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Literatura

Producción de azúcar de caña

Para producir azúcar blanca de mesa a partir de la caña de azúcar, se llevan a cabo dos procesos: la molienda y el refinado. Aunque las resinas de intercambio iónico no se utilizan en la etapa de molienda, es útil comprender primero las operaciones de molienda.

En el proceso de refinación del azúcar de caña, la sacarosa se extrae del tallo de la caña de azúcar en un ingenio de caña de azúcar, se purifica y se cristaliza en azúcar en bruto de color canela. El azúcar que consumimos debe refinarse aún más para que no imparta color, sabor u olor a los alimentos y bebidas que endulza. En una refinería de azúcar de caña, el azúcar sin refinar se vuelve a fundir y la sacarosa se decolora aún más con resinas de intercambio iónico, carbón o carbón vegetal y se cristaliza en azúcar blanco o se entrega como líquido en camiones cisterna a granel para la industria, los consumidores y los confiteros. El azúcar líquido puede refinarse aún más con resinas de intercambio iónico para eliminar las cenizas o invertirse según lo requiera la aplicación.

Hay un impacto en la propia resina de intercambio iónico durante estas operaciones. Instalar el producto correcto con las especificaciones correctas, así como comprender los procedimientos de limpieza y regeneración, es fundamental para el rendimiento operativo general.

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Molienda de caña de azúcar

Plantas de Cosecha de Azúcar de Caña
Las plantas de caña de azúcar se cultivan en climas tropicales hasta la madurez, cuando los tallos alcanzan un diámetro de tres a cinco centímetros y una altura de dos a tres metros. Luego se cortan manualmente o con una cosechadora mecánica y se transportan en camiones a un molino. Las hojas picadas y las puntas se dejan en el campo. En el ingenio, los tallos se retiran de los camiones con grúas y se dejan caer en los brotes de alimentación del ingenio. También se pueden levantar camiones enteros para descargar la carga de tallos de caña en una tolva de alimentación. A medida que los brotes de caña alimentan los tallos hacia el molino, un nivelador mecánico rastrilla la pila de tallos de caña a una altura más uniforme. Luego, las cuchillas de corte trituran los tallos en pequeñas tiras de fibra.

Bagazo
Las tiras se alimentan a una serie de cuatro a seis molinos trituradores de caña que exprimen el jugo azucarado de los tallos de caña y reducen aún más el tamaño de las fibras. Se agrega agua a 70 °C en contracorriente al movimiento de la fibra durante la operación de molienda para ayudar a la extracción del azúcar de las fibras del tallo de la caña. El jugo de molienda resultante tiene una concentración de azúcar de aproximadamente 17 °Brix. La fibra restante, llamada bagazo, se envía a la caldera donde se quema para producir vapor y electricidad para el molino. El bagazo puede producir la mayor parte, la totalidad o incluso el exceso de energía para las necesidades del ingenio.

Calentamiento y clarificación de jugo de molino Brix
El jugo de molienda de 17 °Brix se calienta a 105 °C y se mezcla con cal, floculantes y CO2, o SO2 y H3PO4, luego se envía a un clarificador para iniciar el proceso de clarificación. En el clarificador, la cal destruye los azúcares invertidos no cristalizables y los aminoácidos. La cal y el CO2 o SO2 y H3PO4 se combinan para formar un precipitado de carbonato o fosfato que atrae el color y otras impurezas.

Los sólidos precipitados cargados de color se hunden y se descargan por el fondo del clarificador, mientras que el jugo clarificado se desborda por la parte superior. Alternativamente, el clarificador puede usar aire para hacer flotar el flóculo a la superficie donde se retira mientras el jugo clarificado sale por el fondo.

El jugo clarificado pasa por filtros de presión o vacío para eliminar cualquier precipitado coloreado residual. El jugo filtrado, ahora a 14 °Brix debido a cierta dilución durante el proceso de defecación de cal, pasa por un evaporador de efecto múltiple para elevar la concentración a aproximadamente 70 °Brix. El jarabe concentrado se alimenta a las bandejas de vacío donde se produce una mayor evaporación y sobresaturación de la solución de sacarosa. La cristalización de la sacarosa se produce en la primera bandeja de vacío y la mezcla resultante de cristales de azúcar y jarabe, llamada masa cocida, se deja caer en una centrífuga.

Cristalización de azúcar de caña
La centrífuga hace girar la mezcla a alta velocidad para separar los cristales de sacarosa de color más claro del jarabe de color más oscuro. Los cristales de sacarosa son retenidos por tamices centrífugos. Después de que se centrifuga el jarabe oscuro, el azúcar sin refinar se deja caer por el fondo de la centrífuga.

Los cristales de azúcar en bruto de color canela de la primera cristalización (bandeja A) se envían a una refinería de caña adjunta para una mayor purificación o se secan y se envían a refinerías no asociadas. El jarabe de la máquina, que todavía contiene una gran cantidad de azúcar, pero con una pureza más baja y un color más alto, se envía a la bandeja de vacío B para una mayor cristalización de la sacarosa. El azúcar del recipiente B recuperado se mezcla con el jarabe concentrado alimentado al recipiente A. El jarabe de la máquina de bandeja B se alimenta a la bandeja C. Luego, el azúcar de la bandeja C se agrega al alimento de la bandeja B. El jarabe de la máquina C pan se alimenta a un cristalizador. La cristalización de la sacarosa se vuelve más difícil a medida que aumenta el nivel de impurezas en el jarabe. En el cristalizador, la sacarosa se reduce aún más hasta que el jarabe restante contiene solo alrededor del 50 % de sacarosa. Este jarabe, a 80 °Brix, se denomina melaza de blackstrap y se vende como aditivo para alimentación animal.