Planificación y Control de la Producción IND – 211

1. INTRODUCCION

En términos generales biotecnología es el uso de organismos vivos o de

compuestos obtenidos de organismos vivos para obtener productos de valor para el

hombre, teniendo aplicación en la industria alimenticia, la producción de vino y de

cerveza.

A nivel mundial este tema sigue creciendo a una tasa constante entre un 20 a 25%

anual, es decir que es el sector de la producción que crece a mayor tasa en el

mundo, y que no es igualado prácticamente por ningún sector de los alimentos. Lo

que se ve en el crecimiento de la demanda sobre todo de los países de la Unión

Europea, Estados Unidos y el Sudeste Asiático que no logran el autoabastecimiento.

Generalmente la mayor parte del alcohol etílico que se produce es por vía

fermentativa de fuentes azucaradas. Por ejemplo en nuestro país se utiliza la miel

final del proceso de obtención del azúcar, utilizando la levadura como

microorganismo productor de alcohol. Estas dos combinadas con sales de amonio

como fuentes de nitrógeno y fósforo y un pH ajustado con ácido sulfúrico en los

equipos idóneos para el proceso se deben obtener una buena producción de

alcohol.

La caña de azúcar (Saccharum officinarum) es una planta proveniente del sureste

asiático. Es de la familia de los pastos y en sus tallos almacena energía en forma de

sacarosa disuelta en la savia. De esta se extrae el azúcar al evaporar el agua.

La caña es un cultivo de la zona tropical o sub. Tropical del mundo. Requiere agua y

de suelos adecuados para crecer bien. Es una planta que asimila muy bien la

radiación solar, teniendo una eficiencia cercana a 2% de conversión de la energía

incidente en biomasa. Un cultivo eficiente puede producir 150 toneladas de caña

por hectárea por año (con 14% de sacarosa, 14% de fibra, y 2% de otros productos

solubles).

Destilería.-

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La planta retoña varias veces y puede seguir siendo cosechada. Estos cortes

sucesivos se llaman zafras. La planta se deteriora con el tiempo y por el uso de

maquinaria que pisa las raíces, así que debe ser replantada cada 7 a diez años.

La caña requiere de abundante agua. Su periodo de crecimiento varía entre 11 y 17

meses dependiendo de la variedad de caña y de la zona. Requiere de nitrógeno,

potasio y elementos menores para su fertilización. En zonas salinas se adiciona

azufre para controlar el sodio.

Una persona puede cosechar entre 5 y 7 toneladas por día de caña quemada y 40%

menos de caña sin quemar. La cosecha mecánica se hace con máquinas que cortan

la mata y separan los tallos de las hojas con ventiladores. Una máquina puede

cosechar 30 toneladas por hora.

En el presente trabajo práctico se busca incrementar y diversificar las

exportaciones en el sector hidrocarburífico e industrial al mercado mundial

sobretodo el Norteamericano en el consumo de alcohol-etanol, y para esto se

proyecta construir un Ingenio Azucarero que cuente con una destilería de alcohol en

la localidad de San Carlos – Provincia Ichilo a …….. Km. de la ciudad de Santa Cruz;

con una capacidad diaria de producción de 500.000 litros de alcohol Buen Gusto.

2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo General

Diversificar e incrementar las exportaciones en el sector hidrocarburífico e

industrial produciendo 500.000 litros de alcohol-etanol diariamente.

2.2. Objetivo Específico

Realizar un estudio de localización adecuada, para la implementación

de una Destilería de alcohol que logre satisfacer los requerimientos del

mercado actual.

Establecer la localización de tierras aptas para el cultivo de caña de

azúcar.

Destilería.-

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Planificar, programar y controlar la producción de alcohol-etanol,

materia prima, insumos, recursos humanos, hectáreas, maquinarias y equipos

de la Destilería de alcohol-etanol “Buen Gusto”.

Ampliar la producción de alcohol – etanol para abastecer el consumo

local importación y exportación de alcohol-etanol.

Realizar la planificación del sistema de producción para que de esta

manera se pueda abastecer eficientemente el requerimiento de la demanda

del país y de los Estados Unidos.

Fomentar el crecimiento de la producción y consumo de

biocombustibles en nuestro país.

Impulsar las exportaciones para permitir el ingreso de mayores divisas e

incrementar el ingreso Per-capita en nuestro país, para que ayuden al

desarrollo de nuestra economía.

3. DATOS GENERALES DE LA ORGANIZACIÓN

3.1. Razón Social

La razón social de nuestra empresa es” La Moliendita del Norte S.A.”

3.2. Tipo de Organización

Localización La planta de alcohol etílico podría ser ubicada cerca de un suministro de caña de azúcar y del mercado de alcohol etílico con buenas facilidades de transportación. La mayor parte de la planta será ubicada en área abierta, pero el cliente podría requerir una estructura de concreto reforzada para soportar aquellos servicios ubicados en posiciones elevadas.

Factores de crecimiento.

Oxigeno:

Las levaduras son microorganismos anaerobios facultativos, aunque se ha probado que en casa proporción son capaces de desarrollarse bajo condiciones anaerobias por completo. En presencia de oxigeno, el crecimiento de la levadura es mucho mas vigoroso que en cultivos bajo condiciones en que no es posible el acceso de oxigeno.

Temperatura:

La temperatura óptima para la máxima producción de levadura se encuentra a 36° C. El coeficiente crecimiento (r , gramos de levadura producidos por hora

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por gramo de levadura presente), a 20° C es 0.149, a 30° C será 0.311 y a 36° C0.342, con lo cual disminuye al aumentar la temperatura (J- White y D. J. Muñiz, 1951).

En la mayoría de la levadura el máximo de temperatura para el crecimiento se halla entre 34 – 47° C. La temperatura determina además la actividad de las distintas enzimas de la levadura, y también en este aspecto las diversas especies reaccionan de forma diferente.

La concentración de iones de hidrogeno:

El crecimiento y la fermentación de la levadura dependen en alto grado de la reacción del medio nutritivo. El pH optimo para el crecimiento de la Saccharomyces cervisiae es entre 4,4 – 4,8. En las alcoholeras se trabaja a un pH alrededor de 4,2 para evitar contaminaciones en el medio de microorganismos indeseables.

Potencial de óxido – reducción:

El rH es la fuerza reductora de hidrogeno gaseoso de una atmósfera de presión, que a sido activada por un electrodo de platino. rH 42 representa el potencial de un electrodo rodeado por oxigeno puro de una atmósfera de presión. Los rH expresan, por tanto, la relación de de hidrogeno y oxigeno de una solución. El punto neutro es 21, correspondiente a un pH igual 7. El margen vital de las levaduras se extiende por lo general desde rH 10 hasta rH 27.5. A ambos lados de esta cifra, el potencial de oxido – reducción resulta toxico. La mayoría de los sacarmicetes prefieren cifras rH alrededor de 20.

Sin embargo las levaduras pueden acostumbrase a vivir a un valor bajo de potencial oxidación y reducción.

1.3.2 – Producción de alcohol convencional.

En el proceso de obtención de alcohol usando tecnología convencional, consta de varias etapas desde un desarrollo de una cepa pura a escala de laboratorio hasta llegar a obtener la población requerida en el fermentador con el objetivo de producir el alcohol. En este proceso nos encontramos con distintos parámetros los cuales hay que controlar como son: temperatura, pH, brix y nutrientes. El pH se regula mediante la adicción de acido sulfúrico al medio, mientras que, para los nutrientes se añade la cantidades requerida de sulfato de amonio y fosfato de amonio para asegurar los mismo.

Cultivo puro:

Se prepara en el laboratorio utilizando materias primas similares a las del proceso industrial en condiciones de absoluto esterilidad, a veces se evita airear a menos que se pueda garantizar esto estérilmente ya que es importantísimo garantizar la pureza del cultivo.

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Cultivador:

Se utiliza un medio de cultivo que contiene alrededor de 80 g/L del azúcar utilizado en el proceso, además, del resto de sales que complementan el medio para el adecuado crecimiento de la levadura. Aquí la formación de alcohol es escasa y el crecimiento en la práctica se conduce hasta cerca del final de la fase logarítmica, en que se cuenta una población microbiana abundante.

