1.9. DESCRIPCIÓN DE LO PROYECTADO

1.9.1. Operaciones previas

1.9.1.1. Pesaje y tara

El transporte de remolacha a la fábrica se hace por ferrocarril ycarretera. Para el pesaje se montarán tres básculas de 60.000 Kg cadauna, destinándose una de ellas para vagones y dos para vehículos decarretera.

La remolacha que se lleva a la fábrica contiene tierra, hojas,hierba y piedra. Todos los vehículos que entran con remolacha a lafábrica se pesan, y con una sonda se saca una muestra de unos 30 Kg quese utiliza para la determinacion de la tara y el análisis de la riqueza enazúcar.

La tara es la diferencia entre el peso bruto y el neto, que es el pesode la remolacha lavada y descoronada. Esta tara varía de un año a otro eincluso de período en período, siendo más elevada en los períodoslluviosos y tiende a aumentar de año en año debido a la extensión delarranque mecánico. Durante la noche hay menos tara y la fábrica tomalas remolachas almacenadas y parcialmente limpias.

Si consideramos una tara media del 20 %, con una cantidad de210 Tm/h de remolacha, entran en la fábrica 42 Tm/h de tara que serápreciso separar de la remolacha y evacuar.

1.9.1.2. Ensilado

En previsión de irregularidades en el suministro de remolacha, seinstalarán dos silos horizontales para almacenar hasta 16.000 Tm deremolacha.

Cada silo tendrá una capacidad aproximada de 8.00 Tm, con unalongitud de 200 m, una anchura de 16 m y una pendiente del 18 %.

El fondo de los silos será inclinado hacia el centro, donde irá uncanal de 500 mm de anchura y 600 mm de profundidad. Se recomiendano darles demasiada altura para evitar el recalentamiento.

La remolacha se descarga por medios mecánicos con unacapacidad de descarga de 720 Tm/h, siendo normalmente de 20 Tm lacarga de cada vehículo. Esta descarga permite con sus desterradores quese quite parte de la tierra, almacenando la remolacha parcialmente limpia.También se emplea la descarga hidráulica, en la que mediante un chorrode agua se hace marchar la remolacha a un canal que la conduce allavadero.

El trabajo de la descarga se realiza por la fuerza del agua,pudiendo utilizar un chorro de agua de mucho caudal y poca presión; obien, con poco agua y presión alta.

Normalmente se utiliza agua decantada que suele llevar materiasen suspensión, lo que hace que se desgasten los órganos vitales de lasbombas, alterando el rendimiento de la descarga. Si esto ocurre, se utiliza

el procedimiento de pequeña presión, en el que el agua viene porgravedad desde el decantador.

La capacidad de descarga se estima en 120 Tm/h y para regularlainstalaremos una bomba que impulse el agua a 2 Kg/cm2 de presión, conun caudal de 450 m3/h.

1.9.1.3. Desensilado

Para el desensilado de la remolacha se instalará en la parteizquierda de cada silo y a lo largo de él, una tubería con tomas cada 5 mpara el acoplamiento de una lanzadora de agua a presión. Ésta arrojará elagua sobre la remolacha, provocando su caida en el canal central yarrastrándola hacia la fábrica.

El transporte hidráulico de la remolacha necesita una media de 5m3 de agua/Tm de remolacha. En el transporte, una parte de la tierraadherida se desprende de la remolacha, quedándose en susppensión en elagua. Muy pocas veces se utiliza agua limpia para esta operación.Generalmente se realiza un reciclado de aguas turbias, combinándose conuna decantación, para eliminar del circuito los sedimentos más pesados,que podrían depositarse a lo largo de los canales; en este caso, bastaañadir la misma cantidad de agua limpia que la que se extrae del circuitocon los sedimentos más pesados.

Si el transporte hidráulico se realizara con agua limpia, al tenerlas remolachas una densidad de 1,08 a 1,09 g/cm3, quedarían sumergidasy se deslizarían por el fondo del canal bajo el efecto de la corriente. Conel reciclado, el agua que tiene pequeñas partículas en suspensión, tieneuna densidad superior a la de la remolacha, de forma que ésta tiende aflotar, lo que facilita su desplazamiento.

De todas formas la remolacha no está nunca en capassuperpuestas, sino que se agita por los canales; por tanto, no es necesariotener una gran altura de agua.

Para darle presión a la lanzadora de agua, se instalarán dosbombas, siendo una de ellos de reserva.

Los canales tienen una pequeña pendiente que da la velocidad dela corriente. Como regla general se adopta una pendiente de 12 mm/maproximadamente.

El paso de la remolacha se regula por medio de una compuertacon mando a distancia accionada por un moto-reductor. Otro moto-reductor similar al anterior hará que la compuerta tenga un movimientocontínuo de sube y baja, con una amplitud de 20 cm, para evitar losatascos de la remolacha.

A continuación de la compuerta se situarán en el canal de entradde remolacha un despedrador y un deshierbador, para separar materiasque posteriormente podrían entorpecer el trabajo en los molinos corta-raíces por dañar o atascar las cuchillas.

1.9.1.3.1. Despedrador

El despedrador proyectado trabaja por elutriación.

En el fondo del canal se instala un pozo, en el que hay unacorriente de agua ascendente suficiente para evitar que laremolacha caiga en el pozo, obligándole a que siga su camino,pero que permita la caída de las piedras y guijarros, que sonsacados al exterior por un elevador movido por un moto-reductor.El despedrador es un grna consumidor de agua, y por tanto, haque hacerle trabajar en circuito cerrado.

1.9.1.3.2. Deshierbador

El deshierbador será una cadena sinfí de rastrillos conlosdientes locos en forma de sierra. Los rastrillos, cuando están en laparte inferior, peinan a contracorriente la remolacha,prendiéndose las hierbas y hojas en las hendiduras de los dientes.Estas hierbas y hojas se desprenden en la parte superior al golpearen unos topes. El deshierbador será accionado por un moto-reductor.

1.9.1.4. Lavado de la remolacha

La remolacha lleva fuertemente adherida a ella tierras y arenasque no se desprenden con facilidad, siendo necesario para limpiarla lainstalación de un lavadero. La remolacha se eleva desde el punto en quehace su entrada a la fábrica por medio de una noria de remolacha decangilones.

El lavadero proyectado es horizontal, de 25 m de largo y 5 m deancho, dimensionado para que permanezca en él un mínimo de 7minutos.

El lavadero se divide en varios departamentos: desterrador,despedrador y lavadero propiamente dicho.

En primer lugar, el desterrador limpia la remolacha de la tierraque lleva pegada, que se dispersa en el agua. Una parte de la tierra tiendea depositarse; para evitar que se acumule, el fondo de la cuba estáperforado, lo que permite que la tierra lo atraviese y caiga en una cámarade sedimentación con compuertas de salida. Estos materialessedimentados se desalojan periódicamente, arrastrándolos con la mismaagua del lavadero. El agua necesaria para el lavado se estima en 3 m3/Tmde remolacha.

Para que el desterrador cumpla bien con su fin, es preciso que laremolacha lo atraviese lentamente, de forma que se acumule, para que alser removida por las palas, rocen unas con otras.

El desterrador está limitado por un tabique que es saltado por laremolacha y piedras gracias a la acción de unas palas especiales, anchas yperforadas, cayendo en el despedrador. Las palas están fijas en los ejesdel lavadero, que tienen una cierta inclinación para que la remolachavaya avanzando desde la entrada a la salida. La velocidad de los ejes seráde 100 r.p.m., y serán accionados por un moto-reductor de 110 C.V. conacoplamiento hidráulico para poder arrancar estando el lavadero lleno.

El despedrador recibe remolachas y piedras en un primerdepartamento desprovisto de brazos, en cuyo fondo hay una rejilla muy

fuerte con los barrotes bastante espaciados y que recibe una rápidacorriente ascendente.

Las remolachas se levantan con esta corriente, pasando con partedel agua al 2º departamento. Mientras las piedras caen a través de lasrejillas acumulándose en una tolva, de la que se evacuan periódicamente.En la tolva se encuentra la hélice que provoca la corriente ascendente. El2º departamento recoge el agua que proviene del primero para que puedatomarla la hélice de nuevo. De esta forma, el agua del despedrador correen circuito cerrado y a gran velocidad, renovándose solamente aquellaque pasa al lavadero.

Este 2º departamento es la prolongación de la cuba con fondoperforado que permite el paso del agua de arriba hacia abajo.

Los brazos de avance y palas del lavadero hacen pasar laremolacha sin piedras hacia el lavadero propiamente dicho. Éste estáconstruido de forma que por un extremo llegue el agua limpia quealimenta todo el conjunto, a contracorriente con la remolacha. Esta aguasale por el desterrador por nivel. La remolacha sale al lavadero por untabique que no deja pasar el agua, para que así, la remolacha salte porencima de éste.

Para completar la limpieza de la remolacha hay que quitar lashierbas, hojas, trozos de madera y raicillas que salen del lavadero. Éstetrabajo se realiza en el hidrodespajador; en él, una corriente de aguaascendente hace que la remolacha e impurezas pasen a un departamentoen el que se separan. La remolacha es extraída mediante una héliceinclinada. El objeto de la hélice de fondo perforado es eliminar el aguaque acompaña a la remolacha a la salida del lavadero.

La corriente de agua separada lleva las partes ligeras a unoshidrociclones donde se recuperan las raicillas. El agua se recicla.

La remolacha que ha sido extraída por la hélice inclinada esconducida hacia un lavadero aclarador. Éste está formado por unosrodillos dispuestos en forma de plano inclinado sobre los que se echa elagua pulverizada a 8 Kg/cm. La tierra incrustada en las arrugas de laremolacha se quita con estos chorros, así como los restos de hojas yhierbas.

Generalmente, este lavadero se abastece con agua limpia, quedespués de pasar por hidrociclones para recuperar las raicillas, se utilizaen el primer lavadero.

El uso de este segundo lavadero es muy importante, ya que sereduce a la mitad la tara que entraría a la difusión si se utiliazara un sololavadero.

Unos datos significativos pueden ser:

• Tara aproximada antes del lavadero: 2,99 %• Tara aproximada antes del 2º lavadero: 1,33 %• Tara aproximada después del 2º lavadero: 0,713 %

El trabajo del lavadero tiene mucha importancia, ya que la tierraque pasa con el jugo de difusión entorpece la depuración, filtración ylavado de las espumas.

La subida de la remolacha a las tolvas de los molinos corta-raícesse hace por medio de un elevador de cangilones que recoge la remolachaa la salida del lavadero aclarador.

1.9.2. Extracción del azúcar de la remolacha por difusión en agua

1.9.2.1. Molino corta-raíces

La separación del azúcar de la remolacha se hace por extracciónsólido-líquido, utilizándose agua como disolvente. La transferencia demateria será tanto más rápida cuanto mayor sea la superficie de contactoentre las dos fases. Por esta razón la primera operación de este proceso escortar la remolacha. Se corta en tiras de 1 a 10 cm de longitud y de 10 a25 mm2 de sección. Se elije este tipo de corte con el fin de que la coseta,nombre que recibe la remolacha cortada, sea un conjunto muy permeable,que permita el paso de la fase líquida a su través con facilidad.

A primera vista, parece que se deberái cortar la remolacha lo másfinamente posible y asegurar una circulación de disolvente lo más intensaposible para que el contacto de las paredes de las cosetas con eldisolvente sea el máximo posible, y con la porción de líquido deconcentración menos elevada.

Esta sería la situación deseable, peor no se puede conseguir porlas siguientes razones:

• Si la difusión se produce en demasiada extensión, tendríamos un jugoque contendría una gran cantidad de no-azúcar que sería precisoeliminar posteriormente.

• La separación del jugo y de la raspadura sería muy difícil.

Por tanto, se debe buscar un punto óptimo.Además, se debe buscar un corte lo más limpio posible y las

cuchillas deben estar bien afiladas para que no se desgarren las células.Se instalarán 3 molinos corta-raíces, de forma que mientras dos

de ellos trabajan, al otro le cambian las cuchillas.El acoplamiento por turbo-embrague permite regular la velocidad

del plato porta-cuchillas, con lo que se consigue programar la cantidad deremolacha molida según las necesidades de fábrica.

La alimentación de los molinos corta-raíces se hace desde unastolvas capaces para 125 Tm de remolacha, que se instalan para eliminarlas fluctuaciones en el suministro de remolacha a los molinos y para quetrabajen con una columna de remolacha prácticamente constante.

En los molinos, la remolacha tiene un movimiento verticaldescendente y las cuchillas uno circular siempre en el mismo plano. Lalínea de corte de las cuchillar es una quebrada en forma de onda. Seconsigue que la sección de la coseta sea cuadrada colocando las cuchillasen los portacuchillas pares desplazadas medio período respecto a la quetienen en los impares.

1.9.2.2. Pesado de la coseta

Una cinta transportadora lleva la coseta hasta el difusor. A caballode esta cinta se montará la báscula automática.

1.9.2.3. Fundamentos de la difusión

La remolacha está formada por una multitud de células,infinitamente pequeñas. Sin entrar en el detalle de la estructura de estascélulas, podemos decir que todas están separadas unas de otras ylimitadas por una pared celulósica, tapizada por un protoplasma. Esteprotoplasma es una materia proteica muy compleja, análoga a la clara dehuevo, y es uno de los elementos que forman parte de la vida en los seresvivos. En el interior de la célula, se observa la presencia de un núcleo quetiene un papel muy importante en la multiplicación de las células, y deuna vacuola. Esta vacuola es un espacio ocupado por una soluciónazucarada impura, se llama el “jugo de la remolacha”.

Composición del jugo:

• Agua 72 a 80 %• Azúcar 14 a 20 %• No-azúcar 6 a 8 %

Composición del no-azúcar:

• Materias minerales• Sales mixtas• Materias orgánicas nitrogenadas• Materias orgánicas no-nitrogenadas

De todos estos compuestos, el único que nos interesa es el azúcar.El fin principal de la extracción es doble; por un lado, debemos extraer elmáximo de azúcar posible, pero a la vez, extrayendo el mínimo de no-azúcar posible.

Si se sumerge un trozo de remolacha en forma de coseta en agua,tendremos una solución acuosa de azúcar y no-azúcar contenida en unamembrana semipermeable. A temperatura normal, no obtendríamosningún resultado práctico para nosotros, ya que el agua atravesaría lamembrana hinchando la célula, pero el azúcar permanecería en el interiorde la célula. El único que pasará a la disolución será el procedente de lascélulas rotas durante el corte.

En cambio, si calentamos el conjunto o si al líquido le añadimosSO2, las materias en suspensión en las células intactas, atraviesan lapared de las células. Al ocurrir esto en todas las células, la vacuola formauna solución contínua con las vacuolas de las células vecinas.

La difusión del azúcar es más rápida con temperaturas elevadas.Desgraciadamente, esto también es válido para la mayoría de sales y

ácidos contenidos en el jugo. Además, a partir de una determinadatemperatura, las materias albuminoideas y las pectinas empiezan aatravesar la membrana celular. Nos interesa hacer la mejor diálisisposible, es decir, que la mayoría de los coloides se queden en la coseta,ya que la materia coloidal que pasa al jugo es una impureza muyperjudicial; además, de esta forma, se mejora el valor alimenticio de lapulpa.

El jugo que se extrae debe ser lo más denso posible, ya que elexceso de agua supone un perjucio económico al tener que ser evaporadaposteriormente.

Después de muchos años de ensayos se ha llegado a dosconclusiones:

Una de ellas es la necesidad de que las operaciones se realicen deforma contínua, ya que la discontinuidad requiere una gran mano de obray perjudica la regularidad en la marcha de la fábrica.

La otra conclusión es la conveniencia de que la difusión seadiscontínua, porque la difusión contínua no garantiza la circulaciónmatemática de las fracciónes. Las capas de las cosetas no son permeablespor igual, y habrái corrientes preferenciales en los sitios de menorresistencia y, por tanto, también habría zonas muertas.

Estas dos premisas se consiguieron con el descubrimiento deldifusor RT-Smet, que describiremos en el siguiente apartado y esadoptado para nuestra planta.

1.9.2.4. Aparato difusor

1.9.2.4.1. Descripción del sistema de difusión

La parte fundamental del sistema de difusión estáconstituida por dos difusores contínuos del tipo RT-Smet quetrabajan a contracorriente.

El primer difusor tiene una capacidad máxima de 3.500Tm/día y una capacidad media de 3.000 Tm/día en condicionesnormales; el segundo difusor tendrá una capacidad máxima de2.200 Tm/día y una capacidad media en condiciones normales de2.000 Tm/día.

Este tipo de difusor contínuo se compone de un tamborcilíndrico, A, (fig. 1.) que lleva soldados interiormente doshelicoides distintos, a y b, que forman un tornillo de dobleentrada; moviéndose longitudinalmente a lo largo del tambor seencuentran alternadamente las espiras de uno u otro helicoide.

Cada dos espiras sucesivas, aunque pertenecientes a doshelicoides distintos, limitan una célula, de modo que el paso decada helicoide es el doble de la longitud de una de ellas; cadaespira está recortada en su parte central, estableciendo un paso deun extremo al otro del tambor; esta abertura tiene forma derectángulo.

Fig. 1. Corte del difusor RT-Smet

El nivel de los líquidos en cada célula se mantiene pordebajo del borde de la abertura central, con objeto de que losdiferentes líquidos no se comuniquen entre sí. El giro del tambor,por la propiedad de las superficies helicoidales, imprime unmovimiento de avance regular igual al paso de cada helicoide, esdecir, por cada vuelta se avanzan dos compartimentos o células.

Cada parte de líquido introducido por uno de los extremosdel tambor llegará al otro extremo al cabo de tantas vueltas comoespiras tiene cada helicoide.

El avance de las cosetas en sentido contrario se obtiene dela siguiente forma: el tambor está atravesado en su paso central,de un estremo a otro, por medio de una chapa plana, T, que dividedicho paso en dos partes iguales (fig. 2 y 3), y en el plano de estachapa hay en cada célula dos rejillas, G, fijas a las espiras de loshelicoides, prolongando aquella chapa a los dos lados hasta laenvolvente del tambor, formando un plano diametral que divide elaparato en dos semicilindros.

Fig. 2. Sección del tambor del difusor

Como se ve en la figura 3, la chapa T lleva fijadosnormalmente a su plano unos recortes de chapa inclinados queforman unos pasillos, uniendo la rejilla de una célula cualquieracon la opuesta diametralmente de la célula siguiente.

Como consecuencia del movimiento de rotación, lasrejillas atraviesan los líquidos dos veces cada vuelta, retiran lascosetas, las elevan, colocándolas, y cuando llegan a alcanzar unadeterminada inclinación se deslizan sobre su superficie y sobre lachapa T. Entonces, se desvían por un pasillo inclinado para caeren la rejilla diametralmente opuesta de la célula siguiente.

Fig. 3. Unión de las células

En cada vuelta, los líquidos avanzan un paso por la acciónde las dos hélices, es decir, dos compartimentos; mientras, lascosetas avanzan una en sentido contrario de la otra. De estamanera, los líquidos se trasladan con una velocidad doble que lade las cosetas.

Esto es muy importante, ya que el jugo no encalado es unamateria muy inestable y es necesario que se evacue lo másrápidamente posible para evitar pérdidas por fermentación ymejorar la calidad del mismo.

En cada semivuelta se introduce por un extremo delaparato una parte de cosetas, y por el otro la parte de aguacorrespondiente, de modo que en cada célula se tienen dosporciones de cosetas, colocadas a uno y otro lado del planodiametral formado por la chapa y las rejillas, pero no hay más queuna porción de líquido, ya que este avanza un compartimento encada semivuelta.

Mientras que una rejilla retira una de las dos fracciones decosetas, la otra fracción estaría bañada totalmente por la porcióndel líquido situado en el fondo del compartimento, quedando portanto, cada fracción de cosetas sumergida en el líquido una vez encada vuelta.

A continuación, vamos a ver como es el conjuntocompleto de la difusión.

Para comprender la circulación del jugo, se realiza unesquema de este apartado.

Según el esquema, la alimentación de los difusores severifica de la siguiente manera: las cosetas a la salida del corta-

raíces caen a un transportador y son llevadas a una básculaautomática, accionada por el tambor, donde se pesan. De labáscula, las cosetas pasan a un recipiente escaldador y sondistribuidas en lluvia en una corriente de jugo caliente que lasarrastra a la cabeza del difusor. La cabeza es la parte más anchadel difusor y está formada esencialmente por chapas perforadasque realizan la separación del jugo y la coseta. El jugo brutoproducido en el aparato se separa de la misma forma, y los dosjugos mezclados (el utilizado para calentar las cosetas y elproducido en el difusor), una vez filtrados, pasan al vaso derecirculación, de donde se toman con una bomba de recirculación.El caudal de jugo del difusor se regula mediante una válvulaautomática que se acciona según el nivel del difusor. Una partedel jugo se vuelve a recircular para el escaldado, haciéndolo pasara través de un recalentador donde adquiere de nuevo las caloríasque cederá a las cosetas en el circuito anterior. Otra porción deljugo se envía a la depuración.

El agua de alimentación entra por el otro extremo delambor y está formada por dos fracciones; una de ellas es aguafría, que se introduce por la cola del difusor para enfriar la pulpa yque proviene de un depósito dispuesto en carga; la otra fracciónes agua caliente, formada esencialmente por el agua procedentede las prensas de pulpa, desde donde cae por gravedad a undepósito, de éste a una vibro-criba en la que se separan los trozosde pulpa. Esta agua tamizada es impulsada por una bomba através de unos cambiadores, donde se calienta. Después, esconducida al depósito de agua caliente, de donde sale porgravedad.

El difusor tiene una pendiente del 8 %. La fase sólidaasciende movida por la doble hélice y la fase líquida desciendepor gravedad.

En la cola del difusor, la pulpa es extraída a intervalos pormedio de una rueda de paletas en el extremo superior.

Esta coseta agotada sale con disolvente que contieneazúcar, por lo que debe ser recuperado para disminuir laspérdidas. Un elevador y una hélice la distribuye en las prensas depulpa, de donde se obtiene pulpa prensada y agua de prensas, quese recircula al difusor.

El movimiento de las hélices de los difusores se hace pormotores de corriente contínua, a través de reductores. De estaforma, se puede regular la velocidad de las hélices y por tanto, lacoseta tratada. Se instalará un grupo Ward-Leonard para convertirla corriente alterna en contínua, y las ruedas de estracción seaccionarán con moto-reductores.

