido”. Hugot, respecto al brix de la MC final, consigna que, “Cuando no hay falso grano (reproducción) la pureza de la miel varia en relación inversa con el brix de la MC”. Variaciones de la pureza de la miel final con el brix de la MC. Brix de la MC

Pureza de la miel al descargar el tacho

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 97 98 99 100

44 42 40 38

“Es necesario esforzarse para hacer las masas cocidas tan duras sean posible, y especialmente las masas cocidas finales”. Para una MC final de determinada relación I/A, el agotamiento de su miel será mayor mientras más baja sea la temperatura y el grado de sobresaturación de su miel en el momento de la purga. Usualmente mientras mayor es el tiempo que permanezca sometida a enfriamiento y en movimiento en el cristalizador, y mientras mayor sea la superficie total en granos de la templa, mayor será la actualización de su potencial de agotamiento, o lo que es lo mismo, mayor será el agotamiento que se obtiene de la miel, la cual resultara de menor pureza, menos concentrada y de menor grado de saturación. Para MC de relación I/A igual a 3 (que es la relación correspondiente a templas finales de moderado potencial de agotamiento) la caída del grado de SS desde 1.20 hasta 1.10 produce una reducción de 4 puntos en la pureza aparente de la miel final resultante, y de 30 puntos en su concentración. Puesto que si la temperatura baja (a consecuencia del enfriamiento) la SS, indiscutiblemente que podrá subir o quedarse igual que antes, pero la pureza y concentración de la miel continuara bajando. Respecto a la pureza de la MC final, cuando la viscosidad prevaleciente en los materiales es normal, con templas densas de pzas entre 58 y 60 se obtienen agotamientos satisfactorios de la miel final. Cuando la viscosidad, al nivel de purezas mencionado es menor que la normal, es probable obtener agotamientos aún más completos, bajando un poco más la pureza, aumentando el brix y prolongando el tiempo de permanencia de la MC en el cristalizador, sin embargo, la tendencia actual es mantener la pureza de la MC fina dentro de los mencionados valores de 58 a 60 e impartirle mayor potencial de agotamiento (n mayor valor de I/A) por incremento del brix. Efectos secundarios de los factores que determinan el agotamiento de la miel final. Como que el propósito de la industria no es solamente agotar convenientemente la miel final sino también mantener la calidad del azúcar y no perder capacidad para moler, se hace necesario conocer como inciden estas dos últimas finalidades los factores del proceso que determinan el agotamiento de la miel final. A medida que sube el brix, que se baja la pza y que se acentúa el enfriamiento de la templa final, los siguientes efectos secundarios se producen: 1. Intensificación de la viscosidad de la miel de la MC y disminución del coeficiente de transmisión de calor 2. Disminución de la velocidad de cristalización de la miel de la MC y en ocasiones, sobre todo cuando se aumenta el brix sin bajar suficientemente la pza de la MC 3. Perdida de fluidez (movilidad) de la MC. Por otra parte, el aumento de la viscosidad y la disminución de la velocidad de cristalización y del coeficiente de trasmisión del calor determinaran ciclos de mayor duración en los tachos y cristalizadores y la necesidad de aportar más capacidad en estos equipos o de moler menos caña.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Recapitulación sobre los factores que determinan las pérdidas de sacarosa en miel final. Para una entrada fija de sólidos en meladura, las pérdidas de sacarosa en miel final serán menores. Mientras mayor es la pureza de la meladura porque disminuye el valor de Imel en la fórmula 21A. Mientras menor es la pureza del azúcar, porque aumenta el valor de Iaz e la fórmula 21-A Mientras menor sea la pureza de la miel final, porque disminuye el valor de Pmf en la fórmula 21-A. note que en Pmf figura en dicha fórmula como factor en el numerador y como sustraendo en el denominador. Recurso para agotar la meladura cuando tiene alta pureza. Por muy altas que sean las purezas de la meladura y el azúcar final, y sin tener que recurrir al sistema de 4 MC ni a la recirculación de miel de la., es siempre posible obtener una pureza de la miel que alimenta a la MC final lo suficientemente baja que permita hacer MC finales de pureza entre 58 y 60 (que por lo general, son más convenientes para agotar suficientemente la miel final) valiéndose de todos o algunos de los sig. recursos: 1. 2. 3. 4.

Descargando las MC comerciales con mayor brix. Dando mayor tiempo de estadía a las MC comerciales en los cristalizadores. Haciendo MC de segunda de las llamadas “dobles”. Cristalizando una mezcla de meladura y miel de la 1era. En lugar de la meladura sola.

Se va utilizar miel de 2da. de pureza de 58 a partir del momento de cristalizar la carga y durante todo el ciclo de fabricación de las MC finales que de la cristalización se derivaran. APÉNDICE Deducción de la fórmula 21-A. símbolos: Sac mf = Peso sacarosa ( o pol) en miel final Sol mf = Peso de solidos (o de solidos brix.) en la miel final. M Pmf = Pureza de la miel final Imf = Peso de las impurezas de la miel final. Imel = Peso de las impurezas de meladura Iaz = Peso de las impurezas en el azúcar Por definición: Pfm = Sac mf Sol mf

100 por lo tanto Pmf (sol mf) = Sac mf (100)

Como que: Sol. mf = I mf + Sac mf: Sustituyendo se obtiene: Pmf ( I mf + Sac mf) = (sac mf) 100 De donde: (Pmf) (Imf) + Pmf (Sac mf) – 100 (Sac mf) = 0 De donde: Sac mf (Pmf -100) = - (Pmf) (Imf) Multiplicando por (-1)

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Sac mf (100 – Pmf) = (Pmf) (Imf) De donde Sac mf = Pmf (Imf) 100- P mf Y como que: Imf = Imel – Iaz Sustituyendo se obtiene: Sac mf = Pmf (I mel – Iaz) 100 – Pmf IX CÁLCULOS DE PRODUCCIÓN 1. Factores que determinan la producción de azúcar y miel final Primero: el peso de los sólidos que entran en la estación de tachos disueltos en la meladura. Segundo: La pureza de la meladura Tercero: La pureza de la miel final Cuarto: La pureza del azúcar comercial que se produce A medida que es mayor la molienda, más alta el brix del jugo de la caña y más eficiente la extracción de guarapo por los molinos, mayor es la cantidad en peso de solidos disueltos en agua que llega a los tachos por la meladura. Peso sólidos en meladura = peso sólidos en azúcar + peso sólidos en la miel final Cuando aumenta la cantidad de sólidos en meladura necesariamente aumenta también la producción de azúcar y de miel final si los restantes factores de la producción, que son: pza de la meladura, pza de la miel final y pza del azúcar, no variasen; en este caso, el aumento de la producción de azúcar y de miel final es directamente proporcional al aumento habido en la cantidad (peso) de solidos que entran (a la estación de tachos) por la meladura. Segundo factor de la producción: Pza de la meladura, a medida que aumenta la pureza de la meladura, aumenta la producción de azúcar y disminuye la miel final, siempre que los otros tres factores que intervienen en la producción de azúcar que intervienen en la producción y que en este caso son la entrada de solidos por meladura y las pzas de la MF y del azúcar permanezcan fijos. Una mayor pza en la meladura significara que aumenta la entrada de sacarosa y disminuye la entrada de impurezas a la estación de tachos. Factor variable: pza de la meladura a la cual: En el ingenio A es de 80 En el ingenio B es de 85 y En el ingenio C es de 90. Los factores fijos, comunes a los tres ingenios son: Entrada de solidos = 30,400 arrobas arrobas/día Pza de la MF = 30 y Pza del azúcar = 98

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Resultados de la producción diaria Factor variables pza meladura Ingenio A Ingenio B Ingenio C

80 85 90

Producción de azúcar (+) Arrobas 22465 24712 26958

Producción de MF galones de 88 brix. 18979 13707 8434

Tercer factor de la producción: pureza de la miel final, debemos recordar que un producto de pureza 36 contiene 36 partes ( en peso) de sacarosa por cada 100-36 partes (en peso) de sus impurezas disueltas, a lo que es lo mismo, contendrá 36/(100-36) = 0.56 partes (en peso) de sacarosa, por cada parte (en peso) de sus impurezas disueltas. E igualmente que un producto de 30 contiene 30 partes (en peso) de sus impurezas disueltas, o lo que es lo mismo, 30/(100-30) = 0.43 partes (en peso) de sacarosa por cada parte (en peso) de sus impurezas disueltas. La disminución de la pureza de la MF originara una mayor producción de azúcar y una menor producción de miel final. Cuarto factor de la producción: pureza del azúcar producido. A medida que se produce un azúcar de mayor pureza (lo cual significa normalmente que se elabora un crudo de mejor calidad) disminuye la producción de azúcar y aumenta la de miel final, si los restantes factores, que son: entrada de solidos por meladura, Pza de la meladura y Pza de la miel final, no varían. Un aumento de la pza del azúcar significa que este producto sale del proceso con menor cantidad de impurezas que antes, aumentándose así la cantidad de impurezas que sigue el curso del proceso en los Tachos y que en definitiva llega a la MC final (en donde toma su cuota de agua y de sacarosa) y se convierte en miel final, originándose una mayor cantidad de este material y una perdida mayor de sacarosa por esa vía a pesar de que la pureza de la miel final permanezca constante. Por consiguiente, al aumentar la pza del azúcar se produce una menor producción de azúcar (de mejor calidad) y una mayor producción de miel final. Formulas usadas en los cálculos de producción. Para calcular las producciones de azúcar comercial y de miel final. Al usar la fórmula 22 se obtiene el peso de sólidos en meladura en la misma unidad de peso en que se expresa la molienda. Producción de azúcar en peso= Formula 23 = (Pza de Mel – pza MF) (Peso sol. en Mel) 100 (Pza Az Com – Pza MF)(Hdad Az Com)

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Al aplicar la anterior formula se obtiene la producción de azúcar en la misma unidad de peso en que esta expresado el peso de sólidos en meladura. Formula 24 Producción de miel final en gl 88 brix. = (Pza Az Com-Pza Mel)(Peso de Sol. en Mel en arrobas) (Pza Az Com-Pza MF) 0.424 El factor 0.424 de anterior formula corresponde a la arroba de solidos contenidas en un gal de 88 y dividiendo entre 100 el número 0,4822 que se ha tomado de la tabla XIII y que corresponde al peso en arrobas de un galón de material de brix 88 estando a 20°C. Cuando el peso de los sólidos en meladura esta expresado en kilogramos, la produccion de miel final, en galones de 88 Brix= Formula 24-A = (pza Az Com – Pza Mel)(Peso Sol. en Mel, kg.) (Pza Az Com-Pz MF) 4.88 La producción de azúcar comercial comercial que se obtiene aplicando la fórmula 23) y la miel final (que se obtiene aplicando la fórmula 24 y 25) corresponderán a la misma unidad de tiempo en que esta expresada la molienda, únicamente en los casos en que como ya se expresó la existencia de azúcar y miel en proceso permanezcan constantes (invariable). Peso de sacarosa (pol) entrada en la casa de calderas = Formula 26 = (Molienda)(extr Gpo Mezc)(Bx Gpo Mezc)(Pza Gpo Mezc) 100 (100) 100 Peso de sacarosa (pol) en azúcar comercial = Formula 27 (Peso del Az Com) (Polarización Az Com) 100 Retención de la casa de calderas = Formula 28 = [ Peso de Sac (pol) en Az Com] 100__ Peso de Sac (Pol) entrada en la casa de calderas

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V.

Fig. 40 Fig. 41

Referente a la graduación de la escala A diremos que una, entre las muchas situaciones en que los sólidos en la meladura constituyen el 15% del peso de la caña molida. Condiciones del proceso que determinan la pureza de la miel final De los cuatro factores determinantes de las producciones de azúcar comercial y la pureza de la miel final De los cuatro factores determinantes de las producciones de azúcar comercial y de miel final, a saber: 1. El peso de sólidos en meladura 2. La pureza de la meladura 3. La pureza del azúcar comercial y 4. La pureza de la miel final Son solamente los dos últimos (la pureza del azúcar comercial y la pureza de la miel final) los que se originan en las estaciones. Los dos primeros factores (el peso de sólidos en meladura y la pureza de la meladura) podemos considerar como resultantes principalmente del a tecnología agrícola aplicada a la caña que se muele, así como de la eficiencia del proceso de extracción del guarapo que realizan los molinos, ya que es realmente poca la eliminación de las impurezas que durante la clarificación del jugo, puede realizarse con los actuales medios de purificación. No obstante con el fin de obtener las más altas retenciones de azúcar, la clarificación se conduce teniendo como metas: La mayor eliminación de impurezas La menor pérdida de sacarosa (Pol) en cachaza.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Las menores pérdidas de sacarosa por inversión y obtención de un guarapo claro, transparente y brillante, con un ph de aproximadamente 6.8 bajo condiciones normales Principales factores que determinan la pureza y polarización del azúcar comercial. 1. Diámetro y velocidad de las centrifugas. Mientras mayores son estos, más alta serán la polarización y purezas que alcanzara el azúcar. Designando por F a la fuerza centrífuga que actúa sobre W lb de azúcar, en centrifugas de D pies de diámetro que giran a N revoluciones por minuto, el valor de dicha fuerza centrífuga es: F= W D N2 (formula 28-A) 5870 De manera que la fuerza centrífuga es proporcional al diámetro de la centrifuga y al cuadrado de numero de revoluciones por minuto. Haciendo a W =1

2. 3.

4.

5.

