EL PROCESO DE LA FABRICACIÓN DE AZÚCAR

El proceso industrial para la fabricación de azúcar implica la aplicación de varios procesos para convertir el jugo de caña en cristales y depurarlos de manera natural de impurezas que pudieran resultar dañinas para el organismo.

El proceso de fabricación consta de los siguientes subprocesos:

a. Entrada

b. Molienda

c. Clarificación

d. Evaporación

e. Cristalización

f. Separación

g. Refinado

h. Secado

i. Envasado

A. ENTRADA

Inicia con el peso en básculas de las unidades que transportan la caña de azúcar en el ingenio y que se encuentran al ingreso del área industrial. Además en esta parte se determina la calidad de la materia prima, tomando muestras que se analizan continuamente en el laboratorio de control de calidad. La caña que llega a la fábrica se descarga sobre las mesas de alimentación por medio de viradores de caña con capacidad de 50 TM. Para tener un proceso más limpio, en las mesas de caña se aplica agua entre 110 y 120 °F para lavado, eliminando así sólidos o materia extraña como la tierra, sales, minerales, piedras y otros que se adhieren a ella en el campo durante el alce a las jaulas que la transportan hacia la fábrica.

Luego la caña se somete a un proceso de preparación que consiste en romper y desfibrar las celdas de los tallos por medio de troceadoras, picadoras oscilantes y desfibradoras, para poder pasar al proceso de extracción del jugo.

B. MOLIENDA

Este es un proceso continuo que actualmente se realiza en tres tándemes de molinos con capacidad de molienda diaria total de 32.200 TM, distribuido en tándem “A” (9,000 TM); tándem “B” (11,040 TM) y tándem “C” (11,960 TM).

Hacia estos tándems se alimenta con caña preparada, la cual es sometida a una serie de extracciones utilizando molinos de rodillo o mazas y todos los molinos son de cuatro masas rayados en forma de “V”.

Para hacer más eficiente el proceso de molienda, los jugos pobres de los molinos posteriores se aplican nuevamente en el proceso (proceso de maceración) y en el último molino se aplica agua caliente con temperatura entre 155-179 °F para aumentar la extracción.

El bagazo es un subproducto industrial que se transporta hacia el sistema de calderas para usarlo en calidad de biomasas como combustible. El sobrante tiene como destino la hidrolización y reserva para cubrir paros de emergencia.

C. CLARIFICACIÓN

El jugo proveniente de los molinos pasa por calentadores, que llegan a temperaturas entre 140 y 155 °F. Luego pasa por la torre de sulfatación, bajando el PH para producir azúcar blanco únicamente. En esta etapa se utiliza azufre como agente decolorante; luego mediante la edición de la bachada de cal entre 6 y 10 baume se neutraliza el jugo. El calentamiento del jugo se realiza en tres etapas; la primera por vapor vegetal de 5.0 psi alcanzando temperaturas entre 175 y 185 °F; la segunda por vapor de 5.0 psi alcanzando temperaturas entre 205 y 215 °F y la última con vapor de 10 psi para rectificación del jugo en forma automática. Con el proceso anterior se logra que el jugo, al ser liberado a presión atmosférica, sufra una pequeña evaporación en el tanque flash evitando que los flóculos floten o decanten con lentitud por la presencia de burbujas atrapadas en el interior.

El siguiente paso es alimentar el jugo a los clarificadores a baja velocidad para permitir la concentración de lodos y que pueden ser extraídos por gravedad en un clarificador SRI y con bombas en los Rapi Door 444. En la etapa final de este proceso se utilizan coladores vibratorios con malla 110 mesh para la eliminación de bagacillo y evitar que llegue al producto final.

Los filtros de cabeza son parte indispensable del proceso, pues sin ellos, la pérdida de sacarosa en la cachaza seria significativa.

D. EVAPORACIÓN

La operación del sistema de evaporación en la planta es de quíntuple efecto, tanto para la línea de blanco como para la línea de crudo. La operación es relativamente sencilla debido a que se fijan las condiciones de entrada, salida, nivel de cada evaporador y extracción de vapores vegetales hacia el exterior.

La evaporación se realiza en evaporadores tipo Roberts en los cuales el vapor y el jugo se encuentran en cámaras separadas que fluyen en el mismo sentido.

El jugo pasa de un evaporador a otro con bombas denominadas “de transferencia”. El control global de un evaporador se ejecuta a través de la estabilización de cinco factores muy importantes:

·         La concentración del producto final

·         La presión absoluta en el último cuerpo

·         La alimentación de vapor y jugo al primer evaporador

·         Remoción de condensados y gases inconfensables

·         El control de incrustación en cada evaporador

E. CRISTALIZACIÓN

La cristalización o crecimiento de la sacarosa que contiene el jarabe se lleva a cabo en tachos al vacío. Estos cocimientos, según su pureza producirán azúcar crudo y azúcar blanco. Este es un proceso demorado que industrialmente se acelera introduciendo al tacho unos granos microscópicos de azúcar, denominados semillas. La experiencia del operativo debe juzgar el punto exacto del cocimiento, para la obtención de un buen producto.