El diagrama de flujo de todos los procesos realizados eneste apartado es el siguiente:

1.9.2.4.2. La infección bacteriana en la difusión

Las bacterias que nos solemos encontrar en el jugo dedifusión se pueden clasificaren:

• Bacterias criófilas: Se reproducen a baja temperatura. Entre35 y 40 º C, su actividad se reduce mucho.

• Bacterias mesófilas: El punto óptimo para su reproducciónestá alrededor de 40 ºC. Si el medio se calienta a 60 ó 70 ºC,su actividad se reduce muchísimo.

• Bacterias termófilas: El punto óptimo para su reproducción sesitúa entre 65 y 70 ºC, e incluso por encima.

Las más perjudiciales son las mesófilas y termófilas, sobretodo estas últimas, ya que se pueden reproducir a lo largo deldifusor. Se ha experimentado que en una difusión muy infectada,la pérdida de azúcar por transformación bacteriana puede llegar al0,1 e incluso al 0,15 % del azúcar contenido en la remolacha.

Para disminuir las pérdidas por infección se añadehipoclorito en el transportador de remolacha. También sedisminuyen extremando la limpieza de la cabeza del elevador deremolacha, así como todas las partes en que se acumulen lostrozos de remolacha, como las tolvas situadas encima de loscorta-raíces. En estos sitios, las bacterias criófilas se desarrollancon profusión.

En el difusor, aunque el lavado sea perfecto y lastemperaturas ideales, en lo referente al escaldado y al aguacaliente, no se pueden evitar las infecciones. Si se quiere teneruna buena esterilización, es preciso introducir formol en el difusorde una forma regular. Se puede hacer siguiendo unos intervalosregulares o añadiendo dosis masivas en determinados puntos.

Después de lo dicho, se comprende fácilmente que elprograma de desinfección que se establezca, se debe seguir muyrigurosamente.

1.9.2.4.3. Bombas de jugo

El jugo de difusión se envía por una tubería de 150 mm dediámetro al depósito de jugo verde.

Se instalan dos bombas, una de reserva.Las bombas toman directamente del difusor a través de

una rejilla, y en la tubería de impulsión se colocará una válvulaautomática para regular el nivel en el difusor.

1.9.2.4.4. Agua de prensas

El agua de prensas se recoge en un depósito situado debajode ésta y se envía por una tubería de 400 mm de diámetro a travésde un recalentador a un pequeño depósito donde se acidifica elagua con ácido sulfúrico hasta obtener un pH de 5,6 – 5,8, y desdeel que se alimenta el difusor.

Para impulsar el agua de prensas de un depósito a otro, semontarán dos bombas, una de reserva.

1.9.2.4.5. Agua fresca

En la tubería de entrada al difusor se montará una válvulareguladora para añadir el agua proporcionalmente a la cosetapesada en la válvula automática.

El agua fresca resultará de una mezcla de aguascondensadas y de columna barométrica.

1.9.3. Depuración del jugo de difusión

1.9.3.1. Necesidades de depuración del jugo

El jugo de difusión tiene una serie de propiedades que hacendifícil la obtención directa del azúcar por evaporación y cristalización sinuna previa depuración.

Alguna de estas características son:

• Tiene partículas en suspensión a las que se le adhieren flóculos dematerias protéicas coaguladas durante los recalentamientos. Espreciso eliminar estas partículas para evitar que salgan mezcladas conlos cristales de azúcar. Aquí aparece la primera dificultad, ya que esdifícil retener estas partículas porque pasan a través de los filtros yaparecen en el jugo filtrado.

• Debido a que el jugo de difusión es ácido, al calentar directamenteéste, se produce una inversión considerable del azúcar que contiene.Es preciso neutralizarlo con un álcali que sea barato como la cal.

• El jugo de difusión es coloreado. Esta coloración se encontraríatambién en los cristales si no hubiera una depuración previa.

• El jugo produce mucha espuma y sería imposible evaporarlo sin untratamiento adecuado.

• Además, el jugo contiene impurezas o no-azúcares que se encuentrandisueltos en él. Es deseable una eliminación lo más completa posiblepues estas sustancias pueden causar la obstrucción parcial de lacristalizacón del azúcar y como consecuencia disminuir elrendimiento de la fábrica en azúcar cristalizado. Hay otras impurezasde carácter coloidal, cuya presencia hace imposible los dos trabajosque en la azucarera siguen a la depuración, la evaporación y lacristalización. Es necesario separarlas en su totalidad.

El aspecto del jugo de difusión manifiesta claramente esta clasede impurezas; es negro, opalescente y la facilidad con la que se formanespumas es reveladora de la presencia de sustancias tensoactivas.

Los fines de la depuración serán los siguientes: quitar laspartículas en suspensión, neutralizar el jugo y quitar la mayoría de los no-azúcares disueltos, así como los coloides.

Industrialmente, la cal es el medio de defecación utilizado desdehace más de 100 años. Este sistema es el que se utiliza todavía,combinado con varios recalentamientos tanto en fáfricas de remolachacomo en las de cañas.

En 1859, los franceses Perrier y Possoz, utilizaron unprocedimiento llamado de “Doble carbonatación”, que constituye la basetécnica de la depuración actual.

En resumen este procedimiento consiste en añadir 20 g decal/litro, calentar y neutralizar con CO2 hasta una alcalinidad de 1 g deCaO/litro. El precipitado se filtra y se lava. El jugo filtrado contienetodavía una cierta cantidad de cal disuelta, por lo que se somete a unasegunda carbonatación y filtración, que dando separado el nuevocarbonato que se forma.

Después de numerosos estudios, así como muchas patentes,siempre se ha girado alrededor del procedimiento base. A pesar de estasinvestigaciones, todavía no se conoce perfectamente y es difícil deobtener una forma de trabajo que de rendimiento óptimo.

La composición del jugo de difusión es:

• Azúcar• Materias minerales. Potasio, sodio, cal, magnesio, ácido fosfórico,

sílice, hierro, aluminio, etc.• Materias orgánicas disueltas no nitrogenadas. Ácido oxálico, ácido

nítrico, ácido málico, azúcar invertido, colorantes, etc.• Materias orgánicas disueltas nitrogenadas. Amidas, aminas, betaína,

etc.• Materias orgánicas coloidales nitrogenadas. Prótidos, gomas,

pectinas, etc.

La cal es muy poco soluble en agua pura; sin embargo, tiene unasolubilidad apreciable en las soluciones azucaradas debido a lascombinaciones que se producen entre el azúcar y la cal, llamadassucratos. Debido a esta propiedad, la cal ejerce una acción depuradasobre el jugo de difusión. La cal es más soluble en las disolucionesazucaradas en frío que en caliente.

La cal ejerce distintas acciones sobre las impurezas del jugo:

1. Impurezas minerales disueltas. La cal precipita algunos cationes enforma de fosfatos y sulfatos eliminados del jugo. Estos cationes seencuentran generalmente en forma de fosfatos alcalinos, sobre todode potasio; por tanto, en el jugo se acumulan álcalis de potasio ysodio. El potasio y el sodio vienen de la remolacha, y se dice, al serliberados en el encalado, que dan al jugo una “alcalinidad natural”.

2. Impurezas orgánicas disueltas no nitrogenadas. Algunos ácidosorgánicos como el ácido oxálico, málico, tartárico y los ácidospécticos, también se precipitan por la cal. Los azúcares reductorestienen en este apartado un papel muy importante a causa de suinestabilidad en relación con la temperatura, así como por lostrastornos que pueden ocasionar en el proceso de fabricación. Estosazúcares se encuentran en pequeñas cantidades en la remolacha sana,no heladas y que lleven almacenadas poco tiempo. El contenido sueleser del 0,1 %, pero estos redustores se pueden formar en la difusión sihay fermentaciones. Si se calienta en medio alcalino, se descomponendando ácidos que se neutralizan con el álcali y por tanto, rebajan elpH y además dan sustancias muy coloreadas. La cal tiene lapropiedad de descomponer los reductores dando CO2 que se combinacon la cal para dar el carbonato, con la propiedad de absorber lasmaterias colorantes formadas. Si la reserva de alcalinidad y el tiempode reacción son suficientes, los reductores existentes se eliminan coneste proceso y el jugo sigue alcalino. Si por el contrario, la reserva dealcalinidad es débil, será absorbida por la descomposición de losazúcares reductores, la solución se hace ácida y se forman nuevosreductores por hidrólisis de la sacarosa. Esto se puede evitarprolongando el contacto de la cal a temperatura elevada. Una vezeliminados los reductores, hay que vigilar todas las posibles causas deacidificaciones.

3. Impurezas solubles nitrogenadas. Estas impurezas son de tres clases.Una de ellas son las amidas de aminoácidos, que están en pocacantidad si durante el crecimiento de la remolacha ha llovido, y enmucha cantidad si el año ha sido muy seco. Estas impurezas enpresencia de la cal liberan amoníaco, que en parte se disuelve en eljugo y en parte se desprende. Así se forma una sal de cal deaminoácido, que es soluble y queda en el jugo como impureza. Elamoníaco se eliminará en la evaporación o en las tachas. Estenitrógeno no es perjudicial, a diferencia del que queda disuelto. Otrotipo de impurezas son los aminoácidos que abundan en la remolachacuando el tiempo de almacenamiento es prolongado. También dansales solubles, cuyo nitrógeno es perjudicial. Y por último, está labetaína, que no reacciona con la cal y permanece disuelta en el jugo,pasando íntegramente a la melaza.

4. Impurezas coloidales nitrogenadas. Están formadas por los prótidosque proceden de las células cortadas o desgarradas en los corta-raíces.Estos prótidos forman una suspensión coloidal estable que debe seraglutinada y floculada. Esto se produce a un pH determinado delmedio, que se conoce con el nombre de “punto isoeléctrico” o pH defloculación. Esta reacción se mejora mucho si la cal se añadeprogresivamente para pasar desde el pH del jugo de difusión de 6,5 aun pH final de 11.

1.9.3.2. Principios de la depuración calcocarbónica

Se ha elegido como sistema de depuración del jugo de difusión elclásico calcocarbónico según el esquema siguiente. Se exige como

mínimo la eliminación del 32 % del no-azúcar del jugo de difusión, conunas pérdidas máximas del 0,08 % s/r de azúcar en las tortas de filtraciónllamadas espumas. El jugo de difusión se debe tratar con una cantidad decal para conseguir que la alcalinidad se acerque al pH óptimo defloculación

El esquema de depuración a emplear es el siguiente:

El diagrama de flujo del jugo en este departamento es elsiguiente:

La cal activa durante este proceso es la cal disuelta en el jugo.Para disolverla, se realiza una primera operación llamada preencalado,en la que se realiza una adición progresiva a contracorriente de la lechadade cal. El tiempo de contacto es de 10 minutos, y el jugo está a unatemperatura de 70 ºC. AL final del proceso se le da al jugo unaalcalinidad progresiva de hasta 0,25 gr de CaO/ cm3.

Su fin es eliminar los coloides, pero a la vez, se producenprecipitaciones de ácidos que dan sales de cal insolubles. También seforma en el jugo una precipitación rápida de floculado, que es muyvoluminoso y retiene una gran cantidad de jugo, de modo que con unadecantación simple no bastaría para separar el jugo del floculado.

Para que la filtración sea posible es necesario dispersar elfloculado en una cantidad grande de precipitado. Éste va a ser retenidopor unas superficies de filtración de estructura porosa llamadas tortas,que retienen el floculado dispersado por toda la superficie.

Este precipitado es el carbonato de cal que previamente ha sidoformado en el jugo. Es decir, que si añadimos caliza finamente molida(que es también carbonato cálcico), no bastaría para depurar el jugodetenido en el floculado. Para que el jugo tenga los elementos deformación de este carbonato de cal, es preciso que al preencalado le sigauna adición complementaria de cal que se llama encalado masivo. Laadición se realiza después de haber calentado el jugo hasta 85 ºC. Estaoperación se lleva a cabo en un balón provisto de agitación y de guíaspara la circulación. El tiempo de contacto es de 10 minutos, y se lleva eljugo a una alcalinidad de 1,5 g de CaO/cm3.

La adición de cal que se hace en el encalado no tiene ningúnpapel químico; su único fin es el de suministrar al jugo la reserva de calque se transforme en CaCO3.

Cuando se ha eliminado el encalado, se procede a latransformación de la cal en carbonato de cal haciendo borbotear CO2 enel jugo encalado. En esto consiste la primera carbonatación.

La neutralización de la cal no debe ser total, ya que se disolveríauna parte de las impurezas precipitadas. Cuando ocurre esto se dice quese “quema el jugo”.

Esta 1ª carbonatación se realiza mediante un procedimientocontínuo. El jugo encalado se diluye en una gran masa de jugoneutralizado, haciéndose así la carbonatación a baja alcalinidad. Laneutralización del jugo encalado exige en CO2 la cantidad que se liberapor disociación de la piedra. Hay pues un exceso de gas, que es elsuministrado por el coke, pero este exceso, que representaaproximadamente el 65 % de la cantidad teórica necesaria, sirve paracompensar las pérdidas que se experimentan durante el barbotaje.

La absorción del gas es muy imperfecta, ya que el CO2 se diluyecon el N2 y se encuentra disperso en las burbujas de gas que deben entraren contacto con el jugo. El dispositivo de barbotaje, la temperatura y elcontenido del jugo en materias tensoactivas tendrán una gran influenciasobre la facilidad de absorción del gas.

El control de la 1ª carbonatación se puede hacer midiendo laalcalinidad, que estará comprendida entre 0,07 y 0,1 g de CaO/cm3.

Se ha demostrado que cuanto más alta es la alcalinidad, mejor esla calidad del jugo producido en cuanto a coloración y sales de cal. Encambio, se originan peores decantaciones y filtraciones. Así, se debebuscar la alcalinidad óptima o “punto de la 1ª carbonatación”.

La instalación de la 1ª carbonatación está formada por unrecipiente principal y otro que se llama depósito primario, que sirve paraabastecer a la bomba de recirculación. La recirculación se realiza paraaumentar la absorción del gas y para conseguir un aumento de loscristales de carbonato con ve¡istas a la decantación.

Según el diagrama de flujo de este departamento, el jugo turbio dela 1ª carbonatación pasa al decantador donde se consigue la separaciónentre el jugo claro y el carbonato de cal. El sistema de decantación serádescrito posteriormente.

A continuación se realiza la filtración del jugo de 1ªcarbonatación, en el que se obtiene un jugo claro, reteniendo en los filtroslas sustancias en suspensión y las impurezas precipitadas retenidas por elCaCO3. EL material retenido en la filtración se lava con agua pararecuperar el jugo que lo impregna. El precipitado lavado, casi exento deazúcar se llama torta o espuma de 1ª carbonatación.

El jugo claro pasa directamente hacia la 2ª carbonatación y lasespumas se envían al filtro rotativo de vacío, donde se obtiene un jugofiltrado que se mezcla con el jugo decantado y se lleva a la 2ªcarbonatación. Es muy importante para la depuración que el jugo filtradoesté muy limpio, puesto que las materias en suspensión se redisuelvendurante la 2ª carbonatación dando lugar a sales de cal disueltas y aincrustaciones en la evaporación.

El jugo filtrado de la 1ª carbonatación separado de sus impurezas,todavía contiene una alcalinidad apreciable, formada en parte por la caldisuelta en forma de sacarato de sales de cal de ácidos débiles, y por otraalcalinidad, llamada natural, que la dan las sales de sodio y potasioliberadas en el encalado.

El fin de la 2ª carbonatación es extraer parte del CaCO3 insoluble,para eliminar las impurezas que forman la cal disuelta y que quedan en eljugo de la 1ª carbonatación. Se debe medir perfectamente la adición deCO2 para evitar que sea en exceso, ya que el CaCO precipitado comienzaa disolverse en forma de bicarbonato.

Es frecuente controlar la 2ª carbonatación midiendo el pH, perosobre todo midiendo la alcalinidad con fenolftaleína y por ladeterminación de las sales de cal con el licor de jabón.

Se llama alcalinidad óptima para la 2ª carbonatación a aquella quedeja en el jugo una cantidad mínima de sales de cal.

La alcalinidad óptima será de 0,021 g de CaO/cm3.Este valor se debe medir varias veces durante la campaña, ya que

puede variar según la naturaleza de las remolachas trabajadas.La temperatura es muy importante, porque los bicarbonatos a la

temperatura de ebullición se descomponen desprenciendo CO2.

Ca(HCO3)2 CaCO3 + H2O + CO2

Por esta razón, una temperatura elevada en el jugo de 2ªcarbonatación es la mejor forma de evitar la formación de bicarbonatos;así, se calienta el jugo hasta 100 ºC.

El CaCO3 producido en esta carbonatación se separa en los filtrosde la 2ª carbonatación, la torta que se forma se puede mezclar con el jugoprocedente de la 1ª carbonatación, con el fin de que se puedan lavar conlas espumas de la 1ª carbonatación.

A la salida de los filtros de la 2ª carbonatación, en un jugonormal, la alcalinidad que tenga se debe a las sales de K y Na, que en sumayor parte son carbonatos. La alcalinidad que quede en el jugo esperjudicial para el trabajo final de la azucarera, que es la cristalizacióndel azúcar. Los iones Na+ y K+ que van en el jugo, reaccionan en partecon la sacarosa formando meratos o cuerpos parecidos que no puedencristalizar.

Por las razones anteriores, es aconsejable realizar laneutralización del jugo filtrado de 2ª carbonatación. Esto se hacegeneralmente con una sulfitación, en la que el SO2 tiene como misióndecolorar el jugo y rebajar la viscosidad.

El único punto de eliminación de impurezas y CaCO3 será en losfiltros rotativos de vació. Los lodos de las otras filtraciones se reciclanpara su tratamiento en estos filtros.

Se considera que las espumas tienen un 50 % de humedad y quese necesita para su lavado el 150 % del agua que contienen.

Antes de examinar con detalle las diferentes fases de ladepuración, vamos a ver como podemos juzgar si la depuración está bienhecha. En lo relativo a la depuración mecánica, es decir, la formación deespumas de carbonatación que sean fácilmente decantables y filtrables, esfácil su medición en el laboratorio. Para hacerlo se miden la velocidad dedecantación expresada en cm/minuto y el coeficiente de filtración sobremicrofiltro.

En lo relativo a la depuración química, cuyo fin es la formaciónde jugo que permita la cristalización de un jugo de alta calidad con unapérdida mínima en la melaza, no es tan fácil de controlar.

La determinación de la pureza por medio del Brix y de laPolarización no es lo suficientemente precisa para el cálculo de laeliminación de las impurezas. El análisis de las sales de potasio, sodio ycalcio que permanecen en el jugo de 2ª carbonatación, permite hacer uncálculo y preveer el azúcar que se perderá en la melaza; pero este es unanálisis bastante complejo.

1.9.3.3. Horno de cal e instalaciones para la preparación y distribución dela lechada de cal

1.9.3.3.1. Obtención de la cal

En las fábricas de azúcar de remolacha, la utilización delhorno de cal está generalizada como elemento principal de ladepuración del jugo. La cal reacciona con el CO2 en eldepartamento que se llama carbonatación.

La cal y el CO2 son los constituyentes de la piedra caliza.En la industria, normalmente la piedra caliza se disocia en cal yCO2 en un aparato llamado horno de cal en las proporcionesexactas para la recombinación en la carbonatación.

La reacción química que tiene lugar en el horno es:

1 Kg CaCO + 435 Kcal 0,56 Kg CaO + 0,44 Kg CO2La reacción química es reversible, y el sentido de la

reaciión depende principalmente de la presión y la temperatura. Ala presión atmosférica, la disociación sólo se realiza a unatemperatura superior a los 910 ºC. Cuando aumenta la presión, latemperatura de disociación es mucho más elevada y puedealcanzar los 1.200 e incluso 1.300 ºC con piedras muy compactasy de gran tamaño.

A causa de la reversibilidad de la reacción, en larecombinación posterior se libera la misma cantidad de calor.

A causa de la reversibilidad de la reacción, en larecombinación posterior se libera la misma cantidad de calor.

Esta liberación se realiza en dos fases:

• En la fase de la obtención de la lechada de cal, la cal viva sehidrata desprendiendo calor, lo que se observa por laformación de vapor y por el aumento de temperatura.

• En la fase de la carbonatación, la cal hidratada se recombinacon CO2 para volver a formar el CaCO3. Esta reacción estambién exotérmica, desprendiéndose vapor por las chimeneasde la carbonatación.

1. Hidratación.

0,56 Kg CaO + 0,18 Kg H2O 0,74 Kg Ca(OH)2 + 159 Kcal

2. Carbonatación.

0,74 Kg Ca(OH)2 + 0,44 Kg CO2 1 Kg CaCO3 + 0,18 Kg H2O +276 Kcal

Para conseguir un buen funcionamiento del horno esnecesario mantener unas proporciones correctas de cal, coke yaire.

Vamos a ver en primer lugar la relación coke-piedracaliza. Para disociar 1 Kg de piedra caliza se necesitanteóricamente 54 g de coke puro y seco.

La cantidad real que tengamos que utilizar será máselevada por varias razones:

• El coke industrial no se presenta seco ni puro, sino que sucomposición suele ser de un 86 % de C, un 13 % de cenizas yun 1 % de humedad.

• Además, es preciso compensar las pérdidas de calor porradiación y convección, ya que el ladrillo refractario no es unaislante perfecto.

• La temperatura de los productos que salen del horno, gas ycal, es más elevada que la de los productos que entran, aire,caliza y coke. Esto también representa una pérdida de calorque tendremos que compensar.

• En la práctica, es preciso admitir, para la disociación de lacaliza una cantidad entre un 7 y un 10 % de coke.

Otra relación muy importante es la de coke-aire. El aire seintroduce por la base del horno, y un Kg de coke exige un mínimode 11,5 Kg o de 9 m de aire a 0 ºC. Este es un valor teórico, lacombustión perfecta del coke no se consigue a menos que seemplee un exceso de aire que alcance un 15 % por lo menos.

Se define el término riqueza del gas como el tanto porciento de CO2 en el gas que sale del horno. Este punto es muyimportante, ya que la carbonatación no se hace bien con un gasmuy pobre. Normalmente, la riqueza siempre es menor de laobtenida en una combustión sin exceso de aire, que tiene un valorde 39,6 %. El mínimo de riqueza de gas eceptable para una buenadepuración está situado alrededor del 30%, y éste será unrequisito que deba cumplir el horno que diseñemos.Es preciso queel coke y la caliza estén uniformemente repartidas en el hornopara asegurar una adición de calor igual para todas las piedras, asícomo para obtener una carga de porosidad homogénea para elpaso de aire. De todas formas, no es posible evitar que quede unaparte de la piedra caliza sin reaccionar, ya que necesitaría mástiempo de permanencia en el horno.