Estas fuerzas son las que actúan sobre el azúcar en contacto con la tela de la centrifuga, el restante azúcar está sometida a una fuerza menor según sea su separación de la periferia del canasto La fuerza centrífuga F, a menudo se le llama “factor de gravedad” o G. Tiempo de purga. A mayor tiempo de purga corresponde una mayor pureza del azúcar, porque este queda más libre de miel. Cantidad de agua de lavado aplicada en las centrifugas. Mientras mayor es esta, mayor es la pureza del azúcar resultante porque el agua de lavado contribuye a arrastrar la miel remanente, un excesivo lavado, si bien hace subir la pureza del azúcar, puede al mismo tiempo hacer bajar su polarización al subir su porcentaje de humedad y, a consecuencia de ello, afectarse la capacidad de “aguante” del azúcar, o lo que es lo mismo, su resistencia a un posible deterioro durante el almacenaje. “Factor de seguridad del azúcar”. Uniformidad del tamaño de los granos de azúcar de la masa cocida. A mayor uniformidad en el tamaño de los granos corresponde una mayor pureza del azúcar, por que la miel, durante la operación de centrifugación de la MC encuentra menos obstáculos que dificulten su salida al exterior del canasto de la centrifuga. Tamaño del grano de azúcar, mientras más grandes y uniformes son los granos de que está formada una MC, un azúcar de más alta pureza rendirá al purgarse, porque los canales de drenaje d la miel, que se forman durante la operación de la purga, son mayores, facilitándose una más completa separación del azúcar y la miel. mientras mayor es el tamaño del grano, mayor será la pureza del azúcar porque menor es la superficie total que los azucares de mayor tamaño presentan y menor por consiguiente la cantidad de miel adherida a los granos.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 6. Pureza de la capa de miel que rodea el cristal de la sacarosa. Mientras más alta es la pureza de dicha miel, mayor será la pureza del azúcar que origina la masa cocida. 7. Viscosidad de la miel de la masa cocida. Mientras menor es la viscosidad de la MC que se purga, mayor es la pureza del azúcar resultante de la centrifugación porque la miel fluye más rápidamente (para evitar un aumento en la recirculación de miel final y sus secuela de pérdida de capacidad en tachos, perdida de la calidad en el azúcar comercial, mayor consumo de vapor y combustible, etc..) es para lo que se calienta dicha masa hasta la temperatura de saturación de su miel durante el tiempo que precede al de su centrifugación. 2. Producción de MC final en volumen Este cálculo es muy importante porque, si la extracción de guarapo mezclado es alta, si el brix de este guarapo también es alto y sobre todo si la pureza de la meladura es baja, la producción de MC final aumentara notablemente (y por consiguiente, aumenta también notablemente la producción de azúcar final y de miel final que son los dos productos que resultan de la purga de MC fina). Un ingenio que confronte la situación de mucha producción de MC final tiene que tomar medidas encaminadas a resolverla, utilizando, por ejemplo para cristalizar y hacer las MC finales, mas tachos de los que normalmente utiliza para estos fines, mas tachos de los que normalmente utiliza para esto fines, pues, de lo contrario se llenaría de mieles. Producción de MC final en pies3 % arrobas de solidos de meladura = Formula 29 = (pza de Az F- Pza MF)(Pza Az Com – Pza Mel) 10000 (Pza Az F- Pza MC F)(Pza Az Com-Pza MF)(Brix MC F) (Peso de arrobas de 1 pie3 de MC F) Pza 60 significa que por cada 60 partes de sacarosa hay 40 partes de impurezas, luego, de cada parte de impureza s (que entro en la estación de tachos en la meladura que no salió junto al azúcar crudo y que necesariamente fue a dar a la MC final) estará necesariamente acompañada de 1X60/40 =1.5 partes de sacarosa en la MC final. Por consiguiente, 1 parte en peso de impurezas se convierte en 1+1.5 = 2.5 partes en peso de sólidos en la MC final. Estos solidos a su vez requieren su “cuota” (o cantidad) extra de agua que la determina el brix de la MC final cuando este es de 96 la cantidad de agua que necesita 1 parte en peso de impurezas en la masa ultima del sistema es de 0.104 partes en peso de agua porque brix 96significa que por cada 96 partes en peso de solidos hay 4 partes en peso de agua; luego: una parte de peso en impurezas ( que ya se ha convertido en 1+1.5 = 2.5 partes en peso de solidos) requerirá 2.5 X 4/96 = 0.104 partes de peso en agua de la MC final y en total originara: 1+1.5+0.104 = 2.604 partes en peso de MC final. Conclusiones deducidas de la formula no. 29 sobre la producción de MC final en volumen. Es importante el estudio de estas formula porque dado el carácter fluctuante de las variables que la integran, su conocimiento nos permite prever posibles cuello de botella en los tachos cristalizadores y centrifugas en que se procesa la MC final. Examinando la formula se ve que son siete los factores que determinan la mayor o menor producción de MC final los cuales estudiaremos por orden de importancia. 1. Pza de meladura, cuando esta aumenta, disminuye la producción de la MC final .

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 2. Pureza de la MC final, cuando esta aumenta, aumenta también la producción de MC final. 3. Sólidos en meladura, cuando estos aumentan (ya sea porque se muela más o porque aumente la extracción o el grado brix del jugo (guarapo mezclado), aumenta la producción de MC final en proporción directa al aumento de los sólidos en meladura. 4. Pza de azúcar final cuando esta baja (como consecuencia de una purga defectuosa) se incrementa la recirculación de miel final y aumenta notablemente la producción de templas finales. 5. Pza de azúcar comercial, cuando esta disminuye, es menor la producción de MC final. 6. Pza de la miel final, cuando esta aumenta disminuye la producción en volumen de MC final, sencillamente porque las terminamos con menor cantidad de agua, pero aumenta el tiempo de su cocimiento de forma. Recopilando: al aumentar el brix de la MC final se produce menor volumen de estas, se pierde capacidad en tachos y se gana en retención de sacarosa. Capacidad de tachos Calidad del azúcar Retención de sacarosa del sistema de MC Son los tres factores que sirven de base para poder evaluar la eficiencia del trabajo de la estación de tachos. A manera de ejemplo se presenta el sig. caso: Según los lineamientos del proceso en el sistema de tres masas cocidas, sobra capacidad en las estaciones de tachos, cristalizadores y centrifugas la retención de sacarosa es susceptible de ser mejorada y se confrontan dificultades para poder mantener la polarización del azúcar dentro de los limites, pues la polarización tiende a excederse a consecuencia de una subida registrada en el nivel de pureza de la meladura. En otras palabras se está produciendo un exceso de calidad en el azúcar crudo, con el fin de resolver esta situación se introducen los siguientes cambios en el proceso. 1) Se aumenta el brix y se disminuye la pureza de la MC final, y se da más tiempo de permanencia a la MC final en los cristalizadores; 2) Se disminuye ligeramente el tamaño del grano del azúcar final. Como consecuencia de estas medidas se origina; a)una mayor retención de sacarosa (o lo que es lo mismo, un mayor agotamiento de la miel final); b) una pequeña pérdida de capacidad principalmente debida al incremento de la recirculación de miel final, y c) una pequeña pérdida de calidad en el azúcar crudo. 3. Producción de semilla (magma de azúcar final en volumen) La producción de semilla, en pies cúbicos, % arrobas de sólidos en meladura = (Pza MC F- Pza MF)(Pza Az Com- Pza Mel)(Bx Az F- Bx Dil)10000 (Pza Az F-MC F)(Pza Az Com- Pza MF) (Bx Az F)(Bx Mg-Bx Dil)W

En cuya fórmula: Bx Mg = Bx de magma

fórmula 30

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Bx Dil. = Brix del material “diluente” (el de la meladura, guarapo clarificado o agua) con que se mezcla el azúcar final para hacer el magma. W = peso de un pie cubico de semilla preparada . este peso se expresa en arrobas y, de acuerdo con el brix. De la semilla se puede tomar de la tabla XXXIII correspondiente a la temp de la semilla. De la fórmula 30 sobre la producción de magma; el tamaño del azúcar comercial será tanto menor cuanto mayor sea la producción de azúcar final y menor el tamaño promedio del grano de azúcar final. De todas las variables comprendidas en la formula No. 30, las cuatro más importantes son 1. Pza de la meladura, la cual al aumentar, disminuye la producción. 2. Pza de la MC final, la cual al aumentar, incrementa notablemente la producción de azucar final. 3. Sólidos en meladura, al aumentar estos, se incrementa la producción de azúcar final en forma directamente proporcional al aumento. 4. Pza del azúcar final. Cuando la pureza del Az final aumenta disminuye la Producción de magma.

4. Deducción de las fórmulas de este capitulo Producción de azúcar comercial; formula no. 23 Símbolos : Peso sólidos en meladura = 100 Peso sólidos en azúcar comercial = X Peso sólidos en miel final = 100 – X Pureza meladura = Pza Pureza de azúcar comercial = Pe Pureza miel final = Pmf Peso sacarosa en meladura = peso Sac. En Az Com + Peso Sac. en MF De donde: 100 Pz = x Pe + (100 – x) Pm 100 100 100

Multiplicando por 100: 100 Pz = x Pe + (100 –x) Pm despejando a x: 100 Pza -100 Pm = x Pe – x Pm X= 100(Pz –Pm) Pe - Pm

100(Pz- Pm) = x (Pe – Pm)

= peso de sólidos en Az commercial % del peso de los sólidos en la meladura.

Si se conoce el peso de los sólidos en meladura la anterior formula se transforma en la sig.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Peso de los sólidos en Az Com = (Peso sol en meladura)(Pz – Pm) Pe - Pm

formula no. 33

Como que: peso de un producto = (solidos del producto) 100 Brix del producto Peso Az Comercial = (Peso sólidos en Az Com)100 (1) Brix Az comercial Brix azúcar comercial = 100 – Hdad Azúcar comercial (2) En la formula (1) poniendo los valores de las formulas 33 y (2) se obtiene: Peso Az comercial = (Peso sol en Mel) (Pz- Pm) 100 (Pe-Pm)(100-Hdad Az Comercial) Cuya fórmula es la 23 del capítulo. Deducción de la fórmula 25 sobre el peso de la producción de miel final y de la fórmula 24 sobre su producción en galones de 88 Brix. 100 = Peso sólidos en meladura Peso sólidos en MF =Peso sol en mel- peso sol en Az Com, se tendrá: Peso sol en MF % peso sol en mel = 100 – [ 100(Pz-Pm ] = Pe – Pm = 100(Pe- Pm) – 100 (Pz-Pm) = 100 (Pe-Pm) = 100(Pe-Pm-Pz+Pm) = = 100 (Pe - Pz) = Peso sol en MF % peso sol en meladura Pe - Pm

(formula 34)

Si el peso de los sólidos en meladura es conocido, la formula anterior se transforma en la siguiente: Peso sólidos en miel final = (Peso sol en meladura) (Pe – Pz) (formula 35) Pe – Pm Resultará que por cada 1 parte en peso de sólidos en MF habrá: 100 partes en peso de miel final Bx MF Por consiguiente: Peso de la producción de miel final = (Peso sol en Mel)(Pe – Pz) X 100 Pe – Pm (Bx MF) Peso sol en Az Com = (Peso sol en Mel) (Pz - |Pm) Pe – Pm

(formula 33)

Peso sólidos en miel final = (Peso sol en meladura) (Pe – Pz) Pe – Pm

(formula 35)

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Variación de “Peso sólidos en meladura”. Cuando aumenta la cantidad de sólidos en meladura, necesariamente aumentan, en forma directamente proporcional, las producciones de azúcar comercial y de miel final, porque el peso de los sólidos en meladura aparece como factor en el numerador de ambas formulas Variación de Pm (pureza de la miel final). Cuando Pm disminuye: la producción de miel final decrece, porque aumenta el valor de (Pe – Pm) que está en el denominador de la fórmula 35. Al disminuir la producción de miel final necesariamente aumenta la azúcar comercial, porque. Peso sol en MF = Peso sol en Mel – Peso en sol en Az Com y el peso de los sólidos en meladura se supone constante. Estas conclusiones son muy importantes pues existe la errónea creencia, bastante extendida, de que para un bien recobrado en azúcar no es tan importante la Pza de la miel final (Pm) como la cantidad de miel producida, sin tener en cuenta que hay una relación matemática entre las dos variables y que, a igualdad de otros factores, cuando se disminuye a Pm, la cantidad de miel producida tiene también que disminuir y aumentar la cantidad que se produce de azúcar. Para bajar la cantidad de MF producida, se puede: 1) Reducir las impurezas que entran en fábrica (incontrolable hasta cierto punto) 2) Evitar las inversiones de sacarosa (preventivo) 3) Bajar la Pza de MF. Deducción de la fórmula 29 sobre la producción de MC final (en pies cúbicos) % arrobas de solido en meladura. Peso de solidos Peso de sol en Az final = x - 100 Pe – Pz Pe - Pm Peso de sacarosa en Az final = Peso Sac en MC final – Peso Sac en MF y peso Sac en Az final + Peso Sac EN MF = Peso Sac en MC final, de manera que: De donde: X= (Pe – Pz )(Pa – Pm ) 100 = peso sólidos en Mc final % peso sol en Mel (formula 36) (Pe – Pm)( Pa – Pmc) Peso de MC final % peso sol. en Mel = (Pe – Pz )(Pa – Pm ) 100 (100) (formula 37) (Pe – Pm)( Pa – Pmc) (Bx MCF Deducción de fórmulas sobre la producción de azúcar final. Peso sol e Az final % peso sol en Mel = peso sol en MC final % peso sol. en meladura – peso sol en miel final % peso sol en meladura. = 100 (Pe – Pz ) (Pa – Pm ) = Peso sol en Az final % peso sol en meladura (formula 38) (Pe – Pm) ( Pa – Pmc) Peso de Az final % del peso de los sólidos en meladura =

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. = 100 (Pe – Pz ) (Pmc – Pm )100 = (Pe – Pm) ( Pa – Pmc)(Ba)

(formula 39)

Si W es el peso = 100 (Pe – Pz ) (Pmc – Pm )100 = (Pe – Pm) ( Pa – Pmc) Ba W

(formula 40)

Las formulas 39 y 40 son aplicables solamente para el cálculo de la producción de azúcar final: 1. Tal como sale de las centrifugas 2. Cuando se liga con agua para producir el magma de semilla o mingle, pero no son aplicables para el cálculo de la producción de mingle o semilla cuando el magma se prepara mezclando azúcar final con meladura o con guarapo clarificado. En estos casos se aplica la fórmula 30. X. EMPLEO DEL MÉTODO DE LA CRUZ DE COBENZE EN LOS CÁLCULOS SOBRE MEZCLAS DE MATERIALES DE DISTINTAS PUREZAS. Cálculos 98

52

52 100 = 80% = Peso sólidos en azúcar comercial % del peso de 65 sólidos en meladura = retención total de solidos Del sistema de MC.

85

33

13

13 100 = 20% = Peso de sólidos en miel final % del peso de los 65 sólidos en meladura

Cálculos Tamaño aproximado del grano al final de la primera cochura = Tamaño grano del pie.

√ 3

volumen de la MC =0.5 VOLUMEN DEL PIE

√ 3

1000 500

=

√3 2

=0.5 (1.125) = 0.625 mm.

La aplicación de este método la aprenderemos sobre la marcha mediante la resolución de problemas. Observación se habrá notado que ni en este problema, ni el anterior, fueron hechas correcciones por temperatura. En la práctica generalmente se prescinde de ello porque no se necesita tanta exactitud. Observación respecto a nomenclatura: a las mieles procedentes de la purga de las MC no finales generalmente se les llama mieles espesas o mieles gordas. Miel licuada o miel diluida es la que resulta al agregar agua caliente a la miel espesa con el fin de subsaturarla ligeramente y disolver los granos finos que la espesa pudiera contener.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Evidentemente que, cuando se usa agua para diluir las mieles, el contenido de solidos de la miel espesa y de la diluida es el mismo. Las mieles a que nos estamos refiriendo reciben también los nombres de mieles intermedias y de mieles de alimentación, para distinguirlas de la miel final (o miel de purga) que es la producida por la templa final del sistema de MC establecido. Retención de una masa cocida: es el peso de los sólidos en el azúcar % del peso de los sólidos que contiene la MC de donde procede el azúcar, “usualmente la retención se refiere a los sólidos (o brix)”. Conclusión 1. Cuando la pureza del azúcar permanece constante, cuanto mayor es la pureza de la MC y menor es la pureza de la miel que rinde la MC, mayor será la retención y menor la producción de miel. 2. Cuando la pureza de la MC y la del azúcar permanecen constante, a menor pureza de la miel corresponde mayor retención y menor producción de miel, por ello en la práctica, para tener una idea rápida y aproximada del grado de retención de MC de igual pureza, se establece la diferencia aritmética entre la pureza de la MC y la de miel que origina. A esta cifra se denomina caída de purezas. 3. A mayor pureza de la MC corresponde, normalmente, mayor retención. Retención total de solidos del sistema de masas cocidas Los cuatro factores que se estudiaron al principio del capítulo precedente y que son: Peso de sólidos en meladura, pza del azúcar comercial y pza de miel final, como determinantes de la producción de azúcar y miel final evidentemente, son también los determinantes de la retención total de solidos del sistema de masa cocidas. Conclusión Permaneciendo constantes la Pza del azúcar y la Pza de la meladura, a medida que la pza de la miel final disminuye, aumenta la producción de azúcar comercial y disminuye la de la miel final. Los volúmenes de los materiales alimentados a una MC (medidos dentro del tacho, a la densidad de la MC) son, aproximadamente, directamente proporcionales a los pesos de los sólidos que los materiales alimentados contienen disueltos, la conclusión es que durante su fabricación en el tacho la densidad de la MC puede considerarse aproximadamente constante. Por consiguiente los volúmenes de los materiales alimentados a la misma (medidos después de haber sido admitidos en el tacho y haber evaporado una parte de su agua) son directamente proporcionales, aproximadamente, a los pesos de dichos volúmenes y también a los pesos de los sólidos que los volúmenes alimentados contienen disueltos. Ejemplo: Problema 57 se desea hacer una MC final cuyo volumen terminado sea un poco menor de 1500 pies cúbicos y cuya pureza sea de aproximadamente 60. La templa debe de iniciarse con un pie de tercera de 500 pies cúbicos y de pza 72 que se encuentra depositado en un granero. Durante su cocimiento se deberá alimentar solamente dos materiales que hay disponibles: miel A de Pza 69 y miel B de Pza 49. El tacho tiene una escala que indica los volúmenes en pies cúbicos, de la MC en proceso. Calcúlese que altura debe alimentarse miel A, hasta que altura debe alimentarse miel B, dar punto y descargar la templa.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. CÁLCULOS Volumen MC terminada Pie de tercera Miel A + miel B =

