Tecnologa azucarera Es la ciencia que estudia los procesos que transforman la materia prima, caa de azcar, en los productos finales como azcares y mieles. El proceso agroindustrial de produccin de azcar de caa involucra tres tipos de tecnologas, con caractersticas bien definidas y diferentes: Tecnologa Agrcola, tecnologa de cosecha y transporte y tecnologa de produccin o industrial.Proceso de produccinEl azcar se obtiene de la planta de caa por la reaccin de fotosntesis debindose separarse en el proceso de fabricacin otros componentes como pueden ser la fibra, las sales minerales, cidos orgnicos e inorgnicos y otros, obtenindose una sacarosa de alta pureza en forma de cristal.El azcar es un producto bsico, esencial y necesario en la dieta alimenticia y constituye la materia prima para numerosas industrias, tales como confiteras, panaderas, bebidas no alcohlicas y alcohlicas.Proceso de fabricacinEl proceso industrial para la fabricacin de azcar implica la aplicacin de varios procesos para convertir el jugo de caa en cristales y depurarlos de manera natural de impurezas que pudieran resultar dainas para el organismo.El proceso de fabricacin consta de los siguientes subprocesos:a. EntradaInicia con el peso en bsculas de las unidades que transportan la caa de azcar en el ingenio y que se encuentran al ingreso del rea industrial. Adems en esta parte se determina la calidad de la materia prima, tomando muestras que se analizan continuamente en el laboratorio de control de calidad. La caa que llega a la fbrica se descarga sobre las mesas de alimentacin por medio de viradores de caa con capacidad de 50 TM. Para tener un proceso ms limpio, en las mesas de caa se aplica agua entre 110 y 120 F para lavado, eliminando as slidos o materia extraa como la tierra, sales, minerales, piedras y otros que se adhieren a ella en el campo durante el alce a las jaulas que la transportan hacia la fbrica. Luego la caa se somete a un proceso de preparacin que consiste en romper y desfibrar las celdas de los tallos por medio de troceadoras, picadoras oscilantes y desfibradoras, para poder pasar al proceso de extraccin del jugo.b. MoliendaEste es un proceso continuo que actualmente se realiza en tres tndemes de molinos con capacidad de molienda diaria total de 32.200 TM, distribuido en tndem A (9,000 TM); tndem B (11,040 TM) y tndem C (11,960 TM). Hacia estos tndems se alimenta con caa preparada, la cual es sometida a una serie de extracciones utilizando molinos de rodillo o mazas y todos los molinos son de cuatro masas rayados en forma de V. Para hacer ms eficiente el proceso de molienda, los jugos pobres de los molinos posteriores se aplican nuevamente en el proceso (proceso de maceracin) y en el ltimo molino se aplica agua caliente con temperatura entre 155-179 F para aumentar la extraccin.El bagazo es un subproducto industrial que se transporta hacia el sistema de calderas para usarlo en calidad de biomasas como combustible. El sobrante tiene como destino la hidrolizacin y reserva para cubrir paros de emergencia.c. Clarificacin El jugo proveniente de los molinos pasa por calentadores, que llegan a temperaturas entre 140 y 155 F. Luego pasa por la torre de sulfatacin, bajando el PH para producir azcar blanco nicamente. En esta etapa se utiliza azufre como agente decolorante; luego mediante la edicin de la bachada de cal entre 6 y 10 baume se neutraliza el jugo. El calentamiento del jugo se realiza en tres etapas; la primera por vapor vegetal de 5.0 psi alcanzando temperaturas entre 175 y 185 F; la segunda por vapor de 5.0 psi alcanzando temperaturas entre 205 y 215 F y la ltima con vapor de 10 psi para rectificacin del jugo en forma automtica. Con el proceso anterior se logra que el jugo, al ser liberado a presin atmosfrica, sufra una pequea evaporacin en el tanque flash evitando que los flculos floten o decanten con lentitud por la presencia de burbujas atrapadas en el interior. El siguiente paso es alimentar el jugo a los clarificadores a baja velocidad para permitir la concentracin de lodos y que pueden ser extrados por gravedad en un clarificador SRI y con bombas en los Rapi Door 444. En la etapa final de este proceso se utilizan coladores vibratorios con malla 110 mesh para la eliminacin de bagacillo y evitar que llegue al producto final. Los filtros de cabeza son parte indispensable del proceso, pues sin ellos, la prdida de sacarosa en la cachaza seria significativa. d. Evaporacin La operacin del sistema de evaporacin en la planta es de quntuple efecto, tanto para la lnea de blanco como para la lnea de crudo. La operacin es relativamente sencilla debido a que se fijan las condiciones de entrada, salida, nivel de cada evaporador y extraccin de vapores vegetales hacia el exterior. La evaporacin se realiza en evaporadores tipo Roberts en los cuales el vapor y el jugo se encuentran en cmaras separadas que fluyen en el mismo sentido. El jugo pasa de un evaporador a otro con bombas denominadas de transferencia. El control global de un evaporador se ejecuta a travs de la estabilizacin de cinco factores muy importantes: La concentracin del producto final La presin absoluta en el ltimo cuerpo La alimentacin de vapor y jugo al primer evaporador Remocin de condensados y gases inconfensables El control de incrustacin en cada evaporadore. CristalizacinLa cristalizacin o crecimiento de la sacarosa que contiene el jarabe se lleva a cabo en tachos al vaco. Estos cocimientos, segn su pureza producirn azcar crudo y azcar blanco. Este es un proceso demorado que industrialmente se acelera introduciendo al tacho unos granos microscpicos de azcar, denominados semillas. La experiencia del operativo debe juzgar el punto exacto del cocimiento, para la obtencin de un buen producto.f. SeparacinLos cristales del azcar se separan de la miel restante en la centrifugas, equipos cilndricos que giran a gran velocidad. La miel pasa a travs de las telas, los cristales quedan atrapados dentro de las centrifugas y luego se lavan con agua. Las mieles vuelven a los tachos o bien se utilizan como materia prima para la produccin de alcohol en las destileras. El azcar pasa al proceso de secado y enfriado. g. Refinacin En el caso de la produccin de azcar blanca refinada, existe un proceso adicional, que utiliza como materia prima azcar blanco estndar o azcar crudo.En este proceso se disuelve el azcar a 60 grados brix, luego se le adiciona carbn activado y tierra diatomcea. Esta solucin se hace pasar por primera y segunda filtracin en filtros verticales, hasta obtener un licor claro. El licor es evaporado y empieza la cristalizacin de los granos.h. SecadoEn el proceso de centrifugado se utiliza agua de condensado para lavar el azcar, lo cual da como resultado humedades entre 0.3 % y 0.6%, por lo que es necesario pasarla por un proceso de secado para alcanzar niveles entre 0.2% para azcar crudo y 0.03% para azcares blancos.i. Envasado El azcar crudo de exportacin sale directamente de la secadora a las bodegas de almacenamiento. El azcar blanco estndar y refinada se empaca en sacos de 50 y 46 kg y jumbos de 1400 kg. para ser comercializado local e internacionalmente.Diagrama de flujo para la obtencin de azcar