A estos sólidos sin reaccionar que salen del horno se lesllama incocidos, y la piedra caliza suele tener un 2 % deincocidos.

1.9.3.3.2. Descripción del horno de cal

El horno más comunmente utilizado en la industriaazucarera es el horno belga. Este horno consiste en un cilindrovertical revestido en el interior con ladrillos refractarios, con unespesor de 40 a 70 cm.

El horno termina en su parte baja en un tronco de conocuya base pequeña sirve de apertura para la extracción de la cal yla entrada del aire. A lo largo del horno se instalan mirillas concierres herméticos para controlar el traajo. En la parte superior delhorno se acoplan una o dos tuberías unidas a un colector. Estecolector se enlaza con la máquina de gas para extraer el gas que seproduce en el horno.

La alimentación del horno se realiza a través de una tolvarotativa o skip, que consigue cargar más alto a lo largo de lasparedes que en el centro. También permite asegurar que el nivelde la carga en el horno sea constante.

La mezcla de piedra caliza y coke desciende lentamentepor el horno. En el tercio superior del horno, la carga toma calordel gas producido en la zona inferior.

Esta zona se llama zona de recalentamiento.Al final de esta zona, el coke comienza a arder,

empezando así la zona de fuego, que debe ocuparaproximadamente el tercio central del horno. El fuego semantiene en esta zona por la llegada del coke que viene de laparte superior y por el aire aspirado a través de la parrilla deextracción. En esta zona se alcanzan la temperatura y lascondiciones necesarias para la disociación de la piedra caliza.

Bajo la zona de fuego, el efecto de enfriamiento del aire esmás fuerte que el efecto de calefacción del fuego; la combustióndel coke se termina y llegamos a la zona de enfriamiento, queocupa el último tercio del horno. En esta zona, el aire que entra secalienta, enfriando a su vez a la cal.

La descarga del horno se efectuará por medio de cuatrovibradores electromagnéticos situados en cruz.

1.9.3.3.3. Capacidad del horno

Se considera necesario añadir al jugo de difusión unacantidad de CaO igual al 80 % del no-azúcar que contiene. Portanto, se agregarán 0,8 · 2,16 Kg = 1,73 Kg.

Al ser la producción de la fábrica de 5.000 Tm/día,necesitaremos 3,6 Tm/hora de cal; si consideramos una pérdida enincocidos, polvo y derrames de 0,15 Tm/hora de cal, tendremosque producir 3,75 Tm/hora de cal.

En el horno se introducirán:

(3,75 Tm cal/h · 0,098)/(0,056 Tm cal/Tm piedra caliza) = 6,56Tm piedra caliza/h. (del 98 % de riqueza). Para la combustión deesta piedra caliza necesitamos un 9 % de coke seco/Tm piedracliza, por tanto, necesitaremos 0,59 Tm/h de combustible.

Tomando como densidad aparente de la mezcla piedracaliza-coke 1,4 Tm/m3, se introducen 5,11 m3 de mezcla/h.

Si fijamos el tiempo de permanencia en el horno en 35horas, la capacidad mínima del horno ha de ser 5,11 m3/h · 35horas = 178,85 m3.

Se instalarán dos hornos de 100 m3 de capacidad útil cadauno, y las dimensiones de cada uno de ellos serán las siguientes:

• Diámetro: 2,7 m• Altura: 18 m

La superficie total de los dos hornos será de 330 m2.

1.9.3.3.4. Lavador de gas y separador de agua

El gas que se extrae del horno contiene polvo y alquitranesy está muy caliente para que pueda ir directamente a la bomba degas. Con el fin de eliminar de la corriente de CO2 las partículas ensuspensión y enfriar el gas, se instalará un lavador de barboteo.

Para quitar al gas las partículas de agua, se hace pasar porun separador de 1 m de diámetro y 3 m de altura con pantallareflectora.

Tanto el cierre del lavador como el del separador de aguase hará por medio de una columna barométrica de 3 m de altura.

1.9.3.3.5. Compresores de CO2

Hemos visto anteriormente que del horno salen 104,29 m3

de gas en condiciones normales de presión y temperatura.Teniendo en cuenta que en el horno entran 6,56 Tm/h de piedracaliza, el caudal de gases será de 104,29 m3 · (6.560/100) =6.841,42 m3/h de gas en condiciones normales. Fijando lascondiciones del gas en la aspiración de los compresores en 30 ºCy una depresión de 1m de columna de agua, el volumen de gasesserá de 8.836,83 m3/h.

Se montarán dos compresores, uno de reserva.

1.9.3.3.6. Transportadores de cal

Los vibradores electromagnéticos de descarga del hornodejan la cal en un transportador de sacudidas accionado por unaexcéntrica movida por un moto-reductor.

Este transportador arroja la cal en un elevador decangilones que lleva la cal a la tolva de caída al tamborpreparador de la lechada de cal.

1.9.3.3.7. Obtención de la lechada de cal

La utilización de la cal exige la transformación de ésta enlechada. Esto consiste en la extinción de la cal viva, que es la quese extrae del horno; se realiza por el contacto con el agua o conuna mezcla de jugo y agua.

La obtención de la lechada de cal se hace de una formacontínua en un aparato Mick. Este aparato está formado por untambor horizontal. La cal en trozos y la mezcla agua-jugo, seintroducen por un extremo y va al otro extremo impulsada porunas paletas inclinadas. La cal se disgrega durante su recorridocon una reacción fuertemente exotérmica, por lo que es precisoponer grandes chimeneas para la evacuación de los vaporesproducidos.

A la salida, se recoge la lechada de cal pordesbordamiento y los incocidos por una rejilla perforada.

En la lechada de cal hay pequeñas impurezas,generalmente cenizas de coke. Estas cenizas son muy abrasivas, yes preciso eliminarlas para proteger las bombas y las tuberías.

Para conseguirlo, se utiliza un tamiz vibrante o un juego deciclones.

Es conveniente que la lechada de cal tenga unaconcentración constante, entre 220 y 280 g/l de cal.

1.9.3.3.8. Separadores de arena

Para eliminar las pequeñas partículas de arena de lalechada de cal, se tamiza por una malla de 8 m2 de superficiesituada sobre un bastidor vibrante accionado por un moto-reductor de 20 C.V. que arroja las pequeñas partículas de arena enla tolva de incocidos para su posterior retirada.

Se instalará otro separador igual de reserva.

1.9.3.3.9. Depósitos y bombas

Se montarán dos depósitos para la lechada de cal con unvolumen útil cada uno de 40 m3 y provistos de un mecanismoagitador accionado con un grupo moto-reductor de 6 C.V.

La lechada de cal se eleva a un depósito distribuidormediante dos bombas, una de reserva.

1.9.3.4. Despulpado del jugo de difusión

Las partículas de pulpillas que llegan al sistema de depuración sesometen a la acción de la cal, y las pectinas que contienen, setransforman dando un precipitado gelatinoso de lpectato, empeorandosensiblemente la filtración.

Este es el principal motivo por el que se evita extraer en ladifusión muchas pectinas de las cosetas; por eso, se trabaja atemperaturas que son sean muy elevadas y en medio ácido.

Por consiguiente, para retener el máximo de pulpilla y los trozitosde coseta que se encuentren en el jugo de difusión, se instalarán unosdespulpadores del tipo Rasmus. Estos tamizan el jugo con tablasperforadas, que se limpian de forma contínua con epillos rotativos y quese purgan periódicamente a cada vuelta del tambor difusor.

1.9.3.5. Cajas de carbonatación

Las cajas de carbonatación se calculan para una permanencia deljugo de 15 minutos aproximadamente.

Cada una tendrá un distribuidor de CO2 en la parte inferior,moviéndose a contracorriente el gas con el líquido.

La bomba de gas es del tipo de anillo líquido Neyret-Beylier, queimpulsa a una presión de 500 g/cm2.

Interesa evitar que el jugo permanezca mucho tiempo en lascarbonataciones para evitar la formación de sales de cal y la coloración.

Cada caja de carbonatación se complementará con un depósitopara la recogida del jugo carbonatado.

Tanto las cajas como los depósitos irán aislados con Magnesia 85%, con un espesor de 30 mm.

Las cajas de carbonatación tendrán una toma de muestra para ladeterminación contínua del pH del jugo. La desviación del pH sobre elvalor programado regula la entrada de CO2 en la caja de carbonatación,actuando sobre la bomba de gas de anillo líquido que está situada en latubería de éste.

1.9.3.6. Clarificación del jugo

1.9.3.6.1. Decantador

El jugo turbio carbonatado se envía por gravedad hacia eldecantador DORR de cuatro departamentos. Este aparato tieneuna agitación lenta que permite conseguir una separación entre eljugo claro y el carbonato de cal.

El trabajo del decantador se controla por la claridad deljugo decantado que sale, pudiéndose actuar en la velocidad de lasbombas para disminuir o aumentar la extracción de los lodos.

El jugo se introduce en el decantador por un cilindro axialque desemboca a una cierta profundidad. El jugo claro sale porsimple desbordamiento, y los lodos se depositan en unos fondoscónicos, siendo impulsados hacia el centro por la aspiración de labomba de lodos, que los extrae al exterior.

El decantador está dividido en cuatro compartimentos.Con la regulación de la altura de desbordamiento del jugo claro,se controla el tiempo de permanencia en los departamentos. Eldecantador se calcula para una estancia del jugo carbonatada de25 minutos, tiempo fijado para evitar la coloración del jugo, ysuficiente para obtener una cantidad del jugo espesado menor del20 % de la alimentación.

La superficie necesaria para una buena clarificación, secalcula partiendo de una velocidad ascensional del jugo claro de 2cm/minuto. Esta superficie mínima es de 194,44 m2.

Con el fin de evitar que el decantador sea de unasuperficie muy grande, se construirá de 4 cuerpos superpuestos, loque nos lleva a un diámetro práctico de 8 m.

El decantador llevará unas palas bateadoras para arrastrede lodos hacia el cono de salida mividas por un moto-reductor de40 C.V. a 8 r.p.m.

Las medidas exteriores del decantador serán:

• Altura: 10 m• Diámetro: 8 m• Número de cuerpos: 4

1.9.3.6.2. Filtros de vacío

Se montarán dos filtros rotativos contínuos, uno dereserva.

Estos filtros se componen de un tambor que gira alrededorde un eje horizontal, el cual se sumerge en parte en el líquido porfiltrar. La superficie exterior del tambor sirve como superficiefiltrante, que está dividida en 24 secciones independientes, cadauna de las cuales ocupa 15 de la circunferencia y se extiende atodo lo largo del tambor. Cada una de las secciones se uneindividualmente a una tubería de vacío por medio de un pequeñotubo metálico que conecta con un distribuidor situado en uno delos extremos del eje y que lleva tres sectores diferentes:

• Uno sin comunicación con el vacío y en comunicación con laatmósfera.

• El segundo comunicado con un espacio en el que se ejerce unpequeño vacío, de 10 a 25 cm de mercurio.

• El tercero en comunicación con un espacio en el que se aplicaun vacío mayor de unos 20 a 50 cm.

La pared exterior está formada por una tela de cobreperforada muy finamente.

Un esquema de este tipo de filtro aparece en la figura 4.

Fig. 4. Esquema de funcionamiento de un filtro contínuorotativo a vacío

Al girar el filtro, la sección que comienza a entrar allíquido se pone inmediatamente en comunicación con el bajovacío. Se produce entonces la aspiración del líquido, que entra porlas pequeñas perforaciones. Sin embargo, éstas se llenanrápidamente de materias en suspensión. El primer jugo que pasaestá entonces mal filtrado y turbio y se recircula.

La sección, así guarnecida de un pequeño colchón queforma el principio de la torta, pasa en seguida al sector de altovacío. En efecto, es necesario aumentar la aspiración porque laresistencia ofrecida por la torta crece con su espesor. Sinembargo, el jugo que pasa está ahora filtrado de una manera máseficaz por sus propias impurezas que forman la superficie filtrantenecesaria.

La sección pasa entonces por varios pulverizadores(representados en el dibujo en la parte “p”) que arrojan aguacaliente sobre la torta. En este momento empieza el lavado. Elvacío aspira lentamente el agua. Después de la aspersión, semantiene el lavado por los aspersores (representados por “q”) quedejan gotear agua sobre la torta a medida que la superficie vasecándose por la aspiración del agua. A continuación se realiza elsecado.

Poco antes de que la sección entre de nuevo al líquido,encuentra un raspador formado por una banda rígida de hule quese apoya ligeramente sobre la tela perforada. En el momento enque la sección va a tocarla, el distribuidor rompe el vacío quemantiene la torta pegada contra la tela. En esta forma, el simplecontacto del raspador la separa en un bloque que cae untransportador de gusano que la saca fuera del departamento.

Del interior del tambor sale el jugo filtrado por vacío a unseparador de jugo, de dónde se saca mediante bombas. La partesuperior del separador estará en contacto con una columnabarométrica y una bomba de vacío. Hay que aspirar de 0,5 a 0,6m3/minuto de giro por m2 de superficie, con una depresión enaspiración de 60 cm de mercurio.

1.9.3.6.3. Filtros de seguridad de 1ª filtración

El fin de la filtración es la de obtener un jugo claro,reteniendo en los filtros las sustancias en suspensión. Además, selava con agua el material retenido en la filtración para recuperar eljugo que lo impregna. El precipitado lavado, casi exento deazúcar se llama torta o espuma de 1ª carbonatación.

La filtración se hace con filtros rotativos Pustch. El filtroestá formado por un tambor perforado que gira en una cuba dondeestán los lodos y espumas. En el interior del tambor hay vacío y eljugo es aspirado hacia esa parte.

La torta depositada tiene un espesor de 10-15 mm y esesencial que conserve su forma regular hasta el final del lavado.

Para conseguirlo es preciso que esté húmeda y evitar que se sequeen el momento que se separa del nivel del jugo turbio espesado.

La superficie filtrante está formada por una tela de nylonfijada al tambor por medio de un hilo de acero inoxidablearrollado al mismo. El lavado se hace con cinco series depulverizadores que proyectan agua caliente finamente dividida. Alcabo de un cierto tiempo, la tela se tapona con CaCO3; entonces,hay que para el filtro, vacirlo y lavar la tela con HCl. El jugofiltrado se retiene en un balón separador y se bombea paraevitarlo directamente a la 2ª carbonatación y las espumas seenvían al filtro rotativo a vacío.

La superficie filtrante necesaria se estima en 0,55 m2/TmR.H., lo que equivale a 120 m2 de superficie filtrante.

Utilizaremos filtros de las siguientes características:

• Dimensiones: 2,44 m · 2,74 m• Superficie filtrante: 20 m2

• Velocidad de filtración: 250 l/m2 · h• Accionado por un moto-reductor de 2 C.V.• Número de filtros necesarios: 6 en funcionamiento y 2 de

reserva

1.9.3.6.4. Filtros de seguridad de 2ª filtración

Se montarán una batería de ocho filtros, dos de reserva, desimilares características a los instalados para la filtración deseguridad de la 1ª carbonatación.

1.9.3.6.5. Bombas de jugo y agua

En el cuadro siguiente se indican las bombas para jugo yagua que se han de instalar en la depuración. Por cada corrienteen la que se instale una bomba, se necesitará otra de reserva.

1.9.3.6.6. Sulfitación

El ácido sulfuroso, SO2, tiene sobre el jugo varios efectosbeneficiosos:

• Elimina las materias colorantes, que es una propiedad detodos los ácidos.

• Transforma en compuestos ferrosos incoloros las salesférricas que pueden formarse por el contacto del jugo con lostanques, tuberías y molinos.

El anhídrido sulfuroso es un gas que se obtiene al arder elazufre en el aire según la reacción:

S + O2 SO2

32 g + 32 g 64 g

Por tanto, 1 Kg de azufre necesita para formar ácidosulfuroso, 1 Kg de O2. La combustión se hace a 363 ºC.

Si la combustión se hiciera con la cantidad justa de airenecesario, el peso de éste sería 4,3 veces el peso del azufre.

El volumen máximo de SO2 en el gas de la combustión esel 21% (el aire contiene 20,48 % de oxígeno en volumen).

Sin embargo, no es posible quemar el 100 % del O2 queentra al horno. Es necesario admitir un exceso de aire. Para llegaral 100 % de exceso de aire debería admitirse un peso de éste iguala 8 ó 9 veces el peso del azufre y sólo se obtendría el 10 % deSO2 en el gas. En general, puede obtenerse del 12 al 16 %, y enpromedio el 14 %.

El SO2 se produce en un horno de azufre. A la salida delcompartimento de azufre, el gas sube por la columna del aparatode sulfitación a través de un sublimador y de una chimenea dedobles paredes con circulación de agua. El agua que enfría lachimenea pasa al horno, al que enfría a su vez.

Estas precauciones tienen como fin:

• Proteger el metal de los hornos, que se corroe rápidamente sise deja que llegue al rojo.

• Condensar la fracción de azufre que se sublima. En el horno,la mayor parte del azufre se quema en forma de SO2, perosiempre hay una parte que se sublima y que se va en forma devapor, sobre todo si no entra la suficiente cantidad de aire.

• Enfriar el gas sulfuroso antes de que entre en contacto con eljugo.

A 1.200 ºC el SO2 se descompone en azufre y oxígeno:

SO2 S + O2

El oxígeno naciente reaccióna rápidamente sobre elanhídrido para producir anhídrido sulfúrico:

SO2 + ½ O2 SO3

Esta reacción se hace notar a partir de los 900 ºCaproximadamente. El anhídrido sulfúrico reacciona con aguatransformándose inmediatamente en ácido sulfúrico, que esmucho más corrosivo. Por esta razón es muy importante enfriarrápidamente el SO2 después de su formación.

Después de enfriarse, el gas debe descender sutemperatura hasta 100 ó 200 ºC.

El jugo no se depura; después de la depuración, lassustancias coloreadas se decoloran, pero no abandonan lasolución. Además, el SO2 disminuye la alcalinidad y el K2CO3alcalino se reemplaza por el sulfito neutro.

Una reacción ácida después de la sulfitación es prohibitivaporque invertiría la sacarosa.

La reacción del SO2 sobre el jugo se hace a contracorrientepor deslizamiento en una torre rellena de anillos Raschig. Laregulación se hace abriendo más o menos la puerta de acceso.

El esquema de este proceso puede ser el siguiente:

Las ventajas de la sulfitación se pueden resumir en lassiguientes:

• El jugo decanta más rápidamente, con un aumento de lacapacidad de los decantadores.

• Las masas cocidas son menos viscosas y se cuecen másrápidamente, mejorando la cristalización.

• Mejora notablemente el color del azúcar.• Se aumenta ligeramente la capacidad de las centrífugas.

Los inconvenientes de la sulfitación se pueden resumir enlos siguientes:

• Los calentadores se incrustan más rápidamente.• Se aumentan los gastos.

1.9.4. Concentración del jugo por evaporación de múltiple efecto

1.9.4.1. Consideraciones generales

La temperatura de ebullición de una solución azucarada o de unjugo, bajo una presión dada, se eleva con la concentración de estasolución o con el Brix de ese jugo. Bajo la presión atmosférica, el jugomezclado, por ejemplo, hierve a 100,3 ºC y no a 100 ºC.

La elevación del punto de ebullición de las soluciones azucaradasvaría con la presión, pero dentro de unos límites muy estrechos.

Cuando se ejerce una presión sobre la superficie de un líquido, lapresión que sufren las moléculas del líquido que se encuentran a unacierta profundidad dentro de su masa, es igual a la presión aumentada enel peso del líquido correspondiente a la profundidad.

Como la temperatura de ebullición crece con la presión, si latemperatura del líquido correspondiera en todas partes a la necesaria paraproducir la ebullición en la superficie, esta ebullición se interrumpiría alllegar a las capas situadas a una cierta profundidad. Sin embargo, en elcuerpo de un múltiple efecto, puede suponerse que la transmisión decalor es suficientemente rápida para que el jugo hierva a todo lo largo delos tubos. Si fuera de otra manera el jugo no subiría por los tubos.

Además, como el jugo que llega al cuerpo tiene una temperaturasuperior a la existente dentro de éste (puesto que viene del precedente),sólo es necesaria una fracción de la superficie de calentamiento parallevarlo a la ebullición. Hierve desde el primer contacto y ciertamente,antes del primer contacto, por eutoevaporación.

En estas condiciones, puede suponerse que la capa que está alnivel de la placa inferior de la calandria sufre una presión hidrostáticaigual al peso del jugo que está encima de ella. Si el nivel hidrostáticodentro del cuerpo corresponde, por ejemplo, a 1/3 de la altura de lostubos, esta capa va a hervir a una temperatura correspondiente a lapresión del vapor dentro de la calandria aumentada por la presiónhidrostática que sufre.

En realidad las cosas no se desarrollan de una manera tan simpledebido al estado de agitación del jugo dentro del cuerpo. Sim embargo,

es lógico suponer que esta hipótesis, aplicada a las diversas capas de jugoque bañan la calandria da una idea correcta de la temperatura media deeste jugo.

Como el jugo en contacto con la calandria hierve a temperaturasdiferentes escalonadas de acuerdo con la profundidad, la caída de latemperatura se obtiene restando de la caída aparente, la elevación delpunto de ebullición correspondiente a la presión en el evaporador y albrix (e), y la elevación suplementaria (e´) correspondiente a la presiónhidrostática media.

1.9.4.2. Múltiple efecto

El jugo se calienta por vapor para evaporar el agua que contiene.La evaporación en múltiple efecto utiliza el vapor producido por el jugopara calentar otra fracción de él mismo y así ahorrar vapor. Con este fin,se montan varios cuerpos de evaporación y el vapor que sale de uncuerpo se utiliza en calentar el siguiente. Es necesaria una diferencia detemperatura entre el fluido que calienta y el fluido calentado; paraconseguirla, se va haciendo vacío progresivamente en los cuerpossiguientes al primero.

Esta solución tiene el inconveniente de exigir las instalacionesnecesarias para crear el vacío. Sin embargo, la ebullición al vacío tienedos grandes ventajas:

• Aumenta la diferencia total de temperatura entre le vapor y jugo enuna cantidad igual a la caída del punto de ebullición del jugo entre lapresión del primer cuerpo y la del último.