1500 X 500 X 1000

Pza 60 72

volumen X Pza = =

90 000 36 000 54 000

Volumen total de miel A y miel B que hay que alimentar = 1000 pies cúbicos. Pureza que debe tener la mezcla del total de dichas alimentaciones = 54 000/1 000 = 54

Volúmenes que habrá que alimentar: 69

5

5 100 = 250 Pies cúbicos de miel A 20

54

49

15 20

15 1000 = 750 = Pies cúbicos de miel B 20

Se admitirá en el tacho el pie de 500 pies cúbicos que está en el granero. Se alimentara miel A hasta la marca de 500+250=750 pies cúbicos de la escala del tacho y después se cambiara la alimentación para miel B hasta la marca de 500+250+750=1500 pies. Cúbicos de la mencionada escala. Entonces se cierra la llave de alimentación, se espera a que alcance su punto la MC y se descarga en un cristalizador de tercera. Comprobación de la pza de la templa terminada: 500(72) + 250 (69) + 750 (49) = 60 500+250+750 Modo de hacer una tabla para MC de segunda de cierta pureza conforme el método explicado en el problema anterior. 1. Se selecciona la pza que se desea fabricar las segundas, supóngase que esta sea de 75,5. 2. Se hace una tabla conforme al modelo de la numero XXVIII destinándose la línea horizontal de arriba para escribir las purezas posibles de la miel de 1era, y la columna vertical de la izquierda para las purezas del pie de semilla. 3. Se calcula el volumen del pie de semilla que hay que coger el tacho y empleamos el método de cobenze para las distintas purezas de la miel de primera y del pie de semilla, y los resultados se anotan dentro del espacio en blanco de la tabla,

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V.

Tabla XVIII Para MC de pureza 75.5 (Para usarla en tachos cuyo volumen útil está marcado en decimas partes, mediante una regla graduada, según lo explicado anteriormente). Pzas del pie 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

Purezas de la miel de primera 61 62 63 64 65

66

67

68

69

70

71

72

Cuando el tamaño del grano de semilla es pequeño y se desea que se desarrolle más (con el fin de que el azúcar de esa segunda resulte de mejor calidad) se puede cargar el tacho con semilla procedente de otro tacho hasta cubrir la calandria del tacho, poner en operación y “llevarlo” con alimentación continua de meladura hasta la altura un poco mayor que la tabla y terminar con alimentación de miel 1era. Hasta la marca 10 de la escala. Y para fabricar 2MC de segunda, se carga con semilla hasta cubrir la calandria y alimentando meladura se “lleva” hasta una altura poco mayor que el doble de la altura que indica la tabla, y continua con la miel de 1era. Hasta hacer las 2 MC, conforme las instrucciones. Utilidades de las segundas dobles la fabricación de esta clase de templas constituye un recurso apropiado para evitar tener que recircular miel de 1er. Y al mismo tiempo poder agotar convenientemente la MC final del sistema cuando la pureza de la miel de primera es tan alta que, utilizándola como material de alimentación de la MC de segunda. Recuérdese que una de las varias razones por la que se fabrican MC finales múltiples, es precisamente para poder hacer esta MC de una pureza que posibilite el más acabado agotamiento de la miel final. Otra razón para hacer MC finales múltiples es para obtener un mayor desarrollo del grano obtenido al cristalizar. La pureza mínima de una MC de segunda sencilla (de una sola etapa) que con esos materiales se puede hacer , es de aproximadamente de 78, como lo confirma el sig. cálculo aproximado. 400 (88) +800 (73) = 78 1200

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. La pureza mínima de una MC de segunda doble que con esos materiales se puede hacer es de, aproximadamente, 75 como lo confirma el resultado de los siguientes cálculos: La fabricación de segundas Dobles es especialmente útil: 1) En los sistemas modernos de tres masas cocidas cuando la pza, de la meladura y la de la semilla son anormalmente altas, y 2) En los sistemas de dobles Einwurf, los cuales se caracterizan por originar miel de 1era. De alta pureza. Como que la MC final es la que origina la miel final, y como que cada templa final de la sección “B” origina menos miel final que cada templa final (de igual volumen) de las hechas en la sección “A” ello da pie a que las inexpertos lleguen a la falsa conclusión de que la sección B (por el hecho de que está produciendo menos miel final por templa) está agotando más dicha miel que la sección A. Real y positivamente (aunque de cierta la primera parte del argumentación) la conclusión es falsa, ya que; la sección B está agotando la miel final menos que la sección A, y como consecuencia de ello, la producción de miel final de la sección B por día (no por templa) es mayor que la de la sección A, y la producción de azúcar de la sección B es menor que la producción de azúcar de la sección A, también por día. De modo que aunque la sección B produce menos galones de MF por templa, como que tiene que fabricar más templas por día, el resultado global es que tiene una mayor producción de miel final diaria que la sección A, y a consecuencia de ello, sus pérdidas de sacarosa en miel final son superiores a las de la sección A, y a consecuencia de ello, sus pérdidas de sacarosa en miel final son superiores a las de la sección A. XII. LA RECIRCULACIÓN DE MIEL FINAL Y SU INFLUENCIA EN LA FÁBRICA Como que la viscosidad aumenta a medida que baja la pza de las MC resultara que normalmente, la MC de primera purgara mejor que la de segunda, y así sucesivamente, y es la MC final del sistema la que deja más miel con el azúcar purgado. Esta es la razón por la que el azúcar que produce las MC de un sistema de trabajo excepto la última se destinan al mercado, en tanto que el azúcar de la última MC es procesado para mejorar su la calidad. De forma que el azúcar final no sale del proceso como tal azúcar sino que se reproceso a, recirculándolo (mientras más libre de miel quede el azúcar de dicha MC al ser purgada) más alta resultara la pureza la pureza del azúcar final y menor será la cantidad de miel que recirculara. La purga defectuosa de la MC final puede originarse como consecuencia de una o varias de las siguientes causas: 1) Templa reproducida 2) Demasiada disparidad de tamaño entre los granos de la MC. 3) Granos excesivamente pequeños en relación con el equipo de centrifugas disponibles. 4) Excesiva viscosidad de la MC. Cuando una MC está formada por cristales de tamaños muy variados (de granos disparejos) en la que existen cristales grandes, medianos y pequeños, o cuando una MC esta reproducida, sucede que las vías o canales que durante la centrifugación, se forman entre los propios granos

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. de la MC y por lo que se abre paso la miel para salir del canasto impulsada por la fuerza centrífuga, y también los huecos de la tela metálica por la que tiene que salir miel, quedan total o parcialmente bloqueados por los cristales más pequeños de la MC dificultándose asi la salida, y queda por consiguiente dentro del canasto una porción más o menos grande de miel,junto con el azúcar, que lo degrada, es decir que baja su pureza. La calidad de la purga depende, además del grado a que se haya podido dominar y perfeccionar la técnica de la cristalización para adecuar el tamaño de grano del azúcar final con la fuerza y la capacidad de las centrifugas de tercera. Una purga defectuosa de la templa final (o lo que es lo mismo, un azúcar final de pobre calidad, de baja pureza influye de forma muy desfavorable en la fábrica, porque: 1) Es mayor la cantidad de masas cocidas y de mieles que hay que procesar para obtener la misma cantidad de azúcar comercial, disminuyendo, a consecuencia de ello la capacidad de las estaciones de los tachos, cristalizadores y centrifugas y hay necesidad en ocasiones de moler menos caña; 2) Es inferior la calidad del azúcar que se produce, 3) Es mayor la cantidad de vapor consumida por los tachos y la de energía para los cristalizadores y centrifugas, y 4) Es mayor la cantidad de agua necesaria para diluir ( licuar ) las mieles de alimentación y también mayor la cantidad de agua de inyección necesaria para mantener el vacío de los condensadores de los tachos. Medida de la recirculación de impurezas de la miel final retenidas del azúcar final Aunque general se acostumbra juzgar la recirculación de miel final que está teniendo lugar en un ingenio dado, según la pureza a que sale el azúcar final (en el sentido de que entre menor es la pureza de dicho azúcar, mayor es la recirculación que está teniendo lugar), en la realidad para este cálculo hay que tomar en cuenta además de la pureza del azúcar final, la cantidad que de este material se produce. Es posible que obteniéndose un azúcar final de mayor pureza se origine una mayor recirculación de impurezas, por motivo de haber una mayor producción de azúcar final. Con centrifugas corrientes se acepta como normal una cifra de 20% . con centrifugas modernas de alta velocidad la recirculación puede disminuirse mucho más. La recirculación aumenta la producción de los materiales de bajo grado A medida que aumenta la magnitud de recirculación, no solamente aumenta el total de MC que hay que someter a proceso , sino que también se produce una desviación o desplazamiento de la producción hacia los materiales (MC, mieles y azucares) de mas bajo grado (de mas baja purea), es decir que se origina una mayor producción de estos últimos productos con la consiguiente disminución de la producción de materiales de alto grado. Es evidente que las peores situaciones (caracterizadas por posibles embotellamientos, gran consumo de vapor y de agua, mala calidad del azúcar) tienen lugar cuando concurren todas o algunas de las condiciones siguientes: 1) Aumento de entrada de solidos por meladura 2) Disminución de la pureza de la meladura

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 3) Disminución de la pureza del azúcar final, es decir aumento de la recirculación y, 4) Aumento de la viscosidad de los materiales.

Anexar fig. 55 pag. 352 produccion total de MC y mieles de alimentacion Anexar fig 56 produccion de azucares pag. 353 Fig. 57 pag. 354 Del estudio de los gráficos anteriores se ve la enorme importancia que tiene mantener siempre lo más completa posible la purga de la MC final con el fin de evitar la pérdida de 1) La capacidad de moler 2) Calidad en el azúcar que se elabora y tener que usar combustible extra en los hornos para abastecer la gran demanda de vapor que la recirculación de miel final acarrea. Deducción de la fórmula 44 Sean = pza meladura Pe = pza Az comercial Pm = Pza miel final Pa = Pza azúcar final Pmc = pureza MC final 100 = peso sólidos en meladura 100 – Pz = peso impurezas en meladura % peso sólidos en meladura como que, según fórmula 38, el peso de sólidos en el azúcar final % del peso de los sólidos en meladura. Simplificando = 100 (Pmc-Pm) (Pe-Pz)(100-pa) = R (Pa- Pmc)(100-Pz) (Pe- Pm) XIII.LA PRODUCCIÓN DE MC A Y B EN EL SISTEMA MODERNO DE TRES MC. EL PROCESO DE FABRICACIÓN DE MC FINALES MÚLTIPLES POR ETAPAS. 1.Sobre la variación que experimenta la producción de MC A y B al variar las cantidades de los materiales que se alimentan a la Mc final Dado que la masa C final se puede alimentar con tres materiales: meladura, miel A y miel B que son de purezas distintas, resultara que la cantidad de miel A que puede ser desviada hacia la MC final(saltando por sobre la MC B, por así decirlo) se puede variar ampliamente sin que ello afecte las purezas de las templas de B y final (que permanecen fijas), aunque si afecta significativamente las cantidades que se producen de MC A (y por consiguiente de azucar A y miel B). Demostraremos lo anterior con tre ejemplos: los diagramas de flujo de las figuras 58, 59 y 60. Las purezas de todos los materiales de proceso son las mismas en los tres casos y, por consiguiente también son iguales la producción total de azúcar comercial, de miel final, azúcar final y MC final. Sin embargo las producciones de MC A ( y por lo tanto de azúcar A y miel A) y de MC B ( y por lo tanto de azúcar B y miel B) varían bastante marcadamente. Anexar fig. 57,58,59 pag.361, 362. Conclusión

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Teóricamente se ha demostrado y la práctica confirma, que: 1. Cuando se produce la máxima desviación de miel A hacia la MC final (primer caso, fig. 58) se origina la producción mínima de MC B ( y por consiguiente también la mínima de azúcar y miel B) y la máxima de azúcar y miel B) y la máxima de MC A (y por consiguiente también, la máxima de azúcar y miel A). La máxima desviación de miel A hacia la MC final (primer caso, fig,58).coincide con la mínima utilización de meladura y de miel B como materiales de alimentación de la MC final. Ello tiene que ser así porque siendo igual en los tres caso la pza de la MC final, y pudiendo ir a la misma, como materiales de alimentación tres productos de purezas distintas, la meladura, que es el producto de mayor pureza; la miel B, que es el de menor pureza y la miel A que es el de pureza intermedia, al aumentar la cantidad que se alimenta de este último producto, necesariamente tiene que disminuir las cantidades que se alimentan de meladura y miel B para que no se altere la pureza de la MC final. Quizás convenga explicar aquí que la cantidad mínima de meladura que hemos considerado necesaria para la MC final la constituye aquella cantidad de meladura que se utiliza, mezclada con miel A, para cristalizas (cubriendo solamente la calandria del tacho) una mezcla de Pza de 72. Probémoslo: sólidos en MC final % sol. meladura (fig. 58) = 41,6. Sólidos en la carga que se cristaliza % de los sólidos en la meladura. = 41.6 = 2.31 3 (6) Y como la carga que se cristaliza se prepara mezclando meladura de Pza 85 y miel A de pureza 65, para obtener la mezcla de Pza 72 se necesitara: 85

7 72

65

7/20 (2.31) = 0.81 sólidos en meladura (a la MC final) % de solidos que Que entran por la meladura a la estación de tachos , cuya cifra coincide con la que aparece en el diagrama de flujo De materiales de la fig. 58.

13

Técnicamente es casi imposible cristalizar mezclas de purezas inferiores de 70 debido al impedimento de la viscosidad excesiva. usualmente, la carga la carga que se cristaliza tiene una pureza que varía de 70 hasta 80. 2. A medida que se disminuye la cantidad de miel A desviada hacia la MC final, aumenta la producción de MC B y disminuye l de MC A, COROLARIOS Permaneciendo constantes las purezas y grados brix de las MC A, B y C: a) Mientras menor es la cantidad de miel A desviada (alimentada) a la MC final, más baja es la calidad del azúcar comercial que se produce. b) Mientras mayor es la cantidad de meladura que se alimenta a la MC final, mayor es la pérdida de capacidad de los tachos que fabrican las MC comerciales, porque a consecuencia de ello se origina una mayor producción de MC B y una menor producción de MC Ay el ciclo de cocimiento de las MC B es de mayor duración que el de las MC A.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Respecto a la MC final (no obstante que su pza y brix sean respectivamente los mismos en los tres casos que se estudian) Nos inclinamos a creer que mientras mayor sea la cantidad de meladura que a la MC final se alimente, más se acortara su ciclo de cocimiento, porque a consecuencia de ello, la velocidad promedio de cristalización y la velocidad promedio de evaporación del tacho crecerá. En definitiva, lo más probable parece ser que la capacidad efectiva total de la estación aumente ligeramente, a medida que se disminuya la cantidad de meladura que se alimente a la MC final, porque, además, en los casos que se observa que: c) A medida que es mayor la cantidad de meladura que se alimenta a la MC final, también ligeramente mayor es el total de sólidos en MC% de sólidos en meladura que se originan lo cual significa que aumentan ligeramente el total de templas (comerciales + finales) que hay que fabricar.