F. SEPARACIÓN

Los cristales del azúcar se separan de la miel restante en la centrifugas equipos cilíndricos que giran a gran velocidad. La miel pasa a través de las telas, los cristales quedan atrapados dentro de las centrifugas y luego se lavan con agua. Las mieles vuelven a los tachos o bien se utilizan como materia prima para la producción de alcohol en las destilerías. El azúcar pasa al  proceso de secado y enfriado.

G. REFINACIÓN

En el caso de la producción de azúcar blanca refinada, existe un proceso adicional, que utiliza como materia prima azúcar blanco estándar o azúcar crudo.

En este proceso se disuelve el azúcar a 60 grados brix, luego se le adiciona carbón activado y tierra diatomácea. Esta solución se hace pasar por primera y segunda filtración en filtros verticales, hasta obtener un licor claro. El licor es evaporado y empieza la cristalización de los granos.

H. SECADO

En el proceso de centrifugado se utiliza agua de condensado para lavar el azúcar, lo cual da como resultado humedades entre 0.3 % y 0.6%, por lo que es necesario pasarla por un proceso de secado para alcanzar niveles entre 0.2% para azúcar crudo y 0.03% para azúcares blancos.

I. ENVASADO  

El azúcar crudo de exportación sale directamente de la secadora a las bodegas de almacenamiento. En las bodegas se carga a granel en camiones que la transportan al puerto de embarque.

El azúcar blanco estándar y refinada se empaca en sacos de 50 y 46 kg y jumbos de 1400 kg. para ser comercializado local e internacionalmente.

FISICA

MAGNITUDES

DEFICIÓN: Una magnitud física es una propiedad o cualidad medible de un sistema físico, es decir, a la que se le pueden asignar distintos valores como resultado de una medición o una relación de medidas.

EJEMPLOS:

MAGNITUDES ESCALARES:                                                      MAGNITUDES VECTORIALES:
- Masa [Kg]                                                                                    - Peso / Fuerza [Newton] 
- Tiempo [Segundos]                                                                     - Aceleración [m/s2] 
- Longitud [m]                                                                                - Velocidad [m/s] 
- Volúmen [m3]                                                                              - Torque [Nm]
- Temperatura [Cº]                                                                         - Posición [m] 
- Frecuencia [Hz]                                                                           - Campo eléctrico [Faraday]
- Presión [mmHg]                                                                          - Carga eléctrica [Coulomb] 
- Área [m2]                                                                                     - Campo gravitatorio
- Densidad [g/cm3]                                                                         - Tensión eléctrica [Volt]
- Energía [Joule]                                                                             - Corriente eléctrica [Amperios] 

ECUACIONES DIMENSIONALES

DEFINICIÓN: Son  expresiones  algebraicas  que  tienen  como  variables  a  las  unidades  fundamentales  y  derivadas,  las  cuales  se  usan  para  probar  fórmulas, equivalencias  o  para  dar  unidades  a  una  respuesta.

EJEMPLOS:

a) [Área] |A|=b . h                   b) [Volumen] |V|=b . h                      c) [Densidad] |d|=m/v
                   |A|=L¹.L²                                                             |V|=L².L¹                                                                       |d|=m/L³
                            |A|=L²                                                              |V|=L³                                                                              |d|=L^-3 M
                            |A|=m²                                                                         |V|=m³                                                                           |d|=m^-3 kg  

d) [Velocidad] |V|=espacio/tiempo                            e) [Aceleración] |a|=V/T
                            |V|= E/T                                                                                   |a|=LT^L1/T
                            |V|= L/T                                                                                   |a|=LT^-1 T^-1
                            |V|= LT                                                                                     |a|=LT^-2      

                              |V|=ms^-1                                                                                                                        |a|=ms^-2

f) [Fuerza] |F|=m . a                                                         h)[Potencia] |P|= w/t
                      |F|=M . L/T²                                                                                         |P|=L²M T^-2  /T
                                |F|==M L T ^-2                                                                           |P|=L² M T^-3
                                |F|L² M T^-2                                                                                             |P|=m² kg T^-3
                                |F|=m² kg S^-2      

i) [Energia] |E|=m.c²⤌ Velocidad de la luz              j) [Presión] |P|=F/A
                       |E|=M [L T^-1]²                                                                    |P|=MLT^-2 /  L²    
                                   |E|=ML²T^-2                                                                                                             |P|=MLT^-2L²
                                   |E|L²MT^-2                                                                                                             |P|=ML^-1t^-2
                                   |E|=m²kg s^-2                                                                       |P|=L^-1MT^-2
                                                                                                                                                                                  |P|=m^-1kg s^-2    

MAGNITUDES VECTORIALES

DEFINICIÓN: Son aquellas que quedan totalmente determinadas dando un sólo número real y una unidad de medida. Ejemplos de este tipo de magnitud son la longitud de un hilo, la masa de un cuerpo o el tiempo transcurrido entre dos sucesos.  