• Permite continuar la evaporación a temperaturas menos peligrosaspara la inversión y coloración del jugo.

El número de efectos utilizado en la industria azucarera suele serde 4 ó 5, ya que este número viene limitado por las presiones de entraday salida del vapor.

Antes de describir el funcionamiento de un múltiple efecto vamosa estudiar las unidades que lo constituyen: los evaporadores.

En un evaporador se va a producir la concentración de unadisolución mediante la eliminación del disolvente por (vaporización)debido a la utilización de un medio calefactor.

El disolvente más común es el agua, aunque en estos últimos añosse ha intentado utilizar métodos para extraer el azúcar con disolventesalternativos como metanol y amoníaco líquido que disuelven menosimpurezas y de las que precipitaría la sacarosa directamente porevaporación. A continuación, el disolvente se recuperaría para sureutilización. Estas alternativas al agua no han sido transplantadas a laindustria.

1.9.4.2.1. Descripción de los evaporadores

Un evaporador se compone de un cilindro metálicovertical o cámara de vapor, cuya parte inferior está provista de un

haz tubular, a través del cual circula el medio calefactor. Estecilindro termina en la parte superior en un separador que tiene porobjeto detener las gotas del líquido que puedan haber sidoarrastradas por el vapor del jugo.

En la elección de un evaporador para su utilizaciónindustrial hay tres factores determinantes a considrar y que son:

• Utilización de productos de alta viscosidad.• Sensibilidad al calor de estos productos.• Formación de incrustaicones y deposición de sólidos en los

conductos del aparato.

Un evaporador ha de diseñarse para superar una o más deestas dificultades. Precisamente es la industria del azúcar, juntocon la de la sal, las que han proporcionado mayores desarrollos eneste diseño debido a la trascendental importancia de esta etapa enel proceso global.

Del exame rápido de un cuerpo (fig.5) se obervainmediatamente la magnitud del espacio perdido sobre lacalandria tubular.

Fig. 5. Vaso evaporador

Este espacio representa la mayor parte del aparato. Notiene ninguna utilidad para el jugo porque el nivel medio de ésteno debe sobrepasar la placa de la calandria superior. Su objeto esdisminuir los riesgos de arrastre de las gotas de líquido que seproyectan por la ebullición del jugo. Nosotros vamos a adoptaruna altura del cuerpo de 4 veces la longitud de los tubos.

El diámetro del cuerpo también influye en los arrastres;normalmente, se calculan para que el vapor tenga una velocidadde 0,5 m/s. Vamos a elegir un diámetro de 2.800 mm paranuestros evaporadores.

En nuestro tipo de evaporador, el haz tubular del sistemade calefacción es vertical. En la calandria instalaremos un tubocentral que tendrá por objeto llevar al fondo el jugo que seproyecta sobre la placa superior. Este tubo también se utiliza pararecibir el jugo concentrado y evacuarlo del cuerpo hacia elsiguiente. Su diámetro varía entre ¼ y 1/8 del diámetro interiordel cuerpo, tomamos un valor de 600 mm para el diámetro.

Cuando el evaporador stá en funcionamiento, el vapor decalefacción se condensa en el exterior de los tubos, mientras queen el interior de los mismos, el jugo en ebullición se concentra.

Los tubos son de acero, (a veces de latón o de aceroinoxidable), de un diámetro exterior de 33 mm, con un espesor de1,5 a 2 mm. Por tanto, son tubos delgados para asegurar unatransmisión rápida del calor. Es muy importante que los tubosestén limpios, sin incrustación, tanto en el interior como en elexterior. El vapor no incrusta nunca los tubos; el jugo si esincrustante, sobre todo cuando la depuración es deficiente y lassales de cal elevadas. Este es una de las razones por las que elvapor pasa por el exterior y el jugo por el interior de los tubos, yaque sólo el interior de los tubos es accesible para la limpiezamecánica que se impone después de cada campaña azucarera.

Vamos a adoptar cuerpos con tubos del mismo diámetro,pero de longitudes decrecientes del primero al último cuerpo, con200 mm de diferencia entre un cuerpo y el que le sigue.

Los tubos se desgastan, sobre todo en sus extremos, cercade las placas tubulares. De esta manera, cuando están ya muydesgastados y deben reemplazarse, se quitan de todos los cuerpos,se recortan de 75 a 100 mm de cada extremo y se reinstalan en elsiguiente. Así, sólo es necesario comprar tuos para el primero.

El primer cuerpo es el que lleva los tubos más largosporque generalmente es el que tiene necesidad de la mayorsuperficie y es donde el jugo es más fluido y tiene más facilidadpara subir por ellos.

La ebullición es intensa en una caja de evaporaciónaunque la cantidad de jugo que contiene es relativamente mínima,a pesar de las grandes dimensiones del aparato. En efecto, sibruscamente hiciéramos parar la evaporación, el nivel del jugo

apenas alcanzaría el tercio inferior de los tubos. Este nivel sellama estático; se mide de una forma contínua en el tuboindicador de nivel fijado en la pared del aparato, forma unamedida de la cantidad de ebullición. La evaporación es tnatomejor cuanto más bajo es el nivel.

El vapor formado por la ebullición del jugo sale por laparte superior de la calandria, después de haber atravesado unoslaberintos o un desazucarador con anillos Raschig en donde serecuperan las gotas de jugo que pueda arrastrar.

En la parte baja de la placa tubular inferior, hay unos ovarios orificios para evacuar las aguas condensadas que provienendel vapor de calefacción.

El vapor de calefacción no es absolutamente puro,contiene gases como aire, amoníaco, CO2, que sonincondensables. Si no se les extrajera de la cámara de calefacción,ésta se llenaría poco a poco con estos gases, el vapor no entraría yla evaporación cesaría. Por tanto, hay que preveer en la placasuperior algunos orificios para poderlos sacar (a veces se colocanestos orificios en la pared de la caja y en su parte superior). Untubo colector une todos estos orificios y una válvula de regulaciónpermite extraer todos los gases incondensables y no extraer vapor,lo cual ocasionaría una pérdida. Esto es imposible de realizar enla práctica. Generalmente se extrae una mezcla de vapor y gasesincondensables, esta mezcla se puede utilizar en un recalentadorantes de llevarlos a la bomba de vacío.

1.9.4.3. Régimen de trabajo en el múltiple efecto

La temperatura máxima que puede alcanzar el jugo depurado paraque no haya pérdidas apreciables de azúcar por caramelización es de 130ºC. La temperatura del último efecto de evaporación ha de ser del ordende 100 ºC para poder utilizar este vapor en el calentamiento de ladifusión y en recalentadores. De estos 30 ºC de caída total de temperaturadesde el 2º al último efecto, hay que descontar del orden de 10 ºC decaída no útil por elevación del punto de ebullición de los jugos sobre elagua pura. Tomando como diferencia media de temperatura en cadaefecto un promedio de 8ºC, vamos a una evaporación de cuatro efectoscon extracciones de vapor. La evaporación ha de ser en corrientesparalelas, ya que la destrucción de azúcar en los jugos a una mismatemperatura aumenta con la concentración.

Teniendo en cuenta la economía de la instalación, la necesidad defuertes extracciones de vapor para otros usos, y la necesidad de que elagua de alimentación de calderas no tenga azúcar, se proyecta elsiguiente aprovechamiento del calor de las aguas condensadas:

• Las aguas condensadas del primer y segundo efecto se expansionaránjuntas a la temperatura del vapor producido en el 3er efecto, al que seunirá el producido en la expansión. Posteriormente se volverán aexpansionar a la temperatura del vapor producido en el 4º efecto. Una

vez enfriados a esta temperatura se utilizarán para alimentación decalderas.

• Las aguas condensadas del 3º y 4º efecto, así como las de los cuerpostubulares de tachas y de algunos recalentadores, se expansionarán a latemperatura del vapor producido en el 4º efecto. Las aguas enfriadasse emplearán en diversos usos de fábrica.

1.9.4.4. Expansiones y bombas de agua condensada

Se montarán dos expansores dobles. Además, se deben instalartres bombas para aguas condensadas; una para el agua de alimentación acalderas, otra para el agua de fábrica y otra de reserva.

1.9.4.5. Bombas de jarabe de evaporación

Para extraer el jugo concentrado del último efecto de evaporacióny llevarlo al depósito de sulfitación, es necesaria la instalación de dosbombas.

1.9.4.6. Sulfitación

Se montará una sulfitación de jarabe para decolorarlo y precipitarsales disueltas. La instalación será similar a la proyectada para ladepuración del jugo.

1.9.4.7. Filtros de jarabe

Antes de entrar al departamento de cocción, el jarabe sulfitado, yamezclado con el refundido de azúcar de 2ª, sufrirá una filtración en filtrosbolsa.

1.9.4.8. Bombas de jarabe mezcla a tachas

El jarabe filtrado se eleva a los depósitos de tachas por medio dedos bombas, siendo una de ellas de reserva.

1.9.5. Cocción del jarabe con cristalización de azúcar disuelto yseparación de los cristales de azúcar por centrifugación

1.9.5.1. Consideraciones generales

El paso siguiente en el trabajo de una fábrica de azúcar, despuésde la concentración en la estación de evaporación de múltiple efecto,consiste en la cristalización del azúcar disuelto en el jarabe.

El jarabe, al entrar en este departamento, está formado por azúcar,no-azúcar y agua; en definitiva, lo que se persigue es dividir el término“azúcar + no-azúcar” en otros dos: “azúcar blanco” y “azúcar + no-

azúcar”. Para expresarnos en una forma más sencilla, podemosconsiderar la melaza como un jarabe del que no podemos extraer másazúcar.

Cuando se concentra, su viscosidad aumenta rápidamente con elBrix y, al llegar a los 77-80 ºC, comienzan a aparecer cristales,modificándose la naturaleza del material al pasar progresivamente delestado líquido a una condición en parte sólida y en parte líquida. Elmaterial pierde fluidez prodresivamente, de manera que es necesarioemplear métodos diferentes para manejarlo. En estas condiciones elmaterial recibe el nombre de “masa cocida”.

Su consistencia no permite hervirlo en tubos angostos, nicircularlo con facilidad de un cuerpo a otro.

La cristalización se consigue por sobresaturación de la disoluciónde azúcar en unos aparatos denominados tachas.

Debido a las razones anteriores, es necesario:

• Llevar acabo la evaporación en un solo efecto.• Emplear un tipo de equipo similar, en principio, al evaporador pero

mejor adaptado para manejar el producto viscoso que se debeconcentrar.

La saturación de una disolución es un estado de equilibrio estable,al cual, las soluciones azucaradas no llegan rápida y fácilmente. Si unadisolución se concentra por evaporación, o si se enfría mas allá del puntode saturación, los cristales no aparecen en el material inmediatamente. Elazúcar continúa en disolución y a esta se le llama disoluciónsobresaturada.

En la práctica industrial es importante, para que los cristales seformen en el licor, que exista una sobresaturación considerable.

La sobresaturación del licor disminuye en la proporción en quelos cristales se forman y crecen. Para conservarla es necesario entoncesmantener la evaporación del agua y el aprovisionamiento de materialazucarado.

En la fase sobresaturada se distinguen tres zonas:

1. Zona metaestable. Agrupa a las soluciones cuyo coeficiente desobresaturación está comprendido entre 1 y 1,2. Si esta solución notiene cristales y no se le añaden, permanece en equilibrio; pero si leintroducimos cristales, estos crecen y no se forman otros cristalesnuevos.

2. Zona intermedia. Comprende las soluciones cuyo coeficiente desobresaturación varía entre 1,2 y 1,3. No se forman cristalesespontáneamente; pero si se añaden, engordan y a la vez aparecennuevos gérmenes que también aumentan de tamaño.

3. Zona lábil. Las soluciones que se encuentran en esta zona tienen uncoeficiente de sobresaturación superior a 1,3. Los cristales se formanespontáneamente.

El trabajo del tachero es ciertamente el más importante de lostrabajos de la fábrica. Aunque tiende a ser más y más simplificado y es

posible controlarlo con instrumentos, el conocimiento del azúcar esevidentemente una cuestión de destreza, y la habilidad del tachero tieneuna influencia decisiva en la calidad y en el rendimiento del azúcar. Eldesarrollo de una templa comprende cuatro fases principales.

A) CONCENTRACIÓN

El tachero deja entrar a la tacha cierta cantidad de jarabe conocidacomo “pie de cocida”. Esta cantidad está determinada por el volumen degrano de la tacha y debe ser tan pequeña como sea posible, y al mismotiempo suficiente para cubrir la calandria. De otro modo, habrácaramelización en las salpicaduras de las pequeñas gotas de jarabe quehacen contacto con las partes descubiertas de la superficie decalentamiento.

Cuanto menor es el volumen de jarabe que se deja entrar, tantomenor es el número de cristales en la masa cocida final, y tanto mayoresserán éstos.

El tachero debe agregar más jarabe a medida que el volumendentro de la tacha disminuye debido a la concentración de la carga, paramantener dentro de la tacha el líquido a un nivel suficientemente altopara cubrir la superficie de calentamiento.

B) CRISTALIZACIÓN

A medida que el jarabe se concentra, se hace más viscoso.Cuando la sobresaturación llega a un valor determinado se produce lacristalización.

Ésta puede hacerse por varios métodos, siendo el más común lacristalización por espera o choque. En este método, el jarabe seconcentra progresivamente hasta una sobresaturación débil de 1,15 a 1,20y se deja que los cristales aparezcan espontáneamente. Cuando lasobresaturación corresponda a la zona lábil, el grano se presentaespontáneamente o bien, el cocedor induce su formación introduciendouna cantidad determinada de azúcar molido y bien calibrado. Estacantidad nos debe dar el número de cristales que deseamos obtener en lamasa cocida final.

Lso cristales se forman cuando el Brix es alrededor de 80. Elcocedor reconoce el punto de cristalización por la viscosidad del jarabe alver que las gotas y las salpicaduras que llegan a las mirillas escurren máslentamente. Una forma más apropiada de comprobarlo es sacando unamuestra con una sonda y tomando un poco de jarabe entre los dedos, seseparan estos rápidamente:

• Si todavía no es tiempo, la hebra se rompe tan pronto como seseparan los dedos.

• Si es muy tarde, la hebra no se rompe.• Si es el momento preciso, la hebra se estira y adelgaza una

determinada longitud antes de romperse, haciéndose muy fina.

La cristalización por este método se produce en la zonaintermedia, habiendo una transición rápida a la zona lábilmotivada por el choque.

C) CRECIMIENTO DEL GRANO

Tan pronto cono el grano es lo suficientemente grande como parapoder observarlo en una muestra, el tachero experimentado sabe si sugrano es insuficiente o demasiado.

Si es demasiado procede a disolver parte del mismo introduciendouna carga grande de jarabe. Si el grano es insuficiente, la situación es casiimposible, se verá obligado a cocer cristales muy grandes, lo que no esventajoso en masas cocidas de alto grado, pero conduce a un agotamientodefectuoso de la masa cocida final. Para no tener granos irregulares esnecesario tener especial cuidado en no propiciar una segundacristalización. Si ocurriera esto, se formarían cristales de dos tamañosdiferentes, lo que haría muy difícil la centrifugación.

El resto de la templa consiste sobre todo en desarrollar el granoexistente sin formar falsos granos (estos son los nuevos granos quepueden formarse o los cristales de diferente tamaño que hacen lacentrifugación difícil, o los cristales finos que pueden pasar a través de latela de las centrífugas y que enriquecen las melazas).

Con este objeto, es necesario mantener en lo posible launiformidad de la operación, y conservar constante el vacío y la presiónde vapor.

Cualquier aumento de vacío o cualquier disminución súbita en lapresión del vapor, pueden ocasionar la formación de granos secundarios,ya que al reducirse la temperatura de cocimiento de la tacha, se produceun paso brusco de la zona lábil a la intermedia.

Aparte de estas dos causas muy comunes, el falso grano puedetambién deberse a:

• Una evaporación muy forzada.• La introducción de jarabes o mieles a temperatura muy baja.• La entrada de aire por la válvula de descarga.

Si se forma el falso grano, hay que disolverlo mediante laelevación de la temperatura de la tacha, disminuyendo el vacío; o bien,mediante la introducción de una gran cantidad de jarabe o de agua paradisolver los granos finos.

Cuando se hace azúcar de cristales grandes es muy difícil evitar lapresencia de falsos granos, a menos que se disponga de un jarabe muydiluido.

Si el falso grano se forma cerca del final de la templa, la altaviscosidad de la masa cocida y su poca circulación hacen imposibledisolverlo.

D) CERRADO DE LA MASA COCIDA

La experiencia permite al cocedor introducir jarabe o mieles a unavelocidad suficiente para compensar la cantidad de agua evaporada, ypara aumentar lenta y progresivamente el volumen de masa cocida de unamanera tal que la concentración aumente con el nivel de masa cocida y elBrix llegue aproximadamente al máximo del valor previsto cuando lamasa cocida alcanza el nivel correspondiente al tacho lleno.

Durante la última parte de la templa, se tiene una masa cocidamuy cerrada y muy viscosa, cuya circulación es muy difícil. Laconcentración se continúa para “cerrar” el material al máximo posible.Cuando se observa que los cristales ocupan la mayor parte del espacio yque el licor madre ocupa solamente el volumen que permanece entre loscristales adyacentes, la tacha se “vacía”, es decir, se corta la conexión delvacío, se abre la comunicación con la atmósfera y se abre la válvula dedescarga del tacho a los cristalizadores o al mezclador que se encuentradebajo.

Cuando la tacha está vacía, se lava. La válvula del vapor se abrepara admitirlo al interior dejando abierta la válvula inferior; el vapordisuelve el azúcar y limpia el recipiente. Realmente, sólo la partesuperior del tacho necesita lavarse, ya que la parte correspondiente al piede cocida se lava automáticamente con el jarabe que se introduce alprincipio de la templa siguiente.

Cuando la masa cocida sale de la tacha, está a una sobresaturaciónalta. Si se le permite reposar, el azúcar que contiene aún el licor madre,sigue depositándose sobre los cristales; sin embargo, esta masa cocida esmuy densa y el licor madre es muy viscos.

La cristalización cesará rápidamente si la masa cocida queda sinmovimiento, porque la capa de licor madre rodea a los cristales, seagotará y la viscosidad de la masa impedirá el movimiento de lasmoléculas de azúcar alejadas para ponerse en contacto con los cristales.

Para aprovechar la fuerte tendencia de la masa cocida acristalizarse después del cocimiento, debe mantenerse en movimientopara cambiar constantemente la posición relativa de las partículas dellicor madre y de los cristales.

En el lenguaje de la fábrica, a este efecto se le llamacristalización; rigurosamente, desde luego, el proceso completo en latacha constituye la cristalización del azúcar; pero en la fábrica, el término“cristalización” se usa parcialmente para designar a esta cristalización enmovimiento después de que la cocida saliera de la tacha.

La cristalización es entonces un proceso que consiste en mezclarla masa cocida durante cierto tiempo, después de caer de la tacha y antesde pasar a las centrífugas, para conseguir completar la formación de loscristales y forzar un agotamiento más completo del licor madre.

La existencia de impurezas en la solución, impide la cristalizacióntotal del azúcar, y siempre quedará una cantidad no cristalizada, tantomayor cuanto menor sea la concentración en la masa cocida.

El movimiento y centrifugación de las masas cocidas, ponenlímite en su concentración y como interesa reducir al mínimo el azúcarno cristalizable, se hace necesario realizar una cristalización fraccionada.

1.9.5.2. Descripción del proceso de cocción

El proceso de la cocción es sin lugar a dudas el más complejo detoda la fabricación del azúcar, ya que hay que conseguir la mayorcantidad posible de azúcar de alta pureza o azúcar blanquilla, e intentarobtener una melaza lo más agotada posible.

En la fábrica proyectada vamos a trabajar con un sistema de 3templas, que es el más empleado en la industria azucarera. Se van aobtener 3 masas cocidas (MC), de pureza decreciente (95, 85 y 75), y unamelaza final del 55 % de pureza aproximadamente.

La purga de las centrífugas se lleva a cabo con vapor y agua,excepto en la centrífuga del tercer producto, en donde directamente seseparan melaza y azúcar de 3ª.

A la 1ª cocción entra el jarabe standard, que tiene una riqueza del95 % y está formado por el jarabe virgen que viene de la evaporación,por la miel rica de primer producto (ERI), y por un refundido del azúcarde 2ª, que se ha formado con el azúcar de 2ª y una porción del jugo deante-evaporación. Esta masa I (MI) entra en la 1ª tacha, y la mantenemosahí hasta obtener una masa cocida I (MCI) del 95 % de riqueza y con unBrix de 93,59. Esta MCI va al malaxador, donde continúa cristalizando,añadiéndole algo de agua para mantener la sobresaturación adecuada. Deeste, se pasa a la centrifugación del primer producto, donde se separan elazúcar de 1ª, que será el azúcar blanquilla después de pasar por elsecadero, la miel rica I (ERI) y la miel pobre I (EPI).

En la centrifugación se realiza el beneficiado, que se puede hacercon agua caliente, vapor o agua sobrecaliente; esta operación consiste enlimpiar el azúcar retenido en las canastas de las centrífugas, paraeliminarles la miel madre que permanece adherida a los cristales inclusodespués de la centrifugación.

El agua atraviesa la capa de azúcar por la cción de la fuerzacentrífuga arrastrando miel por acción mecánica, a la vez que se produceuna importante e inevitable refundición de azúcar en el agua debeneficiado.

El proceso de la centrifugación consiste en descargar la masacocida que viene del malaxador, formada por cristales de azúcar y unamiel madre con azúcar y no-azúcar en disolución. La centrífuga, enprimer lugar, separa el azúcar cristalizado de la miel madre, que será laEPI. Después se realiza el beneficiado, en el que se lava el azúcarobteniéndose una segunda miel formada por azúcar refundido que es depureza más alta que la anterior, ya que la mayor parte del no-azúcar se hapasado a la miel pobre; por eso se llama ERI.

La EPI pasa a formar parte de la masa que va a cocción a la 2ªtacha (MII). Esta MII está constituida también por una porción de jarabeestándar, por un refundido de azúcar de 3ª y por una porción de ERII.