2. Sobre la variación que experimenta la producción de MC A y B según los cambios que se introduzcan en la pureza a que se fabrique la MC B. En el sistema moderno de III MC se maneja a voluntad la pza a que se hace la MC B para hacer este estudio analizaremos. 1. La pureza de la MC B, que es de 75 en la figura 58, y de 72 en la fig.61 (pag. 365)

Fig.

Pza melad

Pza MC B

Producción de MC comerciales (sólidos en MC % de sólidos en meladura)

58 61 62 63

85 85 83 83

75 72 75 72

101.27 111.12 105.91 114.93

39.03 27..61 29.38 18.90

Conclusión Permaneciendo constante la pza de la meladura y alimentando a la MC B una pza mas baja, es menor la producción de MC B y mayor la producción de MC A. Para juzgar sobre la calidad del azúcar comercial resultante como consecuencia de esas variaciones, se calcularan los índices de calidad del azúcar de cada caso particular. Se sabe que el índice de calidad del azúcar comercial que producen los sistemas de masas cocidas es un cifra, que aproximadamente representa la pza promedio de la miel que acompaña al azúcar comercial ligado, siempre que todos los factores que influyen en la calidad del azúcar no varían, excepto la pza de la capa de miel que acompaña a los granos, cuya pureza, desde luego es la misma que originaron las MC de donde proceden los azucares. Y se determina multiplicando los pesos que se producen de cada clase de azúcar comercial por las purezas de las mieles correspondientes a estos azucares , sumando y dividiendo el resultado entre el peso total del azúcar producido. 2. Sobre los cambios que experimenta el flujo de materiales en el sistema moderno de III MC según las variaciones que experimenta la pureza de la meladura.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 3. Para hacer este estudio analizaremos los resultados que se obtienen en el flujo de materiales del diagramas de la figura.64 en que la pureza de meladura es de 87; los resultados de flujo del diagrama de la fig 58, en que la pureza es de 85; los de la fig 62, que tiene una pureza de 83 en meladura y los de la figura 65, con meladura de pza 80.

Pza meladura 87 85 83 80

figura

MC A

64 58 62 65

102.85 101.27 105.91 125.16

Sólidos en MC % de sólidos en meladura MC B MC final Tota sol en MC 39.54 35.19 177.58 39.03 41.6 181.90 29.38 48.01 183.30 3.98 57.60 186.74

Conclusiones de los resultados del cuadro anterior se infiere que permaneciendo constantes las purezas de las MC B y Cl, y reducida al mínimo la alimentación de la meladura a la MC final a medida que baja la pureza de la meladura: 1. Aumenta ligeramente el total de la MC que hay que fabricar. 2. Disminuye la cantidad de MC B que hay que fabricar: es prácticamente la misma cantidad a purezas entre 85 y 87 y disminuye marcadamente de pureza 85 a 80 3. Aumenta la cantidad de MC A que hay que fabricar. 4. En cuanto a la cantidad de MC A que hay que fabricar: a) Es prácticamente la misma a Pza entre 87 y 85, aumenta muy ligeramente cuando la pureza de meladura baja de 85.a 83, y aumenta notablemente al bajar la meladura de pza 83 a 80. Nótese como al bajar a 80 la pureza de la meladura, prácticamente casi no se fabrican MC B. quizás convenga agregar que el sistema más adecuado cuando la meladura alcanza valores de pza de 80 o inferiores, es el sistema sencillo de II MC (sin recirculación de miel A) que se muestra en la fig. 68. En el sistema clásico de III MC al disminuir la pureza de la meladura aumenta la producción de MC B, en tanto que el sistema moderno de III MC (bajo las condiciones que fue estudiado) se produce el efecto contrario En el sistema clásico, la producción de miel A se distribuye: una parte es recirculada a la MC A y la restante se alimenta a la MC B. En el sistema moderno la producción de miel A también se comparte, una porción se desvía hacia la MC final, saltando (por así decirlo) por sobre la MC B, y la porción restante se alimenta a la MC B. En este capítulo hemos estudiado las peculiaridades del sistema moderno de III MC conocidas dichas características y manejando convenientemente la cantidad de meladura que se alimenta a la MC final, así como la pureza que se asigna a la MC B, es posible canalizar los resultados del flujo de producción hacia algunos de los sig. objetivos.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 1. Hacia el máximo aprovechamiento de la capacidad instalada en centrifugas de primera y segunda. 2. Hacia la obtención de la máxima polarización posible. El sistema moderno de III MC es también conocido con los sig. nombres: sistema de 3 MC sin recirculación de miel, sistema de Webre- mayoral y sistemas de dos templas y media. EL PROCESO DE FABRICACIÓN DE MC FINALES MÚLTIPLES POR ETAPAS Supóngase que la pureza de la meladura es de 85 y que el proceso se está conduciendo según el sig. Esquema: Cálculos El volumen total de MC finales a producir, que es de 9000 pies cúbicos, se reparte proporcionalmente a dichos porcentajes para así obtiene los volúmenes totales ( a medidos al tacho) que hay que alimentar de cada material. Cálculos de los cambios de alimentación durante la fabricación de 9000 pies cúbicos de MC finales mediante el cocimiento en tres etapas. “Ambos materiales deben tener igual brix y temperatura al mezclarse” La primera etapa hace un total de 1500 pies cúbicos de MC finales en el proceso La segunda etapa duplica el volumen total hecho por la 1era etapa (que es de 1500 pies cúbicos) y produce un total de: 1500 (2) = 3000 pies cúbicos de MC finales en proceso La tercera etapa triplica el volumen total hecho por la segunda etapa (que es de 3000 pies cúbicos) produciendo un total de: 3000 (3) = 9000 pies cúbicos de MC finales en el proceso. Relación existente entre el volumen de MC en el tacho y el volumen total de masas cocidas en proceso durante la 3ra. etapa:

Vol. De la MC medido en la escala del tacho

Volumen total de masas cocidas en proceso

Al empezar los 6 cocimientos. 500 3000 simultáneamente Al terminar los 6 cocimientos 1500 9000 simultáneamente Otra forma de calcular los cambios de alimentación 1) Que el cambio de alimentación de materia de cristalización a miel A ha de efectuarse en la primera etapa 2) Que el cambio de alimentación de miel A a miel B debe realizarse cuando haya 500+ 3764 = 4264 pies cúbicos de MC en proceso y como que (ver fig, 67 A) al final de la 2dad etapa , hay 3000 pies cúbicos de MC finales en proceso, la diferencia que es de 4264 – 3000 = 1264 pies cúbicos de alimentación de miel A deberá ser cubierta durante la 3era etapa alimentando 1264/6 = 210 pies cúbicos a cada una de las 6 MC que la cristalización origina. Y como que la tercera etapa se comienza con un pie de 500 pies

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. cúbicos que el tacho toma del granero secundario, habrá que alimentar miel A hasta la altura de 500 + 210 = 710 pies cúbicos de la escala del tacho y miel B desde dicha marca hasta la de 1500 pies cúbicos. Calculo de las purezas de los pies que se depositan en los graneros Estos cálculos servirán de comprobación de los anteriores. Pza del material que se deposita en el granero primario = = 500 (72) + 1000 (66) = 68 1500 Pza del material que se deposita en el granero secundario = = 500 (68) + 500 (66) = 67 1000 Pza de las MC finales que se descargan en los cristalizadores = = 500 (67) (710 - 500) 66 + (1500 - 710) 54 = 60 500 + (710 – 500) + (1500 – 710 FIG. 67. PAG 381 ANEXAR

En la práctica para que las MC que se descargan en los graneros y en el cristalizador tengan las purezas precalculadas, es necesario guiarse por los resultados de los análisis de pureza realizados en muestras extraídas del tacho, cuando el volumen de MC llega a los 2/3 del volumen de descarga. Para ello se extraen con la sonda del tacho. Pequeñas porciones de MC, rápidamente, cuando la masa este “recogida” según el resultado del análisis, hay tiempo para rectificar cualquier desviación que se observe en cuanto a la probable pza al depositar en el granero o al descargar en el cristalizador. Programación de los cocimientos en el sistema moderno de 3 MC Debido a la peculiaridad del sistema moderno de 3 M de que la miel A se alimenta no solamente a las MC B sino también a 2 o 3 etapas de las MC final la programación requiere cierto cuidado. En la práctica, la cantidad de miel A y miel B existente en los tanques y la que proviene de la purga, sugieren la programación más conveniente. Si , por ejemplo hay mucha miel B y ninguna miel A (situación que se puede confrontar cuando con anterioridad se hicieron templas de B en demasía y pocas finales de la 3era etapa) hay que dejar de hacer temporalmente, MC B y utilizar toda la miel B acumulada y la miel A que llega procedente de la de la purga de las templas de A para hacer las tres etapas de la MC final, principalmente la 3era etapa, que es la que se alimenta con miel B casi exclusivamente. Lógicamente si el exceso es de miel A, deben programarse templas B, 1era y 2da etapas de la MC final, que son las que se alimentan de miel A. Debe procurarse que siempre haya pies de tercera en el granero (o graneros) secundarios. Esta recomendación tiene tanto más valor cuanto más bajo sea el nivel de pureza de la meladura

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. que entra, ya que como se sabe es entonces cuando, por estar entrando más cantidad de impurezas por meladura, se origina una mayor producción de MC finales. Es evidente que la templa de A produce miel A, a la cual obliga ha hacer templas de B y 1er. Y 2da. Etapas de MC final, y también que la templa de B por producir miel B obliga a hacer la 3era. Etapa de la MC final. Esta última (por originar miel final que sale del proceso no produce miel alguna que haya que reprocesar, es decir, que rompe, por así decirlo, la cadena de producción de mieles de alimentación, es la válvula de escape de las mieles (de las impurezas que entran ). Si esta llave se cerrara (por templas que no purgan debidamente, por errores en la programación, por no destinar suficientes tachos para procesar las 3 etapas de MC final, por purgar insuficiente cantidad de MC finales) se producirá un embotellamiento de la estación de tachos y cristalizadores que se resuelve lentamente, debido a la gran viscosidad y poca velocidad de cristalización y de transmisión de calor que caracteriza a las MC finales También es evidente que el azúcar final (que la templa final origina) en realidad no constituye nunca una dificultad porque es un azúcar que esta ya medio hecho y que rápidamente puede ser convertido en azúcar A o B (que también salen del proceso) o que, si hay exceso de semilla, puede disolverse y convertirse en un material de alta velocidad de cristalización. Calculo de diagrama de flujo de materiales cuando se conoce el esquema de fabricación de templas finales y las purezas de la meladura, azúcar comercial, azúcar final y de las MC y mieles. De acuerdo con la fig. 67 se tabulan los pies cúbicos (medidos dentro del tacho según la escala de que está provisto) de los materiales alimentados a la MC final, relacionándolos con el volumen total alimentado a dicha MC y con el peso de los sólidos en MC final % del peso de los sólidos que entran por meladura (41.6%), en la siguiente forma. Pies cúbicos de materiales alimentados para fabricar 6 MC finales de 1500 pies cúbicos c/u total: 9000 pies cúbicos. Pies 3 sólidos en material % de sólidos en meladura De meladura en el material cristalizado De miel A en el material cristalizado De miel A durante 1era etapa = 1500-500 = De miel A durante 2 da etapa =3 (1000-500) = De miel A durante 3 era etapa = 6 (710 -500) = De miel B durante 3 era etapa = 6 (1500-710) = TOTAL ALIMENTADO

157.5 342.5 1000 1500 1260 4740 9000

Z Ac A1 A2 A3 A3 41.6%

Se establecen las siguientes proporciones. Para calcular el peso de sólidos en meladura alimentando a la MC final % de peso de los sólidos en meladura. 157.5 = Z 9000 41.6 De donde:

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Z = 157,5 (41.6) = 0.728% 9000 Cuya cifra concuerda con la correspondiente de la figura 66. Para calcular el peso de sólidos en miel A alimentando a la MC final en el material cristalizado, % del peso de los sólidos que entran por meladura: 342,5 = A c 9000 41.6 de donde: AC = 345.5(41.6) =1.58% 9000 cuya cifra concuerda con la correspondiente de la figura 66. Para calcular el peso de sólidos en iel A alimentado a la MC final después de realizada la cristalización % del peso de los sólidos qie entran por meladura: A1 + A2 + A3 = 1000+1500+1260 = 3760 pies3 De donde: X = 3760 = X 9000 41.6 De donde: X = 3760 (41.6) = 17.38% Cuya cifra concuerda con la correspondiente de la figura 66 Peso de sólidos en miel A, alimentado a la MC final, % del peso de solidos que entra por meladura = 1.58 + 17.38 =18.96%, cuya cifra concuerda con la correspondiente de la figura 66. Para calcular el peso de sólidos en miel B, alimentada a la MC final, % del peso de solidos que entra por meladura: 4740 = B3 9000 41.6 de donde: B = 4740 (41.6) = 21.9% 9000 Cuya cifra concuerda con la correspondiente con la figura 66. Se continua calculando por el método de cobenze el peso de solidos que de los restantes materiales se originan, hasta construir el diagrama de flujo completo. El siguiente paso sería el cálculo de los sólidos en MC B y azúcar B en función de los siguientes factores ya conocidos. Peso de sólidos en miel B 21.9% Pza miel B 54 Pza MC B 76 y Pza azucar B 98 PROBLEMA 57-B. El volumen de descarga de todos los tachos es de 1500 pies cúbicos, y 500 pies cúbicos es el necesario para cubrir con MC las calandrias de los mismos. En lo que respecta a las MC finales, se sigue el método descrito en el anterior artículo titulado “fabricación

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. de 9000 pies cúbicos de MC finales en 3 etapas”, esquematizando en la fig. 67-A, con la variante de que se cristalizan 500 pies cúbicos de meladura y después se alimentan las cantidades necesarias de miel A y de miel B para obtener, mediante un cocimiento múltiple en tres etapas, 6 MC finales de 1500 pies cúbicos cada una y de 58 de pza.esta entrando un promedio de 48000 arrobas de solidos por meladura cada día y las purezas promedios de los materiales son las sig. Pza de meladura (pz) 88 Pza miel final (pm) 29 Pza MC final (pmc) 58 Pza miel B (pm2) 55 Pza azucar comercial (pe) 98 Pza azucar final (pa) 85 Pza miel A (pm1) 69 Calcular: 1. El número de MC finales (de brix 97 y a 62°C) que se están produciendo por dia. 2. Cada que tiempo hay que cristalizar 3. Las alturas (expresando pies cúbicos de MC que se miden en las escalas que tienen los tachos) a que hay que hacer el cambio de alimentación de meladura a miel A y de miel y de miel A a miel B durante la fabricación de los 9000 pies cúbicos de templas finales por etapas asi como la pureza de los materiales que se depositaran en los graneros primario y secundario. Cálculos: Se determinara el diagrama de flujo de materiales solamente hasta donde sea necesario. Es conveniente hacer el esquema correspondiente.