Pre – fermentador:

No se esteriliza el medio y la pureza del cultivo va lograrse reduciendo el

pH hasta valores de 4,2. En esta etapa la aeración es deficiente y se

produce la propagación de la levadura y la formación de alcohol. El pre –

fermentador nos garantiza un cultivo de aceptable pureza microbiológica y

cierto grado de adaptación al medio alcohólico (Dr. Ing. Maria teresa

Hernández, 1986)

3.3. Superficie de asentamiento

3.4.1. Superficie Cubierta

3.4.2. Superficie Total

4. ESTUDIO DE TRABAJO

4.1. Definición del problema

Con la finalidad de diversificar e incrementar las exportaciones en el sector

hidrocarburifico e industrial aprovechando la expansión mundial de este

mercado con 500.000 litros de alcohol-etanol por día.

4.2. Análisis del Problema

Si consideramos que un buen terreno rinde unas 90 Ton. de caña por hectárea

¿Dónde debería estar el instalado el ingenio?

Se deberá considerar un rendimiento del 10% de pon sacarosa.

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Deberá planificar, programar y controlar adecuadamente la producción diaria, los

requerimientos de insumos tanto como materia prima, equipo, materiales y

humanos.

4.3. Búsqueda de soluciones posibles

Transporte y Comunicaciones: Santa Cruz tiene un sistema vial que

lo conecta con los otros departamentos y con países vecinos a través de

carreteras, ferrocarriles, transporte aéreo y fluvial.

Por Carretera : se tienen acceso, por el oeste, a los puertos del

Pacífico (Arica, Iquique en Chile, Ilo, Matarani en Perú); pro el Sur, con la

argentina y el Paraguay; por el Sudeste, está la carretera a la frontera

con el Brasil, que se constituye en un proyecto prioritario a nivel

nacional para ser asfaltado puesto que conecta con los puertos del

Atlántico del sur de Brasil, del Uruguay y de la Argentina, estos últimos

a través de la hidrovía Paraguay-Paraná.

Por Ferrocarril: se tiene, por un lado el tramo Santa Cruz - Puerto

Suárez (Corumbá-MS (Brasil) -591 Km. ) que se interconecta con la red

brasileña, y por otro, el tramo santa Cruz - Yacuiba,(Pocitos (Argentina) -

) conectado con la red argentina. Por la Argentina también se puede

ingresar a Antofagasta (Chile), que es otra alternativa de puerto sobre

el Pacífico.

4.4. Aporte de Santa Cruz a la Economía de Bolivia

Producto Interno Bruto : 30,63 % Participación sectorial

o Agropecuaria : 42,5 % o Comercio : 36,2% o Industria manufacturera: 35,0 %

Actividad bancaria o Cartera de créditos: 50,5 % o Captación: 31,8 %

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Generación de divisas: 62,0 % Importaciones: 40,0 %

o Importaciones Productivas: 75 % Exportaciones: 50,7 %

o Exp. No tradicionales: 67,1 % o Exp. Tradicionales: 36,0 %

Inversión extranjera: 47,6 % o (LPZ: 19,1 %)

Impuestos. Internos + IEDH: 48,5 % o (LPZ.: 32,7 %; CBB.: 11 %)

Participación demográfica: 25 % o 75 % nacieron en SCZ.

5. DESARROLLO DEL PROCEDIMIENTO

5.1. DEFINICIÓN DEL PROBLEMA

5.1.1. Descripción de la materia prima

La materia prima que se utiliza en la fabricación del alcohol orgánico es la miel de azúcar de tercera, más conocida como melaza orgánica, obtenida en el proceso de centrifugado continuo en la producción azucarera. Para poder producir alcohol con la denominación de orgánico es necesario prescindir de agregar sustancias químicas obtenidas por síntesis, tales como ácido sulfúrico, penicilina, urea, fosfato y antiespumante, en algunas etapas del proceso de producción del alcohol.

El alcohol es empacado en barriles plásticos de 200 litros de capacidad

origen Caña de azúcar

Destilería.-

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sabor típico

apariencia incoloro

Grado alcohólico. 96º

Acidez total, (el exp. En el alcohol de g/hl de ácido acético a 100% vol.) Máx. 1.5

Ésteres, (el exp. En el alcohol de g/hl de ethylacetate a 100% vol) Máx. 25.0

Aldehídos, (el exp. En el alcohol de g/hl de etanol a 100% vol) Máx. 2.0

alcoholes superiores, (en alcohol g/hl a 100% vol) Máx. 9.0

Metanol (en alcohol g/hl a 100% vol.) rastro

Residuo seco (en alcohol g/hl a 100% vol.) Máx. 6.0

Furfural ausencia

El benceno ausencia

prueba de Barbet, minutos 14:00

PROCESO DE OBTENCION DE LA CAÑA DE AZUCARY LA DESTILERIA DE ALCOHOL

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1.- Partes que componen la planta de la caña.2.- Introducción de materia prima.3.- Depuración de jugo.4.- Balanza de jugo.5.- Sulfatación.6.- Encalación.7.- Clarificación.8.- Filtración.9.- Evaporación.10.- Generación de vapor.11.- Cristalización.12.- Centrifugación.13.- Secado y envasado.14.- Variedades de caña.15.- Peligros para la planta.

Destilería.-

FLOR

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Zona superior ----------------- 15% Sac. Zona central ----------------- 60% Sac. Zona inferior ----------------- 25% Sac.

Rendimiento ----------------- 100% = Sacarosa en planta

PROCESO DEL AZUCAR DE LA CAÑA.-

Mundialmente conocida la planta de la caña, antiguamente esta planta era silvestre así fue descubierta por una tribu en la región de África ellos en sus andanzas se preocupaban de la sed, tuvieron que cortar el tallo de la caña y vieron que tenia

Destilería.-

HOJASac. 15%

Sac. 60%

Sac. 25%

Canuto

Semilla

brote

Cicatriz

Zona cerosa

Zona de corte

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mucho jugo y muy exquisito tomaron en cantidad, ellos no supieron que contenía muchas calorías les daba hasta fiebre amarilla, pero se dieron cuenta que no dio resultado para la sed en cantidad dieron orden de no utilizar mas ese líquido se dejo muchos años en prohibición. Llegó una época, que los misioneros Norteamericanos llegaron a esa región, por maldad pensaron y se pusieron a invitar el jugo pero esta gente civilizada tenía recelo en cambio ellos se interesaron y llevaron una muestra a los laboratorios de Jaguar, donde ellos allí descubrieron el porcentaje de calorías que contenían la planta de la caña y luego denominaron los nombres en dos fracciones nebulosa y glucosa y las dos juntas la llamaron sacarosa y se sintetizo la química una formula global (CI2 H22 OII).Una vez industrializado este líquido se llego a perfeccionar así llegando a un estado de cristalización, y se vieron obligados a producir en cantidad y para ello tuvieron que valerse de las máquinas de esa manera se formó un primer ingenio en los E.U.A.Una vez llegada la planta de la caña a los ingenios según las maquinarias son transportados a unas mesas alimentadoras que tienen una caída a unas transportadoras sin fin donde allí espera una cuchilla para desmenuzar, con el objeto de facilitar el buen trabajo de los molinos, una vez producido el caldo de caña primeramente conduce a unas balanzas automáticas, para facilitar la contable azucarera en los laboratorios y crear factores de extracción que es muy importante para el rendimiento fabril.Teniendo en cuenta que la fábrica está conformada por las siguientes secciones: depuración de jugos, evaporación, cristalización, centrifugación, secado y envasado.

SECCIÓN DEPURACION DE JUGOS.-

Para tener una buena calidad de producto depende el buen trabajo que se efectúe en la sección, como ser de importancia tanto de separar cuerpos extraños o impurezas o sales o orgánicas, bagacillos y eliminar la clorofila contenida en el jugo.