Después de la cocción la masa cocida de 2ª (MCII) va almalaxador y a la centrifugación de 2º producto, donde se repite el mismoproceso. Se obtiene el azúcar de 2ª, que se refunde, una miel rica II(ERII) y una miel pobre II (EPII). La EPII pasa al Quentin, dinde seelimina parte del no-azúcar que tiene, obteniéndose la miel del Quentin“Q”. La ERII va a formar el “pie de tacha” de la cocción del tercerproducto. También lo forman una porción de la miel del Quentin y la

miel de azúcar afinado. Estas tres corrientes forman la masa de cocciónde 3ª (MIII).

Después de la cocción, se obtiene una masa cocida de 3ª (MCIII),con un brix de 95,06. Esta masa pasa al malaxador, donde se mantienedurante varias horas y a las centrífugas de 3ª, en la que se separan lamelaza y el azúcar de 3ª.

Este azúcar de 3ª se mezcla con una porción de la miel delQuentin llamada miel de empastado “q”, y se realiza el afinado delazúcar. Se obtiene una masa artificial de empastado de azúcar amarillo,esta masa se lleva a centrifugación y se obtiene una miel de afinado y unazúcar que se refunde y que se destina a la MI.

Todo este complicado proceso de cocción se refleja en eldiagrama siguiente:

1.9.5.3. Circulación de la masa cocida en las tachas

Incluyo este apartado en el proyecto debido a que la circulaciónde la masa cocida en las tachas es uno de los factores más importantes y ala vez menos conocido, para la obtención de un azúcar de calidad.

La tacha es una caldera que funciona bajo vacío y a grandesrasgos, se parece a una caja de evaporación. Sin embargo, puedenemplearse dos sistemas de calentamiento: calandria y serpentín.

Nosotros instalaremos tachas de calandria, que son las que danmejores rendimientos si están bien diseñadas.

Utilizaremos calandrias de placa inclinada. Ésta puede ser fija osuspendida; ambas placas pueden estar inclinadas con el mismo ángulo, ola inferior a un ángulo más agudo que la superior, alrededor de 15 más.El objeto de la colocación de la placa superior de esta forma es parafacilitar el lavado y el desprendimiento de la masa cocida que permaneceen ella después de cada templa. En lo que respecta a la placa inferior, suinclinación es para compensar la pérdida de superficie de calentamiento ydel volumen de la calandria, debidas a la concavidad formada por lasuperficie superior sin aumentar el volumen necesario para el “pie detacha”. Al mismo tiempo, hace que el fondo de la calandria se ajuste alfondo de la tacha.

Las tachas se construyen con una capacidad calculada para unnivel de masa cocida que llega hasta la mitad de la mirilla superior, esdecir, un poco debajo de la parte superior del cilindro del tacho. Seconstruirá de forma que la altura de masa cocida sobre la placa superiorno pase de 1,5m.

Cuando el jarabe acaba de entrar a la tacha, su cocimiento essimilar al que se lleva a cabo en el último cuerpo del múltiple efecto.Conforme se van formando los cristales, el material se hace cada vez másviscoso, hasta que en el momento de la descarga, la masa cocida seaglutina y se convierte en un material semisólido, convirtiéndose lacirculación en un grave problema.

La masa cocida hirviendo a una temperatura de 75 ºC tiene unagravedad específica de aproximadamente 1,47, y una densidadaproximada de 1,4 Kg/dm3. La presión de la masa cocida debe aumentarentonces a unos 150 g/cm2.

En cada punto, la temperatura de la masa cocida hirviendo esevidentemente igual al punto de ebullición del agua a la presión ejercidaen ese punto más la elevación correspondiente al brix de la masa cocida aesa presión.

Si no hubiera circulación en la masa cocida, las capas sucesivasde masa tendrían temperaturas que aumentarían con la profundidad.

Por otro lado, el grado de saturación de una solución azucaradacambia rápidamente de acuerdo con su temperatura. Si la capa superiorestá sobresaturada, las capas que le siguen lo están menos, y a ciertaprofundidad se alcanza la temperatura de saturación. De ahí en adelante,las capas inferiores están bajo el punto de saturación y se disuelve unacierta cantidad de cristales.

Afortunadamente, la masa cocida está en circulación y suscorrientes deforman los planos isotermos y mezclan la masa tendiendo adarle una temperatura media.

Cuando se trabaja a alto vacío, se obtienen cristales suaves oredondeados, porque los cristales se disuelven en parte al pasar por elfondo del aparato; y con bajo vacío se obtienen “cristales duros” dearistas duras.

Fig. 6. Tacha al vacío con calandria fija

Para evitar esto:

• Se adopta un vacío razonable: 58 ó 59 cm.• La altura de la masa cocida se limita a un valor razonable.• Se emplea un aparato cuyo diseño favorezca el movimiento de la

masa cocida.

La circulación en el tacho se origina por el calentamiento de lamasa cocida que pasa sobre la superficie de calentamiento. Este

calentamiento disminuye la viscosidad de la masa cercana a los tubos o aotras superficies de la calandria, y por esta razón se mueve hacia lasuperficie por el empuje de la masa cocida en las regiones más frescasdel tacho. Este movimiento hacia arriba es ayudado y acentuado por lasburbujas de vapor que se forman en las partes más calientes de la masacocida y que suben arrastrando con ellas la masa que está a su alrededor.

Si existe una corriente ascendente debe necesariamente existir unacorriente equivalente y descendente. La tacha debe diseñarse de formaque la corriente descendente esté tan lejos como sea posible de lasuperficie de calentamiento. Este efecto se obtiene por medio del tubocentral.

La causa del movimiento es la diferencia de densidad que seorigina por el calentemiento, de tal manera que la fuerza que produce lacirculación es proporcional a la diferencia de temperaturas entre la masacocida más fría y la más caliente. La temperatura de la masa fría odescendente está dada por la temperatura T0 de cocimiento de la masacocida en la superficie superior o cerca de ella; la masa cocida calentadadentro de los tubos sube hasta que al llegar cerca de la superficie dejaescapar su sobrecalentamiento, evaporándose una parte del agua quecontiene. Esta evaporación cesa cuando la temperatura llega a T0. Estamasa cocida se hace pesada y descenderá por el tubo central.

1.9.5.4. Cristalizador Werkspoor

En nuestra fábrica vamos a instalar cristalizadores Werkspoor, yaque tienen grandes ventajas sobre los cristalizadores ordinarios. Ocupanmucho menos espacio y mejoran el agotamiento. Esta última ventaja esmás notable en las masas cocidas de 1º y 2º producto; en la masa cocidafinal su uso está poco en el límite, particularmente si las masas son dealta densidad. Sin embargo, cada vez se emplea más frecuentemente enmasas cocidas de baja pureza si se cuenta con un sistema decalentamiento eficiente.

Este cristalizador tiene ua forma exterior en U similar a la delcristalizador ordinario. Sin embargo, el eje, en lugar de llevar una hélice,está provisto de discos con muescas en la forma de un sector de 45 º.Tanto el eje como los discos huecos están diseñados para permitir lacirculación del agua (fig. 7).

Fig. 7. Disco cristalizador Werkspoor

La masa cocida llega al cristalizador contínuamente por elextremo desde el que se mueve el eje y fluye a lo largo del cristalizadorpor gravedad, pasando de uno de los espacios entre los discos al siguientea través del sector abierto del disco hasta llegar al extremo opuesto delcristalizador. El agua fría entra por este extremo, que es la salida de lamasa cocida y pasa en sucesión a través de todos los discos, regresandopor el eje hueco del cristalizador para salir de éste por el extremo por elque entró.

Tiene entonces una circulación a contracorriente. El cristalizadortiene la vaentaje de que la masa cocida caliente que entra se pone encontacto sólo con el agua que ya se calentó, y que en cualquier punto, latemperatura del agua de enfriamiento es menor a medida que la masacocida se enfría (fig. 8).

Fig. 8. Curva de temperaturas en un cristalizador Werkspoor

En estas condiciones, se elimina prácticamente el riesgo deformación de falso grano.

La potencia necesaria para este cristalizador es aproximadamenteigual a la indicada para los cristalizadores ordinarios.

1.9.5.4.1. Instalación de los cristalizadores

Frecuentemente, la masa cocida se calienta antes decentrifugarla para reducir su viscosidad. El Werkspoor secomporta particularmente bien en esta operación; es suficientedarle una longitud un poco mayor para poder instalar 3 ó 4 discosde calentamiento después de los discos de enfriamiento. Sinembargo, el calentamiento debe ser rápido y en poco tiemo; poresta razón, los discos que lo realizan se colocan unos cerca deotros.

La instalaciónse diseña de tal forma que se evitecompletamente el manejo de la masa cocida mediante bombas.Para tal fin es necesario colocar las tachas a un nivel alto sobrelos cristalizadores, los que consecuentemente quedarán en elprimer piso, justo debajo de las tachas. Los cristalizadores estarána su vez sobre el mezclador que alimenta las centrífugas, las quequedarán entonces al nivel del piso, justamente debajo de losmezcladores.

1.9.5.5. Centrifugación

Una vez que el licor madre se agotó hasta el límite práctico en loque concierne a la templa, resta únicamente separar los cristales paraobtener el azúcar en la forma comercial.

Prácticamente, todas las centrífugas azucareras actuales estánbasadas en la máquina Weston. La centrífuga consiste en una canastacilíndrica diseñada para recibir la masa cocida por tratar y colocada en uneje vertical en cuyo extremo superior se encuentra el motor o la toma defuerza que mueve a la máquina. La canasta está perforada por numerososorificios que permiten el paso de las mieles y está provista de anilloscirculares que resisten la fuerza centrífuga (FC); la canasta está

guarnecida con una malla de metal que retiene el azúcar y deja pasar lasmieles.

La canasta está abierta en su parte superior para permitir laalimentación de la masa cocida y en el fondo para descargar el azúcarcuando la máquina se detiene. Cuando la masa está trabajando, es decir,durante la carga y secado, esta última salida permanece cerrada por uncono de lámina delgado.

La canasta está fija al eje por un cubo que ocupa la abertura delfondo, pero que deja espacio suficiente para la descarga del azúcar. Lacanasta está rodeada por una envoltura para recibir las mieles y paraproteger al operador de las partes móviles. Esta envoltura tiene unaabertura en la parte superior que corresponde con la de la canasta y quepuede cerrarse por medio de dos medias tapas de charnela provistas conun perforación a través de la cual pasa el eje.

En general, se emplean varias centrífugas formando una batería ydistribuidas en una línea. La masa cocida por centrifugarse se alimenta aldistribuidor que tiene la apariencia de un pequeño cristalizador omezclador colocado detrás de la cabeza (o del motor de mando) de lamáquina. La masa cocida del mezclador se deja caer a la canasta de lacentrífuga por medio de una tolva basculante.

En las centrífugas de 1ª y 2ª templa se instalan tuberías de agua yde vapor a lo largo de la tubería para permitir el lavado con vapor o conagua.

Al final del ciclo de secado, la centrífuga se detiene por medio deun freno que consiste generalmente en zapatas provistas de guarnicionesde fricción que rodean a un tambor sobre el cual el operador puedeapretarlas por medio de una palanca manual.

El funcionamiento de las centrífugas es el siguiente: el operadorarranca la máquina y carga la canasta, es decir, introduce la cantidaddeseada de masa cocida. La FC hace que la masa cocida suba por la paredexterior de la canasta y, mientras que la malla detiene el azúcar, expulsael licor madre. Éste escurre hacia la envoltura y se recoge del fondo deella, dirigiéndose a un canal que va en la parte trasera inferior y a lo largode la batería.

En las masas cocidas de 1ª y 2ª templa, se purga el azúcar convapor abriendo una llave automática; después se lava con agua el azúcarpor medio de uno o varios chorros que salen de un pequeño eyector quecorre arriba y debajo de la pared interior de azúcar.

En este caso, las mieles que se obtienen durante el lavadocontienen una cierta cantidad de azúcar disuelta y son mieles ricas. Seseparan de las mieles pobres por medio de un dispositivo automático queconsiste en un pequeño distribuidor suspendido que se coloca en el tubode vapor; cuando éste último se voltea sobre la tapadera (descargando através de un orificio previsto para este propósito), el distribuidor queestaba previamente inclinado hacia el canal de mieles pobres se balanceaahora hacia el canal paralelo para los lavados.

A medida que la miel se va eliminando de la masa cocida, ésta setransforma rápidamente en azúcar, aclarándose su color; después dellavado desaparece las últimas trazas de mieles, disolviéndose ligeramentelos cristales.

Cuando el operador juzga que el lavado y el secado es suficiente,detiene la máquina y abre el cono que cierra la abertura inferior. Comoen este momento el azúcar no está sujeto a la FC, la pared que se haformado pegada a la canasta cae. El operador acaba de hacerla caer en elconductor que pasa bajo la tubería. En seguida, se vuelve a colocar latapa inferior y la máquina está lista para comenzar un nuevo ciclo.

La FC que se le aplica a la masa cocida en las modernascentrífugas es muy superior a la de la gravedad. Se puede calcular la FCque se aplica a un objeto en rotación. Se obtiene con la siguiente fórmula:

FC = (4 · N2 · r · p)/(3600 · g)

• N: número de vueltas por minuto• r: radio de rotación en metros• p: peso del cuerpo• g: aceleración de la gravedad

Simplificando:

FC = (N2 · r · p)/900

La relación entre FC y la fuerza de la gravedad (Fg) se llamafactor de gravedad y se representa por G:

G = FC/Fg = (N2 · r · p)/(900 · p) = (N2 · r)/900

Este factor de gravedad es la expresión más cómoda paracomparar diferentes fuerzas centrífugas.

Para la centrifugación de las masas cocidas se utilizan turbinas,que se clasifican en dos familias:

• Centrífugas discontínuas. Son utilizadas principalmente para lacentrifugación de masas de las que se obtiene el azúcar blanco, unazúcar de alta pureza.

• Centrífugas contínuas. Son más modernas, pero su campo deaplicación se limita a la centrifugación de masas cocidas de 2º y 3ºproducto.

1.9.5.5.1. Centrífugas discontínuas

En la fábrica se van a instalar centrífugas discontínuasautomáticas accionadas por motor de corriente contínua yequipadas con el convertidor Ward-Leonard. Como centrífugas deesta clase están las ASEA, que utilizaremos en la fábrica paratrabajar la masa cocida de primer producto.

Las operaciones son discontínuas y a cada operacióncompleta se le llama ciclo de centrifugación. Como las

operaciones son automáticas, todos los ciclos de centrifugaciónserán idénticos mientras no se actúe sobre la regulación de losmismos.

Un ciclo de centrifugación comprende tres fasesprincipales:

• La carga, que se hace con una velocidad de 200 r.p.m.• La centrifugación, que se hace a gran velocidad,

aproximadamente a 1,030 r.p.m., comprendiendo laaceleración y el frenado de la centrífuga.

• La descarga, que se hace a una velocidad de 50 r.p.m.

La carga de las centrífugas se debe hacer rápidamente paraaumentar la capacidad de trabajo. Además hay que llenar todo loposible la canasta, sin llegar a que la masa se desborde.

Una canasta llena de una centrífuga ASEA contieneaproximadamente 650 Kg de masa cocida.

Durante la centrifugación, el número de variables sobre lasque se puede actuar es grande, y algunas de ellas son muyimportantes:• Duración de la centrifugación• Velocidad de aceleración• Duración del frenado• Velocidad de rotación• Instante y duración de los beneficiados• Naturaleza del fluido empleado en los beneficiados• Reparto del fluido en los beneficiados• Cantidad de fluido en el beneficiado• Momento para la separación de las mieles

En principio, interesa trabajar con las centrífugas conaceleración y frenado rápido, pero esto impone motores de máspotencia y aumenta considerablemente los esfuerzos de torsión enel eje. Por estas razones, la velocidad de aceleración y la defrenado están definidas de una vez para siempre de acuerdo conlas características del material.

El tiempo del centrifugado es el comprendido entre elprincipio de la aceleración y el comienzo del frenado; se puederegular con much amplitud entre 600” y 225”. La velocidad delcentrifugado, que viene definida según el motor, es regulable enlas máquinas ASEA entre 900 y 1.300 r.p.m.

El tiempo del centrifugado y la velocidad son dos factorescuyo aumento, en principio, es favorable para mejorar el trabajo;pero actúan en sentido desfaborable sobre la capacidad de trabajo.Un tiempo grande en el centrifugado, reduce el número de ciclospor hora y una velocidad de centrifugación grande impone en elmotor una carga más elevada, por lo que el motor se calentarámás y aguantará un número de ciclos por hora más pequeño.

Nosotros hemos adoptado una velocidad de 1.050 r.p.m. yuna duración de 105”. Teniendo en cuenta la carga y descarga,conseguimos 19 operaciones por hora.

La perfección en el beneficiado es de gran importanciapara la obtención de un azúcar blanco de buena calidad. Laduración y el instante que hemos elegido está recogido en lafigura 1.

La centrifugación del tercer producto en las centrífugasdiscontínuas, se diferencia en muchos aspectos de lacentrifugación de primer producto:

• No se debe llenar completamente la canasta, a no ser que lamasa esté muy fluída; cuando no pasa esto se debe reducir elespesor de la capa de masa cocida para obtener un azúcar decalidad aceptable.

• Como la salida de la miel durante la carga es prácticamentenula a causa de su elevada viscosidad, la velocidad de cargadebe ser muy elevada.

• No hay beneficiado, pues la refundición del azúcar seenriquecería la melaza, en la que intentamos que se encuentrela mínima cantidad de azúcar.

1.9.5.5.2. Centrífugas contínuas

Se han desarrollado varios tipos de centrífugas contínuas,citamos las centrifugación horizontal en varios pisos Escher-Weiss y las de centrifugación vertical en hélice. Estas dosmáquinas son complicadas mecánicamente.

Por el contrario, las centrífugas contínuas BMA y Hein-Lehmann, se diferencian de ellas muy poco, y bajo el punto devista mecánico son muy simples. Vamos a utilizar centrífugascontínuas BMA para el 2º producto y parcialmente para el tercerproducto.

En estas centrífugas, la canasta es cónica de eje vertical.Está cubierta de un tamiz de níquel con perforaciones delgadas de0,09 mm para el 2º producto y de 0,06 mm para el tercerproducto. Está equipada con un motor eléctrico y una transmisiónpor correa. La velocidad de rotación es elevada.

El factor de gravedad (G), en la parte superior del cono,sobrepasa generalmente el de las centrífugas discontínuas, lo quees favorable para la separación de una miel bastante viscosa.

El azúcar producido por la máquina sale por la partesuperior del cono a un cárter cilíndrico que, al mismo tiempo,hace de coraza para la centrífuga. La miel es recogida por unacamisa que rodea a la canasta.

La masa, antes de entrar a la centrífuga debe pasar por untamiz para retener los grumos, ya que estos, como todos loscuerpos duros, estropean la tela, que tiene un apoyo mucho másdébil que en las centrífugas discontínuas. Este tamiz se instala en

el tubo distribuidor o en la válvula de diafragma que permiteregular el caudal.

La masa cocida cae un poco descentrada en el fondo de lacanasta cónica, es arrastrada por la rotación y comienza a subir alo largo del cono; mientras que se desliza por la tela, se hace laseparación de la miel.

Esta separación se puede facilitar con el beneficiado. Lamáquina lleva un sistema para beneficiar con agua y otro convapor, formados por una o varias tuberías que desembocan cercade la superficie del cono. En estas máquinas los sistemas debeneficiado son fijos, ya que la masa se desplaza.

El tiempo de centrifugación es muy pequeño. La masasuele tardar entre 0,5 ” y 1 “ desde el momento en que seintroduce y cuando el azúcar que lleva esa masa sale por el bordesuperior de la canasta.

Estas centrífugas contínuas se caracterizan por la granvariación de su rendimiento, que oscila en un amplio margen. Conmasas de tercer producto de baja calidad solamente concentrífugas contínuas podemos obtener un azúcar aceptable.

El funcionamiento de las centrífugas contínuas es muchomás simple y el número de variables sobre las que podemosactuar es más pequeño. Hay dos principalmente:

• Caudal de masa introducida por hora• Velocidad de rotación de la centrífuga

La calidad del azúcar será tanto mejor cuanto máspequeño sea el caudal. El caudal que se tome debe ir de acuerdocon la producción y el trabajo debe ser contínuo, parandosolamente el tiempo estrictamente necesario para su limpieza.Como hay una relación directa entre el caudal de masa cocida y elconsumo del motor, se dispone de un método cómodo para quecada centrífuga lleve una producción idéntica y constante.

Las centrífugas contínuas son unos aparatos sencillos, conpocos elementos de regulación, pero necesitan un controlcontínuo. La toma instantánea de una muestra de azúcar es muyfácil, y es el mejor medio para el control.

1.9.5.6. Depósitos y bombas de jarabes y mieles

Se montarán depósitos y bombas para cada tipo de miel.Los depósitos que necesitamos se recogen en la siguiente tabla:

Tipo de miel Caudal Nº depósitos Capacidad Capacidadtotal

(Tm/h) (Hl) (Hl)

EPI 26,36 3 125 375ERI 20,91 2 175 350EPII 17,75 2 150 300ERII 5,64 2 50 100

Jarabe virgen 50,47 4 225 900Miel Quentin 15,66 2 150 300Miel az. afinado 3,69 2 35 75

Para cada una de las mieles EPI y ERI pondremos dos bombas,una de reserva, de las siguientes características:

• Tipo: volumétrica de émbolo rotativo• Caudal: 400 l/min• Altura manométrica: 25 m• Velocidad: 2.900 r.p.m.• Potencia motor: 5,5 C.V.

En total instalaremos 4 bombas.Y para las mieles EPII, ERII, miel Quentin y miel de azúcar

afinado, instalaremos dos bombas para cada miel, una de reserva, de lassiguientes características:

• Tipo: volumétrica de émbolo rotativo• Caudal: 200 l/min• Altura manométrica: 15 m• Velocidad: 1.500 r.p.m.• Potencia motor: 3 C.V.

En total instalaremos 8 bombas de estas características.

1.9.5.7. Depósitos y bombas de melaza

Para recoger la melaza procedente de la centrifugación de lasmasa cocidas de 3ª, se instalará un depósito de 100 Hl de capacidad,desde el que se enviará a los depósitos exteriores por medio de dosbombas, siendo una de reserva.

1.9.5.8. Refundidoras y bombas de refundido

El azúcar de 2ª y el azúcar afinado se envían por medio de hélicestransportadoras y de elevadores a las refundidoras.

Las características de las hélices serán:

• Longitud: 10 m• Diámetro: 300 mm• Velocidad: 120 r.p.m.• Potencia motor: 30 C.V.