98

59

59 69

100 = 85,5 peso sol. en azúcar comercial % peso sol. en meladura

88

10 69

29

10 69

100 = 14,5 peso sol. en miel final % peso sol. en meladura

Sea W3 el peso sol. en MC final % sol en meladura.

29

27

27 56

W3 = 14.5 de donde: W3 = 14.5 (56) = 30.1% 27

58

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V.

85

29 56

29 56

= 30.1 = 15.6 peso sol. en azúcar final %peso sol. en meladura

1. Número de templas finales producidas por dia. Siendo 48000 las arrobas de solidos que entran por meladura cada día, y siendo 30.1 el peso de sólidos en MC final % del peso de sólidos en meladura. 48000 (30.1) = 14 448 arrobas de sólidos en MC final/dia 100 Siendo 97 el brix de las MC finales: 14448 (100) = 14 894 arrobas de MC finales/día 97 Por extensión de la tabla XIII hallamos que un pie cubico de material de brix 97 pesa aproximadamente 3,7655 arrobas a 20° C Se producirán: 14894 = 3955 pies cúbicos de MC finales /dia a 20°C. 37655 Como que la temperatura de estas templas es de 62°Cen la que la tabla XXXIII vemos que el factor de expansión es de 1 = 4024 pies cúbicos de MC finales, a 62°C se 0.9820 estarán produciendo por dia de molienda Como que los tachos descargan templas de 1500 pies cúbicos, el número de templas finales que hay que procesar diariamente es: 4024 = 2.68 templas/día 1500 El número relativamente pequeño de templas finales que hay que hacer diariamente se explica si tomamos en consideración el alto nivel de pza de meladura (que implica poca entrada de impurezas) y el relativamente bajo nivel de pza de la templa final (que implica mucha salida de impurezas por cada templa). 2. Tiempo de medida entre cristalizaciones. Como que cada cristalización origina 9000 pies cúbicos de templas finales y la producción diaria es de solamente 4024 pies cúbicos habrá que cristalizar cada: 9000 = 2 días y 6 horas aproximadamente. 4024

2. Tiempo que media entre cristalizaciones Como que cada cristalización origina 9000 pies cúbicos de templas finales y la producción diaria es de solamente 4024 pies cúbicos habrá que cristalizar cada: 9000 = 2 días y 6 horas aproximadamente.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 4024 3. Alturas a que se hacen los cambios de alimentación Volumen X Pza = volumen X Pza Masas cocida finales derivadas 9000 X 58 = 522 000 Meladura a las MC finales 500 X 88 = 44 000 Mieles A y B a las finales 8 500 478 000 Pza de la mezcla de las alimentaciones de miel A Y miel B = 47800 = 56,24 8 500 Volumen total de mieles A y B que hay que alimentar = 8500 pies cúbicos 69

1,24

1,24 8500 = 753 pies cúbicos de miel A hay que alimentar a las MC Finales.

56.24 12.76 = 8500 = 7747 pies cúbicos de miel B hay que alimentar a las 55

12.76 14.00

14

MC finales.

Manera de operar. Durante la primera etapa se cristalizan los 500 pies cúbicos de meladura y se cambia la alimentación para miel A hasta llegar a la marca 500 + 753 = 1253 pies cúbicos de la escala de tachos alimentándose miel B desde la marca de 1253 hasta la del 1500 pies cúbicos, en que termina la 1era. Etapa. ( de miel B se habrá alimentado 1500 – 1253 = 247 pies cúbicos, y faltara por alimentar 7747247 = 7500 pies cúbicos). De los 1500 pies cúbicos fabricados en la primera etapa, usualmente dos pies, de 500 pies cúbicos cada uno, se echan en los graneros primarios ( o en un solo granero primario que pueda recibir 1000 pies cúbicos) quedándose el tacho con un pie de 500 pies cúbicos dentro. La pureza de estos materiales al final de la 1era etapa, que corresponde a la de los pies echados en los graneros primarios, es: 500 (88) + 753 (69) + 247 (55) = 73 500 + 753 + 247 Durante la 2da. etapa los 500 pies cúbicos que están en el tacho son alimentados con 500 pies cúbicos de miel B. termina la 2da. etapa cuando el cocimiento llega a 1000 pies. Usualmente, un pie de 500 pies cúbicos es depositado en el granero secundario y el propio tacho conserva el otro pie de 500 ´pies cúbicos para comenzar con la sig. etapa. La pza de los materiales al finalizar la segunda etapa, que será la pureza del pie echado en el granero secundario es 500 (73) + 500 (55) = 64 500 + 500

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Como que la segunda etapa se repite tres veces, el volumen total la miel de B alimentado será = 500 X 3 = 1500 cúbicos, y como que de este material ya se ha alimentado 247 pies cúbicos durante la 1era etapa y como se sabe que el total a alimentar es de 7747 pies cúbicos, entonces durante la 3er atapa habrá que alimentar la diferencia que es de 7747 – (247+1500) = 6000 pies cúbicos. Con los 500 pies cúbicos dejados en el tacho se inicia la 3era. Etapa alimentando 1000 pies cúbicos de miel B, al cabo de lo cual se da punto a la templa y se descarga en un cristalizador de tercera. Esta será la primera MC final del grupo de seis iguales que se obtienen repitiendo el ciclo descrito. La pza de las MC finales será. 500 (64) + 1000 (55) = 58 500 + 1000 (Como que la 3era etapa se repite seis veces, el volumen total de miel B alimentado durante esta etapa será de 1000X6 =6000 pies3, que es precisamente lo que faltaba por alimentar al término de la 2da, etapa.) Pza del material en el granero primario 73 Pza del material en el granero secundario 64, y Pza de las MC finales terminadas 58 Observaciones para la resolución de problemas relativos a la fabricación de MC finales por etapas. Cuando la fabricación de templas finales se realiza en tres etapas, y la 2da. fabrica pies para la tercera etapa. Los siguientes cálculos ( muy importantes para la resolución de problemas) son obvios 1ra. etapa. Total de MC en proceso, o total de materiales alimentados al finalizar esta etapa …………………………………………………………………………………… 1500 pies3 2da. etapa. Cocimiento de 1000 pies3 realizada 3veces total de MC en proceso al finalizar esta etapa ………………………………………………………………………………............. 3000 pies3 Menos 3 pies de templa de 500 pies3 cada uno ………………………………… 1500 pies3 Total de materiales de alimentación que admite esta etapa …………………… 1500 pies3 3ra. etapa. Cocimiento de 1500 pies3 realizada 6 veces. Total de MC terminadas al finalizar esta etapa …………………………………… 9000 pies3 Menos de 6 pies de templa de 500 pies3 cada uno ……………………………… 3000 pies3 Total de materiales de alimentación que admite esta etapa …………………… 6000 pies3 Véase que si se suma el total de materiales de alimentación que cada etapa admite se obtiene el total de MC finales fabricadas: Primera etapa Segunda etapa Tercera etapa

1500 pies3 1500 pies3 6000 pies3

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 9000 pies3 de MC finales. Principios que deben regir en la fabricación de MC finales por etapas 1. El principio de alimentar los materiales con que se fabrican las templas finales , por orden decreciente de sus respectivas purezas: a) Porque, tanto la velocidad de cristalización como la transmisión de calor van, en general decreciendo simultáneamente en el transcurso de lso cocimientos y resulta más fácil el control de las mismas por el puntistay, en consecuencia, resultan menos probables las reproducciones. b) Porque la miel de la MC, en el transcurso de los cocimientos va también, en general, decreciendo y facilita el agotamiento de la miel final. 2. El principio de la igualdad de desarrollo del grano cristalizado. (en el supuesto , puramente teórico, de que durante los cocimientos no haya habido ninguna disolución de granos , ni reproducciones) el número total de granos en las templas terminadas es, aproximadamente 1/6 del número total de granos que se obtuvo al cristalizar. En ambos casos, el desarrollo volumétrico del grano de cristalización es de 1:18, porque: Vol de material cristalizado = 500 = 1 Vol de las MC derivadas 9000 18 No siempre el desarrollo es de 1:18, como se verá más adelante al estudiar la fabricación de 2,3 y 4 MC finales por etapas. 3. El principio del acortamiento de los ciclos de cocimientos de las distintas etapas de la fabricación de templas finales, el más importante es reducir el volumen de los cocimientos correspondientes a la última etapa, tal como se planea en el problema 57-D que más adelante se ofrece. En dicho problemas se programa cocimiento de 1500 pies cúbicos, no obstante que el tacho puede hacerlas de mayor volumen, pero trabajando (evaporado) muy lentamente por la desfavorable influencia que sobre la transmisión del calor ejercen la excesiva carga hidrostática, excesiva viscosidad, baja pureza y relativamente alta temperatura de la MC. Fabricación de 2,3 y 4 MC finales por etapas. En este artículo se describen las operaciones “mecánicas”, por así decirlo, realizadas en tachos de 1500 pies cúbicos de capacidad útil y que tienen un volumen de 500 pies cúbicos cuando la calandria está completamente cubierta con MC. Se señala dicha capacidad para facilitar la comprensión del tema, pero tachos menores o mayores pueden servir igualmente. Fabricación de 2 MC finales de 1500 pies3 c/u mediante un proceso de cocimiento que comprende 2 etapas. En un tacho se toman, por ejemplo, 500 pies3 de cierto material, se cristaliza, se alimenta hasta obtener un volumen de MC (un poco mayor, para compensar el material que pudiera quedarse en la tubería de pases) de 1000 pies3, se para el tacho, se rompe el vacío y se deposita la mitad (unos 500pies3) en un granero. Aquí termina la 1era etapa. la 2da etapa comienza cuando se pone nuevamente en operación y se alimenta (el oie de MC que tiene dentro) hasta 1500 pies3, se da punto y se “bota” (se descarga) la primera MC final. En este momento finaliza la 2da. y última etapa del proceso. Con el pie que está en el granero se repítela segunda etapa. Desde luego que en lugar de depositarse los 500 pies3 en el granero, dichos 500 pies3 pueden pasarse a otro tacho, en cuyo caso, la segunda etapa del proceso se hace simultáneamente en 2 tachos.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Desarrollo volumétrico del grano de cristalización = 500 = 1:6 2x1500 3 Fabricación de 3MC finales de 1500 pies c/u mediante un proceso que comprende 2 etapas. En un tacho se toman, por ejemplo, 500 pies3 de cierto material, se cristaliza, se alimenta hasta obtener un volumen de MC (u poco mayor) de 1500 pies3, se para el tacho, se rompe vacío y se depositan 1000 pies3 , que son 2 pies de MC finales, en un granero. Aquí finaliza la 1era. Etapa. La segunda etapa comienza cuando se pone nuevamente el tacho en operación y se alimenta (el pie de MC que tiene dentro) hasta 1500 pies3, se da punto y se “bota” (se descarga la primera MC final. Este el fin de la segunda etapa. La 2da etapa se repite 2 veces más con los 2 pies (de 500 pies3 c/u ) que están depositaos en el granero. Por supuesto que en lugar de depositarse 1000 pies3 en el granero, el tacho puede pasar 500 pies3 a cada uno de 2 tachos que se encuentren vacíos, en cuyo caso la 2da. Etapa se hace simultáneamente en 3 tachos. ( debe haber mucha miel disponible para realizar esta última operación, de lo contrario habría que para algún tacho procesando MC, lo cual nunca es recomendable , aunque puede hacerse.) . Otra alternativa seria que el tacho que tiene 1500 pies3 al finalizar la primera etapa pase 500 pies3 a otro tacho y deposite 500 pies3 en el granero, quedándose con otros 500 pies3 como pie. En este caso la 2da etapa se hace simultáneamente en 2 tachos y posteriormente, otro tacho, tomando como pie los 500 pies3 que hay en el granero, realiza la 2da etapa por 3era vez. Desarrollo vol. Del grano = 500 =1:9 3x1500 3 Fabricación de 4 MC finales de 1500 pies c/u mediante un proceso que comprende 3 etapas. En un tacho se toman por ejemplo, 500 pies3 de cierto material (puede por supuesto, tomarse una cantidad mayor si así conviene), se cristaliza se alimenta hasta obtener un volumen de MC (un poco mayor) de 1000 pies3 se para el tacho, se rompe el vacío y se depositan 500 pies3 en el granero primario. Este es el final de la primera etapa. La 2da etapa comienza cuando se pone nuevamente en operación el tacho y se alimenta (el pie de MC que tiene dentro) hasta un volumen (un poco mayor) de 1000 pies3 se para el tacho, se rompe el vacío y se depositan 500 pies3 en el granero secundario. Aquí termina la segunda etapa. La 3era etapa comienza cuando se pone otra vez el tacho a operar y se alimenta el pie de MC que tiene dentro) hasta obtener un volumen de 1 500 pies3, se da punto y se descarga la primera MC final perteneciente al grupo de 4 semejantes programadas. Dando el desarrollo correspondiente a la 3era etapa al pie que está en el granero secundario, se obtiene la 2da. MC final del grupo. Dando el desarrollo correspondiente a la 2da. Etapa al pie que está en el granero primario se obtienen los dos últimos pies3 de MC finales; uno de 500 pies3 que se deposita en el granero secundario, y otro que el tacho retiene. A ambos pie se le da el desarrollo escrito en la 3era etapa para obtener las dos últimas MC finales. Al finalizar la segunda etapa (con el tacho conteniendo 1000 pies3 de MC en proceso) en vez de depositarse 500 pies3 en el granero secundario, se pueden pasar esos 500 pies3 a otro tacho, en cuyo caso la 3ra etapa se realiza simultáneamente en 2 tachos (y no se utiliza el granero secundario). El hacer una cosa o la otra lo determina la existencia de suficiente cantidad de mieles de alimentación y la disponibilidad de tachos en el momento preciso. Desarrollo vol del grano = 500 = 1:12

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 4x1500 Fabricación de 4 MC finales de 1500 pies3 c/u mediante un proceso que comprende 3 etapas. En un tacho se toman, por ejemplo, 500 pies3 de cierto material (puede, por supuesto, tomarse una cantidad mayor así conviene), se cristaliza, se alimenta hasta obtener un volumen de MC (un poco mayor) de 1000 pies3 se para el tacho, se rompe el vacío y se depositan 500 pies3 en el granero primario. Este es el final de la 1ra etapa. La segunda etapa comienza cuando se pone nuevamente en operación el tacho y se alimenta (el pie de MC que tiene dentro) hasta un volumen (un poco mayor) de 1000 pies3, se para el tacho, se rompe el vacío y se depositan 500 pies3 en el granero secundario. Aquí termina la segunda etapa. La 3ra etapa comienza cuando se pone otra ve el tacho a operar y se alimenta (el pie de MC que tiene dentro) hasta obtener un volumen de 1500 pies3, se da punto y se descarga la primera MC final perteneciente al grupo de 4 semejantes programadas. Dando el desarrollo correspondiente a la 3ra etapa al pie que está en el granero secundario, se obtiene la 2da. MC final del grupo. Dando el desarrollo correspondiente a la 3ra etapa al pie que está en el granero secundario, se obtiene la 2da. MC final del grupo. Dando el desarrollo correspondiente a 2da etapa al pie que está en el granero primario se obtienen los dos últimos pies de MC finales: uno, de 500 pies3 que se deposita en el granero secundario y otro que el tacho retiene. A ambos pies se les da el desarrollo descrito en la 3ra etapa para obtener las dos últimas MC finales. Al finaliza la 2da etapa (con el tacho conteniendo 1000 pies3 de MC en proceso) n vez de depositarse 500 pies3 en el granero secundario, se pueden pasar esos 500 pies3 a otro tacho, en cuyo caso la 3ra. etapa se realiza simultáneamente en 2 tachos (y no se utiliza el granero secundario). El hacer una cosa o la otra lo determina la existencia de suficiente cantidad de miels de alimentación y la disponibilidad de tachos en el momento preciso. Desarrollo Vol. Del grano = 500 = 1:12 4X1500 Problema 57-C. Se desea fabricar 4 MC finales de aproximadamente 1200 pies3 cada una y de aproximadamente 60 de pza, mediante un proceso de cocimiento en 3 etapas semejante al descrito anteriormente. Las purezas de los materiales son. Meladura 88.5 Miel A 70 Miel B 56 Es condición del problema que se cristalicen 400 pies3 de meladura que después se alimente miel A y posteriormente miel B. Calcúlense los cambios de alimentación y las purezas en los graneros. El alumno hará el esquema descriptivo de las operaciones mecánicas basándose en el último descrito, teniendo en cuenta la capacidad de templa terminada del tacho, que es de solamente 1200 pies3 y la capacidad de pie de templa, o de carga que se cristaliza, que es de 400 pies3 Cálculos Primera etapa

pies 3

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Total de materiales alimentados al finalizar esta etapa Segunda etapa Cocimiento de 800 pies3 se realiza 2 veces. Total de MC en proceso al finalizar la etapa Menos 2 pies de templa de 400 pies3 c/u Totales de materiales de alimentación que admite esta templa Tercera etapa Cocimiento de 1200 pies realizada 4 veces. Total de MC terminadas al finalizar esta etapa Menos 4 pies de templa de 400 pies c/u Total de materiales de alimentación que admite esta etapa