BALANZA DE JUGO.-

Cuando se reciben los jugos del primer molino y segundo que no precisa ninguna mezcla de agua se llama jugo mixto con este producto se debe tener mucho cuidado en tomar las muestras puras que esto influye en los análisis para determinar el contenido de sacarosa % y su pieza.Se llama jugo mixto a la extracción del primer molino los demás molinos reciben aguas de inhibición o tras veces caliente con objeto de ayudar a extraer mayor porcentaje de sacarosa que ocasiona pérdidas en el bagazo que también se debe controlar en los laboratorios, es necesarios para los cálculos del mismo laboratorios.

SULFITACIÓN.-

Una vez pasado el jugo pasa a la sección sulfatación la cual consiste en poner en contacto el jugo con los gases de azufre quemado (SO2) lo que se consigue por

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medio de una columna elevada cae el jugo amortiguando en los platos que contiene las torres donde contamina el gas del jugo en el anhídrido sulfuroso (SO2)b es combustión de azufre quemado en un horno rotatorio que debe absorber a la inversa, o sea el jugo cae y el gas sube.El SO2 tiene su formación ácido sulfuroso: (SO3H2) con el agua del jugo proceda el descenso del PH. Además elimina los huevos de rana, precipitando otras impurezas y elimina la clorofila así queda el jugo más brilloso, este producto observamos en el jugo cloroficado.

ESCALACIÓN.-

Luego del jugo sulfatado se someta a la lechada de cal con una concentración de 5 grados BE, esta mezcla proporciona un tanque de 1000 litros y es agitado mecánicamente llamándose Encaladoras, tiene la propiedad de neutralizar la acidez natural del jugo incrementando de la sulfatación y de esta manera reaccionar el ácido sulfuroso para formar el precipitado de sulfato de calcio durante el recorrido la sedimenta y arrastra todas las impurezas en suspensión que contiene el jugo extraído por el trapiche.Siguiendo el proceso el jugo pasa a unos calentadores como tercer paso, el jugo ese calienta hasta 100ºC a través de unos tubos especiales, y tener cuidado de mantener sus límites de temperatura, la baja temperatura, perjudica la clasificación como cuarto punto tenemos la sección:

CLASIFICACIÓN.-

El jugo ya tratado, es depositado en dos tanques de capacidad 200000 litros cada uno de estos recipientes se llama clasificadora o decantadora o graberis que tiene por misión de separar todas las impurezas o cachazos. También tiene control estricto a través de unos tubos de ensayo, en este caso interviene el laboratorio sobre clasificación para determinar los coeficientes óptimos en su trabajo.

FILTRACIÓN.-

El quinto paso es el depurar el jugo para recuperar la sacarosa contenidas en las impurezas (cachaza) que son separadas en los clasificadores, o filtración y para evitar la perdida de sacarosas estas impurezas debe ser mezcladas con bagazo fino una cantidad adecuada hasta que forme un fluido que pueda pasar por los tambores rotativos y estos tambores cuentan con telas metálicas con perforaciones fina donde separa la torta de cachazo esta separación es por medio de un vacío (o succión) que interiormente tiene muchas cañerías. El jugo seccionado se sobreentiende así quedando la torta con un espesor de un centímetro de espesor y es ayudada con unos pulverizadores de agua caliente así ayuda a rescatar lo máximo la perdida de sacarosa que contiene luego la torta lavada con poca cantidad es desecha da al campo. Este residuo rico al final tiene sustancias orgánicas con unos 80% de humedad y sirve como abono de primera calidad.

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SECCIÓN EVAPORACIÓN.- El jugo clasificado contenido un 85% de agua y un 15% de sólidos disueltos entre los que se encuentra la sacarosa o azúcar. Es necesario eliminar una gran parte de esta agua. Que se encarga de la evaporización mediante vapor hasta el punto de ebullición con unos aparatos tubulares denominados evaporadores los cuales evaporan el exceso de agua que contiene el jugo permitiendo obtener un producto viscoso y denso de concentración adecuada, este producto se denomina con el nombre de MELADO que posteriormente será utilizado como producto virgen en la sección cristalización.Los trabajos de evaporización trabajan según la capacidad de los ingenios puede ser 6 cuerpos 8 – 10 - todos trabajan en serie, primeramente le jugo entra en el 1er. Cuerpo suministrando vapor una vez hierva el jugo generando de esta forma un vapor vegetal. El jugo que sale del evaporador 1 parcialmente semiconcentrado para luego entrar en la caja Nº 2 en ella el jugo calentado llega a ebullición con vapor vegetal que se utilizara para calentar el evaporador Nº 3 así sucesivamente el jugo saldrá del ultimo cuerpo debidamente concentrado a 33º Bé Brix 19oo Pza. 85 que es el Melado listo para entrar en la etapa de cristalización la utilización del vapor producido por un evaporador para calentar los siguientes cuerpos es solo posible por un hecho importante de producir el vacío en los dos cuerpos últimos, este se transmite de forma decreciente hasta la última caja mientras en el 1 forma depresiones que hacen bajar la temperatura de ebullición del jugo que contiene evaporador Nº 2 es menor que del primero y la del3 es menor que la del 2, la del 4 es menor que la del 3 y así sucesivamente , el vapor generado de los dos últimos cuerpos es enviado a un condensador barométrico donde se concentra al mezclado con el agasafris. Los gases inconfesables o aire que contienen las cajas son extraídas por las bombas de vacío parte de los de los vapores producidos por las cajas 2 y 1 son utilizados para calentamiento de tachos de cocimiento A-C y varios.Las aguas condensadas provenientes de los vapores de los calentamientos también se utiliza una parte, para alimentar las calderas que tienen por finalidad de producir vapor de alta precisión y temperatura o usos varios en fábrica como ser disoluciones de azúcar para jarabes, lavados de azúcar o limpiezas.

GENERACIÓN Y APROVECHAMIENTO DEL VAPOR.-

Las calderas generan vapor directo de alta precisión y temperatura utilizando las aguas condensadas por tenientes de los vapores de baja presión usados en los diversos sistemas de calentamiento de la fábrica y como combustible utiliza el bagazo de la caña.Uso de los vapores. El vapor directo es de 25 kilos con de presión y temperatura de 325º C que se utiliza para accionar los turbogeneradores y a su vez transforman esta energía en corriente eléctrica la cual, se utiliza para la eliminación y fraccionamiento de motores y equipos de fábrica. Luego para accionamiento para máquinas alternativas que mueven conductores de caña y el trapiche. Los vapores usados en la A y B luego de ser utilizados, reciben el nombre de vapores de escape. Tiene una presión de 15 Kg. Ca2 y una temperatura de 150º a 160º estos vapores

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tienen todavía energía suficiente y se ocupan por calentamientos en calentadoras de jugo. Evaporización y tachos de Refinería, Secadores y Centrífugas . las aguas condensables resultantes de estos vapores se utiliza nuevamente para alimentación de calderas que cerrando el vuelve a transformarla en vapor directo.

SECCIÓN CRISTALIZACIÓN.-

Cuando se muele la caña en el trapiche lo que hacemos es solamente separar la materia sólida (fibra o bagazo) así perdiendo 5% a 10% de azúcar que contiene la caña esto es casi estable en todos los ingenios. Luego de la evaporación el jugo diluido se transforma en melado. El melado contiene:

52% sacarosa o azúcar. 35% agua. 10% compuesto químico o sea no azucares. 3 % azucares reductores.

