Resumen

En el presente documento se muestra los diversos mtodos analticos utilizados para el control de calidad de la sacarosa. El proyecto se bas en los

Introduccin

El azcar en la actualidad es un ingrediente fundamental de muchos alimentos y bebidas. Su concentracin vara desde pequeas dosis a altos contenidos, segn la finalidad de la adicin de azcar. La sacarosa es el azcar de uso domstico e industrial y es el ms comn en el reino vegetal, se encuentra en todas las partes de la planta de la caa de azcar donde se almacenan en las vacuolas de la clula, siendo ms abundante en el tallo y menos abundante en las regiones que se encuentran en crecimiento activo. La caa de azcar contiene entre 8 y 15% de sacarosa lo que la hace econmicamente atractiva para extraerle el azcar industrialmente. (K. Godoy; A. Asistiri 2013)La industria azucarera fue una de las primeras que adoptaron el control sistemtico de las operaciones por medio de ensayos qumicos y fsicos. En algunos pases, el contenido de azcar de la caa es un factor en la fijacin de su precio. En la manufactura del azcar de caa crudo, tanto como en la refinacin y en las fbricas de remolacha, es necesario determinar exactamente las cantidades de sacarosa que entran en los productos y subproductos para calcular las prdidas de sacarosa o, inversamente, el rendimiento en la produccin de azcar en un tiempo dado. (K. Godoy; A. Asistiri 2013)Una forma para lograr incrementos en el rendimiento sacarino de la materia prima es establecer sistemas de medicin de calidad ms justos, precisos y transparentes, que permitan la reduccin de los costos de cosecha y transporte, y signifiquen un incentivo que estimule al productor a enviar a la fbrica caa de mejor calidad. (K. Godoy; A. Asistiri 2013)Por ello es de suma importancia que en las industrias azucareras, durante cada etapa del proceso y la calidad de los productos sean controlados mediante ensayos fsicos y qumicos; unos se hacen en el laboratorio de la fbrica y otros en diversos lugares del curso de fabricacin. Los slidos contenidos en los lquidos se miden por el hidrmetro de Brix o por el refractmetro. La riqueza aparente, esto es, el porcentaje de sacarosa en los slidos (determinado por polarizacin directa), segn se hallan por el hidrmetro o el refractmetro, es uno de los ensayos ms frecuentes en el curso de la fabricacin. (K. Godoy; A. Asistiri 2013)

Objetivos

Conocer los diversos mtodos analticos que se le practican al azcar de mesa o sacarosa como producto finalizado para determinar su calidad y evaluar la confiabilidad en cuanto a la precisin de estos mtodos analticos utilizados.