800

1600 - 800 800

4800 - 1600 3200

Total de MC a fabricar: (volumen X pza) = (volumen X pza) 1200 X 4 4800 X 60 = 288 000 Menos material de cristalización - 400 X 88.5 = - 35 400 Total de mieles A y B por 4400 252 600 Alimentar Pureza de los 4400 pies3 del total de mieles A y B que faltan por ser alimentadas después de que haya cristalizado. = Volumen X Pza = 252 600 = 57.4 Volumen 4 400 como que las purezas de mieles A y B son conocidas el total de pies cúbicos de cada una de ellas que hay que alimentar se puede calcular mediante el siguiente cobenze: 70

1.4

1.4 14

4 400 = 440 pies3 de miel A

57.4

56

12.6 14.0

12.6 14

4 400 = 3 960 pies3 de miel B

Pies3 de miel A que se pueden alimentar durante la 1ra etapa después de haber cristalizado = 800 – 400 pies3. Después de cristalizar 400 pies3 de meladura hay que alimentar un total de 440 pies3 de miel A y como que durante la 1ra. etapa solamente se pueden alimentar 400 pies3, durante la 2da. etapa habrá que alimentar un total de 440-400 =40 pies3 de miel A. Como que la 2da. etapa se realiza 2 veces, cada vez que se este realizando la 2da. etapa habrá que alimentar: 40 = 20 pies3 de miel A 2 Como que la 2da etapa se inicia con un pie de 400 pies3 (fabricado por la 1ra. etapa), el cambio de alimentación, de miel A a miel B habrá que realizarlo, durante los dos cocimientos correspondientes a la 2da. etapa cuando el volumen de MC dentro del tacho sea de:

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 400 + 20 =420 pies3 Pza del material que se descarga al granero primario = = 400 (88.5) + 400(70) = 79.25 800 Pza del material que se descarga al granero secundario = = 400 (79.25) + 20 (70) + (400-20) (56) = 67.975 800 Comprobación Pza de las MC finales terminadas = 400 (67,975) + 800 (56) = 60 1200 Problema 57-D. Poseyéndose tachos de 1500 pies3 de capacidad útil, pero con el objetivo de abreviar los ciclos de cocimientos, se desea fabricar 6 MC finales, de aproximadamente 60 de pza mediante un proceso de 3 etapas. Las purezas de los materiales son respsctivamente las mismas que las del diagrama de flujo de materiales de la figura 66, cuyo esqema de fabricación de templas finales están ilustrados, en la figura 67 y 67-A a saber: Pza de la meladura Pza de la miel A Pza de la miel B

= Pz = 85 = Pm1 = 66 = Pm2 = 54

Es condición del problema cristalizar 500 pies3 de meladura y después seguir alimentando meladura hasta la marca de 750 pies3 del tacho. Despues alimentar miel A y finalmente (en la etapa y a la “altura” del tacho que corresponda) cambiar de alimentación y las purezas en los graneros. Hágase un esquema de fabricación de templas finales teniendo al de la figura 67-A como modelo y tomando en consideración: 1. Que durante la 1ra etapa se alimenta un total de 750 pies3 de meladura y 2. Que las MC finales terminadas (las terceras etapas) son 6 cocimientos de 1400 pies3 cada una. Cálculos 1ra etapa: Total de materiales alimentados al finalizar esta etapa 2da. etapa: cocimientos de 1000 pies3 realizada 3 veces Total de MC en proceso al finalizar esta etapa Menos 3 pies de templas de 500 pies3 c/u Total de materiales de alimentación que admite esta etapa 3ra etapa. Cocimiento de 1400 pies3 realizada 6 veces Total de MC terminadas al finalizar esta etapa Menos 6 pies de templa de 500 pies3 c/u Total de materiales de alimentación que admite esta etapa

Pies 3 1500

3000 1500 1500

8400 3000 5400

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V.

(Volumen) X (Pza) Total de MC a fabricar: 1400 X 6 = 8400 X 60 Menos mel alimentada en la 1ra etapa - 750 X 85 Total de mieles A y B por alimentar 7650

=

(Vol. X Pza)

= =

504 000 - 63 750 440 250

Pureza de los 7650 pies3 de mieles A y B que hay que alimentar después de quee al tacho se haya alimentado con un total de 750 pies3 de meladura (durante la 1era etapa) = = Volumen X Pza = 440 250 = 57.6 (aproximadamente) Volumen 7650

Como que las purezas de las mieles A y B son conocidas, los pies3 de cada una de ellas que hay que alimentar son calculables: 66 3.6 3.6 7650 = 2295 pies3 de miel A 12 57.6

54

8.4 12

8.4

7650 = 53355 pies3 de miel B

12 Como que durante la 1ra etapa al tacho hay que alimentarle 750 pies3 de meladura, y esta etapa solamente admite un total de 1500 pies3 de material de alimentación, la cantidad de miel A que se alimentara al tacho durante la 1ra etapa será = 1500 – 750 = 750 pies3 de miel A. puesto que hay que alimentar un total de 2295 pies3 de miel A, durante la 2da, y quizás la 3ra etapa, habrá que alimentar un total de: 2295- 750 = 1545 pies3 de miel A La 2da etapa solamente admite un total de 1500 pies3 de materiales de alimentación, por consiguiente, durante los tres cocimientos correspondiente a la 2da etapa , se alimentara miel A exclusivamente. 1545- 1500 = 45 pies3 de miel A Durante la 3ra etapa se realiza 6 veces, durante cada cocimiento correspondiente a la 3ra. etapa habrá que alimentar 45/6 = 7,5 pies3 de miel A. como es imposible poder medir 7.5 pies3 de material de alimentación durante los cocimientos , esta pequeña cantidad puede desconsiderarse y, en consecuencia, alimentar exclusivamente meil B durante los 6 cocimientos correspondiente a la 3ra etapa. Conclusiones

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Mediante cálculos puede demostrarse que el tiempo necesario para producir un determinado volumen de MC final (por ejemplo: (1000 pies3) según las condiciones del problema 57-D, es bastante menor que el tiempo necesario para producir ese mismo volumen según el proceso esquematizado en las figuras 67 y 67-A parece que son dos los factores determinantes de la reducción del ciclo de producción de templas finales en este último esquema: 1. La fabricación de terceras etapas menos voluminosas con el consiguiente aumento de la transmisión del calor y 2. La alimentación, proporcionalmente, de más meladura a la MC final, que determina una mayor velocidad promedio de cristalización y también de transmisión de calor. Debido al hecho de haberse alimentado más meladura a las MC finales en el proceso del problema 57-D, en comparación con la cantidad de meladura que es alimentada a las MC finales del proceso de la figura 66, el proceso del problema 57-D origina una mayor producción de MC B, y miel B y una menor producción de MC A, azúcar A y miel A que las respectivas producciones que el proceso de la figura 66 origina. Como que los ciclos de cocimientos de las MC B son más largos que los ciclos de cocimiento de las MC A, resultara que cuando se trabaja conforme al esquema de la figura 66 se obtiene una ganancia en capacidad para producir MC comerciales. Esta ganancia contrasta con la pérdida de capacidad para producir MC finales que el proceso de la fig. 66 ocasiona, a la cual ya se le ha hecho referencia. La alta pureza de la MC A (que es de 89.3 en el diagrama y que representa una subida de casi 3.3 puntos por sobre el nivel de pureza de la meladura) proviene de la alta pza (97) que tiene el azúcar B el cual como ya se explicó, es que el que sirve de pie a las MC A.

XIV. CALIDAD DEL AZÚCAR AGOTAMIENTO DE LA MIEL FINAL Y CAPACIDAD DE LA ESTACIÓN DE TACHOS 1. Principales factores determinantes de la polarización del azúcar a) Uniformidad del tamaño de los granos. Mientras más “parejos” son los granos de la MC, en general, mas polarizara el azúcar producido porque los pequeñísimos canales intergranos por donde sale la miel de la MC durante su centrifugación, así como los huecos de la tela metálica de la centrifuga, se encontraran libres de obstáculos. La miel es el material que contiene las impurezas solubles. b) el diámetro y la velocidad de centrifugas. Mientras mayores sean estos, más alta será la polarización que alcanzara el azúcar. La fuerza centrífuga F, a menudo es designada factor de gravedad, o G. c) El tiempo de purga. Al aumentar aumenta la polarización. d) Cantidad de agua de lavado. e) Viscosidad de la miel de la MC al purgarse. La cual depende principalmente, del brix temperatura y pza de la miel de la MC durante la centrifugación. Mientras menor es el brix, más alta la temperatura y mayor la pureza de la miel, menor es la viscosidad de la misma, con más facilidad drenara y más alta polarización alcanzara el azúcar. f) Tamaño promedio del grano de azúcar comercial, conviene subrayar que: si las producciones de azúcar comercial y fina permanecen fijas y toda la producción de

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. azúcar final permanecen fijas, y toda la producción de azúcar final se destina a pie de templas comerciales 1. Mientras mayor es el tamaño del azúcar final mayor será el tamaño y polarización de azúcar comercial. Y si se disuelve parte de la producción de azúcar final: 2. Mientras mayor cantidad se disuelva, mayor será el tamaño y polarización del azúcar comercial g) Pureza de la miel que envuelve los granos de azúcar comercial. En este principio se basa el cálculo que hacemos sobre el índice de calidad de azúcar de los sistemas de masas cocida. Si los restantes factores que determinan la polarización del azúcar permanecen constantes, mientras mayor es el índice, mayor será la polarización del azúcar resultante del proceso. h) La cantidad de material insoluble que acompaña el azúcar. Mientras más eficiente es la clarificación, menor cantidad de materia insoluble llegara a la estación de tachos y más alta resultara la polarización del azúcar. Ejemplos de cambios que originan perdidas de calidad del azúcar. Se enumeraran una serie de paso que tienden a hacer bajar la polarización del azúcar 1. Se suspende el lavado de azúcar final. Aumentará así la recirculación de miel final a las MC comerciales. 2. Se deja de lavar el azúcar A y se lava menos el azúcar B en las centrifugas, mermara la calidad del azúcar comercial y aumentará algo la retención y la capacidad efectiva de la estación. 3. Se aumenta el brix y se da más tiempo de permanencia en los cristalizadores a la MC final. 4. Se cristalizara meladura (en vez de miel A y se alimentara más meladura y se alimentara más meladura a la MC final, con lo que se producirá más azúcar B y menos azúcar A que antes de hacer el cambio. Y habrá una disminución de la calidad del azúcar. 5. Se disminuirá el tamaño del azúcar comercial, con loal se obtendrá una pérdida de calidad en el producto y una ganancia en retención y capacidad para moler. 6. Se dará mas tiempo de enfriamiento natural a las MC comerciales en los cristalizadores. Mermara la calidad del azúcar (por el aumento de la viscosidad de las MC al purgarse) y aumentara la retención y la capacidad. 7. Se empezara a recircular miel A a la MC A. la pérdida de calidad y capacidad será tanto mayor cuanto más miel A se recircule. Al tomar medidas para perder polarización ha de vigilarse muy estrechamente el factor de seguridad del azúcar (que dara una idea de su posible aguante) y la temperatura a que esta es envasada o depositada a granel, la cual, según los expertos no deberá ser superior a 40°C para reducir al mínimo las probabilidades de que el azúcar se endurezca. 3. El deterioro y endurecimiento del azúcar. Contenido de humedad y factor de seguridad del azúcar El porcentaje de humedad del azúcar debe ser cuidadosamente controlado. La relación entre el porcentaje de agua y la nosacarosa ha demostrado ser factor importante ya que los

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. microorganismo queque causan el deterioro no pueden desarrollarse en soluciones de alta densidad. Humedad = 0.333 o menos (formula 45) 100-polarizacion “La operación de lavar el azúcar crudo priva a los granos de la acción protectora de la miel original”. “Avice (internacional sugar journal julio 1936, pag. 275) en un extenso estudio sobre crudos de alta calidad, de Mauricio, encontró que azucares en los que sus películas de miel habían sido diluidas mediante el lavado podían sufrir inversión aunque sus factores de seguridad estuviesen por debajo de 0.25”. Se hace evidente que las determinaciones de polarizacion y humedad deben hacerse cuando el azucar sale de las centrifugas. Conglutinación (endurecimiento) de azucares “esta es una dificultad frecuente, tanto en el azucar crudo como en el refino, sobre todo cuando el azucar ha sido expuesto a una caída brusca de temperatura. Los investigadores han llegado a la conclusión de que el endurecimiento no es una característica distintiva e inherente a determinado azúcar en particular, sino que cualquier azúcar crudo se endurecerá si es expuesto a ciertas condiciones. Dekker encontró que la relación de azucares reductores a humedad era un factor en el endurecimiento; que cuando el porcentaje de reductores era doble que el de hmedad, el azúcar endurecía mucho menos que cuando esta relación era de 1:1. La teoría generalmente aceptada sobre la causa del endurecimiento es que hay una capa de miel sobresaturada alrededor de los cristales para cierta temperatura, y que, con una caída de temperatura, o un reducción del contenido de humedad de la capa, la cristalización comienza, cementandose los cristales originanales de azucar con los cristales finos de nueva aparición”. Conclusiones de un estudio sobre las causas inmediatas del endurecimientos de crudos hecho por wuthrich. 1. Azucares con alto contenido de humedad “se encontró que azucares con un contenido de humedad de 1% o mayor invariablemete endurecían cuando reran llevados a un medio en que parte de su humedad se evaporaba. Por otra parte, se encontró que el endurecimiento no ocurria en tanto que el contenido de huemdad (del medio ambiente) permanecia alto”. 2. Azucares de bajo contenido fde humedad (0.3 a 0.4%). “El azúcar de bajo contenido de humedad no se endurecerá, ya se envase caliente o frio, siempre que no se exponga a una atmosfera muy húmeda y después a otra seca”. 3. Calidad de los azucares . Si el azúcar es anormalmente viscoso y pegajoso, se endurecerá, ya tenga un alto o bajo contenido de humedad, ya se haya envasado frio o caliente. Además de eso, el azúcar de grano fino es muy susceptible al endurecimiento que el de grano de tamaño mayor. El azúcar de gran contenido de humedad endurece rápidamente cuando el grano es pequeño. A menor tamaño de grano, mayor es la superficie que presenta una misma cantidad de azúcar y mayor la oportunidad que tienen los granos para cementarse entre sí. 4. Temperatura al envasarse. Para evitar riesgos, la tendencia en cuba es envasar a una temperatura nunca suoerior a 40°C. 5. El tiempo y las condiciones climaticas