La forma de separar el azúcar o sacarosa de los demás compuestos químicos que la acompañan por medio de Cristalización. Para la cristalización se utiliza unos tachos de cocimiento al vacío con superficie de calefacción tubular en los cuales se hierve el melado para concentrarlo aún más llegado a cierto punto de concentración o sobresaturación se produce la cristalización espontánea de sacarosa separando de los otros compuestos químicos formando pequeños núcleos de cristales muy menudos esto se observa mediante una lupa o microscopio y así observando los gramos o cristales luego se alimenta más melado, para bajar la sobresaturación e impedir la formación de más granos o cristales. De esta manera la sacarosa contenida en el melado alimentado se deposita sobre los núcleos formados. Esta alimentación se continua en forma racional y bajo riguroso control para evitar algunos trastornos o caramelizar el producto por descuido del operador. Es así que el cristal va desarrollando hasta alcanzar su máximo tamaño cuando el tacho ya se llena.La mezcla de cristales de azúcar y melado parcialmente agotado contenida en el tacho se denomina masa A se descarga sobre un recipiente que se llama cristalizador accionando por paletas y carpetin de agua fría para ayudar a cristalizar o crecer el cristal. Posteriormente se separaron los cristales de azúcar mezclada con el melado que se llama mieles y estas mieles son separadas de los cristales por unos campos que se llaman centrífuga obteniendo así azúcar “A” y miel “A” . la miel “A” separada contiene todavía residuos de azúcar con ella se efectúa el segundo cocimiento y se produce la masa cocida B, que da origen al azúcar B y la miel B. Con esta miel se elabora la masa C que a su vez produce azúcar D y su miel C contenida en el azúcar pero su concentración es pequeña a realización con los demás compuestos Químicos que le acompañan. Luego a la miel C se denomina con el nombre de melara que sale de fábrica todo agotado con pureza de 35 a 45 de pureza que este producto es enviada a Destililería para elaborar el alcohol. También el azúcar C vuelve como semilla C este producto sirve para facilitar el cocimiento más rápido.

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En cuanto a Cristalización los recipientes son de 250 litros de 500 litros y cada recipiente tiene tubos de contención.

SECCIÓN CENTRIFUGACIÓN.-

Centrífugas son equipos por un motor eléctrico un sistema de transmisión y un canasto metálico perforado recubierto interiormente por telas metálicas con perforaciones grandes y medianas y pequeñas esto tiene la finalidad separar los cristales mezcladas con miel contenidas en las masas cocidas.El motor pone en movimiento al canasto que normalmente alcanza sus velocidades de 1000 a 1500 revoluciones por minuto.Este movimiento rotativo es generalmente con fuerza centrifugada perpendicar a las paredes del canasto que permite la eliminación del canasto que permite la eliminación de las mieles a través de las perforaciones retienen los cristales en el interior del canasto. De esta manera la masa cocida queda separada el azúcar de la miel y para obtener blanca el azúcar las centrífugas vienen en el interior unas toberas que permiten lavar con agua unos 25 segundos y vapor unos 35 a 40 segundos para semisecar. Luego se descarga para ser transportadas a la sección secadores de azúcar tratándose de un azúcar refinado o de 1º clase.También tenemos el azúcar de 2ª clase este sistema se utiliza parar su refundición para convertir en jarabe A.El último proceso de secado y envasado: El azúcar comercial de 15 (refinada) son directamente conducidas a secadores que deben mantener la temperatura el 50 a 60 para solo semisecar y luego en la circulación contamina aire caliente que ayuda a enfriar y a secar la humedad restante en el azúcar. Una vez seco el producto es conducida por unas transportadoras mecánicas hasta las barandas que tiene el objeto de clasificar el grano de azúcar o sea pasa por dos telas P. Tela recibe carga y dando lugar de pasar el azúcar suelto comercial.Y así quedando el rechazo o azúcar con clorneados y este rechazo se vuelve a fundir en agua caliente para rescatar en jarabe y retorna a cocimiento.En cambio el azúcar fina y seca es cocida a los silos o depósitos listo para el embolsado y costurado para enviar al comercio.

VARIEDADES DE CAÑA ACONSEJABLE EN NUESTRO MEDIO.-

En base de mucha experiencia y en búsquedas de nuevas mejoras variedades para Bolivia (Sta. Cruz) según experimentos en la granjas de Saavedra y Facultad de Tucumán bajo la dirección de técnicos ingenieros Agrónomos, aconsejan el cultivo especifico para cada tipo de suelo, recomienda el cultiva de las siguientes variedades como 1º punto tendríamos el campo Brasil (C.B.) conocidas vulgarmente otras veces de color blanco o verde amarillo ligero puede ser cultivado en suelos medianos o livianos medios suelo arenoso dando buenos resultados en escala comercial. Y es de maduración temprana o mediana es caña blanda por su bajo contenido de fibra y tiene un contenido exuberante hace que las plantas se tienden,

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y tienen buena longitud y grosor de tallo y es macollaje regular y tiene buena germinación.

COIMBATORE 421.-

La variedad de caña de (C.O. 421) tiene a un rendimiento aceptable que da en suelos donde mas condiciones tiene la humedad y teniendo buenas condiciones de fertilidad es una caña bastante dura en su elevado contenido de fibra (15%) y una de las más tolerantes a la sequía y florece profundamente es caña de maduración temprana.

COIMBATORE 527.-

La variedad de caña (C.O. 527) ocupa buenos puestos en relación de otras durante varios años en los ensayos regionales han demostrado tener buenas germinación, buen macollaje bastante jugo que mantiene unos tres meses ósea Junio, Julio y Agosto y vuelve a bajar el peso y contenido de sacarosa y bastante contenido de fibra estimación buen rendimiento fabril promedio 11% Rto. Fabril pureza jugo alta y de planta es delgada y mediana.

C.O. 617.-

La variedad (C.O. 617) también a ocupado buenos puestos en varios años de observación en relación a otras tiene germinación regular poca floración buen rendimiento fabril.Las demás variedades en Bolivia no dan resultados como ser la carta vio jara oro verde botella son de poca duración tanto en paso como en sacarosa pero se mantiene todo el año en cambio la canal Poen (C.P.) tiene muchas desventajas crece inelidado cae al suelo y se pierde tiempo en su cosecha en Rto. Sumamente buena pero no superior a la listada o cayana tampoco no se aconseja por razones de que su fibra es muy frágil y fácil de prenderse en los molinos ocasionando fracturas en los peines y cilindros últimamente se recomienda a los cañeros tomar nota sobre la caña quemado preocupa muchos en los ingenios y tiene mucho cuidado y rápidamente el proceso por el que el jugo es ormentocible en el calor ocasiona inversiones de drogas como ser fosfato trisodico para neutralizar la acidez ocasionada el calor contaminada. Luego en los tachos también se utiliza Pana id o blanquid objeto de evitar viscosidad y color rojo amarillo persistentes en el grano de azúcar y difícil la separación de las mieles del grano la tela viscosa impermeabilizada el lavado en la centrífugas.

PELIGROS PARA LAS PLANTAS

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La introducción de plagas insectibles, patógenos causantes de enfermedades de las plantas en una región, provincia y departamento del país, puede modificar fundamentalmente la economía agrícola de la nación. Consciente de este peligro y la sentida necesidad que existe de informar y orientar al público lector en general y al agricultor en particular, consideramos necesario señalar que los medios más comunes de transmisión de las plagas y enfermedades de las plantas cultivadas son: el viento, el agua de riego y lluvia, los insectos, los animales y el hombre.Entre los mencionados, el hombre es transmisor mas efectivo de las plagas y enfermedades, porque justamente las lleva al lugar preciso esto es, allí donde va a cultivar.Este hecho se agrava mucho más si se toma en cuenta la evolución y perfeccionamiento de los medios de transporte que permiten que los insectos plagas y los agentes patógenos que acompañan a las semillas, estacas, bulbos, tubérculos y otras formas de reproducción de las plantas exóticas han sido introducidas en nuestro país en el momento de importar aquellas, en el afán natural que tiene el hombre de introducir nuevos cultivos y variedades.Aquellas plagas y enfermedades traídas del extranjero, juntamente con las que ya existan en el país, ocasiona anualmente una disminución apreciable de las cosechas, tonel con siguiente perjuicio económico, al que debe agregarse el costo que el agricultor eroga para combatirlas .En estas condiciones tenemos que considerar, por una parte las plagas y enfermedades ya introducidas y con las cuales el agricultor convive soportando las perdidas económicas consiguiente y por otra debemos considerar las que podrían introducirse juntamente con nuevas importaciones de vegetales. En el primer caso, no queda otra alternativa que combatirlas por todos los medios para disminuir al mínimo las perdidas que actualmente soporta la agricultura.En el segundo caso, conscientes del peligro que representa la importación de plantas, partes de estas y otras formas de reproducción de vegetales, es necesario practicar todas las medidas disponibles para evitar la introducción de nuevas plagas y enfermedades perjudiciales al desarrollo agrícola del país, entre estas medidas mencionaremos las siguientes:

1.- No importar plantas, semillas, frutas, estacas, bulbos, tubérculos y otros, sin la Autorización Ministerial correspondiente.2.- Las importaciones autorizadas, deben cumplir con todos los requisitos legales y sobre todo con la inspección SANITARIA que las autoridades competentes del servicio de sanidad Vegetal deben realizar, con el objeto de cerciorarse de que los vegetales importados no tienen ninguna enfermedad ni son portadoras de insectos plagas perjudiciales a la agricultura nacional, medida similar debe cumplirse en la recepción de encomiendas postales que lleguen por intermedio de las líneas aeronavegación y del Servicio Nacional de Correos.3.- El viajero portador de vegetales o partes de ellos, inmediatamente de su arribo al país, debe dar parte al inspector de sanidad Vegetal o al de Aduanas , para su correspondiente examen. Este requisito es indispensable aún en el caso de que tenga el permiso de importación. La inspección del estado sanitario de las semillas plantas, frutas y otras partes del vegetal es una medida necesaria para evitar la introducción de insestos de plagas y

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erotógenos causantes de enfermedades, ya que una vez que estos atacan y se establecen los cultivos, son difíciles de erradicar.

Desarrollo.

1-Fermentación alcohólica a partir de varios sustratos azucarados.

1.1- Generalidades de la fermentación alcohólica.

La fermentación siempre ha sido una parte importante de nuestras vidas: las comidas pueden ser estropeadas por las fermentaciones microbianas, las comidas pueden ser hechas por las fermentaciones microbianas, y las células del músculo usan la fermentación para proporcionarnos las contestaciones rápidas. Podría llamarse la fermentación el personal de vida porque nos da la comida básica, el pan. Pero cómo la fermentación realmente no se entendió hasta que Louis Pasteur en la última parte del decimonoveno siglo y las investigaciones que siguieron.

La fermentación es el proceso que produce bebidas alcohólicas o producto lácteos agrios. Para una célula, la fermentación es una manera de conseguir la energía sin usar oxígeno. En general, la fermentación es degradación de substancias orgánicas complejas en más simples. La célula microbiana o animal obtiene la energía a través de la glucólisis, mientras hendiéndose una molécula de azúcar y los electrones quitando de la molécula. Los electrones se pasan entonces a una molécula orgánica como el ácido del pirúvico. Esto produce la formación de un producto desechado que se excreta de la célula. Productos desechados formados de esta manera incluyen alcohol etílico, alcohol del butílico, ácido láctico, acetona, etc.

Las vías de producción de etanol han variado en diferentes épocas. Antes de la segunda guerra mundial se utilizaba la vía fermentativa, luego fue desplazada por vía petroquímica que consistía en la hidrogenación catalítica del etileno.

Catalizador

CH2 = CH2 + H2 CH3 -CH2 -OH

Después de la década de los años 70, la producción de alcohol adquiere un nuevo giro debido al aumento de la demanda del etanol y el encarecimiento de los hidrocarburos y la vía fermentativa vuelve a competir nuevamente.

Como consecuencia de la crisis internacional del petróleo, el etanol pasó a ser visto como un producto de mezcla, o aún como reemplazantes de gasolinas, esto determinó el establecimiento de numerosas plantas de producción de etanol por fermentación microbiológica (Olguín E .J.; Téllez P, otros, 1988).

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C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + CALOR G =234.5Kj

A partir de entonces se inicia la investigación de nuevas fuentes de materias primas, así como la búsqueda de mejoras tecnológicas.

En los países productores de azúcar, resultaron ser las fuentes más prometedoras de carbono para la obtención de etanol, los productos intermedios y subproductos del proceso de producción de azúcar.

Los países no productores de esta, comenzaron a usar cereales como fuente de carbono, analizando conjuntamente varias alternativas, tales como la utilización de los residuos comunales de papel y cartón, previa separación mecánica del resto de los desechos para su hidrólisis enzimática y su posterior conversión a etanol (Blanco C. G, 1982).

Según Quintero (Quintero, R, 1981), de manera esquemática se puede representar la fermentación de la siguiente forma:

Microorganismos + Nutrientes + Cond. Ambientales Fermentación

Productos intracelulares: Proteínas, endotóxinas, etc.

Productos extracelulares: Antibióticos, alcohol, etc.

Es el proceso mediante el cual muchos organismos extraen energía química de las moléculas de glucosa y de otros combustibles en ausencia de oxigeno molecular. La fermentación anaeróbica constituye el tipo más sencillo y primitivo de mecanismo biológico que permite la obtención de energía de las moléculas nutritivas. Las ecuaciones de la fermentación alcohólica no implica el oxigeno molecular, a pesar de lo cual tiene lugar reacciones de oxidación – reducción. Este aspecto se pone de manifiesto en que el etanol es una molécula relativamente reducida es decir, rica en hidrogeno y el CO 2 es una molécula relativamente oxidada, es esto, pobre en hidrógeno.

La fermentación alcohólica transcurre por la misma ruta enzimática de la glucólisis, pero necesita dos etapas adicionales.

En la primera parte, el átomo de carbono α del piruvato es atacado por el pirofosfato de tiamina y experimenta una descarboxilación o sea, perdida de CO2; el coenzima queda en la forma de 2-hidroxietil – derivado que puede considerarse una forma del acetaldehído activado o ligado al coenzima.

piruvato acetaldehído + CO 2

En la etapa final al acetaldehído se reduce a etanol y el potencial de reducción es proporcionado por el NADH + H+, en una reacción catalizada por la alcohol – deshidrogenada.

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Acetaldehído + NADH + H+ etanol + NAD+

Las reacciones de la fermentación alcohólica resultan completas en su visión del fenómeno cuando en las mismas se tiene en cuenta la formación de ATP a partir de fosfatos. En realidad, este proceso no puede ocurrir sin la simultánea fosforilación oxidativa del ADP.

C6H12O6 + 2Pi + 2ADP 2CH3 -CH2 -OH + 2CO2 + 2ATP + 2H2O

Durante la etapa de crecimiento de los cultivos, los mismos son sometidos a una oxigenación fuerte, mediante la aireación del medio, lo que permite la utilización de la glucosa por oxidación completa. Este proceso rinde una gran cantidad de energía que en parte es fijada mediante el sistema ADP - ATP y posibilita el desarrollo de reacciones de síntesis celular, que consumen gran cantidad de energía. Una vez que el cultivo en el fermentador ha alcanzado el número de células necesario para la degradación óptima de la materia prima se elimina la aireación y las condiciones anaeróbicas se establecen en el medio por el consumo de oxígeno remanente y el desprendimiento de CO2.

En las condiciones anaerobias, el aporte de energía a las células es muy pequeño comparado con el de la respiración y con las necesidades energéticas de la síntesis lo que implica que en estas condiciones no se produzca el crecimiento celular. La experiencia indica, no obstante, que aún en condiciones anaerobias existe una mínima reproducción celular a expensas y acorde con el pequeño aporte energético recibido por la célula. Este fenómeno es conocido como "Efecto Pasteur" (Quintero,R.R, 1981).

1.2- Sustratos utilizados en los procesos fermentativos.

Los sustratos son componentes del medio capaz de sustentar el crecimiento de microorganismos o la producción de metabolitos secundarios. La función del medio nutriente es idéntica a la de los medios de reacción química, es decir, proporcionar los componentes químicos necesarios y en las proporciones adecuadas para que la reacción ocurra. En adición, debe asegurar los componentes que garanticen el crecimiento de los microorganismos en todas sus facetas, en la forma más accesible, o sea, en medio líquido. Solo en casos especiales se usan medios con nutrientes sólidos o gaseosos. Además de los componentes esenciales, como fuente de carbono y de energía y nitrógeno, el medio debe contener otros muchos nutrientes que se requieren para la propagación de las células microbianas. El ajuste de la composición del medio y las propiedades físico-químicas ayuda en el mantenimiento de las tasas máximas de producción y la dirección adecuada de un cierto proceso.