El elevador de 4,5 m de distancia entre ejes, velocidad de 1 m/s ycangilones de 15 cm de longitud y 20 cm de ancho, estará accionado porun motor de 8 C.V.

Se necesitarán 6 refundidoras, 3 para cada tipo de azúcar arefundir. Una de ellas estará refundiendo mientras las otras se estándescargando.

Las refundidoras para el azúcar de 2ª serán cilíndricas de 2 m dediámetro y 3 m de altura, con un agitador a 100 r.p.m. accionado por unmotor de 20 C.V. Tendrán una capacidad de 75 Hl cada una, con unacapacidad total de 150 Hl.

Para el azúcar afinado instalaremos otras dos refundidoras de 1 mde diámetro y 2 m de altura, con agitador a 100 r.p.m., accionado por unmotor de 15 C.V. Tendrán una capacidad de 40 Hl cada una y con unacapacidad total de 80 Hl.

Para la elevación de cada refundido se montarán 2 bombas de lassiguientes características:

• Caudal: 200 l/min• Altura manométrica: 25 m• Potencia moto: 10 C.V.

Estas bombas tomarán de un depósito para cada refundido de 200y 100 Hl respectivamente, en el que se vaciarán las refundidoras.

1.9.5.9. Bomba de vacío y condensador barométrico

Admitimos un volumen de incondensables de 200 l/Kg de jarabe.Entonces, el desplazamiento volumétrico de la bomba será:

200 · 24,28/100 · 5.000/24 = 10.116,7 m3/h

Se montará una bomba de 10.150 m3/h de desplazamientovolumétrico, tipo pistón de doble efecto, accionada por un motor de 375C.V. Se instalará otra de reserva.

Con este vacío, conseguimos que la temperatura de ebullición deljarabe se sitúe alrededor de 77 ºC. Por lo tanto, se producirá un vapor aesa temperatura que tendrá una entalpía de 630 Kcal/Kg.

Este vapor producido en las tachas debe ser evacuado, y dado quese encuentra a una presión inferior a la atmosférica, no sepuede expulsardirectamente, sino que ha de pasar a través de un condensador. Elcondensador elegido es barométrico de chorro. Su fundamento consisteen poner el vapor en contacto con grandes cantidades de agua fría, que esdescargada a presión atmosférica sin necesidad de bomba, dejándoladescender por una tubería vertical de longitud suficiente para que la

presión en el fondo sea ligeramente superior a la atmosférica(aproximadamente 11 m).

El condensador barométrico se proyecta para condensar 19,514Kg de vapor de 630 Kcal/Kg.

La temperatura de entrada del agua será de 15 ºC y la de salida de35 ºC. El caudal de agua necesario será:

C = 19,514 · (630 – 35)/(35-15) = 580,5 Kg/h = 1.209,5 m3/h

Se montarán 3 bombas, una de reserva, para el agua necesariapara el condensador.

1.9.5.10. Quentin

1.9.5.10.1. Generalidades del proceso

El proceso desarrollado en el Quentin consiste en lafiltración de la EPII (miel pobre II) que constituirá la masa deentrada al tercer jet, a través de una resina cambiadora de iones.

La resina está formada por granos de 0,5 a 1,5 mm dediámetro, constituidos por un material sintético poroso(poliestireno). En su superficie están fijados dos clases de iones:

• Por una parte, iones activos, insolubles y fijos• Y por otro lado, los iones móviles, de signo contrario a los

precedentes y que son solubles e intercambiables.

Las resinas, según la naturaleza del cambio que puedenrealizar serán de dos tipo:

• Resinas catiónicas. Las resinas fijan cationes de lasdisoluciones (calcio, potasio...) y son capaces deintercambiarlos por cationes diferentes como iones H+, Na+ oincluso Mg2+, dependiendo de la carga de la resina.

• Resinas aniónicas. Las resinas fijan aniones de algunasdisoluciones (cloruros, sulfatos, carbonatos...) y losintercambian con iones diferentes como el ión OH-.

En la industria azucarera, la filtración se realiza sobre unaresina catiónica. El objeto es reemplazar los iones K+ y Na+ de lasmasas destinadas a cocción del tercer jet por iones Mg2+. Esteproceso tiene mucho interés por varias razones.

Una de ellas es que reemplaza iones K+ y Na+, que sonmalasígenos +, es decir, que dificultan la cristalización del azúcar,por el ión Mg2+ que es un melasígeno -.

Además, se disminuye el coeficiente de saturación del no-azúcar y así mismo, disminuye la solublidad del azúcar. Estadesazucarización puede llevarse aún más lejos, la pureza de lasmelazas es también disminuída.

La experiencia muestra que después de este procesoaumenta la velocidad de cristalización.

La filtración de las masas a cocción se realizará en filtroscerrados, cilíndricos de 10 a 15 m3 de capacidad, rellenos deresina.

La filtración se realizará de arriba hacia abajo. Parafacilitar el paso por la resina, la masa se diluye si es necesario yse recalienta hasta 90 ºC. En nuestro caso no es necesario diluir,ya que la EPII tiene un Brix de 69.

La masa filtrada será recogida en un recipiente dehomogenización para amortiguar las variaciones que se hayanpodido producir con todos los cambios del ciclo.

Después de algunas horas de filtración, la resina habráagotado su stock de intercambio de iones Mg2+ y deberá realizarseuna regeneración de la reserva de Mg2+.

La resina es recargada por una disolución de cloruro demagnesio.

Una carga de ClMg al 32 % es pasada por la resina. Luegose pasa agua destilada.

1.9.5.10.2. Características de la instalación

Se instalarán tres filtros de 12 m3 de resina IMAC para5.000 toneladas de remolacha, capaces de tratar 16 m3 de masapor hora, es decir, 390 m3/día.

Tendremos dos filtros en servicio y uno en recuperación.Se podrán realizar 11 ciclos por día y necesitaremos 3 ó 4operaciones de regeneración por filtro y por día en un ciclo de 6 ó7 horas. La duración de la capacidad de filtrado de una resina esde 4 a 5 horas.

La filtración de la masa se hace a razón de 2,9 a 3,5 m3 deresina instalados por m3 de masa a 70º brix por 100 Kg deremolacha.

1.9.5.10.3. Resultados del proceso

Esta instalación tiene algunos inconvenientes como elconsumo de ClMg, las aguas residuales y la reconcentración, enalgunas ocasiones, de la masa diluída a 70º brix.

Sin embargo, tiene unas ventajas muy significativas:

• El descenso de la pureza de la melaza en 5 ó 6 puntos• La eliminación óptima de sales de Na y K es de un 60 a un 75

%. Con esto queda una concentración de Mg en la melaza deun 0,7 a 0,9 %, lo que corresponde a un 2,3 ó 3 % de Mg en elazúcar.

Como se pasa la EPII por el Quentin, la pureza de lamelaza oscila entre el 51 y 55 %; en cambio, si no realizamos esteproceso, el resultado será de una melaza de 57 a 61 % de pureza.

En la práctica, por cada 10 % de K y de Na cambiado,disminuye el grado de pureza de la melaza en 0,8 puntos.

Un punto de pureza en este apartado corresponde a unadisminución de azúcar en la melaza de 0,075 Kg.

Con un intercambio normal del 67 %, el procedimientopermite industrialmente:

• Disminuir la pureza de la melaza en 67/10 · 0,8 = 5,4 puntos.• Aumentar el rendimiento de la extracción de azúcar en 5,4 ·

0,075 = 0,4 Kg. Este grado hace aumentar el azúcar extraídoen un 3 %.

1.9.6. Operaciones finales: secado del azúcar, envasado yalmacenamiento

1.9.6.1. Generalidades

La conservación del azúcar almacenado y la facilidad con que esdescompuesto por microbios depende en alto grado de su humedad. Elazúcar a la salida de las centrífugas tiene generalmente una humedadentre el 0,5 y el 2%.

Esta humedad disminuye la calidad de conservación del azúcarcuando pasa de cierto límite, particularmente cuando sube del 1 %.

Existe un factor de seguridad que nos indica la resistencia delazúcar. Este límite depende de la proporción de impurezas presentes en elazúcar. El agua es más perjudicial cuando el azúcar es más puro. Sedefine:

f = % de agua/(100 – polarización)

Entonces, si f es menor de 0,3, el azúcar no se deteriora o lo hacemuy lentamente; en cambio, si f es mayor de 0,3, el azúcar se deterioramuy rápidamente.

Realmente se emplea un valor límite de 0,25 en vez de 0,3 paramayor seguridad.

Por esta razón, se proyecta el almacenamiento del azúcar con unahumedad menor del 0,25 %. Por otro lado, la temperatura dealmacenamiento ha de ser menor de 40 ºC, pues de lo contrario se correel riesgo de que el azúcar se endurezca. De aquí, la necesidad de instalarun secadero-enfriador de azúcar.

La higiene necesaria en la manipulación del azúcar haceimprescindible el montaje de una instalación automática de envase,pesado y cosido de los sacos.

La salida de la producción no es inmediata, sino constante a lolargo de todo el año. Por esto, hay que disponer de naves para almacenarlos sacos de azúcar.

1.9.6.2. Transporte del azúcar desde las centrífugas hasta el secadero

El transporte horizontal del azúcar se hará por medio detransportadores vibrantes, y para el transporte vertical se utilizanelevadores verticales de cangilones.

Debajo de las centrífugas se montará un transportador quedescarga en la tolva de carga de un elevador de 18 m de altura concangilones de 20 · 30 m y velocidad de 1 m/s, accionado por un motor de20 C.V.

El azúcar caerá a otro transportador que la llevará al secadero.

1.9.6.3. Secadero-enfriador

Si el contenido en humedad del azúcar disminuye, su deterioro sehace más lento. El azúcar crudo contiene agua en una cantidad que varíadel 0,5 al 2%. Esta cantidad puede reducirse a un 0,5 ó 0,2 % con elempleo de un secador. La reducción de la humedad del azúcar permiteque aumente la polarización en relación directa a la humedad extraída. Laganacia financiera debida a este motivo es mayor que la pérdida por elpeso del agua que se evapora.

El procedimiento para secar azúcar con aire consiste en calentar elaire para aumentar su capacidad de absorción de humedad y ponerlo encontacto con el azúcar del que evapora agua. Con el vapor decalentamiento suministramos el calor necesario para calentar el aire.

La operación de secado y enfriado del azúcar se hará en unainstalación en la que los tambores de secado y enfriamiento sean unaunidad. El paso del azúcar de una a otra parte se consigue por unelemento de unión.

Tanto el secado como el enfriamiento se harán en contracorrientepara no someter al azúcar a cambios bruscos de temperatura.

La etrada de aire se hará a través de un radiador de aletas.El polvo de azucar es explosivo si es muy fino y se mezcla con el

aire. Por lo tanto, es necesario tomar precauciones para que no llegue a lacámara de secado. Para este fin debe instalarse un ventilador de corrienteinducida y no de corriente forzada.

El aire enfriado en la parte de secado y el calentado en la derefrigeración se unen en la aspiración del ventilador y se expulsa a laatmósfera después de pasar por un ciclón seco y otro húmedo en los quese recupera el polvo de azúcar que pueda haber pasado a la instalación.

El ventilador de 60.000 Kg de aire a 20 ºC/hora, 500 r.p.m. y 60mm de columna de agua, será accionado por un motor de 40 C.V.

Con el fin de impedir la entrada de aire falso, el azúcar penetra enel secadero a través de una hélice cerrada, accionada por un motor de 10C.V.

El movimiento de rotación del tambor a 10 r.p.m. se hace a travésde una corona y un piñón por medio de un motor de 50 C.V. La longitudtotal del secadero-enfriador será de 7 m y su diámetro de 3,9 m.

1.9.6.4. Transporte del azúcar seco y frío

El azúcar seco y frío se lleva a las tolvas por medio de untransportador vibrante horizontal y un elevador de cangilones vertical.

La granza se envía por un tubo de bajada a las refundidoras y elazúcar cribado se sube a las tolvas por medio de un elevador decangilones.

1.9.6.5. Envasado

Se montarán dos tolvas de 10 · 7,5 m de planta y 3,5 m de altura,capaces de almacenar un total de 300 Tm de azúcar. En la parte inferiorcada tolva tendrá dos salidas para acoplar las básculas pesadoras-envasadoras. Estas 4 básculas, para 75 Kg netos, estarán sobre una cintatransportadora de 8 m de longitud y 0,6 m de anchura en la que secolocarán los sacos llenos. Esta cinta será accionada por un motor de 8C.V.

A continuación se situará la báscula verificadora y untransportador de tablillas con la máquina cosedora.

La cinta de la báscula verificadora será accionada por un motor de2 C.V. y la del transportador de tablillas por otro de 8 C.V.

Toda la instalación estará enclavada.

1.9.6.6. Almacenes

Para conservar convenientemente el azúcar en el almacén esnecesario observar las siguientes precauciones:

• El azúcar debe almacenarse seco y no muy caliente. Si está a unatemperatura superior a 38 ºC se endurecerá.

• Los sacos que están en contacto con el piso y que forman las estibasinferiores deben protegerse de la humedad.

• Los sacos deben colocarse en estibas grandes para disminuir lasuperficie relativa.

El azúcar se conservará más difícilmente a temperaturas elevadasy humedades atmosféricas altas. Por tanto, es necesario mantener lahumedad del almacén de azúcar baja y uniforme. Así mismo, latemperatura debe ser uniforme y el almacén sólo debe abrirse en díasfrescos y secos. El almacén debe contar con un termómetro y unhidrómetro registrador.

Se construirá una nave de 60 · 70 m2 y 14 m de altura, en la quese podrán almacenar hasta 1.000.000 de sacos de azúcar.

El paso de los sacos de azúcar a los almacenes se hace por mediode un tobogán.

Los almacenes de azúcar contarán con cuatro transportadores detablillas y de una estibadora de tablillas de altura regulable para eltransporte y apilado de los sacos.

1.9.7. Subproductos

1.9.7.1. Pulpa

1.9.7.1.1. Generalidades

La cantidad de pulpa seca que se obtiene oscila entre el 5 yel 6% del peso de la remolacha, según su contenido en marco y eltrabajo de la difusión. Su contenido en azúcar es del 2 al 5 %.

El uso más generalizado de la pulpa de remolacha es comopienso para el ganado.

Ensayos realizados para comparar el valor alimenticio delas pulpas agotadas, frescas, ensiladas y secas con un piensotradicional como la avena, han proporcionado los siguientesresultados:

Materiasalbuminoideas

Celulosa Extractosno nitrogenados

Grasas Ceniza Agua

Pulpa fresca 0,89 2,39 6,32 0,05 0,58 80,77

Pulpa ensilada 1,07 2,80 6,41 0,11 1,00 88,52

Pulpa seca(secadero de

hogar)6,54 18,57 56,20 -- 6,02 12,58

Pulpa seca(secadero de

vapor)7,24 19,27 59,26 0,21 4,17 11,76

Avena 6,87 9,73 61,04 6,74 3,20 12,40

De los anteriores resultados se deduce la analogía decomposición entre la avena y la pulpa seca.

La pulpa fresca y prensada debe mezclarse para su empleocomo pienso con otros alimentos secos para aumentar sudigestibilidad.

Cuando la pulpa fresca ha sufrido alteraciones no debedarse al ganado. En estos casos puede emplearse como abono encantidad de 35–50 Tm/Ha; fermentada y desecada al aire libre, suvalor como abono es bastante mayor y se puede distribuir encantidad de 5 a 7 Tm/Ha.

La pulpa seca presenta la ventaja de su buenaconservación, si la desecación ha sido uniforme y se almacena enlugares secos; se recomienda no apilar pulpas secas con un

contenido de agua mayor del 9 ó 10 % y evitar que cantidadespequeñas de pulpa húmeda originen enmohecimientos ycalentamientos que se propaan, estropeando la pulpa biendesecada fermentándola.

A veces se añade a la pulpa prensada antes de sudesecación, melaza caliente en proporción de 100 partes de pulpaprensada y de 4 a 5 partes de melaza, haciéndose el secado comoel ordinario. Es más ventajoso económicamente la producción dela pulpa con melaza, mezclando la pulpa a la salida del horno,para aprovechar su calor, con melaza caliente a 75-80 ºC, lo quepermite añadir a la pulpa seca la mitad de su peso en melaza y aveces más, obteniéndose un pienso fácilmente conservable, conun 20-25 % de azúcar. La pulpa se utiliza también como materiaprima en la producción de pectinas y derivador del café.

Normalmente, para la comercialización y venta de la pulpaes necesario eliminar el agua hasta que tenga un porcentaje demateria seca del 90 %.

La eliminación del agua de la pulpa se proyecta en dosetapas. Un prensado, en el que se pase una materia seca del 7,5 %a la salida del difusor, a otra del 18 % a la salida de las prensas.Otra etapa de secado en la que se llega hasta el 90 %.

Ya hemos dicho al tratar el proceso de la difusión que elagua de prensas se recicla al difusor. La fijación del 18 % demateria seca en la pulpa prensada viene determinada por ladificultad de prensar más, ya que evidentemente el prensado esmucho más barato que el secado.

Para el secado de la pulpa se utilizan secaderos rotativosdirectos de gases de combustión.

1.9.7.1.2. Transporte de la pulpa agotada del difusor a lasprensas

Las pulpas agotadas en la difusión se descargan por laspuertas del fondo o laterales según el tipo de difusor a untransportador de banda. Este elevador de pulpa la llevará a unarrastrador o transportador de rastrillos instalado sobre prensas, alas que alimenta a través de un embudo. Debe procurarse que lasprensas trabajen siempre llenas, alimentándolasconvenientemente.

Como se acostumbra a montar las prensas alineadas, laúltima recibe la pulpa no absorbida por las prensas anteriores,parándose cuando el elevador no sube suficiente cantidad paratodas las prensas.

Para evitar pérdidas de pulpa se dispone en la parteinferior del elevador una rejilla de perforación suficiente para elpaso de agua y que retiene al mismo tiempo trozos finos de pulpa.

1.9.7.1.3. Prensas de pulpa

Por cada 100 Kg de remolacha se obtienen por términomedio unos 90 Kg de pulpa agotada, que al salir del difusorcontienen de 95 a 95 % de agua. En cuanto a la cantidad de pulpaobtenida después del prensado, varía según el grado deagotamiento alcanzado en la difusión.

La pulpa se prensa más o menos según la utilizaciónposterior que de ella deba hacerse.

La calidad de la coseta y el régimen de temperatura en ladifusión influyen decisivamente sobre el grado de prensado. Lacoseta gruesa se prensa más difícilmente que la fina, y la pulpacaliente, sin exceso, se prensa con más facilidad que la fría;cuando la pulpa sale de la batería de difusión a una temperaturade 35 a 40 ºC, se puede facilitar el prensado calentando en lamisma prensa con vapor.

A pesar de esto, cuando la difusión trabaja a temperaturaelevada y con lentitud, el prensado se hace difícil, por lo que serecomienda el trabajo en la batería con agua caliente y en pocotiempo.

Se montarán 2 prensas de una capacidad de 75 Tm/h.

1.9.7.1.4. Transporte de la pulpa prensada hasta los secaderos

La pulpa prensada se recoge de las prensas en untransportador-cinta, y por medio de otro transportador igual,situado perpendicularmente se descarga en el arrastrador derastrillos del que se alimentan los secaderos. Para subir la pulpa alos secaderos se utilizan hélices de velocidad variable movidaspor un motor de 20 C.V.

1.9.7.1.5. Secaderos de pulpa

Se montarán 2 secaderos de hogar de tipo Buttner detambor. Este tipo de secadero consta de un cilindro de diámetro ylongitud variables, dotado de un lento movimiento de rotación,para lo que va provisto de aros de rodadura sobre rodillos y unacorona dentada. La pulpa entra en el tubo secador por medio deun plano inclinado impulsada por una hélice de velocidadregulable. Unas paletas dispuestas en forma de hélice empujan lapulpa hacia paletas removedoras. Los gases calientes y la pulpacircular en el mismo sentido a lo largo del horno. La pulpa, alsalir del cilindro secador, cae al tambor de salida. Este tamborgira con el cilindro en el interior de una envolvente desde la queaspira el ventilador.

Un cierre graduable de persiana y unos registros deaspiración del ventilador, permiten graduar la cantidad de gasesaspirados y la salida de pulpa.

Los gases aspirados por el ventilador atraviesan un ciclónpara separar el polvo de pulpa antes de su evacuación a laatmósfera.

1.9.7.1.5.1. Hogares

Cada uno de los dos secaderos a instalar tendrá suhogar. Los hogares serán de revestimiento interior derefractario y sus medidas las calculamos partiendo de laintensidad admisible de desprendimiento de calor que seadopte.

1.9.7.1.6. Envasado y almacenamiento

El paso de la pulpa seca a los almacenes se hace por untransportador de cinta con nervios en V y forma de artesa.

La pulpa se recibe en una tolva metálica con dos boquillasen las que se acoplan las básculas pesadoras-ensacadoras.

El transporte y apilado en los almacenes que serán dosnaves de 62 · 15 m2, se hace con cuatro transportadores detablillas y una estibadora de tablillas.

1.9.7.2. Melaza.

1.9.7.2.1. Generalidades

La melaza constituye un jarabe espeso, de color pardooscuro, inadecuado para la alimentación humana. Contienetodavía un 50 % de azúcar junto a un 10 % de agua, un 30 % deno-azúcar orgánico y un 10% de sales inorgánicas, la mitad deellas potásicas. La melaza presenta una reacción ligeramentealcalina.

Entre sus aplicaciones pueden citarse:

• Tratamientos para la obtención de más azúcar.• Preparación de piensos.• Fermentación para la obtención de alcohol, ácido cítrico,

ácido láctico y otros productos minoritarios.

Entre los procedimientos utilizados para obtener sacarosaa partir de la melaza destaca el método Stefen.

Este procedimiento consiste en diluir la melaza tres ocuatro veces con agua y añadirle a la mezcla caliente hidróxido deestroncio (125 Kg/100 Kg de mezcla a tratar). Durante laebullición precipita sacarato de estroncio (C12H22O11·2SrO). Sefiltra, obteniéndose una lejía de color marrón de la quehablaremos más tarde. El precipitado separado de la lejía estratado con agua a 15 ºC, produciéndose una descomposición enhidróxido de estroncio y azúcar que pasa a la disolución. Se filtranuevamente, y la disolución de azúcar se trata de la formaconocida para obtener cristales.