Qumica de los azucares Composicin qumica del azcarLa sustancia denominada corrientemente azcar, est constituida casi en su totalidad (prescindiendo de una insignificante cantidad de impurezas inferior a un 2 por 1.000) por la especie qumica llamada sacarosa. El grupo de los azcares se caracteriza por poseer algunas propiedades comunes como su sabor dulce ms o menos intenso, su facilidad de cristalizacin, su gran solubilidad en agua y menor solubilidad en alcohol (en el que algunos son insolubles), su insolubilidad en el ter y son pticamente activos, por lo que sus disoluciones hacen girar el plano de polarizacin de la luz.a. El grupo de los carbohidratosLos carbohidratos son polihidroxialdehidos, polihidroxicetonas o compuestos que, por hidrlisis, se convierten en aquellos. Si un carbohidrato contiene un grupo aldehdo es una aldosa y si contiene un grupo cetnico es una cetosa.Con relacin al nmero de tomos de carbono que contegan, se clasifican tambin en biosas, triosas, tetrosas, pentosas, hexosas, etc. Son todos pticamente activos. Esta es una propiedad importante, no slo porque los distintos valores de los poderes rotatorios especficos permite diferenciarlos, sino porque adems constituye el fundamento de un mtodo de anlisis para determinar las cantidades de azcar contenido en las disoluciones. Glucosa (C6H12O6): La glucosa se encuentra formando parte de la composicin de muchos frutos unida a la fructosa y a la sacarosa, especialmente en las uvas, de donde se deriva su denominacin corriente.Adems, es unidad constituyente del almidn, de la celulosa y del glucgeno, y por su funcin especial en procesos biolgicos es, considerablemente, el monosacrido ms abundante (es probable que en la naturaleza haya ms unidades de glucosa que de cualquier otro grupo orgnico), y es tambin el monosacrido ms importante.Se encuentra en la caa de azcar en cantidades variables en todas las pocas de su desarrollo, as como en todos los productos de su proceso industrial. Tambin la contienen la remolacha y los productos que se obtienen durante su elaboracin, pero en cantidades mucho menores.La glucosa experimenta la fermentacin alcohlica. Esta propiedad constituye la base de la fabricacin del alcohol a partir de varios grupos de sustancias; sustancias que contienen glucosa fermentable directamente o sustancias que contienen azcares que se pueden descomponer por accin hidroltica en otros azcares fermentables.