Para la producción de alcohol han sido utilizadas diferentes fuentes de carbono como materia prima (materiales biológicos), las cuales deben poder ser transformadas con facilidad en azúcar fermentable, almidón o celulosa. Su uso práctico estará determinado por el rendimiento en alcohol, por su costo y el tipo de microorganismo que se utilice.

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La utilización de una u otra materia prima varía de un país a otro. Varios autores entre ellos Palacio y Almazána and Horii J.TIBS, 1979, Blanco C.G, 1978, coincidieron en definir 3 tipos de materias primas para la producción de etanol, las cuales son:

a)- Materiales portadores de azúcares simples (tales como caña de azúcar, melazas, sorgo dulce, etc.) el cual contiene carbohidratos como fuentes de azucares.

b)- Almidones (tales como la yuca, maíz, papa, etc) los cuales contienen carbohidratos en formas de almidón como fuente de azúcares.

c)- Celulosas (tales como la madera, residuos agrícolas, etc.) cuyos carbohidratos se encuentran en formas más complejas.

Se incluye un cuarto grupo de materia prima, (Blanco C.G, 1978).

d. Hidrocarburos gaseosos.

En las tres primeras, el alcohol se produce por fermentación de azúcares con levaduras. La materia prima de la primera clase fermenta directamente. La segunda consta de hidratos de carbono complejos, como el almidón, que primero se deben convertir en azúcares fermentables mediante la acción de enzimas.

1. Las sustancias celulósicas de la tercera clase se convierten en azúcares fermentables por hidrólisis con ácidos inorgánicos. La alternativa de emplear residuos lignocelulósicos en la producción de etanol, constituye hoy día una posibilidad altamente prometedora por su amplia disponibilidad en el mundo. La existencia en los diversos países iberoamericanos, de abundantes recursos lignocelulósicos, justifica la dedicación por parte de estas naciones, de un esfuerzo importante al desarrollo y adaptación de tecnologías tendientes a la utilización integral y racional de los mismos. Como materia prima, se emplean primordialmente el eucaliptos como ejemplo de madera dura, el pino como representativo de madera blanda, el bagazo como residuo agroindustrial y el cardo como ejemplo de cultivo agroenergético, (Brasil Acucareiro. Vol. 99.Ano 82 No 5). La idea de producir etanol a partir de esta vía data de las décadas de 1940 y 1950, y su producción se ha llevado a escala comercial en algunos países, principalmente del mundo desarrollado.

Existen reportes de sistemas semicontinuos en dos etapas: hidrólisis - fermentación para la producción de etanol a partir de almidón de papa usando simultáneamente Aspergillus niger y Saccharomyces cerevisiae, con resultados comparables a los del método clásico de monocultivo pero con tiempos de bioproducción inferiores. La hidrólisis del almidón y posterior fermentación produjo cantidades significativas de biomasa, azúcares simples, y enzimas como productos colaterales al etanol, (Callender,I.J;Barford,J.P, 1983).

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2. Otra alternativa para la fermentación alcohólica es el suero de leche. Este tiene diferentes efectos sobre el proceso, dado por el incremento de la producción de levadura aproximadamente 0.5 toneladas por día de producción aumentando un 0.29 % del porciento alcohólico de la batición y reduciendo el ciclo fermentativo en una o dos horas, Chibata,I.Am. 106,186.1979), (Dahiya D.S;Koshy M.Dhamijass;otros, 1982).

La cuarta clase de materias primas se obtiene por hidratación del etileno o por hidrogenación del monóxido de carbono (CO). Es evidente que este grupo no es objeto de análisis del presente trabajo pues se obtienen alcoholes por vía sintética y no fermentativa.

En particular son de interés las materias primas del primer grupo, o sea, las materias azucaradas (sustancias sacarinas) dentro de las cuales están: azúcar de caña o remolacha, melazas, jugos de frutas y suero de leche, los cuales son los más fácilmente fermentables y en general basta la acción enzimática asociada al microorganismo para metabolizar el sustrato sin necesidad de tratamientos previos para la degradación de carbohidratos.

La producción de etanol a partir de estos materiales generalmente incluyen tres etapas fundamentales, Primero la conversión de carbohidratos en azúcares simples o asimilables por los microorganismos productores de alcohol, después la fermentación de estos azucares a etanol y finalmente la separación del etanol y otros productos por destilación,( Daugulis,A.J;Bbrown,N.N.;Cluctt,W.L.and Dulop,D.B, 1981).

En Cuba siempre se ha empleado la miel final de caña (miel C) como materia prima fundamental para la producción de alcohol etílico , aunque se han realizado varios estudios donde se utilizan las mieles de blanco directo, miel B, etc, por ejemplo, Martínez y Villa, (G.P.Marcos, 1986) realizaron análisis de las mieles de blanco directo y la mezcla de las mismas con mieles finales, recomendando las mejores condiciones operacionales para aumentar la eficiencia en la fermentación alcohólica.

Se da cuenta, sobre todo en otros países, de la utilización de jugo de caña concentrado a 60 oBrix , aunque el almacenamiento de éste por largo tiempo es restringido, (Galbe,M;Zacchi,G,1994).

Se han llevado a cabo trabajos con la utilización de la harina de maíz y el salvado de arroz como suplemento nutritivo del medio fermentativo, que han mostrado que la incorporación de éste último,a escala de laboratorio ,permiten un rendimiento de alcohol más elevado,( García, R; Valdés I, 1997).

1.2.1- Miel final.

Es uno de los substratos más utilizados en los bio-procesos y uno de los más estudiados. En los últimos años la demanda excede la producción, por lo que

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ha sido sustituida parcialmente por otras fuentes de carbono, (González Ma D; Vázquez M; otros, 1989), (Hernández M.L,1993), (www.sicoar.com.uy/claes "Informe de la FAO, 2001"), (J. Rosevear,A, 1984), (Karsch,T;Ethal,V.and Esser K.J, 1983). Las mieles son siropes viscosos, oscuros que se obtienen como residuo final de la producción de azúcar. Los componentes principales de la miel lo constituye el agua, que se encuentra en su mayor parte como agua libre y otra parte retenida como agua de hidratación, y los hidratos de carbono. El azúcar presente en la miel se encuentra fundamentalmente como sacarosa, glucosa, fructuosa y pequeñas cantidades de manosa en mieles almacenadas. En su composición están presentes los no azucares orgánicos e inorgánicos, entre los que se pueden citar los compuestos nitrogenados, ácidos, aminoácidos, albúminas, vitaminas, ceras, esteroles, lípidos, sales minerales o cenizas etc.

La miel está constituida también por una fracción de origen mineral de gran importancia en la que se encuentran más de 20 metales y no metales en distintas proporciones. Se reportan varios trabajos sobre el estudio de la caracterización de las mieles de varias destilerías del país entre ellos el de Jover, J. y colaboradores, (Kennedy,J.F, 1979), (Klibansky M, 1985)

Las propiedades de las mieles fluctúan de acuerdo con la variedad de planta, la que a su vez cambia en función de la zona, época del año y de las condiciones climáticas. Otros factores que afectan la composición de las mieles están relacionados con el proceso fabril que es el único que puede ser modificado.

La Tabla I

muestra la composición media de las mieles de caña y de remolacha, las que no pueden considerarse de forma absoluta, ya que, son magnitudes muy variables.

Tabla I: Composición promedio de la miel final de caña y de remolacha

Componente Miel de caña Miel de remolacha

Agua (%) 15-20 16-20

Materia orgánica (%) 74 72

Sacarosa (%) 32 50

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Glucosa (%) 14 1

Fructosa (%) 16 1

Azúcares totales (%) 62 52

Nitrógeno total (%) 0.51 1.7

Proteína Kjeldahl (%) 3.2 10.6

Ceniza (%) 12.4 7.4

1.2.2- Jugo de los filtros:

3. Además de los sustratos antes mencionados existen otros que pueden ser utilizados como por ejemplo algunas corrientes del proceso azucarero, y entre ellas del jugo de los filtros de cachaza clarificado,(Kujol P, 1979), (L Strayer,1972), (La industria de los derivados de la caña de azúcar."ICIDCA. Ed. Científico-Técnica.), el cual se puede definir como la corriente intermedia que se obtiene en las operaciones de separación de la torta de cachaza extraída del jugo clarificado en el proceso de fabricación del azúcar crudo. El jugo de los filtros (J.F.) debido a su baja retención tiene aproximadamente un 5% de sólidos insolubles, lo que obliga a recircularlos en cantidades de 10 a 20% con el jugo mezclado en el proceso de fabricación del azúcar, variando esta recirculación de acuerdo a la cantidad de materia extrañas que contenga la caña.

