Caña de Azúcar, Panela
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Composición Química de laCaña de Azúcar.
Componente
Agua Fibra Cuerpos Nitrogenados Cenizas Grasas y Cera
Gomas Ácidos Combinados Ácidos Libres Azúcares Sacarosa Glucosa Fructosa
Porcentaje74.5 10 0.4 0.5 0.2
0.2 0.12 0.08 14
12.5 0.9 0.6
Composición Química delJugo de la Caña.
Componente
Agua Sólidos solubles Sales Proteínas Gomas-Almidones Azúcares Sacarosas Glucosa Fructosa Sacarosa
Porcentaje81-85 15-19
0.23-0.67 0.08-0.11 0.05-0.11
12.5-16.72 0.3-0.76 0.3-0.76
12.5
CARACTERÍSTICAS DE LA MATERIA PRIMA
La caña de azúcar ( Saccharum officinarum ), es una plantaherbácea perenne, que se adapta a condiciones climatológicasasociadas al clima tropical y subtropical . Posee una fracciónsoluble que esta compuesta por sacarosa y azúcaresreductores, y una fracción de azúcares insolubles de origen
estructural especialmente celulosa, hemicelulosa y lignina.
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Composición de la Caña de Azúcar y de los Sólidos delGuarapo
Componentes Porcentaje
AguaSólidos1.- Fibra (seca)2.- Sólidos solubles
73 -7624 -2711- 1610 - 16
Componentes del guarapoAzúcares-- Sacarosa-- Glucosa-- FructosaSales
-- De ac. Inorgánicos-- De ac. OrgánicosOtros no-azúcares orgánicos-- Proteínas-- Almidón-- Gomas
-- Cera, grasas fosfátidos
75 -92
3,0 – 7,5
% de S.S.-78-88
2-42-4
1,5 – 4,5
1,0 – 3,0
0,5 – 0,60,001 – 0,050
0,30 – 0,600,05 – 0,15
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Procesamiento de la Caña de AzúcarRecepción, descarga y alimentación de la Caña
Conductor de cañaCuchillas cañeras* (cortan la caña en trozos ) dcaña entera 125 - 150Kg./m3 ; dcaña picada = 250 - 300 Kg./m3 ; Separadores magnéticos
DesmenuzadoraDesfibradoraAlimentación de los molinos y circulación del bagazo.Separadores magnéticos, desmenuzadoras y desfibradoras
* Las cuchillas se instalan para aumentar la capacidad de los molinos
Equipos para limpiar y para completar la preparación y ladesintegración de la caña a fin de facilitar la extracción del jugo por los molinos.
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45º
C
S
B
Plataforma de alimentación al 1er.molino
Molinos: Cilindros dehierro fundido y acerocon un peso de 10ton. Son llamadosmazas
Maza alimentadora
Conductores intermediosLa apertura entre las mazas es tal que la salida es menor que la entrada
55º
DESMENUZADORA
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Molienda e imbibición• La compresión se da por el peso de las mazas y por la
presión del pistón sobre la maza superior, va de 1800 psi enel 1er molino a 3200 psi el último molino
• Para que el bagazo ceda el máximo de jugo y así mejorar laextracción de la sacarosa, se reemplaza el jugo que lacontiene por agua, es lo que se denomina “imbibición”, lacual aumenta la extracción de la sacarosa en un 15%
• La maceración o imbibición múltiple compuesta consiste enremojar el bagazo con el jugo diluido producto de laimbibición. El jugo extraído por un molino se aplica almolino anterior. En un tamden de 5 molinos, se aplicamaceración al 2do., 3ero, y 4to molino, e imbibición al 5to.molino
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Imbibición
simple
H2O
Única
Imbibiciónmúltiple
compuesta omaceración
H2O H2O
Agua
1er 2da 3era 4ta
presión presión presión presión
húmeda húmeda húmeda húmeda
presión
seca
jugo
Bagazo
Doble
Jugo mezclado
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En la imbibición y maceración, se obtienen 2 productos : Jugomezclado y bagazo. El jugo va a purificación y el bagazo se empleacomo combustible por ello no debe contener más de 18 Pol y lahumedad no debe ser mayor de 49-50%
JUGO MEZCLADO TAMIZADO
GUARAPO
ETAPA DE PURIFICACION
Tamizado
-1er tamizado: a través de pirámide hexagonal, gira 8-12 rpm Seemplean telas metálicas muy finas, así separan el bagacillo del jugocolado (pH 5,4 – 6,5)
-2do tamizado: a través de un colador vibratorio
(obj.: Remover mat.Suspendido y sólidos)
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Etapa de PurificaciónObjetivo: Eliminar materiales en suspensión, azúcares no
cristalizables y otros sólidos.
