Actualmente la principal fuente de extracción de azúcar es por medio de la extracción, preparación y procesamiento de la caña de azúcar en los grandes ingenios azucareros, donde la caña pasa por múltiples procesos convirtiendo caña de azúcar a azúcar con un porcentaje de glucosa de un 95% aproximadamente siendo esta azúcar 100% consumible y comercial.
Detrás de los ingenios se encuentra una larga línea de producción que consiste en distintos procesos conectados uno con el otro hasta tener el resultado final siendo este la azúcar refinada. A continuación se explicará detalladamente cada uno de los procesos realizados actualmente para la producción de azúcar refinada.
Principalmente se realiza la recolección de la caña de azúcar en los campos de siembra de la misma, para posteriormente ser pesada y realizar un muestreo por medio de sondas mecánicas, para así determinar características tales como: contenido de sacarosa y cantidad de impurezas que esta posee. Después es transportada a los sistemas conductores de tablillas que ponen en contacto la caña con los picadores y desfibradoras.
En los ingenios normalmente se usan dos picadoras que facilitan el proceso de preparación de la caña, proporcionando un porcentaje de preparación del 65 al 79 por sí sola (siendo este porcentaje el nivel de preparación de la caña para poder extraer más sacarosa en los molinos), estas convierten las cañas pequeñas en astillas para así obtener un tamaño uniforme y facilitar la extracción del jugo en los molinos. Las picadoras consisten en un eje horizontal montado sobre los conductores de tablillas en donde se transporta la caña, este eje está soportado por dos cojinetes y es movido por un motor eléctrico o una turbina de vapor que está acoplado directamente a el eje. Consta de 48 cuchillas basculantes conectadas a un soporte de hierro fundido superpuesto en el eje girando a una velocidad aproximada de 650 RPM.
Posterior a las picadoras se encuentra una desfibradora, esta desfibra las astillas salientes de las picadoras para mejorar el porcentaje de preparación de la caña y así facilitar la extracción del jugo en los molinos. La desfibradora consta de martillos basculantes montados a lo largo de rotor, esta se instala con el fin de dejar una holgura entre la punta del martillo y la placa desfibradora o yunque.
El proceso de molienda está constituido aproximadamente por 5 a 6 molinos tándem en los que cada molino posee de 3 a 4 masas cilíndricas ranuradas entre ellas por donde pasa el colchón de caña ya anteriormente picado y desfibrado, extrayendo la máxima cantidad de jugo de caña de molino en molino, en este proceso se le adiciona agua a una temperatura de 90 grados centígrados a los últimos molinos, esto para recircular y aumentar la extracción de sacarosa presente en el material fibroso. Los molinos trabajan a una velocidad de 6 a 7 RPM cada uno.
Del último molino salen los residuos de la molienda denominados comúnmente como bagazo, utilizados principalmente para la generación de energías usando este como combustible en grandes calderas para generar vapor o también es utilizado en la fabricación de papel.
El jugo que fue extraido por los molinos es llamdo jugo diluido y pose un PH entre 5,4 y 5,5, este jugo es solfatado con dioxido de azufre (SO2) en una torre de absorsion para poder eliminar sustancias formadoras de color, el jugo resultante de este proceso se le denomina jugo sulfatado con un PH entre 4,5 y 4,8. Al jugo sulfatado se le añade cal para así neutralizar la acidez e iniciar el proceso de floculación que permite la separación de los sólidos no azúcares que han entrado en la cana, este jugo es denominado jugo alcalizado teniendo un PH entre 7,2 y 7,5. El jugo alcalizado es posteriormente llevado a unos intercambiadores de calor (de tubos o de corazas) donde se calientan a temperaturas entre los 102 y 105 grados centígrados, disponiendo a que los clarificadores floculen los sólidos no azúcares por alcalinización, calentamiento y adición de polímeros. El jugo clarificado es pasado por unos tamices finos para poder remover partículas e impurezas presentes, posterior a esto el jugo resultante es enviado a el proceso de evaporación.
En la clarificación se generan residuos denominados cachaza siendo estos enviados a un proceso de compostaje para la producción de abonos orgánicos y el jugo filtrado es retornado al proceso de calentamiento de jugo para ser reprocesado en la clarificación.
El jugo clarificado es llevado al proceso de evaporación donde se elimina el agua que contiene el jugo clarificado, llevando esta a la temperatura de ebullición del agua (95 a 102 grados centígrados), en esta etapa se elimina cerca del 90% del agua presente, logrando aumentar el contenido de sacarosa de 21 brix a alcanzar los 60 a 70 brix. El proceso tecnológico cuenta con 3, 4 o 5 evaporadores conectados en serie, en el que el primer evaporador es alimentado por vapor generado por un turbogenerador, el resto de evaporadores efectúan calentamiento con vapor de extracción del evaporador anterior a ellos denominando esto una evaporación de múltiples efectos.
Los evaporadores comúnmente utilizados por los ingenios para la producción de azúcar son los tipo Robert, este tipo de evaporadores cuentan con un cuerpo cilíndrico vertical con tubos por donde pasa el vapor a alta presión y temperatura calentando el líquido en su interior, sujetos entre dos placas tubulares horizontales.
El producto resultante del proceso de evaporación es una meladura con un porcentaje de sacarosa de 60% a 70%, esta es dirigida a unos tachos (evaporador de simple efecto que trabaja al vacío) que pueden ser continuos o discontinuos, estos tachos funcionan con el vapor del primer evaporador teniendo una temperatura y Brix controlados para poder generar los cristales de azúcar. Posterior a esto, se pone en contacto en el primer tacho, núcleos de azúcar con la meladura; tales núcleos se alimentan de la sacarosa que contiene la meladura creciendo hasta el tamaño deseado del azúcar a producir. Debido a que no toda la meladura se cristaliza se procede a pasar a un proceso de centrifugado donde se separan los cristales de azúcar de la meladura sin cristalizar. A este proceso se le adiciona agua caliente para lavar el cristal y quitar la meladura restante, separando los cristales de la meladura del primer tacho. Este proceso se repite en el segundo y tercer tacho, cada uno usando la melaza del tacho anterior, la melaza resultante del tercer tacho es comercializada como alimento para animales o es utilizada para la fabricación de alcohol y los cristales de azúcar generados por el Segundo y tercer tacho son adicionados al primer tacho como núcleos de azúcar y así ayudar a la formación de los cristales.
Los cristales de azúcar generados en el primer tacho son llevados a una secadora debido a que contienen un 1% de humedad, esto con el fin de ser empacados totalmente secos y listos para ser comercializados.
PrismaQuímica SAS, una empresa la cual lleva una trayectoria de 30 años en la industria colombiana brindando servicios, tecnología e innovación, junto a nuestros representados Kadant Johnson especializado en vapor y condensados y Quattro Separator especializados en centrifugadoras.
Referencias Bibliograficas
- «Diagramas de flujo del proceso». Sucden. https://www.sucden.com/es/products-and-services/sugar/process-flowcharts/
- «Extracción Y Refinación De Azúcar». Extracción Y Refinación De Azúcar. https://extraccionyrefinaciondeazucartorin.blogspot.com/2020/04/
- Rivas-Perez, Raul. (2011). Generadores de vapor de bagazo y su control. 10.13140/RG.2.1.4229.2648.
- «mejoramiento del proceso del tacho para la cristalización en una industria azucarera». motorreductores y equipos sas – nord – siemens – ktr. https://www.motorreductores.com.co/mercado/casos-de-exito/263-mejoramiento-del-proceso-del-tacho-para-la-cristalizacion-en-una-industria-azucarera.