Este se considera conflictivo en el proceso de fabricación de azúcar crudo ya que contiene polisacáridos como el almidón y la dextrana que afectan el propio proceso de clarificación y operaciones posteriores a causa del aumento de viscosidad del jugo clarificado, meladura, masa cocida,etc, que afecta inclusive la calidad del azúcar crudo.

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Este jugo debe ser decantado para su uso posterior como sustrato en la fermentación alcohólica. Así, en algunos trabajos realizados, (L Strayer, 1982) donde se verifican los parámetros propuestos por el MINAZ para la fermentación alcohólica de mezclas de miel final con jugo de los filtros con vista a futuras pruebas industriales, se concluye que es necesario clarificar previamente los jugos recomendando el empleo de la poliacrilamida como floculante.

4. En trabajos realizados posteriormente, (La industria de los derivados de la caña de azúcar. " ICIDCA. Ed. Científico-Técnica.), se reporta el empleo del jugo de los filtros clarificados en la fermentación alcohólica con similares resultados.

Se evaluó el jugo de los filtros en la obtención de etanol, llegando a la conclusión que aunque el consumo de jugo por hectolitro de alcohol referido a las mieles se incrementa debido a la disminución de azúcar presente en el mismo, su utilización reporta grandes ventajas desde el punto de vista tecnológico al proceso y como sustituto de una parte de la miel final que pudiera destinarse a otros usos.

1.2.3-Vinazas de destilería.

Las vinazas se obtienen como residuo de la destilación de la batición fermentada.

Existen diferencias significativas entre las vinazas provenientes de miel final de caña y los de remolacha. Casi siempre, los mostos de mieles finales de caña presentan un menor contenido de nitrógeno y un mayor contenido de minerales, que los de cereales o remolacha, por lo cual su utilización en la alimentación animal es más limitada a escala mundial. En la Tabla II se ilustra la composición promedio de la vinaza de destilería de miel final de caña y de remolacha. Hay diferencias que se deben a la composición de la miel final utilizada y la tecnología empleada en la destilería.

 Tabla II: Composición promedio de las vinazas de destilería.

Parámetros Miel de caña Miel de remolacha

Materia seca (%)

60-65 65-70

Cenizas (%) 16-20 20-25

Proteína bruta (%)

4-8 15-25

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Carbohidratos (%)

35-42 10-15

Azúcares (%) 5 2

Potasio (%) 4-5 8

 Las vinazas de destilería pueden ser utilizadas como una de las alternativas para las mezclas de sustratos en la fermentación alcohólica y es desechado de las destilerías, ( Laval CIA,1982), (Otero , MA. y otros,1990). La recirculación de la vinaza provoca una serie de beneficios al proceso de fermentación, entre los cuales se puede citar:

Fermentaciones más rápidas debido al retorno de los nutrientes, principalmente compuestos nitrogenados y sales minerales.

Mayor acidez en los fermentadores, por tanto, fermentación más sana. Recirculación de azúcares eventualmente no fermentables y de levaduras

muertas que van a servir como nutrientes, pues por el calentamiento de la columna son de fácil asimilación por otra célula (termólisis).

Tabla #1. Comparación del rendimiento alcohólico en diversos cultivos.

CULTIVO RDTO DEL ALC (l/ton)

RDTO DEL CUL (ton/ha)

PRODUCTIVIDAD DE ALCOHOL (l/ha)

Caña 70 70 4900

Yuca 180 20 3600

Sorgo azucarado

86 35 3010

Trigo 340 1.5 510

Trigo (alto rdto) 350 3.0 1050

Maíz 370 6.0 2220

Cebada 250 2.5 625

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Papas 11 25 2750

Arroz 430 2.5 1075

Uvas 130 25 3250

Boniatos 125 15 1875

 1.3- Microorganismos utilizados en la fermentación alcohólica.

Las levaduras al igual que una larga serie de otros microorganismos viven libres e independientes en la naturaleza, se encuentran en las frutas, los granos y otras materias nutritivas que contienen azúcares, en el suelo (especialmente en los viñedos y en los huertos, en el aire, en la piel y en el intestino de los animales).

Se diseminan por intermedio de portadores y por el viento, por lo general son organismos monocelulares y se presentan en formas muy variadas desde los esféricos, ovoides y elipsoidales.

Las levaduras son los microorganismos de mas vasto y antiguo empleo por el hombre con fines utilitarios, se usan en la industria de alcohol, vino, cerveza, en todo tipo de licores y en múltiples procesos que exigen fermentación o inversión de azucares.

Las levaduras son los microorganismos más utilizados en la producción de etanol por la vía fermentativa, debido a que producen un mejor proceso de separación después de la fermentación, además producen un contenido de toxinas muy inferior a otros microorganismos, (Palacios,1956), (Pelayo O.C,1990).

Ahora bien, el tipo de levadura a utilizar industrialmente debe reunir las siguientes condiciones:

Ser capaz de fermentar el mosto eficientemente, ya que los monosacáridos no son todos igualmente fermentables y, por ejemplo, las hexosas; glucosa, fructosa y manosa, son fácilmente fermentables por numerosas levaduras, mientras que la galactosa solo lo hacen algunas especies.

Producir altas concentraciones de alcohol. Es importante desde el punto de vista económico pues es significativo la incidencia del contenido alcohólico que se obtenga en los medios con los costos de recuperación de éste por destilación.

Tolerar altas concentraciones de alcohol. Poseer características estables y uniformes, pues si varían las mismas

durante el proceso industrial (por cambios, variaciones o mutaciones), no se garantiza un eficiente proceso.

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Mantener su eficiencia a valores de pH alrededor de 4, ya que, en estas condiciones elimina la posibilidad de una contaminación bacteriana.

Mantener su eficiencia a valores de temperatura alrededor de 35 oC, ya que en el proceso fermentativo se genera calor, que eleva la temperatura a valores que pueden pasar de 40 oC. Las temperaturas óptimas de producción de alcohol para la mayoría de las levaduras está alrededor de 30 oC. Contar con cepas que puedan ser eficientes a 35 oC es muy conveniente.

1.4 - Producción ecológica, nueva variedad con futuro.

Según un reporte de Posted, (Posted, O Jueves, 2001), en Cuba no solo se pretende producir azúcar orgánica, en varios centros del país se realizan estudios sobre la producción de derivados, entre estos se incluye la producción de pulpa para la industria de papel, filtra para la industria de cerveza, alimentación animal, medicinas veterinarias, y producción de alcohol orgánico entre otros. Cuba es uno de los pocos países que investigan sobre esta línea y ya existen resultados que pronto se pondrán a prueba al nivel de escala que abarque producciones mayores que a escala de laboratorio.

1.4.1- Sobre las producciones ecológicas.

Para nadie es un secreto los avances que existen en el mundo respecto al proceso de fermentación alcohólica y a la obtención de etanol en general, se han realizado miles de estudios y cada uno de ellos trae consigo avances y estadísticas verdaderamente impresionantes desde el punto de vista económico y técnico. Cada día se da un paso adelante en búsqueda del mejoramiento en la calidad y en la eficiencia en este proceso.

Los estudios más recientes se inclinan hacia la obtención de un producto cada vez mas sano para la salud del hombre y que coopere con el saneamiento del medio donde se promuevan estas producciones. Ya en varios países del mundo existen producciones de carácter orgánico y se han realizado varios estudios sobre la producción de azúcar orgánica y sus derivados.