La lejía antes mencionada produce un lodo tras suevaporación de color oscuro, olor poco agradable, con un 15 % de

ácido orgánicos y un 4 % de compuestos nitrogenados. Comotiene un alto contenido en potasa, no es válido como pienso.Puede mezclarse con turba y procesarse por vía bacteriana dandolugar a un buen fertilizante (guano).

El lodo ppuede también someterse a una destilación porvía seca, volatilizándose amoníaco y bases amoniacales, que secalientan rápidamente hasta 1.000 ºC, produciéndose gases con uncontenido apreciable en amoníaco y ácido cianhídrico. Elamoníaco se hace reaccionar con ácido sulfúrico mientras que elcianhídrico hace lo propio con sosa, obteniéndoserespectivamente sulfato amónico y cianuro sódico.

1.9.7.2.2. Depósitos de almacenamiento de melazas

Se instalarán depósitos capaces para 15.000 Tm. Suvolumen, tomando una densidad de 1,35 Kg/dm3, ha de ser de11.200 m3. Se construirán 6 depósitos de 12 m de diámetro y 16,5m de altura.1.9.7.2.3. Bombas para carga de cisternas

Se montarán 6 bombas para este servicio.

1.9.8. Producción de vapor y energía eléctrica

Debido al alto consumo de vapor en la azucarera es necesario diseñar unasala de calderas para la generación de vapor para el proceso. Así mismo, seplantea la producción de energía eléctrica como un subproducto a obtener dela producción de vapor.

Para la autogeneración de energía eléctrica se utilizará una instalaciónbasada en el sistema caldera y turbo-alternador de contrapresión.

1.9.8.1. Pulpa

El consumo de vapor de la fábrica lo podemos fijar en 45 Kg.Aparte de los 37 Kg necesarios para la evaporación, hay que tener encuenta otras necesidades del proceso no satisfechas con las extraccionesdel múltiple efecto como son lavado de tachas, calentamiento de lascentrífugas, etc. Los 45 Kg equivalen a 93,8 Tm/h.

Fijando un coeficiente de utilización de calderas del 70-75 %,resulta que ha de proyectarse una producción de vapor de 125 Tm/h. Porlo tanto, se instalarán tres calderas capaces de producir 65 Tm/h cadauna.

Estas calderas irán acopladas en paralelo y suministran el vapor através de la red de distribución conectada a ellas. Normalmente, doscalderas están en servicio contínuo, dejando una de reserva.

Las calderas emplean como combustible fuel-oil pesado deCampsa, cuyas características son:

• Color: negro• Densidad a 15 ºC: 0,945• Porcentaje de azufre: 2,5• Viscosidad a 50 ºC (E): 7-15• Punto de inflamación (ºC): 105• P.C.I. (Kcal/Kg): 9.500• P.C.S. (Kcal/Kg): 10.200

Se montarán tres bombas de alimentación de agua, una de lascuales estará de reserva. Además de estas bombas eléctricas se montarándos bombas accionadas sólo por vapor para alimentar las calderas en elcaso de que falte energía eléctrica.

Cada caldera llevará un ventilador de aire forzado.Se montarán además dos grupos preparadores para el fuel-oil,

llevando cada uno dos bombas. De estos grupos preparadores de fuel-oilse alimentarán los quemadores de calderas y los de los secaderos depulpa.

La sala de calderas se complementa con una reductora de presióny una saturadora de vapor que sirven el vapor a 6 Kg/cm2 de presión y a180 ºC.

El vapor de 6 Kg/cm2 se empleará para el lavado de tachas y paraañadir al vapor de retorno del turbo-alternador a través de otra reductorapara obtener un vapor con una presión de 3 Kg/cm2 y una temperatura de40 ºC.

Para el almacenamiento de combustible se dispone de 6 tanquesde 1.000 m3 de capacidad cada uno, lo que representa un total de 6.000m3.

1.9.8.2. Producción de energía eléctrica

Los motores en servicio de los distintos procesos parcialessumarán la siguiente potencia instalada:

• Operaciones previas: 344,5 C.V.• Extracción del azúcar por difusión: 580 C.V.• Depuración: 1.493 C.V.• Evaporación: 250 C.V.• Criatalización y centrifugación: 1.900 C.V.• Operaciones finales: 303 C.V.• Sub-productos: 874 C.V.• Producción de vapor y energía eléctirca: 1.220 C.V.• Servicios generales: 600 C.V.• Depuración de aguas: 300 C.V.

Total: 7.864,5 C.V.

Esta potencia equivale a 5.779,75 KW de potencia instalada.El margen existente entre la potencia instalada en funcionamiento

y la consumida es el que se dará a los turbo-alternadores.Se instalarán 3 turbo-alternadores a contrapresión siendo uno de

reserva. La potencia de cada uno de ellos es de 3.000 KW, lo que da unapotencia total disponible de 9.000 KW.

La energía eléctrica producida es autoconsumida en su totalidad.En la central eléctrica se instalará un grupo de tres

transformadores para convertir la corriente del alternador en baja, pues deesta manera se consigue reducir el precio del turbo-alternador.

Además, el turbo tendrá el siguiente cuadro de mandos: trespaneles con alarma, señalización, protecciones, medida y regulación.

En la central eléctrica se instalará el cuadro de distribución deenergía que tendrá las siguientes características:

• Doble embarrado de 10 cables de 3 x 770 m2.• Una salida para alumbrado• Una salida para condensadores.• Tres entradas turbo-alternadores, en parte central embarrados.• Una entrada de energía ajena.• Cuatro salidas fuerza, dos a cada lado de las entradas.

Todas las salidas y entradas de fuerza llevarán su conmutadorpara cambiar de embarrado y un interruptor automático situado en lasentradas antes del conmutador y en las salidas después. Las cuatro salidasde fuerza alimentarán otras tantas distribuciones repartidas por la fábrica.

1.9.9. Servicios generales

1.9.9.1. Agua

Aunque las azucareras son consideradas grandes consumidoras deagua fresca, en realidad producen más agua de la que consumen pues lacantidad de agua aportada por la remolacha es superior a la cantidad quese pierde en el proceso.

El siguiente balance puede reflejr este comportamiento:

Base: 100 Kg de remolacha con 23,8 % de materia seca

- Agua aportada al proceso: 76,20 Kg- Pérdidas:

En productos finales:• Con el azúcar 0• 3,3 Kg de melaza de 92 ºBrix 0,26• 5,9 Kg de pulpa seca de 91 % de mat. seca 0,59• 7,7 Kg de espumas de 50 % de mat. seca 3,35

Total 4,20

A la atmósfera:• En secadero de pulpa 23,74• En carbonatación 2,00• Con incondensables 2,00• Secaderos de azúcar 0,24• Torres de refrigeración 25,02

Total 53,00

Pérdidas totales: 57,20 KgAporte neto de agua: 76,20 Kg – 57,20 Kg = 19,00 Kg

Aparte de esta agua que entra con la remolacha, la fábricanecesita una gran cantidad de agua fresca para muchos procesos.

Se instalarán dos bombas, siendo una de reserva, para la elevaciónde agua del río al estanque de la fábrica.

El consumo de agua en la fábrica, además del agua empleada enlos condensadores barométricos de tachas y filtros de vacío, será:

• Despedrador: 150 m3/h• Lavaderos: 630 m3/h• Difusión: 100 m3/h• Lavador de gas: 100 m3/h• Refrigeración turbo-alternador: 80 m3/h• Otros (lavado filtros, tachas...): 250 m3/h

Total: 1.310 m3/h

Para estos servicios se instalarán dos depósitos elevados que seránalimentados por 4 bombas, dos de ellas de reserva.

1.9.9.2. Aire comprimido

Se instalarán tres compresores, siendo uno de ellos de reserva.

1.9.9.3. Energía eléctrica ajena

La energía recibida en la fábrica proviene de la compañíaSevillana de Electricidad S.A., a través de una línea que es propiedad deC.S.E.

El consumo principal se realiza en el alumbrado y en lasmáquinas de taller, en los períodos en los que no se está en campaña y enlos casos de emergéncia. Durante las temporadas de fabricaciónúnicamente se utiliza como fuerza para el accionamiento de las bombasde fuel-oil.

El suministro llega en alta tensión a 25 KV, existiendo para estosefectos un centro de transformación de 6.000 KVA y tensión de salida de6 KV, compuesto por dos transformadores, de los cuales sólo uno está enservicio.

1.9.9.4. Talleres y parque de vehículos

Se montarán talleres mecánicos y de carpintería procistos dematerial adecuado para la reparación de la maquinaria.

Además, la fábrica contará con el parque de vehículos necesariopara los distintos trabajos de la fábrica.

1.9.10. Estación depuradora de aguas residuales

El agua es un elemento primordial en la azucarera, pues además de ser eldisolvente del azúcar, forma parte de todas las etapas de la fabricación conempleos diversos. Es evidente que una azucarera consume agua; pero porotra parte, como hemos visto en el balanca de agua, es una productora deagua. La remolacha tiene en su composición un 75 % de agua y un 25 % demateria seca. Esto representa un aporte de 210 m3/h.

Es muy problemático alcanzar un equilibrio satisfactorio entre lasnecesidades de agua de la industria y la legislación en relación con las aguasresiduales.

Las aguas que se producen o se utilizan en las etapas de la fabricaciónson contaminantes y constituyen las aguas residuales que han de serdepuradas antes de verterlas al exterior.

La cantidad y composición de las aguas residuales dependen de suprocedencia. De forma general, se pueden distinguir 4 tipos de efluenteslíquidos:

• Aguas de transporte-lavado.• Aguas de refrigeración.• Aguas barométricas.• Otras aguas (proceso, laboratorio y sanitarios).

Los datos medios normales de caudales y cargas contaminantes serecogen en la siguiente tabla:

CIRCUITOS DE AGUA

Origen Caudal DBO5 SST (m3/h) (mg O2/l) (mg/l)

Circuito barométrico 42 49 35Circuito refrigeración 15 50 70Otros circuitos 30 30 500Fabricación 50 3.500 1.000Circuito transporte 40 5.000 3.000Debido a las exigentes condiciones que deben cumplir las aguas vertidas

a los ríos, y que están recogidas en el pliego de condiciones, vamos aafrontar el diseño de una planta depuradora de aguas residuales para nuestraplanta.

1.9.10.1. Necesidades de la depuración

A continuación, vamos a revisar un término químicoestrechamente relacionado con la depuración de aguas, la demandabiológica de O2.

El oxígeno, imprescindible para la respiración, se encuentradisuelto en el agua según una dosis que no puede ser inferior a 3 ó 4 cm3

de O2/l. La conservación de esta dosis de O2 está garantizada por la floraque hay sumergida en el agua.

La base de esta depuración realizada por la flora acuática es elfenómeno de la fotosíntesis clorofílica.

Se absorbe CO2 y se libera O2, de acuerdo con la siguientereacción:

n CO2 + n H2O (CH2O)n + O2

Se forman hidratos de carbono que son base para permitir que losvegetales puedan elaborar sus sustancias y desarrollarse.

Además, los ríos están poblados por infinidad de pequeñosanimales acuáticos que necesitan oxígeno para vivir. Se alimentan deproductos orgánicos o de vegetales.

La vida en los ríos se basa en un equilibrio que los vertidosindustriales, cuando se hacen en dosis grandes, pueden romperprovocando la desaparición de una fauna y flora normal.

En el agua hay también una población microbiana que solamentese puede desarrollar cuando tiene a su disposición una sustancia orgánicabien preparada.

Si un vertido industrial lleva este alimento a un río, los microbiosse desarrollan y las transforman, pudiendo realizarse en presencia o enausencia del oxígeno.

Si este proceso se realiza en presencia de oxígeno, el oxígenodisuelto es consumido y reemplazado por el CO2 resultante de lacombustión. El oxígeno desaparece, con evidente prejuicio para losanimales acuáticos.

La situación se agrava por la naturaleza de las especiesbacterianas que en caso de gran contaminación, proporciona la industriaazucarera.

En su actividad, los microbios hacen que los productos orgánicosexperimenten degradaciones sucesivas a lo largo del río. Cuando lassustancias fermentables se simplifican, llegan a poder ser asimilables porlos vegetales con clorofila. Esto es lo que se llama capacidad depuradoradel río.

El efecto perjudicial del vertido depende naturalmente, de larelación con el caudal del río, siendo tanto más pequeño cuanto menorsea esta relación.

Para encontrar la demanda biológica de oxígeno del río, se mezclael agua contaminada con el agua normal que contiene oxígeno disuelto,se dosifica el oxígeno que necesitan las bacterias adicionadas con el aguacontaminada, y que absorben en cinco días, transformando la materiaorgánica de la misma.

1.9.10.2. Aguas de transporte y lavado de la remolacha

El caudal de agua necesario para este apartado es muy grande.Suele ser del orden de 9 veces el peso de remolacha a tratar, lo que ennuestra fábrica, que trabaja 208,3 TRH. Representa unos 1.875 m3 deagua.

Inmediatamente vemos que no es posible utilizar agua limpia paraeste proceso; por ello nos vemos obligados a reciclar el agua de estesector después de haber separado la tierra que ha quitado el lavado.

En primer lugar, debemos separar las hierbas que hayenestas aguas mediante un deshierbador de peines. Acontinuación,eliminamos las raicillas en dos separadores contelas perforadas y por último, un tamizado final con una cribavibrante, en el que se eliminan una gran cantidad de pequeñaspartículas de remolacha que son muy perjudiciales por la grancantidad de materia orgánica que proporcionan.

Seguidamente, separamos la tierra utilizando el principiode decantación como en la depuración del jugo.

Parte de estas aguas se envían al decantador DORR, queconsiste en un gran depósito de hormigón que lleva el barro alcentro, de donde se extrae por medio de una bomba demembrana. Este barro contiene aproximadamente 200 gr/l demateria seca. Se bombea a los depósitos de decantación.

Como no se pueden sobrepasar los 30 m3/h, según la cargade contaminación, se llevan a unas piscinas de lodos donde sealmacenan.

Las aguas clarificadas desbordan el decantador y se vuelven aenfriar a la fábrica, en donde se utilizan para el lavado, transporte deraicillas y transporte de espumas.

Estos reciclados del agua de transporte, no solucionancompletamente el problema de la evacuación de las aguas residuales. Porla recirculación de estas aguas en circuito cerrado, se produce unaumento considerable de bacterias y por tanto, a un consumo cada vezmayor de oxígeno. Así, los 400 mg de DBO que hay al principio de lacampaña pueden llegar a 2.000 mg al final de la misma, y el vertido al ríose reducirá mucho.

Se debe utilizar cal en este circuito para mejorar la decantación, yrectificar el pH, que tiene tendencia a bajar como consecuen cia de lafermentación.

Para conseguir esta adición de cal a las aguas de lavado, sevierten en las mismas todos los sobrantes del departamento de prepara-ción de lechada. E1 inconveniente que nos encontramos es que enviamosazúcar, el que hay contenico en la lechada de cal.

E1 caudal de agua residual que se extrae del circuito depende delgrado de recirculación en el mismo, pudiendo variar entre 0"2 y 10 m3

agua/Tm. de remolacha tratada, según e1 circuito sea cerrado o abierto.

1.9.10.3. Aguas de las espumas

Son las más perjudiciales bajo el punto de vista de las aguasresiduales. Es muy importante evitar que se mezclen con las aguas delavado, ya que su poder contaminante es muy grande.

Estas aguas se vierten a un depósito cerrado, en el cual y durantela intercampaña se evaporan.

1.9.10.4. Aguas de refrigeración

Estas aguas provienen de los circuitos de refrigeración de:

- Aceite de los turbo-alternadores.- Bombas, sulfitación y otros.

Normalmente se opera en circuito cerrado, teniendo pocaimportancia tanto la cantidad de agua residual que se extrae del sistema,como su contaminación. Parte del agua de este circuito puede alimentarel circuito barométrico.

1.9.10.5. Aguas barométricas

E1 circuito de aguas barométricas está destinado a lacondensación de los vapores obtenidos en 1a caja de evaporación, tachasy filtros de vacío. La extracción de estos vapores se realiza mediantevacío condensado en las columnas barométricas.

La composición es prácticamente la misma que la de la decaptación, pudiendo llevar algunos gases disueltos.

En este circuito existen unos aportes provocados por lacondensación de los vapores antes mencionados, y unas pérdidas en lastorres de enfriamiento.

Parte de las aguas utilizadas en el circuito barométrico puedenutilizarse en el circuito de lavado de gas.

1.9.10.6. Aguas de condensación

Las aguas condensadas que proceden del departamento deevaporación y de cocción, separadas del vapor por los purgadores seutilizan para diversos fines en la azucarera.

Las aguas condensadas procedentes del primer vaso deexpansionamiento sirven para alimentar las calderas, ya que son las quemenos probabilidad tienen de contener azúcar.

E1 resto de las aguas condensadas en los otros cuerpos de laevaporación, tachas y recalentadores se utilizan para otros fines:

• Lavado de las espumas.• Beneficiado de las centrífugas.• Lavado de los filtros de jarabe.• Limpiezas generales.• Preparar la lechada de cal mezclada con un poco de jugo.

1.9.10.7. Otras aguas

Entre estas se incluyen, por una parte, las aguas auxiliares comolas de laboratorio y sanitarios con caudales bajos y normalmente no muycargadas, y el agua procedente de los procesos de fabricación,primordialmente de la regeneración de cambiadores iónicos como:

• Sistema Quentin.• Descalcificación del jugo.• Decoloración de jarabes.

También debe incluirse en este apartado el agua de lavado depisos de fábrica, cuyo volumen no suele ser muy grande, pero posee unaelevada contaminación.

La contaminación aportada por estas aguas puede estimarse de 1Kg DQO/Tm. remolacha tratada.

1.9.10.8. Estrategia de la depuración

La depuración conjunta de estos efluentes resulta inviable. En estesentido y de acuerdo con los datos que se presentan, las únicas corrientesa depurar son las correspondientes al circuito de transporte-lavado de laremolacha y 1a correspondiente a aguas de proceso.

Los caudales de aguas residuales procedentes de estos dos tiposde aguas se envían a una laguna de almacenamiento, donde por procesode autodepuración anaerobio-aerobio y aireación final, se logra unadisminución de la carga contaminante antes de entrar a la plantadepuradora.

1.9.10.9. Diseño de la planta depuradora

Las aguas residuales que va a tratar la planta se acumulan en lalaguna cuya misión es doble; por una parte, sirve de balsa de regulaciónpara homogeneizar 1a alimentación, y por otra, en ella tienen lugar lasfases de hidrólisis y acidificación con las que comienza el procesobiológico de depuración (fig.9).

Fig. 9. Esquema planta depuradora.

A la laguna llegan las aguas de proceso de la fábrica y elsobrenadante de ia piscina de lodos, la cual es alimentada por losfangos de ls decantadores del circuito de transporte y lavado.

Desde la laguna se bombea el agua hasta el reactor anaerobio,regulando el caudal mediante una válvula automática. Este agua secalienta mediante un cambiador de placas, utilizando como fluidocaliente el agua excedenta ria de la condensación de tachas.

E1 reactor, tipo UASB, es cilíndrico, de acero, recubiertointeriormente con pintura epoxi, y calorifugado. E1 diámetro es de18,5 m y la altura de 6,3 m. Está equipado con bombas derecirculación y sistemas de control de temperatura y toma demuestras.

La alimentación se introduce por la parte inferior mediante unsistema de distribución con regulación de flujo.

E1 sistema de separación gas-sólido-líquido está constituido portres campanas desgasificadoras que llevan en la parte superior undecantador laminar.

El líquido rebosa por unas canaletas y es conducido a la balsaaerobia, construida en hormigón con unas dimensiones de 41 · 17 · 4'5 mcon un volumen útil de 2.300 m3.

Posee dos aireadores superficiales de 20 KW, anclados sobre unaestructura fija. E1 efluente de la balsa de aireación va a un decantador de17'S m de diámetro. E1 sobrenadante del decantador es enviado a unabalsa final de 30.000 m3 de capacidad, equipada con dos aireadoresflotantes de 30 KW. A la salida de esta balsa existe una dosificación deNaClO.

E1 gas producido es enviado mediante un sobrepresor hasta elsecadero de pulpa, o bien puede ser quemado en una antorcha si poralguna causa no puede ser aprovechado en el secadero.

En condiciones normales de operación, la eficacia depuradora essuperior al 95 de eliminación de DBO en el reactor anaerobio.

E1 reactor puede operar a baja temperatura con elevada eficaciadepuradora y no precisa de ningún tipo de mantenimiento durante laintercampaña, alcanzando a los 10 días de su re-arranque el caudalnominal tras varios meses de parada.

Las aguas que vierte la planta cumplen las especificaciones de laComisión Hidrográfica del Guadalquivir.

1.9.11. Control de los microorganismos en la azucarera y medidas atomar

1.9.11.1. Introducción

En las azucareras, la acción metabólica de los microorganismosocasiona perdidas de sacarosa. Esta afirmación fue puesta de manifiesto,

entre finales del pasado siglo y principios de éste, por los investigadoresLaxa, Degener y Schone. Sin embargo, en aquella época eran diversas lasopiniones sobre la magnitud de tales pérdidas, que abarcaban desde laidea que el desarrollo de la infección microbiana es apenas significativodurante la extracción y purificación del jugo hasta la afirmación que lamayor parte de las pérdidas desconocidas son originadas por lastransformaciones bacterianas.

En la actualidad son muchas las minuciosas investigacionesrealizadas sobre las pérdidas de sacarosa que causan los microorganismosen las distintas etapas del proceso de fabricación del azúcar, y se hapodido deducir que no sólo existen pérdidas directas importantes, sinoque tienen gran transcendencia también las indirectas, o de paso desacarosa a melaza.

Condicionados por el metabolismo, los microorganismos puedenocasionar diferentes perjuicios, y en especial, estas pérdidas de sacarosamediante:• Hidrólisis enzimática (formación de azúcar invertido).• Respiración (formación de agua y C02).• Fermentación (formación de etanol y C02).• Formación de ácidos (láctico, oxálico, cítrico, fumárico y otros).• Formación de mucoides (dextranos y levanos).

De las numerosas clases de microorganismos extendidos por lanaturaleza, sólo existen pocos que estén especialmente indicados comoparásitos de los productos azucarados, aunque sobre la base de distintasexigencias de temperatura, se debe contar sistemáticamente con laexistencia o posibilidad de contaminación de bacterias psicrofílicas,mesofílicas y termófilas, así como los hongos.