1° Caminar hacia la iquierda
2°Caminar 13 pasos
3°Doblar  a la izquierda
4°Caminar 10 pasos
5° Doblar a la derecha
6°Caminar 15 pasos
7°Doblar a la derecha
8°Caminar 35 pasos
9°Doblar a la derecha
10°Caminar 20 pasos

SUMA DE VECTORIALES

DEFINICION:  Es una herramienta geométrica utilizada para representar una magnitud física definida por su módulo, su dirección y su sentido.  

                          a=2u↑+           b=4u↑+           c=8u↓-        d=6u↑+

     1.Ṝ=a+b+c            2. Ṝ=b+d+c            3. Ṝ=c+5a+b            4.Ṝ=2b+5d+a          5.Ṝ=√b+3c+d
         Ṝ=2+4+(-8)           Ṝ=4+6+(-8)           Ṝ=-8+5(2)+4         Ṝ=2(4)+5(6)+2      Ṝ=√4+3(-8)+6
         Ṝ=-2                        Ṝ=4+6-8                  Ṝ=-8-10+4             Ṝ=8+30+2               Ṝ=2-24+6
         Ṝ=2u(↓)                  Ṝ=2u(↑)                  Ṝ=6u(↑)                  Ṝ=40u(↑)                 Ṝ=(-16)
                                                                                                                                                  Ṝ=16u(↓)

     6.Ṝ=d+c+3b       7.Ṝ=d+a+b        8.Ṝ=15(a)+2(c)+d      9.Ṝ=3a+b+3d       10.Ṝ=5a+10b
         Ṝ=6-8+12           Ṝ=6+2+4           Ṝ=15(2)+2(-8)+6       Ṝ=3(2)+4+3(6)      Ṝ=5(2)+10(4)
         Ṝ=10u(↑)            Ṝ=12u(↑)           Ṝ=30-16+6                  Ṝ=6+4+18                Ṝ=10+40
                                                                     Ṝ=20u(↑)                      Ṝ=28u(↑)                 Ṝ=50u(↑)

                         

        a=5u↑+       b=7u↑+      c=8u↓-        d=15u↑+        e=1u↓-       f=6u↓-

      1.Ṝ=a+b+c           2.Ṝ=d+e+f                 3.Ṝ=b+d+f           4.Ṝ=a+b+e              5.Ṝ=2a+e+f
         Ṝ=5+7+(-8)         Ṝ=15+(-1)+(-6)      Ṝ=7+15+(-6)      Ṝ=5+(-8)+(-1)       Ṝ=2(5)+(19)+(-6)
         Ṝ=5+7-8               Ṝ=15-1-6                  Ṝ=7+15-6            Ṝ=5-8-1                   Ṝ=30-1-6
         Ṝ=4u(↑)                Ṝ=8u(↑)                    Ṝ=16u(↑)             Ṝ=-4                          Ṝ=23u(↑)
                                                                                                            Ṝ=4u(↓)

      6.Ṝ=3(f)+2(d)+e                7.Ṝ=d+d+e+c               8.Ṝ=a+d+c                 9.Ṝ=e+f+c
         Ṝ=3(-6)+2(15)+(-1)          Ṝ=7+15+(-1)+(-8)     Ṝ=5+15+(-8)           Ṝ=-1+(-6)+(-8)
         Ṝ=18+30-1                           Ṝ=7+15-1-8                 Ṝ=5+15-8                 Ṝ=-1-6-8
         Ṝ=11u(↑)                              Ṝ=13u(↑)                      Ṝ=22u(↑)                  Ṝ=-15
                                                                                                                                       Ṝ=15u(↓)

                                                                 10.Ṝ=a+d+f+e
                                                                       Ṝ=5+15+(-6)+(-1)
                                                                       Ṝ=5+15-6-1
                                                                       Ṝ=13u(↑)  

METODO DEL TRIANGULO

DEFINICIÓN: Procedimiento empleado para determinar la resultante de dos fuerzas concurrentes, consistente en desplazar una de ellas hasta que su punto de aplicación coincida con el extremo de la otra y completar el triángulo con el vector que resulta ser la suma vectorial de ambas fuerzas iniciales.

DESCOMPOSICION VECTORIAL

DEFINICIÓN: Para poder operar analíticamente con vectores (por ejemplo hacer sumas y restas) es apropiado previamente hacer una descomposición, en componentes paralelas a los ejes de un sistema de referencia, SR. 

MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME

DEFINICIÓN: Un movimiento es rectilíneo cuando un móvil describe una trayectoria recta, y es uniforme cuando su velocidades constante en el tiempo, dado que su aceleración es nula. Es indicado mediante el acrónimo MRU, aunque en algunos países es MRC, que significa Movimiento Rectilíneo Constante.