A nivel de molienda se agregó ac. fosfórico al jugo teniendo esteun pH entre 5,4 y 6,5ADICION DE CAL (CaO) hasta pH 7,4 – 7,5.Evita la inversión de la sacarosa
Reacción del Ca con fosfatos libres fosfato tricálcico, éstecontribuye a la reacción de acrilamida y mat. orgánica.Se eliminan ácidos orgánicos del jugo porque sus sales soninsolubles (ac. Oxálico, tartárico, etc.), y las materias
albuminoides se coagulan.
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Ventajas de la adición de Cal
• Se obtiene menos espuma y un jugo más brillante
• La cachaza filtra mejor• Se elimina un 80% de los coloides nitrogenados y un 90% delas ceras
Procedimiento :
• Se hace una lechada de cal, disolviendo cal viva en agua
• La lechada se mezcla con el jugo hasta pH 6,2-6,4, secalienta a ebullición (98 ºC-101 ºC)
• Reencalar a pH 7,6.8,2 Calentar a ebullición (105ºC)-decantar
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En algunos centrales azucareros se realiza lasulfatación que consiste en mezclar el jugo mezclado convapores de bióxido de azufre (SO2). Se emplea paraeliminar materias colorantes y para transformarcompuestos ferrosos en sales férricas
CALENTAMIENTO Y CLARIFICACION Para compactar los floculos se les aplica calor en un Intercambiadorde calor horizontal de 2 pasos (102-103ºC) El vapor proviene delas turbinas con una presión de aprox. 20 psi.
Floculos aumentan densidad y sedimentan
Tanque Flash (Baja la presión - hierve el
jugo y se elimina aire)
Jugo alcalinizado + floculos con aire
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DECANTADORES O DEFECADORES:
El decantador calienta el jugo hasta 97ºC y lo dejanreposar por segundos
Los decantadores continuos están divididos en varioscompartimientos que multiplican la superficie de ladecantación
JUGO
JUGOCLARO
CACHAZA FILTRACIÓN
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EVAPORACION(Intercambiadores de calor)
Jugo (15-20) ºBrix
MELADURACONCENTRADA~63º Brix
CRISTALIZACIÓN(Evaporadores a vacío o tachos)Función: 1.- Concentrar meladura hasta
pto. de saturación y2.- Siembra de cristales. Se siembra concristales de 0,010 mm obtenidos almoler azúcar refinado (4,8 kg) enalcohol isopropílico (1,5 galones)
Reducción de lahumedad en un75%
Preevaporadores (a)Evaporadores (b)Meladores (vacío) (c)Ta >Tb >Tc
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CRISTALIZACION (en evaporadores al vacio o tachos)TACHO A
CENTRIFUGACIONMIEL A
(65-70% pureza)
TACHO B
MASA COCIDA B (68% pureza)
CENTRIFUGACION
MIEL B (48-50% pureza)
TACHO C
MASA COCIDA C (39-42% pureza)CENTRIFUGACION
MIEL C o MELAZA(33% pureza)
AZUCAR 0,70 mm (afinado)va a refinería
AZUCAR B 0,55 mm vaal Tacho A
AZUCAR C (0,40 mm) + 1/3volúmen H2O va tacho B
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V e l o c i d a
d d e c r i s t a
l i z a c i ó n
100
80
60
40
20
0
90 80 70 60 50 40
Variación de la Velocidad de Cristalización con la Pureza
del Licor
La v. de cristalización depende de:- La viscosidad- La temperatura (afecta la viscosidad)- La sobresaturación- La pureza del licor madre
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RefinaciónTiene por objeto obtener una polarización de ~99,5% a partir de
azúcar morena con una polarización de ~98,5%
AFINADO
DISOLUTORES
LICOR (62 – 64ºbX)
FILTROS O COLADORES
CALENTAMIENTO DEL LICOR (85 – 90ºc)
LICOR CALIENTE
CLARIFICADOR
Agua caliente (3 secuenciales)
Bagacillo en polvo
1. Polímero catiónico2. Ac. Fosfórico3. Fosfato tricalcico Floculos de < densidad licor
de > densidadInyecció de aire
CLARIFICADOR
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CLARIFICADOR
LICOR CLARO Y BRILLANTE
FILTRO DE LECHO PROFUNDO
LICOR FILTRADO
TACHOS
AZÚCAR A, B, C
SECADOR 45ºC
AZÚCAR (0,04 -0,05 HUMEDAD)REFINADA
(4)
HUMEDAD 0,7-0,9%
Contracorriente de aire
CACHAZA FLOTANTE
MELAZA AZÚCAR DO MELAZA
Capacidad 25 ton/hora sihum inicial no es > 0,9%
grava
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El b ió d P l
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Características de la Materia Prima Postcosecha y Almacenaje Rendimiento de la Caña de
Azúcar en la Producción Paneleravaría según la variedad, latécnica de cultivo, la calidad delos suelos, el piso térmico y losfertilizantes utilizados, entreotros.
Dan buen rendimiento lasvariedades de caña cumplencon los siguientes requisitos:
Alta productividad porhectárea.Resistente a plagas yenfermedades.Fácil de adaptar a la zona.