La fructosa, o levulosa: es una forma de azcar encontrada en los vegetales, las frutas y la miel. Es un monosacrido con la misma frmula emprica que la glucosa pero con diferente estructura, es decir, es un ismero de sta. Es una hexosa (6 tomos de carbono), pero cicla en furano (al contrario que las otras hexosas, que lo hacen en pirano). Su poder energtico es de 4 kilocaloras por cada gramo. Su frmula qumica es C6H12O6.

La galactosa: es un azcar simple o monosacrido formado por seis tomos de carbono o hexosa. La galactosa es una piranosa ya que tericamente puede derivarse del anillo de seis lados formado por 5 tomos de carbono y 1 de oxgeno, llamado pirano. Por ello en su forma cclica se denominar galactopiranosa. La galactosa es sintetizada por las glndulas mamarias para producir lactosa.

b. DisacridosLos disacridos son carbohidratos que estn formados por dos unidades de monosacridos que se liberan al ser sometidos a hidrlisis. La unin de los dos monosacridos se produce por la reaccin del hidroxilo acetlico de uno de ellos con un hidroxilo de la otra molcula con eliminacin de una molcula de agua. Maltosa.- Es el azcar de malta. Grano germinado de cebada que se utiliza en la elaboracin de la cerveza. Se obtiene por hidrlisis de almidn y glucgeno. Posee dos molculas de glucosa unidas por enlace tipo (1-4).

Lactosa

Sacarosa

c. PolisacridosSon compuestos constitudos por muchas unidades de monosacridos:molculas, cientos y an miles de ellas. Estas unidades se mantienen unidasmediante enlaces glicosdicos al igual que los disacridos.Los polisacridos son polmeros naturales que pueden considerarsederivados de aldosas o cetosas por la reaccin de polimerizacin porcondensacin. Un polisacrido que deriva de hexosas, por ejemplo, tiene lafrmula general (C16H10O5)n. RafinosaSe encuentra este trisacrido en pequesimas cantidades en laremolacha (0,02 %), y en cantidades an menores en las melazas deremolacha y de refinera, as como en los bajos productos de extraccindel azcar de las melazas por smosis.Cristaliza en disoluciones acuosas con cinco molculas de aguade cristalizacin. Es menos soluble en agua fra que la sacarosa, y ms enla caliente. Se disuelve fcilmente en el alcohol metlico absoluto y espoco soluble en el alcohol etlico absoluto y fro. Es insoluble en ter.La rafinosa resiste las temperaturas elevadas y los agentesqumicos en mayor grado que la sacarosa. No se deja eliminar por losprocedimientos corrientes de depuracin y atravesando todo el procesode fabricacin llega hasta la melaza en donde se acumula. Tambin secombina con las bases formando rafinosatos.