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 6. Condiciones de almacenamiento. Si el aire del almacen se pone muy caliente o muy húmedo ello aumentara las probabilidades de endurecimiento. “Se ha visto que azucares crudos crudos de granos, de buen tamaño y parejos, bien secados y no excesivamente gomosos (buena carificacion) tienen poca probabilidades de endurecimiento. Prácticamente todos los azucares crudos se endurecerán cuando son expuestos a una atmosfera muy fría y se ablandaran de nuevo cuando el tiempo cambia. El deterioro del azúcar está en función de la cantidad de humedad en la capa de miel de los cristales de manera que es esencial que se prevenga la absorción de humedad atmosférica después que el azúcar se haya hecho. Varios estudios han demostrado que la humedad relativa critica es alrededor 65% es decir que si, la humedad relativa está cercana a dicho punto, el azúcar ni cederá ni absorberá humedad durante su almacenamiento. Cuando el almacén está muy seco , o sea cuando la humedad relativa está por debajo del 60% el azúcar crudo se conglutinara y endurecerá a un grado innecesario. Por lo tanto no es la costumbre, ni es deseable tener almacenes para azucares crudos con calefacción, la practica más segura es mantener el almacén cerrado todo el tiempo, particularmente en los trópicos y en los climas húmedos a fin de que la menor cantidad posible de aire húmedo este en contacto con el azucar. XV. CONTROL DE LAS VARIABLES QUE DETERMINAN EL TAMAÑO DEL GRANO EN LA FABRICACION DEL AZUCAR CRUDO. Relacuines existentes enre las variables mdel roceso de fabricación que determinan el tamaño del azucar comercial que se produce. Símbolos Ts = Tamaño promedio del grano de azúcar final (azúcar de semilla). Tc = Tamaño promedio del grano de azúcar de envase (azúcar comercial Ac = Peso de sólidos en azúcar de envase (comercial) % del peso de sólidos en meladura Sem = peso de sólidos en azúcar final (azúcar en semilla) % del peso de los solidos en meladura. Pz = pureza de la meladura Pm = pureza de la miel final Pc = pureza del azúcar de envase (comercial) Pmc = pureza de la masa cocida final Pa =pureza del azúcar final.

Pc ¿ Ac ¿ ¿ Tc=Ts √3 ¿

(formula 48)

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V.

Si la relación

Ae( Pe) Sem( Pa)

la llamamos “cociente de desarrollo del grano” y la designamos

por la letra K, tendremos:

K=

Ae(Pe) Sem(Pa)

(formula 49)

Y también Tc = Ts

√3 K

(formula 50)

Cualquiera que sea el sistema de Mc adoptado para trabajar la estación de tachos . Si K = 3.66 el Az comercial, promediaría 0.77 m, es decir, no faltara ni sobrara semilla. Si K

¿ 3.66 faltara semilla y producirá un grano de azucar comercial mayor a 0.77 mm.

Si K

¿ 3.66 tendra que disolver semilla o de lo contrario, producirá un grano de azucar

comercial menor de 077 mm.

Problema 58 De un ingenio azucarero se toman los datos . Pz = 85 Pm = 33 Pe = 98 Pmc = 60 Pa = 85 Ts = 0.5 mm Calcúlese el tamaño de grano de azúcar comercial que producirá, si utiliza toda la producción de azúcar final (semilla) para pie de las templas comerciales. Observación común a todos los problemas 1. Que no hay reproducción ni disolución de granos en el proceso. 2. Que debido principalmente a la estabilidad del vacío y a que los puntistas alimentan los tachos en forma continua y regulada, se obtiene un desarrollo bastante uniforme (parejo) de los granos durante las cochuras. 3. Que la distribución de semilla (mediante cortes y pase de la misma en los tachos) se hace proporcionalmente a las producciones de azúcar de las distintas clases de masas cocidas comerciales que el sistema comprende. En la práctica vemos que el tamaño promedio del azúcar comercial resultante es siempre un poco mayor que el calculado según las formulas anteriores. Esta desviación la atribuimos a la disolución que ocurre durante el cocimiento de los granos más finos de las templas. Resolución

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V.

Hállese el valor de K =

( 85−33 ) ( 85−60)(98) ( 60−33 ) ( 98−85)(85)

= 4.27

Como que 4.27 es mayor que 3.66 se deduce que el ingenio está produciendo un grano mayor de 0.77 mm. Aplicando la fórmula 50 se obtendrá el tamaño del grano de azúcar comercial que está produciendo. Tc = 0. 5

√3 4.27

= 0.5 (1.62) =0.81 mm

Problema 59 Supóngase que dicho ingenio decidiera fabricar azúcar a granel que promedie 1mm en tamaño. Calcúlese la cantidad de azúcar final que tendría que disolver si dicho azúcar final siguiera promediando 0.5 mm. Resolución Despejando k en la fórmula 50 y sustituyendo los símbolos por los valores de problema, se obtendrá:

Tc = Ts

3

√K

de donde. K =

Te 3 13 = Ts 3 0.53

=8

Manteniendo 0.5 mm en semilla el ingenio necesita trabajar con un “cociente de desarrollo del grano” igual a 8 para producir azúcar comercial de 1mm. La producción de sólidos en azúcar comercial % de sólidos en meladura según Formula 32 =

100−33 ¿ = ¿ (98−33)

= 80%

la producción de sólidos en azúcar final (semilla) % de sólidos en azúcar final (semilla) % de sólidos en meladura, según formula 39 =

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V.

=

100 (60−33)(98−85) (85−60)(98−33)

= 21.6%

Si se utiliza toda la producción de azúcar final (semilla) para hacer azúcar comercial, esta tendría un tamaño promedio de 0.81 mm, según lo ya calculado en el problema 58 . para hacer azúcar comercial que promedie 1 mm es preciso someter a proceso (en forma cristalizada) menor cantidad de azúcar final de la que el ingenio produce. Esta cantidad se calcula en la sig. forma: despejando a Sem. en la fórmula 49 y dando a K el valor de 8 previamente calculado.

K=

Ae(Pe) Sem(Pa)

de donde: Sem =

Ae( Pe) K (Pa)

=

80(98) 8(85)

=11.5%

El ingenio en cuestión necesitara someter a proceso en forma cristalizada, sólidos en azúcar final equivalente al 11.5% del peso de los sólidos que entran a la estación de tachos por la meladura y así producirá azúcar comercial que promedie 1 mm de tamaño. Como que está produciendo 21.6 sólidos en azúcar final % de sólidos en meladura, tendrá que disolver 21.6 -11.5 = 10.1 sólido en azúcar final % de solido en meladura, los cuales equivalen al:

100

10 .1 =46.7 21.6

de la producción de azúcar final

Problema 60. Supóngase que el ingenio del caso anterior quisiera seguir produciendo grano de azúcar comercial de 1 mm, pero sin tener que disolver azúcar final. Tendrá que producir un grano de azúcar final mayor de 0.5 mm. Calcúlese cuál debe ser el tamaño. Resolución Se halla el valor de K según fórmula 49. Conocido este, el valor Ts se calcula por la fórmula 50 en la que se da a Te el valor de 1mm.

80 (98) K ¿ 21.6 (85)

=4.27

Te = Ts

√3 K

de donde Ts =

Te √K 3

=

1 √ 4.27 3

1 = 1.62

=0.61 mm El ingenio del problema para fabricar grano de azúcar comercial de 1 mm, si no desea tener que disolver una parte de la producción de azúcar final, si no utilizar toda la producción de

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. dicho azúcar para pies de MC comerciales, tendrá que producir azucar final que promedie 0.61 mm en tamaño, cuyo tamaño es anormalmente grande para las MC finales. Gráfico de la figura 70. Mediante cálculos similares a los hechos en los anteriores problemas hemos trazado el grafico de la fig. 70, en el cual para valores de pureza de la meladura desde 77 hasta 90, se puede leer. a) La cantidad en peso que se produce de sólidos en azúcar comercial % del peso de los sólidos de la meladura en la curva Ae. b) La cantidad en peso que se produce de sólidos en azúcar final % del peso de los sólidos de la meladura, en la curva Sem. c) El tamaño promedio del azúcar comercial que se producirá si no se disuelve azúcar final (semilla) supuesto que el tamaño del azúcar final sea de 0.5 mm en la curva Te. d) El porcentaje de la producción de azúcar final que habría que disolver para producir azucar comercial de 1mm, suponiendo que el tamaño del azúcar final siga siendo 0.5 mm.

Tabla 70 scanear

Pureza de la MC final y tamaño del grano de azúcar comercial. De la aplicación de la formula numero 52 a casos particulares en que varié la pureza de dicha MC y permanezcan constantes los restantes valores de dicha fórmula, se deduce que el tamaño del azúcar comercial aumenta a medida que se disminuye el valor de la pureza ce la MC final por que crece el valor de (Pa – Pmc) y decrece el valor de (Pmc – Pm). A menores valores de pureza en la MC final corresponderán menores cantidades de azúcar final (semilla) a disolver y por consiguiente menor consumo de vapor para procesar la semilla disuelta. La pureza de la MC final influye en la forma explicada sobre el tamaño del azúcar comercial. A medida que crece Pmc (Pza MC final) disminuye Te (tamaño del azúcar comercial) porque disminuye el valor del numerador de la fórmula 52 y aumenta el valor del denominador. Analizando el proceso nos percatamos de que así tiene que ser necesariamente, porque al aumentar Pmc, aumenta la producción de azúcar final sin que se produzca un cambio de la producción de azúcar comercial puesto que Pz, Pm y Pe permanecen constantes. Cada grano de azúcar final origina un grano de azúcar comercial (pues se supone que no hay reproducciones ni disolución de graos en el proceso).Resultara que la mayor producción de azúcar final (consecuencia del aumento de Pmc) significara mayor número de estos y por consiguiente mayor número de granos de azúcar comercial que cuando la pureza de la MC final es mas baja. Un aumento del número de granos de la producción de azúcar de la producción de azúcar comercial, sin que haya aumentado el peso de dicha producción (como necesariamente no aumenta ), significara que el azúcar comercial pierde tamaño.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Es conveniente tener bien presente estos detalles del proceso, dada la tendencia bastante generalizad a fabricar las MC finales a pureza enormemente altas (quizás por imitación, sin ninguna razón técnica que la justifique, de la práctica establecida para las purezas de las templas de derretido –remelt- de las refinerías). Si el ingenio de crudos tiene suficiente capacidad en tachos, centrifugas y descarga las MC finales con Pza., por ejemplo de 58 a 60, en vez de Pza 62 o mayores. 1. Obtendrá una menor producción de azúcar final (semilla) y por consiguiente un mayor tamaño en el azúcar comercial. 2. Obtendría, muy probablemente una menor pureza en la miel final aumentándose asi el rendimiento del ingenio y 3. Si hubiere que disolver semilla para producir un grano de azucar comercial de mayor tamaño, la cantidad a disolver y el consumo adicional de vapor que la disolución conlleva serían menores. Tamaño el grano de azúcar final (semilla) y del comercial Cuando no se disuelve semilla, el tamaño de azúcar comercial es directamente proporcional al tamaño del grano de azúcar final (semilla). Si se deseara controlar el tamaño del grano de azúcar comercial variando el tamaño del azocar final, habría que disminuir el tamaño de este último a medida que sube la pureza de la meladura y aumentarlo a medida que la pureza de la meladura baja, porque en el primer caso (Pza de meladura alta) hay menor producción de azúcar final y mayor entrada de sacarosa recobrable (aprovechable) y en el segundo caso (Pza de la meladura baja), hay mayor producción de azúcar final y menor entrada de sacarosa recobrable. El factor que debe determinar el tamaño del grano de azúcar final o lo que es la obtención del mayor agotamiento posible de la miel fina o lo que es lo mismo del mayor recobrado de sacarosa y para ello independientemente de la pureza que tenga la meladura, debe de fabricarse un grano de azúcar final de un tamaño tal que, sin mermar la eficiencia de la purga de la templa final, sea lo suficientemente fina como para que imparta a dicha templa la superficie de grano necesaria para el agotamiento. Procediendo en la forma descrita, cuando el tamaño del grano de azúcar comercial resulta pequeño(lo cual puede ocurriral bajar el nivel de pureza de la meladura) se disuelve periódicamente una parte de la producción de azúcar final, y cuando el tamaño del azúcar comercial resulta excesivo (lo cual puede ocurrir a altos niveles de Pza de la meladura) se procede, si fuera necesario a hacer cristalizaciones periódicas e meladura destinadas a pies de templas comerciales para asi complementar la baja producción de azúcar final. Deducción de la fórmula 48 En los tachos las templas comienzan con un pie de semilla cuyo peso de sacarosa cristalizada % de sólidos en meladura es igual a Sem (Pa)/100 cuyos granos tienen una dimensión, tamaño igual a Ts. En el transcurso del desarrollo de la templa, al grano se incorpora cierta cantidad de sacarosa. Terminada y purgada la templa, el peso de sacarosa en el azúcar % de sólidos en la meladura es igual a Ae (Pe)/100 y el azúcar está constituida por grano cuyo tamaño es Te. Los cristales de sacarosa terminados en tamaño Te, son similares semejantes a los pequeños que venían con la semilla de tamaño Ts y por geometría se sabe que los volúmenes y también los pesos, cuando el material es el mismo de los cuerpos similares son proporcionales a los

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. cubos de sus dimensiones homologas. Por lo tanto, si el número de cristales es el mismo al empezar que al terminar la templa se tiene:

T e3 3 Ts

=

Ae( pe)/100 Sem( Pa)/100

∴

√

Te=Ts 3

Ae( Pe) Sem( Pa)