Revisin bibliogrficaControl en azucares:Entre los factores que afectan a la calidad del azcar, se mencionan los contenidos de sacarosa, el tipo de no azcares y el nivel de humedad. La incidencia de esos factores en el producto final puede controlarse o evaluarse a travs de determinaciones fsico-qumicas. Algunos influyen en el proceso de fabricacin y otros en el almacenamiento y la comercializacin. Por otra parte, los factores especialmente considerados para calificar el azcar, son el color, la turbidez, la sedimentacin, la humedad, las cenizas, los azcares reductores y el tamao del grano. Estos valores determinan la calidad del azcar, no dependen solo de las condiciones de fabricacin sino tambin en el almacenamiento y transporte. Por ello, para mejorar la calidad del azcar una herramienta a considerar es la aplicacin de buenas prcticas de manufactura en todo el proceso; desde la elaboracin hasta la distribucin en los centros de venta. (L. Baena; C. Rodas; et al. 2003)En el ingenio no se cuenta con formatos de control en donde se pueda llevar un registro por departamentos con el que se pueda verificar los niveles de calidad en el que se encuentra el proceso y corregir inmediatamente cualquier problema que pudiera suscitarse (L. Baena; C. Rodas; et al. 2003). Los procedimientos de control de calidad durante el proceso son:Humedad:Segn ICUMSA GS2/1/3/9-15, el mtodo estndar para la determinacin de la humedad en el azcar requiere secado en horno. Se trata de una tarea que requiere tiempo y largos periodos de calentamiento. Adems, las muestras deben pesarse dos veces: antes y despus del secado. Y los operarios tienen que evitar cualquier confusin respecto a los resultados del pesaje. Adems del calentamiento en un horno con un control preciso de la temperatura, el elemento fundamental del mtodo es el pesaje con una balanza analtica. Hay que realizar dos pasos de pesaje, lo que multiplica por dos las posibilidades de error. Para reducir al mnimo las incertidumbres y desviaciones, el pesaje de las muestras hmeda y seca deben llevarse a cabo con la mxima exactitud y precisin. Y no se pueden mezclar las muestras. De lo contrario, los resultados careceran de sentido. (M. TOLEDO 2012)Cenizas:La determinacin de las cenizas en los azcares y en los productos azucarados est sujeta a considerable inseguridad y, no obstante, se usa mucho como indicacin de los productos minerales presentes. Se puede hacer la determinacin gravimtrica por incineracin directa, pero en la prctica industrial generalmente se emplea el llamado mtodo de las "cenizas sulfatadas". (A. Herrera. 2011)Tambin se emplea mucho el mtodo de conductividad elctrica para la determinacin del contenido de minerales, y por consiguiente, de cenizas. La relacin entre las cenizas, determinadas gravimtricamente por el mtodo de sulfatacin doble, y la conductividad, es constante para los azcares del mismo origen y del mismo tratamiento. (A. Herrera. 2011)La determinacin de la alcalinidad o la acidez expresada como pHPara lo cual se emplean comnmente el mtodo calormetro y el del potencimetro. Ambas pruebas, la del pH y la determinacin de la alcalinidad absoluta o total por volumetra, expresada en gramos de NaOH CaO requeridos para neutralizar 10 ml de jugo (indicador, la fenolftalena), se emplean en el control del calado y de la carbonatacin en las fbricas de azcar de caa y de remolacha. (A. Herrera. 2011)Prueba de floculacin:La clarificacin afecta el rendimiento en azcar refinado, as como, a la calidad del producto final. Por ello, se ha estudiado la forma de mejorar la eficiencia de la clarificacin a travs del uso de floculantes, controlando variables tcnicas como la concentracin de estos, para mejorar la eficiencia de la separacin e incrementar la transparencia del jugo clarificado. (Chen, 2000; Abdel-Razig et al., 2010).En general, los floculantes son polielectrlitos de alto peso molecular con grupos ionizables, que forman enlaces con las partculas presentes en una disolucin. Las concentraciones ptimas de floculantes pueden determinarse mediante una serie de tcnicas, incluyendo los estudios de velocidad y volumen de sedimentacin y claridad del lquido. (Dronnet et al., 1998)Color:Las medidas de color en la industria azucarera se hacen en las soluciones. La excepcin en la comparacin de los colores de azcares crudos en forma slida. La luz se transmite a travs de una solucin de azcar segn la ley de Lambert-Beer. La materia colorante ordinaria del azcar es tal, que las soluciones de azcar aparecen ms brillantes a la vista en una longitud de onda de 560 m. (S. Fuentes. 2006)Composicin granulomtrica de los cristales de azcar:El tamao y la uniformidad de los cristales de azcar crudo son factores importantes que influyen las propiedades de lavado durante la afinacin en refineras. El mtodo ms utilizado para determinar la composicin granulomtrica se basa en el anlisis por tamiz, sin embargo, en ste es necesario prestar atencin a la toma y preparacin de la muestra para garantizar la representatividad de la misma. Carrazana y Koziavkin (Domnguez, 1992) establecieron que la principal dificultad del mtodo es que puede ser utilizado solamente para azcar en granos sin conglomerados, por lo que stos autores proponen un nuevo y prctico mtodo para determinar la composicin granulomtrica de las masas cocidas con ayuda del microscopio. (Domnguez, 1992).La forma y tamao de cristal influye los resultados obtenidos. % Grano fino: Es el tanto por ciento de la masa de cristales que pasa un tamiz de 600 m. Apertura media: (Mean Aperture) Apertura de mallas del tamiz por la que pasar el 50% de la masa de los cristales. Coeficiente de variacin: (Coefficient of variation) Es la desviacin estndar del tamao de grano de muestra, expresado como tanto por ciento de la apertura media.Brix:Se efecta por lectura en un aermetro con escala en grados Brix a temperatura controlada, o por la determinacin con refractmetro. El aermetro (Brixmetro) es un equipo de peso constante capaz de evaluar el cambio volumtrico sobre una escala calibrada, mientras que el refractmetro, es un instrumento capaz de compensar el cambio de direccin de la luz al atravesar la interfase entre dos medios. En ambos casos, debe observarse la ausencia de material en suspensin y de aire incluido, ya que inciden en el resultado final (O. Diez).Grados Pol:Se puede realizar sobre lectura directa de una submuestra clarificada, o aprovechando la definicin del grado sacarimtrico sobre una solucin de 26 gramos de jugo disuelta hasta 100 ml con agua destilada libre de materia orgnica. A su vez, cada determinacin puede efectuarse con polarmetros pticos o digitales. Cuando se realiza mediante lectura directa, se utiliza el valor de Brix% para la determinacin de la Pol% jugo como indicador de la densidad de la solucin, a fin de conocer la concentracin de azcar en la misma. La utilizacin de equipos digitales con salidas de resultados, permite automatizar las determinaciones excluyndolas de los errores operativos asociados. (O. Diez).Azucares reductores:La espectrofotometra se refiere a la medida relativa de la luz transmitida como una funcin de la longitud de onda. Las medidas son relativas porque la intensidad de la luz transmitida por la muestra es relativa a la intensidad de la luz transmitida por el material de referencia o blanco. Su principio se basa en que muchos materiales obedecen la ley de Beer, la cual se refiere a la relacin entre la energa radiante transmitida y la concentracin de solucin irradiada, pudindose describir as: Cuando la luz monocromtica pasa a travs de una solucin, la intensidad de energa disminuye exponencialmente a medida que aumenta aritmticamente la concentracin de la solucin. (Pez 2013)Espectrofotmetro Se utiliza para determinar las concentraciones de diferentes compuestos en solucin, basado en la medida relativa de la luz transmitida o absorbida a travs de una solucin como una funcin de la longitud de onda, debido a que cuando la luz monocromtica pasa a travs de una solucin es parcialmente absorbida y transmitida en relacin a la concentracin. (Pez 2013)Al calentar el azcar por encima de su punto de descomposicin en presencia de compuestos amino, derivados por ejemplo de protenas pueden ocurrir reacciones de caramelizaran, tambin llamadas reacciones de Maillard . (Pez 2013)El valor del ndice de la absorbancia multiplicado por 1000 es el denominado color ICUMSA. Los valores que resultan se denominan unidades ICUMSA a pH (7.0) (IU 7.0) El mtodo polarimtrico:Se basa en la propiedad que tiene la sacarosa en solucin acuosa para rotar el plano de la luz polarizada (dextrorrotacin). El ngulo de rotacin de soluciones de sacarosa pura es proporcional a su concentracin, con precisin suficiente para servir como medida del contenido de sacarosa (Herrera 2011).El mtodo refractomtrico:Se basa en la propiedad ptica que tiene la sacarosa al hidrolizarse para desviar el ngulo de la radiacin incidente en la interface de dos medios de densidades diferentes, tomando como medio de referencia el aire, por cambio en la velocidad de la radiacin (refraccin), que se mide con el ndice de refraccin y es especfico para sustancias puras y en soluciones acuosas puras.En el anlisis de sacarosa, el ndice de refraccin de soluciones acuosas de sacarosa depende de la cantidad de material disuelto y puede desde luego servir como medida del contenido de sacarosa presente (Herrera 2011).