El contenido de azúcar enlas cañas recién cortadasse descompone fácilmente,debido a la pérdida dehumedad y a la inversiónde la sacarosa.Se requiere moler dentro
de las 24 horas siguientesal corte, con el objeto deprevenir tanto la pérdidade jugo, como una posiblefermentación que mermanla calidad del producto.La caña debe almacenarsepor el menor tiempoposible en espaciosadecuados, debidamentecubiertos.
Elaboración de Panela.
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MEMORIA DESCRIPTIVA.Panela: Producto integral obtenido por la concentración del jugo dela caña de azúcar Tiene un valor nutritivo superior al azúcar blanco,debido a que conserva la mayoría de los minerales y vitaminaspropios de la caña.Características:
Estado: Sólido.Color: Marrón oscuroForma: Bloques rectangulares.
Peso: Presentaciones: 0,5, 1 y 1,5 KgHumedad: 5,7%Sólidos Totales: 94,3%
SISTEMAS AUXILIARESTanque de almacenamiento de jugo de caña crudo.
Tolva de recepción del bagazo .Caldera donde se lleva a cabo la combustión del bagazo y se produce vaporde agua como fuente de energía.Tanque de Condensado.Sistema de dosificación de agentes clarificantes.
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Nutrientes en100g de Panela
Componente Contenido (mg)Calcio
Fósforo Hierro
Tiamina Riboflavina
Niacina Ácido Ascórbico
80 602,4
0,02 0,07 0,3 3
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PREPARACIÓNRecepción
Preparación: lavado y corte
MOLIENDAmolino de 3 mazas
PRE-LIMPIEZASeparación de Impurezas
CLARIFICACIÓN
EVAPORACIÓNConcentración Del Jugo
PUNTEO YBATIDO
MOLDEOEngaverado
EMPAQUE Y ALMACENAMIENTO
Bagazo
Cachaza
Vapor deAgua
Resinas
Cal
Bagacillo Impurezas
Vapor de
Agua
DecantaciónFlotación
Extracción
Pto Óptimo
Enfriamiento
Concentración
Elimina sólidosen suspensión
Espesador yTanque con agitación
contínua
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Agua deLavado
Caña
Agua yDesechos
CañaLavada Cortadora
Molino
Jugo deCaña
Caña enTrozos
Tanque deJugo
Bagazo
Clarificador
Cachaza
JugoClarificado
Vapor deAgua
AgentesClarificantes
Evaporador
Espesador
Vapor deAgua
Impurezas
Miel
MielConcentrada
Tanque deAgitación
Miel Tibia
Llenadora
Moldeado
PANELA
BagazoHúmedo
Aire
Caldera
Tanque deCondensado
Agua
Vapor
Condensado
Envolvedora
PlásticoTermoencogible
60-80°C
80-100°C
118-125°C
Tolva deBagazo
Gases deCombustión
Decantador
Bagacillo
Cal
P d Ob ió A l d l P ló
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Proceso de Obtención Artesanal del Papelón Papelón : Producto del procesamiento artesanal de la caña de azúcar que seemplea como edulcorante; esta compuesto de una mezcla de azúcaresfundamentalmente sacarosa, glucosa y fructosa .
Caña de Azúcar (2 Tm/día)
Extracción del Jugo
Evaporación yPurificación → Espumas (impurezas)
Enfriamiento
(con agitación)
Moldeado de Panelas(110 Kg./Tm. Caña)
Mecánica/Animal2 Tm / 1,2 Tm/día
Cal/vegetalesCalderaBagazos
Características del Papelón: Humedad 4-8%
CHO 90-95%Sacarosa 73-80%Sales 0,15-1,5%(P, Ca, fundamentalmente)Trazas de proteínas, grasas
HigroscópicoDifícil de conservar
EMPAQUE Y ALMACENAJE
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El producto terminado se debe envolver en bolsa de plástico termoencogibles, yaque es un producto higroscópico.
Usar cajas de cartón para empacar, ya que estas son ideales para almacenar lapanela durante largos periodos de tiempo, sin que se modifiquen sus propiedadesorganolépticas.
La presentación comercial del producto se puede hacer en pacas de 24unidades/(0,5-1,5)kg. Cada una, con panelas de forma rectangular, que se puedenagrupar en lotes de cuatro pacas para conformar una carga.
El almacenaje debe realizarse en lugares frescos y secos
EMPAQUE Y ALMACENAJE
RENDIMIENTOS DEL PROCESO DE EXTRACCIÓN DE LA CAÑA DE AZÚCAR
Azúcar lavada = 11 % (100 Tm de caña)Azúcar = 80 – 85 % del azúcar en la cañaBagazo = 220 -230 Kg. / Tm de cañaMelazas = 7,9 % de la cañaCachaza = 0,2 -1 % de la caña
RENDIMIENTOS EN LAFABRICACIÓN DEL PAPELÓN60 -65 % de recuperación enla extracción de azúcar.