La fórmula anteriormente deducida es solamente aproximada; para que fuera exacta es necesario usar en lugar de los pesos de sacarosa en la semilla y el azúcar comercial, los pesos de la sacarosa cristalizada en ambos, ya que en realidad cualquier azúcar crudo está constituido por una mezcla de sacarosa pura cristalizada rodeada de una película de miel que contiene sacarosa no cristalizada, impurezas y agua. XVI. RELACIONES ENTRE LA MASA COCIDA Y SU MIEL 1. Pureza de la miel de la masa cocida Si se conoce el contenido de agua, la pza, la temperatura de una templa y el grado de sobresaturación de su miel, también se sabrá, real y positivamente la pureza y el contenido de agua de la miel contenida en la templa. Este articulo demostrara el motivo por el cual masas de una misma pureza producen mieles de distintas purezas Se podrá, además deducir varias conclusiones relativas a la forma de trabajar las templas en los tachos y cristalizadores, con el fin de tratar de obtener los grado de agotamiento en la mieles que más convengan a la fábrica. Primera: La constituye el hecho de que la generalidad de los laboratorios de los ingenios realizan determinaciones de brix en lugar de solidos por desecación y de purezas aparentes en vez de reales. Se ha preferido presentar , además, graficas de conversión de sólidos en grados brix (fig. 73) y de purezas reales en aparentes (fig. 72), los resultados de estas conversiones son, desde luego , solamente aproximados. Segunda: La constituye la variabilidad de la composición química de los componentes de no sacarosa (impurezas) de los jugos de la caña, que imposibilita aplicar una tabla única de solubilidades y, por consiguiente, de valores de sobresaturación a los productos que se estudian. Cuando las impurezas presentes en la miel varían en composición la solubilidad de la sacarosa es afectada, y como que estas variaciones ocurren, se deduce que todos los gráficos de este informe tienen un valor promedio o aproximado Tercera: la constituye la variabilidad de las temperaturas de las MC que exigiría el uso de múltiples gráficos. Curva de la relación impurezas agua. Estas curvas, incorporadas a varios de los graficos las consideramos de mucha utilidad, ya que con su ayuda se puede se puede explicar en forma diagramática todo el proceso de cristalización que tiene lugar en los tachos y cristalizadores. Definiciones de concentración y sobresaturación. Por concentración se entiende el peso de solidos disueltos en 100 partes en peso de agua. Grado de sobresaturación, que abreviamos con las letras SS, es la relación entre la concentración de una solución que contiene sacarosa y la concentración de una solución saturada (SS= 1) de la misma pureza y temperatura que la primera.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. Grafico figura. 72, de conversión de purezas aparentes en reales el que hemos tomado de un art. De Webre. El de la figura 73 de conversión “por cientos de solidos desecados” en grados brix. El proceso en el tacho y los graficos El proceso de cristalización que se desarrolla en el tacho se complica por el hecho de que simultáneamente al mismo, la MC está sometida a un proceso de concentración por evaporación y a otro de mezcla y dilución con un material menos concentrado que sustituye la alimentación. trataremos de explicar como obran los procesos de evaporacion, alimenacion y cristalización considerándolos primero aisladamente y después actuando simultáneamente, sobre el punto que en el grafico determina la pureza y el porcentaje de solidos de la miel de la masa cocida. Inmediatamente comenzara el tacho a evaporar y la meladura aumentara su concentración sin que varíe su pureza por que no bhay granos formados todavía. La situación del punto variara, siguiendo (en un gráfico de concentraciones contra la purezas de la miel) un curso vertical hacia arriba que es el efecto de la evaporación, actaundo ella solamente en ausencia de cristales Si la presión absoluta (vacio a que ebulle (hierve) el tacho se mantiene fija ( y para lo sucesivo se supondrá asi), la meladura ganara en temperatura y en grados de sobresaturación. Supóngase (cosa inusitada) que se ciera la valvula de vapor y se abra la de alimentacion , la evaporación cesara, y la carga de meladura disminuirá la concentración por mezclarse con un liquido menos concentrado. La pureza de la mezcla seguirá siendo la misma y la posición del punto en el grafico variara siguiendo un curso vertical hacia abajo , que es el efecto de la alimentación. Si se alimenta agua, el desplazamiento del punto será mas rápido hacia abjo verticalmente Anexar Graficos pag. 440 fig.71, fig.72, fig,3 hay que establecer grano (por semillamiento, por ejemplo cuando la solución este sobresaturada, cerrar las llaves de vapor y alimentación e incomunicar completamente el tacho. Mientras la solución este sobresaturada las partículas de sacarosa introducidas se desarrollaran por ininterrumpidas precipitaciones de sacarosa disueltas sobre las caras de los cristalitos formados. Consecuentemente la concentración y pza de la miel disminuirá y la posición del punto en el grafico cambiara siguiendo una trayectoria hacia abajo e izquierda siguiendo una trayectoria hacia abajo e izquierda siguiendo la curva de impurezas/agua (I/A).correspondiente. Cuando el cuerpo de cristales haya desarrollado suficientemente superficie que permita el seguimiento del cocimiento bajo un régimen de evaporación y alimentación en forma continua y regulada, entonces los efectos combinados de la evaporación, alimentación y cristalización (en el caso particular que estudiamos en que el material alimentado es de 85 y supuesto un proceso normal en que la MC ni se “afloja” ni se “recoge” excesivamente) mantendrán el punto en el grafico, aproximadamente , dentro de una zona delimitada por las curvas de sobresaturación de 1.20 a 1.35 y por las curvas 1/A 1 a 1.10. A continuación tratamos de dar una idea de la forma como obran sobre el punto (que en el grafico determina la concentración y pza de la miel de la MC) los distintos factores del proceso. 1. El agua contenida en la meladura que se alimenta produce un efecto sobre el punto en dirección vertical hacia abajo , el cual actúa en sentido contrario al producido por:

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 2. La evaporación que se realiza en el tacho, cuyo efecto sobre el punto es en dirección vertical hacia arriba. 3. La parte de la sacarosa que se incorpora al grano de la MC origina un efecto sobre el punto en dirección hacia la izquierda y hacia abajo siguiendo el curso de la curva 1/A correspondiente a cada momento deL cocimiento de la MC. 4. Las impurezas contenidas en el material alimentado desplazan el punto hacia la izquierda y hacia arriba. 5. La parte de la sacarosa contenida en el material alimentado que no se incorpora al grano, lo desplaza hacia la derecha y hacia arriba. Cuando se suspende la alimentación para dar a la MC el brix de la descarga, solamente obraran sobre el punto los efectos de cristalización y evaporación y como, que generalmente, este último es más fuerte que el primer el resultado será un movimiento del punto de dirección hacia la izquierda y hacia arriba adquiriendo la MC mayores valores 1/A. El proceso de cristalización proseguirá en el cristalizador hasta que el grado de sobresaturación de la miel se haga igual a 1. Cuando llega este momento se ha establecido un equilibrio entre la sacarosa cristalizada y la disuelta en la miel, cuya relación de equilibrio depende de la temperatura de la masa cocida. En el cristalizador a medida que la masa cristalizada gana en peso, la miel disminuye su pureza y concentración (% de solidos o Brix), mientras que el peso de los solidos no-sacarosa (impurezas) y el del agua permanecen constantes. Lo que en el grafico determine el curso , por así decirlo del proceso de cristalización , de agotamiento o desacarificion de la miel, como se le quiera llamar de una masa cocida, es precisamente la curva 1/A que corresponde a la misma y que es fácilmente determinable con los datos de Brix y pureza de la templa. Si en el cristalizador la temperatura fuese constante la sobresaturación de la miel decrecería con el tiempo. Obsérvese el progreso de la cristalización y el decrecimiento de la sobresaturación de la miel. la sobresaturación 1 determinara la pureza mínima de la miel correspondiente a dicha temperatura y al valor 1/A de la MC. Las purezas minimas de las mielas de las templas finales relativas a una centrifugación de referencia, digamos de 180°F. Casi nunca se obtienen en la practica porque, a las tan relativamente bajas pureza y tan elevados valores de viscosidad correspondientes a dichas masas cocidas, la velocidad de cristalizacion es tan lenta que estado de saturación (SS=1) de las mieles tomaría mucho tiempo en establecerse y el proceso de recuperación se tornara antieconómico. Uualmente las templas tantos los que originan azucar comercial como las finales, pero prncipalmente estas ultimas se purgan estando las mieles aun sobresaturadas. Generalmente se evita excesivos grados de sobresaturación en las mieles: 1. Alimentando la MC en el tacho en forma continua y regulada,de manera que siempre tenga la masa una debida relación de granos a miel, ”Sobrantes de miel” .cuando la MC se alimenta intermitentemente por cebas, la sobresaturación de la miel zigzaguea dentro de muy amplios limites de sobresaturación. 2. Evitando las flutuaciones del vacio en el tacho durante el cocimiento de las templas. 3. Utilizando tachos de eficiente circulación natural o forzada y cristalizadores que muevan debidamente la masa cocida

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. 4. Procesando las templas en el tacho a una velocidad de evaporación compatible con la velocidad de cristalización de la masa y el tamaño de su grano 5. Haciendo MC con granos de menor tamaño cuando la velocidad de evaporación no puede ser disminuido por haber poca capacidad en tachos, siempre que la capacidad del azúcar no resulte afectada. 6. Ocasionalmente cuando las masas de bajo grado son muy viscosas , procesándolas a menor vacío 7. Dejando estar más tiempos las templas en los cristalizadores Factores que limitan, retardan o dificultan el proceso de cristalización 1. La excesiva viscosidad que hace muy lenta la difusión de la sacarosa disuelta en la miel de la MC. 2. la falta de fluidez de la masa cocida por contener demasiada sacarosa cristalizada y poca miel. la poca fluidez (poca movilidad) puede presentarse en el tacho y en el cristalizador. En este último caso la solución puede consistir en agregar miel saturada 3. la decreciente velocidad de cristalización (debida a las bajas purezas y mucha viscosidad que las mieles de algunas masas tienen en el cristalizador) retardan la terminación del proceso de agotamiento, y puede resultar en muchos casos antieconómico proseguirlo hasta que la miel alcance sobresaturación de 1. 4. Una adsorción considerable de impurezas por los cristales inhibe la cristalización. Naturaleza de las impurezas disueltas. Se atribuye un efecto melasigenico a ciertos componente no sacarosa de las mieles y un efecto salling out a otros, con los que se desea significar que al predominar los primeros, la sacarosa se hace más soluble en agua y menos al predominar los segundos. Observación importante. Como que las relaciones que existen entre entre la MC y la miel y que en forma de gráficos han sido mostradas son matemáticamente exacta, se hace evidente que al aplicar dichas relaciones (al usar los graficos)para la resolución de problemas practicos ncesariamente se obtendrán resultados exactos siempre y cuandolos datos tomados sean tambien exactos concretando serian datos xactos, los sig. 1. El “% de solidos (llamado tambien % de materia seca”) 2. El “% de sacarosa” (no el % de de pol). 3. La “pureza real” del material o materiales 4. Los valores de solubilidad de la sacarosa. Cuantos por no disponer de estos datos se basan en otros, obtenidos por procedimientos distinto a los señalados (como sería el caso de los que usaran el grafico de la figura 72 para convertir purezas aparentes en reales, o el de la fig. 73 para convertir grados brix en “% de sólidos”, o a la tabla ll de solubilidades por que no han determinado experimentalmente la solubilidad por sus propios medios) obtendrán solamente resultados aproximados. Sin embargo como que lo más importante no es tanto la exactitud absoluta de los resultados sino el conocimiento de como están las variables interrelacionadas. Para poderlas controlar en el proceso y así obtener los más eficientes resultados técnicos. Conclusiones: los factores del proceso que determinan las purezas de las mieles que las masas cocidas originan son cuatro. a) El % de solidos (brix) de la MC b) La pureza de la MC

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. c) La temperatura de la MC al ser purgada d) El grado de SS de la miel de la MC al ser purgada De estos 4 factores, los dos primeros, o sea: a) El “% de sólidos” (brix) de la MC y b) La pureza de la MC. Determinan la relación impurezas/agua (relación I/A) de la templa la cual mantiene constante durante todo el proceso que se verifica en el cristalizador. 1. Para templas purgadas a igual temperatura: mientras mayor es el valor de la relación I /A menor será la pureza minima potencialmente alcanzable por la miel de la templa. La pureza minima (que es verificable en los gráficos se alcanza cuando la miel se purga saturada (SS=1). 2. Para templas de igual pureza: mientras mayor es el brix mayor será la relación I/A, menor será la pureza potencialmente alcanzada por la miel y mayor rendimiento en azucar potencialmente alcanzable por la templa. 3. Para templas de igual relación I/A e igual grado de SS de las mieles al momento de purgarse :mientras menor es la temperatura de purga menor será la pureza de la miel. 4. Para templas purgadas a igual temperatura e igual grado de SS de las mieles : mientras mayor es el valor de la relación I/A menor será la pureza de la miel 5. Para las templas de igual relación I/A, purgadas a igual temperatura: mientras menor es la sobresaturación de la miel menor será la pureza de la miel. 6. Templas de igual relación I/A, purgadas a igual temperatura e igual grado de SS de las mieles, originan mieles de igual pureza. 7. A menor pza de la templas mayor es la relación I/A potencialmente alcanzable. Si además de los cuatros factores que determinan la pureza de la miel al purgarse la MC, se conocieran la temperatura y el grado de SS de la miel al ser al ser descargada la MC del tacho entonces las retenciones de azucar son realizadas por el tacho y cristalizador son calculables. Ese estudio acompañado de conclusiones, se hara al final del ccap.

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DETERMINACIÓN DEL EQUIPO DE PROTECCIÓN PERSONAL (EPP) FUNCIONES DEL TACHERO RIESGOS DEL OPERADOR DE TACHOS

DESCRIPCIÓN DEL PUESTO DE TRABAJO:

Llevar a cabo un óptimo desarrollo del grano, para producir un azúcar de calidad. Actividades que desarrolla Actividades Diarias:       

Verificar que el desarrollo del grano sea el adecuado Revisar que las válvulas se encuentren en buen estado Revisar que el condensador trabaje de manera adecuada Estar al cuidado de las bombas de vació Estar al cuidado de las bombas de masa cocida Estar al cuidado de las bombas de magma Realizar la bitácora correspondiente cada 3 horas

Actividades periódicas:  Realizar mantenimiento mecánico  Realizar una limpieza general  Las demás actividades que le sean asignadas por su jefe inmediato Actividades eventuales:  Las actividades que le sean asignadas por su jefe inmediato RIESGOS DE TRABAJO IDENTIFICADOS  Caídas del mismo nivel y altura, tales como en pisos y superficies resbalosos.  Problemas de audición, estrés, cefaleas, distracciones debido al ruido.  Aumento de la temperatura corporal, deshidratación, agotamiento físico debido al calor.  Intoxicación, quemadura, debido a los vapores.  Afectación a la vista, irritación en la piel, afectación a las vías respiratorias, por polvos de azúcar y gabazo.  Shock eléctrico, quemaduras debido al manejo de tableros electrónicos.

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V.  Riesgo ergonómico por mala postura.  Estrés laboral, cefaleas, ansiedad, irritabilidad, fatiga debido al ritmo de trabajo. REGIÓN ANATÓMICA POR PROTEGER  

Manos Pies

 

Cuerpo Ojos

 

Espalda Nariz

Ingenio “El Molino” S.A. de C.V. EQUIPOS DE PROTECCION PERSONAL QUE DEBE UTILIZAR (TACHEROS A,B Y C) EPP

ACTIVIDAD

Bota de seguridad

Todas las actividades

Guantes de operador

Actividades de carga

Uniforme mezclilla Camisa (M/L) tapones

Todas las actividades Al realizar actividades en zonas de riesgo

Lentes de seguridad

Al manejar productos químicos para evitar salpicaduras

Cubre boca

Al manejar productos de limpieza para evitar intoxicaciones

Tachero

DESCRIPCIÓN DEL PUESTO DE TRABAJO:

Encargarse del nacimiento y desarrollo del grano y semilla para la fabricación de azúcar Actividades que desarrolla Diarias:  Llevar a cabo la cristalización de B y C ( Hacer nacer el grano)  Llevar a cabo el desarrollo de templas de B y C ( Darle el tamaño adecuado al grano)  Vaciar el semillero de C hacia el tacho, desarrollarlo al 84%,dividir la carga y desarrollarla al 100%  Descargar templas de B hacia el mezclador de centrifugas de B  Descargar templas de C desarrolladas al 84% y pasarlas al granero primitivo (departamentos de C) para desarrollarlas al 100% y descargarla al cristalizador 8 y 9  Jalar pies  Realizar la bitácora correspondiente  Mantener limpia el área de trabajo

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Actividades Periódicas:  Realizar limpieza química (lavar tachos con agua y sosa por 4 horas para después enjuagar  Mantenimiento mecánico ( según se requiera) Actividades Eventuales:  Realizar mantenimiento y limpieza en el área de trabajo  Las actividades que sean asignadas por su jefe inmediato

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