Mi bibliografa consultada:

Godoy Flores Karla, Mamani Asistiri Nereida Abigail 2013. El Azcar Y Productos Azucarados - Nutricin Y Diettica. Santa Cruz Bolivia Mettler Toledo 2012. Gua Definitiva Sobre El Azcar. Mtodos Analticos Probados Y Sus Resultados. 20 P Chen, J. 2000. Manual del azcar de caa: para fabricantes de azcar de caa y qumicos especializados. Editorial Limusa. Ciudad de Mxico, Mxico.1200 p. Abdel-Razig, G.; I. Mohamed; E. Babiker; A. Yagoub. 2010. Effect of addition of separan at different concentrations as a flocculants on quality of sugar cane juice. Int. J. Biol.and Life Sci. 6: 88-91. Dronnet V.M.; M.A.V. Axelos; C.M.G.C Renard; J.F. Thibault. 1998. Improvement of the binding capacity of divalent metal cations by sugar-beet pulp.2. Binding of divalent metal cations by modified sugar-beet pulp. Carbohydr. Polym. 35: 239-247. Domnguez, F.J. (1992). Clculo De Los Errores Experimentales En La Determinacin Del Tamao De Grano Con Un Lector De Microfilm Marca Dl-5 De Fabricacin Sovietica. Informe De Investigacin. Universidad De Matanzas. (Cuba). Oscar A. Diez Patricia A. Digonzelli Jorge Scandaliaris Eduardo R. Romero Control De Calidad De La Materia Prima. Carlos Andrs Pez Valencia.2013 Determinacin De Las Condiciones ptimas Para La Produccin De Azcar Turbinado En Los Parmetros Color Y Tamao De Grano En La Empresa Ingenio Risaralda S.A. Universidad Tecnolgica De Pereira Facultad De Tecnologa Escuela De Qumica Programa De Qumica Industrial Pereira. Baena Clavijo, Lina Mara., Rodas Parra, Claudia Yanince 2003. Validacin De Las Metodologas Para El Anlisis De Ph, Hierro, Alcalinidad, Slidos Suspendidos Totales Y Aluminio Para El Laboratorio De Anlisis De Aguas De La Universidad Tecnolgica De Pereira. Designacin Trabajo De Grado (Tecnloga Qumica). Universidad Tecnolgica De Pereira. Facultad De Tecnologas. Escuela De Qumica. Pereira, 130 p. Ana Cecilia Herrera Zambrano 2011, Estudio Comparativo De Mtodos Para La Determinacin De Sacarosa Y Azcares Reductores En Miel Virgen De Caa Utilizados En El Ingenio Pichich S.A, Universidad Tecnologica De Pereira Facultad De Tecnologias Programa De Tecnologia Quimica, Pereira, 131p. Sherly Elizabeth Fuentes Navarro 2006. Optimizacin Del Proceso De Fabricacin De Azcar Blanca Para Mejorar La Calidad, En El Ingenio Santa Teresa S.A. Universidad De San Carlos De Guatemala.