Un informe de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación (Internet: www.sicoar.com.uy/claes,2000), indica que el consumo de alimentos producidos de manera orgánica esta creciendo cada vez más y brinda nuevas oportunidades de mercado tanto para los agricultores como para las empresas. "A pesar de que solo un pequeño porcentaje de agricultores se convierte en productores orgánicos, en algunos países desarrollados este tipo de agricultura representa una franja significativa del sistema alimentario, como 10 por ciento en Austria y 7,8 por ciento en Suecia", preciso un documento difundido por la FAO. "En otros países, como Estados Unidos, Francia, Japón y Singapur, el porcentaje de crecimiento anual es superior a 20 por ciento», añadió el informe, tras aclarar que «para los países en desarrollo no es fácil introducirse en los mercados de agricultura orgánica de las naciones industrializadas". "A los agricultores se les niega el acceso a estos mercados hasta pasados dos o tres años del comienzo de la gestión orgánica de los cultivos, ya que los países desarrollados no certifican hasta

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pasado ese tiempo que las tierras y el ganado puedan clasificarse como orgánicos, aduciendo que es necesario para la depuración de los residuos químicos". El documento también precisó que "en la mayor parte de los casos, para vender sus productos en los países desarrollados los agricultores tienen que contratar a una empresa de certificación que inspeccione y confirme anualmente que los cultivos responden a criterios de gestión orgánica". "A veces este servicio puede resultar muy caro", destacó la FAO, tras recordar que solo "pocos países en desarrollo cuentan con organizaciones propias para la certificación orgánica". Durante su reunión anual del pasado Enero, los delegados gubernamentales estudiaron las formas de incentivar la agricultura orgánica. Las dos características fundamentales de esta son obligar a la rotación de cultivos para fortalecer los suelos, y prohibir el uso de casi todos los elementos sintéticos disponibles. La reducción del uso de plaguicidas sintéticos tóxicos, que según datos de la Organización Mundial de la Salud (OMS) provocan cada año el envenenamiento de tres millones de personas, mejoraría también las condiciones de salud de las familias que viven de la agricultura. El informe concluye que "para mantener la confianza de los consumidores en la integridad de los productos orgánicos, las naciones tendrían que fomentar las empresas de certificación orgánica propias, y reforzar las reglas en materia, castigando a quienes tomen parte en actividades fraudulentas y persiguiendo y evaluando sistemáticamente el fraude y sus efectos sobre el mercado".

 1.5.2- Aplicación de lacto bacterias en alcoholeras.

En la fabricación de alcohol se acidifica una pequeña cantidad de macerado a 50° C hasta un 1% de acido láctico, aproximadamente; entonces se esteriliza a 70° C, se refrigera y se mezcla con levadura a 18° C. Cuando fermente este premacerado, se añade al macerado principal, que con ello se acidifica. En ocasiones se prescinde de la esterilización a 70° C, con lo cual las bacterias vivas pasan al macerado principal.

La lacto bacterias transforma una parte de las proteínas en combinaciones nitrogenadas solubles, que la levadura puede asimilar con facilidad. Es natural que también aquí juegue un papel de desdoblamiento de la fitina. Esta función es tan valiosa que no se llega a tener en cuenta la esterilización del macerado arriba mencionada destruye la diastasa, que si no podría haber transformado algunas dextrina no fermentables en sustancias fermentecibles (Hanse – Jorgensen, 1963)

Figura No 1

ZONAS DE PRODUCCION DE LA CAÑA EN SANTA CRUZ DE LA SIERRA

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3.1  CAPACIDAD DE PRODUCCIÓN.

La planta equipada con la maquinaria y equipo descrita en la sección 3.4 de este estudio, operando tres turnos de ocho horas diarias, 200 días al año, podría ser capaz de producir 6,000 KL del 96% (del volumen de cañas de azúcar) de alcohol etílico por año. Algunas de las informaciones del alcohol de caña es el siguiente:

Concentración: más del 95% (por volumen)

Peso específico: menos de 0.8125 (15°C)

Color: agua blanca.

Ácido (menos ácido acético): menos de 0.0015gr/ 100ml.

Aldehído (como acetaldehído): menos de 0.0015gr/ 100ml.

Aceite combustible: menos de 0.040gr/ 100ml.

Residuos no volátiles: menos de 0.0080gr/ 100ml.

Cloruro: menos de 0.0040gr/ 100ml.

Furfural: nada.

Cobre: rastros.

Metal pesado: nada.

Tiempo de prueba del permanganato: 10-20 minutos.

3.2  MATERIAS PRIMAS.

Caña de azúcar con un contenido total de azúcar de más del 50%, con más de 84° Brix a 20 °C (usado en el proceso de este estudio) El alcohol etílico también puede ser producido por fermentación de almidón, suero y licor de desechos de sulfito.

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3.3  MANO DE OBRA REQUERIDA.

CLASIFICACIÓN DEL TRABAJO PERSONAS/TURNO.Bioquímico 1Electricista. 1Mecánico. 1Fermentación. 2Destilación 3Servicios.   2Laboratorio o control de calidad. 2

Calderas y aguas blandas.    2TOTAL 14

3.4  MAQUINARIA Y EQUIPO.

A.    Equipo de fermentación:ITEMS.                                                          Nº DE MÁQUINASFermentadores continuos 8Equipo de disolución de la melaza 1Tanque de almacenamiento del caldo 1Tanque medidor del caldo 1B.    Equipo de destilación:ITEMS.                                                          Nº DE MÁQUINASColumna de la masa 1Columna del aldehído 1Refrigerador del producto 1Tanque de almacenamiento de polvo 1Refrigerador 1Máquina de entrega de residuos 1Tanque medidor de alcohol 1Columna del producto 1Columna de tratamiento 1Examinador de residuos 1Columna de aceite combustible 1Separador 1Columna A para el refrigerado 2

Precalentador de la masa 1Columna-Pu para el refrigerado 3

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Columna A para el refrigerador de la base 1Columna M para el refrigerador 2Columna T para el refrigerador 2

Sistema de entrega de los desechos de gas 1Columna-Pr para el refrigerador 1C.    Equipos de servicio:ITEMS.                                                          Nº DE MÁQUINASCaldera de vapor 1Bombas de alcohol 2Tanque de la masa 1Bomba de agua 2Panel eléctrico 1Filtros de alcohol 1D.    Equipo automático:ITEMS.                                                          Nº DE MÁQUINASSistema de entrega automática 1Control automático de vapor 1Registrador de temperatura 1Controlador de flujo 1

Regulador automático de la masa o mezcla 1E.     Equipo de laboratorio:

Medidor de pH 1Microscopio 1Medidor de viscosidad 1Medidor de sacarina 1Fotómetro eléctrico 1Medidor de atincado 1Refractómetro 1

3.5  GASTOS GENERALES DE LA PLANTA.

Caña de azúcar: 3.65 TM.

Combustible (aceite pesado): 0.32 TM.

Potencia eléctrica: 45,000 Kwa.

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Consumo de agua: 100 TM.

3.6  ÁREA DEL TERRENO Y EDIFICIO.

Área de fermentación: 528 m2.

Área de levadura pura: 144 m2.

Área de destilación: 84 m2.

Área de suministro de aire: 36 m2.

Área total de la planta: 1,200 m2.

3.8  DISTRIBUCIÓN DE PLANTA.

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 Protección Ambiental.  

Debe aplicarse el Reglamento de Prevención y Control Ambiental de la Ley del

Medio Ambiente (No. 1333) que busca identificar y predecir los impactos que un

proyecto, obra o actividad puede ocasionar sobre el medio ambiente, con el fin de

establecer las medidas necesarias para evitar o mitigar las medidas negativas en el

proceso ambiental.

Es necesario, debido a la contaminación que la industria genera y que actualmente

desecha en los ríos circundantes, encarar medidas efectivas de sostenibilidad

ambiental.

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CONCLUSION

Luego de haber realizado y analizado estudios técnicos, para la instalación de la

fábrica se llego a concluir que:

La Fabrica estará instalada en la Localidad de Minero provincia ichilo

La materia prima a producir será de ………….. Has., las mismas que serán

sembradas en la misma localidad

ANEXOS

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