La temperatura es uno de los principales factores del ambienteque influyen en el crecimiento y manipulación de los microorganismos;así por ejemplo, la zona de temperaturas en °C de estos tres grupos seindican en 1a tabla 1.

Mínima Optima MáximaPsicrófilos -10/0° 15/20° 20/30°

Mes6filos 10/309 20/37° 35/500

Termófilos 25/50° 50/65° 65/95°

De esto se deduce que, manteniendo un crontol riguroso de latemperatura en las distintas etapas del proceso de la fabricación delaaúcar, el desarrollo de infección queda limitado, a lo sumo, a lasbacterias termófilas, pues por ejemplo, las infeccinnes originadas por lasbacterias mesófilas Leuconostoc mesenteroides, frecuentemente molestasen las azucareras de antaño, tienen sin embargo, hoy en día, unaimportancia secundaria, puesto que elevando la temperatura del jugo sepuede evitar tal desarrollo microbiano. Por lo tanto, el mayor interés de laindustria del azúcar lo presentan las bacterias termófiias.

Las primeras bacterias termófilas aerobias, formadoras deesporas, fueron aislados por Miquel, en e1 año 1.879 e informó sobre suspropiedades en 1.883 y 1.888. Farrel y Rose, han dado de estosmicroorganismos la clasificación que se indica en 1a tabla 2.

Mínima Óptima MáximaTermófilos obligados(Stenothermothermophile) 40°C 58/65° 75°Termófilos facultativos(Eurythermophile) 30°C 55/60° 70°Termotolerantes 25°C 40/50° 60°

Las bacterias termófilas se encuentran ampliamente difundidas enla naturaleza.

E1 mecanismo de la termorresistencia es complicado. Lacapacidad de los termófilos para crecer y multiplicarse a altastemperaturas se explica por la termoestabilidad de las proteínas, por elefecto protector de algunos factores en las células, por el desarrollometabólico y por 1a rápida restitución de los enzimas desintegrados.Estos enzimas, en estado puro, son también más fuertemente resistentes alas altas temperaturas que aquellos de los mesófilos. Muchos de losenzimas aislados de los termófilos no sólo mantienen su actividad entrelos 50 y 60°C, sino también a más altas temperaturas.

Las bacterias termófilas existentes en las disoluciones quecontienen sacarosa se pueden clasificar del modo siguiente:

Bacterias aerobias (facultativas anaerobias)

1) Formadoras de esporasa) Bacillus stearothermophilus y Bacillus coagulans (flat sours =

agriado sin abombamiento)b) Bacillus subtilis y Bacillus licheniformis (muchas de sus especies

forman levano en disolución que contenga sacarosa).

2) No formadoras de esporasa) Lactobacillus thermophilus.

Bacterias anaerobias formadoras de esporas

a) Clostridium thermosaccharolyticum, Clostridium nigrificans yClostridium thermohidrosulfuricum.

1.9.11.2. Existencia de microorganismos en las distintas etapas en elproceso de fabricación

1.9.11.2.1. Departamento de preparación de remolacha

En la tiertra adherida a la remolacha se encuentran todaclase de microorganismos, de los existentes en los terrenos decultivo, tales como las bacterias psicrófilas, mesófilas ytermófilas, así como esporas de mohos y levaduras. Por ello, enlos almacenes de remolacha, el desarrollo de estos gérmenes sepuede presentar siempre que se forme agua de condensacióncomo consecuencia de variaciones de temperatura, y más aúncuando los tejidos de la remolacha se ven dañados por golpes o

heladas, con lo que las células muertas originadas no oponenresistencia al cultivo de los mismos. También las temperaturaselevadas, como las existentes en Andalucía, en la época derecolección, hacen que se destruya la estructura de las células, queson entonces invadidas por los microorganismos.

Si la separación de los fragmentos de remolacha de lashierbas y hojas es inadecuada, éstas últimas pueden entrar en lastolvas y originar atascos, con la consiguiente retención deremolacha y fragmentos que rápidamente se descomponen y losmicroorganismos se multiplican libremente.

No obstante, en este departamento las bacterias termófilasson poco activas, por no ser muy elevadas las temperaturas.

1.9.11.2.2. Departamento de difusión

Aunque el lavado de remolacha sea eficaz, esta nunca seencuentra libre de microorganismos, pues algunos se introducirána través de fuentes secundarias, siendo una de estas fuentes 1arecuperación de rabillos o colas de las aguas de transporte, la cualcontiene gran cantidad de gérmenes procedentes del lavado de laremolacha. A menos que se laven en agua limpia, estos trozospudieran ser una fuente de bacterias de fermentación de sacarosaen los difusores.

Se han aislado alrededor de 100 cepas diferentes debacterias de los jugos de difusión de fábricas de azúcar deremolacha, incluyendo aerobias y anaerobias, mesófilas ytermófilas, siendo muchas de ellas capaces de multiplicarse conpérdidas elevadas de sacarosa, como ocurre con las bacteriasaltamente termófilas Bacillus Stearothermophilus, cuyocrecimiento óptimo es a 700C, desarrollándose tan rápidamenteque su número puede elevarse en pocas horas, desde algunosmiles a muchos millones.

Los mohos y levaduras a estas temperaturas se encuentranen forma de esporas que poseen extraordinaria resistencia a losagentes físicos y químicos.

También si el agua de prensas se almacena en tanquesantes de recalentarla para el suminisesporas, pudiendo esperarseque estén presentes y que se desarrollen rápidamente, ya que lascondiciones son favorables: bajo pH y temperaturas no muyelevadas.

1.9.11.2.3. Jugo verde

Si en el jugo verde desciende 1a temperatura, éste no seráel ambiente idóneo para el desarrollo de bacterias altamentetermófilas, pero sí se desarrolla rán las termófilas. Aquí, lasinfecciones son producidas por la contaminación de los jugosderramados y recogidos en los pocillos, que a su vez son enviadospara su aprovechamiento al depósito de jugo verde.

E1 cultivo de bacterias se favorece en estos lugares debidoa que las temperaturas son más bajas que las del difusor, próximasal límite superior de la tolerancia de las termófilas.

1.9.11.2.4. Departamento de depuración

Con temperaturas bajas en el peencalado, se desarrollaránlas bacterias mesófilas y termófilas en los primeros departamentos(hasta un valor de pH de 9,5), mientras que en los departamentoscon pH más elevado, así como en el encalado principal (pH=12,5), y aún después de la carbonatación (pH aproximado de11,0), se inhibe el desarrollo microbiano.

Una buena filtración después de la 1ª carbonatación separalos gérmenes junto con los lodos de carbonatación. Si en lafiltración aparecen perturbaciones (turbidez), entonces losgérmenes que permenecen en el jugo se pueden eliminar en lafiltración después de la 2ª carbonatación.

En el jugo claro se paraliza e1 desarrollo microbia no si semantienen más elevadas las temperaturas del jugo, pero unadisminución de estas por debajo de los 75 0C (por ejemplo,cuando se pasa el jugo por cambiadores de calor para laaplicación del intercambio iónico) da lugar al desarrollo degérmenes y según la temperatura a que se enfríe dicho jugo claro,se desarrollará una flora bacteriana de mesófilos o termófilos.

1.9.11.2.5. Departamento de jarabe

Después del paso del jugo por la evaporación, losgérmenes no sobreviven, de forma que el jarabe aparece estéril.

1.9.11.2.6. Departamento de cristalización

Puesto que el jarabe se encuentra libre de gérmenes viales,los microorganismos vivos que existen en el azúcar blanco,proceden de los departamentos de cristalización y secado delazúcar; es decir, se introducen en estos departamentos por otroscaminos distintos a los del jarabe.

Brotes de infecciones se producen en aquellas zonas de lasparedes y techos de los depósitos, donde las disoluciones de azúcarse diluyen por la condensación del vapor de agua; así mismo,cuando se disuelven parte de las costras de azúcar por la acción delvapor de agua, y seguidamente esos lugares son ocupados pornuevo jarabe o miel.

Por el proceso de cocción no se destruyen las endoesporasde las bacterias mesófilas ni termófilas.

En la centrifugación los azúcares pueden contaminarse si elagua utilizada para el beneficiado contiene gérmenes.

1.9.11.2.7. Departamento de azúcar

En e1 transporte al secadero, los azúcares húmedos unafuerte elevación en el número de gérmenes a consecuencia de lacondensación del vapor de agua sobre los techos, goteando estasaguas condensadas ricas en bacterias y contaminando el azúcartransportado en cintas y elevadores. De la misma forma, puedendesarrollarse levaduras osmófilas en las costras de azúcar húmedasque se forman en los transportadores.

Se producen fuertes infecciones en las disoluciones diluidasde azúcar procedentes de las instalaciones de desempolvadohúmedo de los secaderos de azúcar.

También el aire puede producir contaminaciones portransmisión de las esporas de hongos.

La influencia del número de microorganismos vivos,contenidos en el azúcar en su almacenamien to en el silo no sepuede precisar. Depende en cada momento de las condiciones dedicho almacenamiento: humedad, temperatura y ventilación.

1.9.11.3 Efecto de las infecciones y su tratamiento

1.9.11.3.1. En el departamento de preparación de remolacha

Durante el almacenamiento de remolacha se produce undesarrollo microbiano cuando las condiciones son favorables, quela mayoría de las veces llega a alterar el tejido, adquiriéndo esteun color pardo y una blandura tal, que impide obtener una buenacoseta, y los jugos extraídos son casi siempre de malafiltrabilidad, debido a la gran cantidad de dextrano y levano(mucoides) que poseen. Pero la mayor consecuencia de laactividad microbiana durante el almacenamiento, son las pérdidasde sacarosa habidas y su transformación en azúcares invertidosque colorean fuertemente los jugos.

En el almacenamiento son difíciles de aplicar medidaseficaces contra los microorganismos. Es favorable mantener unatemperatura

de 2 a 4 ºC en el silo, cuando ello sea posible, cosaimposible de realizar en el Sur de España, donde la única medidaútil es la de tener almacenada la remolacha que se ha de molturaren las 24 h.

Las aguas de transporte de remolacha se encuentran en unalto nivel de contaminación originado por la tierra eliminada a laremolacha, y su tratamiento, así como el del agua de lavado,resulta a menudo inútil por la adsorción de los compuestosempleados (cloro, CaClO, lechada de cal, formol, compuestos deamonio cuaternario, etc.) por las partículas de tierra existentes enel agua. Por lo tanto, las remolachas transportan los suficientesmicroorganismos como para contaminar los jugos de extracción,aunque, como consecuencia de las altas temperaturas que éstosalcanzan, pocas clases de bacterias encuentran condicionesfavorables para su desarrollo.

En este departamento, microorganismos activos son lasbacterias mesófilas, los mohos y levaduras. Los termófilos sonpoco activos.

1.9.11.3.2. En el departamento de difusión

Como se ha dicho anteriormente, existe el Bacillusstearothermophilus, y alguna otra clase de bacilos altamentetermófilos en la difusión. Las infecciones por bacteriasestrictamente anaerobias se reducen a la clase Clostridiumthermohydrosulfuricum y Clostridium thermosaccharolyticum.También se ha comprobado la existencia de representantesactinomicetes altamente termófilos.

No siempre se puede esperar igual comportamiento de lapoblación bacteriana de un jugo de extracción infectado. Estohace que sea imposible conocer la capacidad destructora delazúcar en una infección producida por cualquier bacilo, puestoque hay cepas que sólo desintegran rápidamente glucosa, oglucosa y fructosa, o sólo sacarosa.

Se han determinado las pérdidas de sacarosa originadaspor las bacterias y la relación entre la cantidad de ácido formado ysacarosa destruida encontrando, según el género de bacteriasaltamente termófilas, que 100 mg. de sacarosa destruida porclostridios dan 0,8 meq. de ácido; y la misma cantidad desacarosa destruida por los bacilos, 1,1 meq. de ácido.Naturalmente, estas cifras sólo tienen validez cuando laformación de ácido se origina exclusivamente, a partir de ladestrucción de la sacarosa; pero los ácidos formados puedenproceder también en parte, de otros hidratos de carbono (glucosa,fructosa, etc.), con lo que 1a pérdida de sacarosa disminuye.Además, las pérdidas de sacarosa por 1a transformación enácidos, se ha de tener en cuenta una extensa serie de pérdidastales como la de la posible inversión de la sacarosa por laexoinvertasa bacteriana, con la consiguiente disminución delrendimiento en azúcar blanco y aumento de 1a sacarosa a melaza.

Muchas de las bacterias que se encuentran comúnmente enla difusión producen ácido láctico como principal producto de lafermentación del azúcar y su determinación sirve para e1 controlde la infección en la difusión.

Los niveles de ácido láctico de un jugo, a 1a salida de undifusor RT, en el que la fermentación esté controlada, suele ser de150 ppm.

Si suponemos un jugo de difusión de 15° Bx y 87'0 depureza aparente, que contenga 200 ppm de ácido láctico, laspérdidas calculadas de 0,29 % s/sacarosa en remolacha. Además,algún ácido láctico es arrastrado por la coseta agotada, y aunqueparte es reciclado en el agua de prensas, alrededor del 40 % quedaen la pulpa prensada. Ahora bien, para ese contenido de ácidoláctico en el jugo de difusión el del agua de prensas será de 100

ppm, y por lo tanto, en el agua existente en el agua prensada estambién de 100 ppm.

De mayor importancia son las pérdidas indirectas desacarosa (sacarosa a melazas) a causa del efecto melasígeno delcatión asociado a1 lactato. Para neutralizar el ác. láctico formadoen la difusión, se adiciona sosa solvay en el proceso, formándoselactato sódico que llega a la melaza. En el jugo de difusión, con200 ppm de ácido láctico dan 249 ppm de lactato sódico, y en unamelaza con una pureza a parente de 64'0, en virtud de este noazúcar adicional, las pérdidas de sacarosa a melaza son del 0,32% s/azúcar en remolacha.

Las pérdidas totales, en tal caso, son del orden del 0,1 %s/r y fácil es calcular las pérdidas habidas en una azucarera,durante una campaña, que posea en la difusión una fermentaciónequivalente de 200 ppm de ác. láctico, que no es la que correspon-de a una infección muy fuerte.

Las infecciones bacterianas del jugo de extracción puedencausar, además de las pérdidas en sacarosa entorpecimientos poruna gran formación de gases, especialmente originados porclostridios.

Una desinfección de formol automatizada, en la que sincontrol bacteriológico se adicione este desinfectante no esconveniente, puesto que existe condiciones cambiantes en eldesarrollo microbiano, que pueden hacer que el momento de ladesinfección aparezca unas veces antes y otras después.

Puesta ya en evidencia la importancia de las infeccionesen el jugo de extracción, se han de tomar medidas para impedir eldesarrollo bacteriano en el mismo. Estas medidas han de ser, poruna parte, la detención rápida de esta infección, y por otra, mediosde lucha eficaces. Entre estos últimos, los más utilizados son elcalor y los desinfectantes.

Las condiciones precisas para la aplicación de undesinfectante, con el objeto de que resulten económicas y eficacesson:

• Determinación del momento óptimo de su aplicación.• Dosis necesaria para obtener un efecto desinfectante completo

y a largo plazo.

Para la determinación del momento óptimo dedesinfección, existen una serie de ensayos de control, por logeneral, muy sencilos.

En las azucareras españolas, la desinfección de 1ainstalación de extracción se realiza corrientemente con aldehidofórmico, bajo la forma de solución comercial a1 40 % en volumeno 30 % en peso, pues hasta ahora 1a aplicación de desinfectantesa base de cianoditioimidocarbonato y n-metilditiocarbonato noestá muy generalizada. En una azucarera, el gasto de formol en eldepartamento de difusión suele ser del 0,02 % s/r.

Cuando el formol se utiliza con un fin preventivo, es decir,para impedir en una difusión en marcha el desarrollo de cualquiercontaminante, hay algunos principios generales que son:

a) E1 desarrollo de gérmenes mesófilos y termófilos quedainhibido durante un espacio de tiempo, que varía de 2 a 5 h, si seadicionan hasta 30 gr. de formol/Tm. de remolacha, es decir, 100gr. de disolución comercial al 30 % y la temperatura del difusorse mantiene entre 72 y 75°C.

b) Puesto que en una difusión RT los jugos se desplazandos veces más rápidamente que las pulpas, es normal introducir elformol en el comportimento 23 o vecinos, es decir, a los 2/3 de ladifusión, tomando como punto de partida la cabeza de la misma.

c) En las difusiones contínuas es preferible introducir elformol en medio líquido, mejor que en medio gaseoso.

d) En los difusores RT, la fase de latencia de losmicroorganismos es del orden de 4 a 5 h., es decir, el formol tardaese tiempo en eliminarse, dependiendo esto de la poblaciónexistente, del contenido en formol y de la temperatura.

e) Según los ensayos, parece preferible aplicar e1 formolen dosis masivas, mejor que en pequeñas dosis contínuas. E1aporte masivo de desinfectante tiene la ventaja de detenerbruscamente todo el desarrollo microbiano durante un período de2 a 5 h., según el tipo de difusión. En e1 difusor RT, es apreciableaportar el formol en el mismo compartimento, repartido en tresvueltas consecutivas, porque de lo contrario, una parte del jugo norecibirá este antiséptico, nada más que tarde y en pequeñasconcentraciones.

En los aparatos ajenos a la difusión es preferible aportar elformol en dosis continuas, sobre todo cuando la contaminación espermenente, puesto que el formol es eliminado de modo continuoy no existen otros medios de frenar la infección (agua de prensas,jugo escaldado, depósito de jugo verde).

f) Es necesario asegurarse que todos los puntos de ladifusión han recibido una dosis suficiente de formol, y ello esparticularmente importante en los difusores RT.

En el caso de una infección declarada, es preferible aportardirectamente una dosis masiva de formol en los lugares afectados(tratamiento curativo).

1.9.11.3.3. Jugo verde

Por lo general, la dosificación del formol en instalación deextracción es suficiente para que el jugo verde se mantengaestéril, pero el vertido los derrames de los diferentes pocillos en

depósito de circulación y depósito de jugo verde hace necesaria laexistencia de un punto de alimentación contónua de formol enesta etapa.

1.9.11.3.4. Departamento de depuración

Al preencalado llegará una parte del formol que originaráen los primeros compartimentos una detención del desarrollobacteriano, puesto que en los últimos, con valores de pH máselevados (superiores a 95), se reprime en gran manera eldesarrollo de gérmenes.

A veces, con temperaturas elevadas y altos valores de pH,se aprecian en e1 transcurso de la depuración del jugo unincremento en el número de gérmenes, debido tal vez aldesarrollo microbiano que se produce en los lodos sedimentadosen las conducciones de jugo claro de los decantadores (comoconsecuencia de la mayor velocidad de flujo de los jugos), en losdepósitos de reserva, etc. donde la temperatura y pH suelen sermás bajos que en el jugo. Estos sedimentos son arrastrados de vezen cuando, al vaciar el caudal de jugo, llevando los gérmenes alos jugos depurados, aunque en ellos no se multipliquen. Comomedida a aplicar son importantes:

- Elevación de la temperatura del jugo.- Evitar los depósitos de lodos.- Filtración suficientemente buena de los

jugos.

Si hubiese instalados cambiadores de iones, seríaconveniente adicionar formol en los cambiadores de formol.

1.9.11.3.5. Departamento de cristalización

Un buen trabajo de cocción puede disminuir en granmanera, el número de microorganismos en el azúcar, ya queazúcares con poca porción de conglomerados incluyen pocojarabe, y por lo tanto, causa pequeño número de gérmenes.

Una buena centrifugación hace que gran parte de losgérmenes de la mezcla cristal-miel, pasen a la miel,permaneciendo sólo de un 2 a un 10 % de dichos gérmenes en elcristal.

Las medidas más amplias contra los microorganismosserían: filtración del agua empleada en el beneficiado,eliminación constante de las costras de azúcar húmedo y del goteode las aguas de condensación del vapor, ricas en gérmenes.

1.9.11.3.6. Departamento de azúcar

Especial atención hay que dedicar a las disolucionesdiluidas de azúcar, tales como las producidas en la instalación de

desempolvado húmedo, las cuales deben emplearse en el apagadode la cal, donde los gérmenes mueren y quedan eliminados de losjugos con 1a filtración.

También es interesante la esterilización del secadero deazúcar y del silo mediante filtros especiales microbiológicos.

1.9.11.4. Control microbiológico

El cuadro 2 es un resumen de los métodos que pueden emplearseen las azucareras para el control microbiológico del proceso.

Como se pone de manifiesto en dicho cuadro, se dispone demuchos métodos para e1 control bacteriológico en el departamento dedifusión. Pero tanto el ensayo de una muestra de jugo tomada de tarde entarde, aplicando todos estos métodos, como repetir el ensayo varias vecespor turno, aplicando sólo alguno de dichos métodos, aclararán poco sobreel estado bacteriológico de la instalación de extracción. Por ejemplo, unamedida continua de pH en el aparato de difusión, al menos en un puntodeonde la concentración sea de un 3 % en materia seca, y su registromediante gráfica, es extraordinariamente provechoso complementado conalgún otro ensayo; puesto que esta medida de pH por sí sola no basta paratener un conocimiento seguro del momento oportuno para la aplicacióndel desinfectante debido a la capacidad amortiguadora del jugo dedifusión. Por ello, este método de deteccion no indica la presencia deinfección hasta que no es completamente intensa, es decir, que cambiosde pH en el jugo demuestran la completa extensión de una infección, y espor eso necesario complementar siempre las observaciones de pH conensayos que sean más sensibles a las infecciones.

La toma de muestras, en intervalos de 2 h., de los departamentos20, 15, 13, 11 y 7 de un difusor RT o bien de la zona superior, media ybaja de la torre de extracción, realizando en esas muestras lasdeterminaciones de pH y ensayos de la resazurina y nitritos, es unamedida excelente para conocer el comienzo y transcurso de una infecciónmicrobiana.

En definitiva, hay que escoger el momento preciso para ladesinfección de forma que con poca cantidad de formol se obtenga elfreno del desarrollo microbiano.

También una sencilla medición de temperatura puede dar unaorientación sobre la envergadura de un desarrollo microbiano. Porejemplo, si la tá en el jugo de difusión se deja dewscender a 65-69°C, sepuede contar, sin ninguna duda, con la aparición de una infección deBacillus Stearothermophilus difícil de combatir. La elevación de estatemperatura a 72 ºC, quitará actividad de esta infección. No obstante, sila infección es producida por clostridios, hay que contar con un rápidodesarrollo de la misma a temperaturas tan altas.