Informe final

Vista previa del material en texto

PROCESO DE OBTENCIÓN DEL AZÚCAR A PARTIR DE LA CAÑA
LAURA INQUILAN
MARLON ARISTIZABAL
DANIELA CAMPO
CARLOS HERNANDEZ
PROFESOR:
CARLOS HERNAN APONTE
 
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE INGENIERÍA
INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA II
SANTIAGO DE CALI, Marzo 12
2018
TABLA DE CONTENIDO
Introducción	 3
Objetivos	 4
Caña de azúcar	5
Azúcar …………………………………………………………………………….. 5
Proceso de transformación de la caña de azúcar ………………………........ 6
Diagramas de procesos ………………………………………………………... 14 
Conclusiones ……………………………………………………………………. 17
Bibliografía ………………………………………………………………………. 18
INTRODUCCIÓN 
En el siguiente trabajo se dará a conocer el proceso productivo de la elaboración del azúcar a partir de la caña, este es uno de los productos de mayor importancia para el desarrollo comercial, al ser una de las principales fuentes de calorías se convierte en un producto básico, esencial y necesario en la dieta alimenticia y constituye la materia prima para numerosas industrias, tales como confiterías, panaderías, bebidas alcohólicas y no alcohólicas, entre otras.
Se detallará la materia prima utilizada, los insumos necesarios, la maquinaria y los procesos por los cuales tiene que pasar la caña de azúcar para poder convertirse en azúcar.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Investigar y comprender el proceso por el cual debe pasar la caña de azúcar para poder convertirse en azúcar comercializable.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
· Dar a conocer el proceso productivo de la elaboración del azúcar.
· Adquirir el conocimiento en el campo de la industria mediante el proceso de obtención del azúcar a partir de la caña.
· Describir y analizar cada uno de los procesos requeridos para la transformación de la caña de azúcar.
· Identificar la maquinaria necesaria para la ejecución de este proceso.
LA CAÑA DE AZÚCAR
Esta planta fue traída a nuestro continente por Cristóbal Colon en 1493 en su segundo viaje a la isla donde se instaló el primer ingenio azucarero en América. La industria se extendió en 1555 a las grandes Antillas: Cuba, Jamaica, Martinico y Guadalupe. 
La caña de azúcar es uno de los cultivos más importantes en el mundo, debido a que esta especie es la fuente principal de azúcar y otros productos tales como el alcohol, etanol y las melazas, mismos que forman parte del comercio mundial. Los principales países productores de caña en el mundo de acuerdo a la superficie cosechada y en orden de importancia son los siguientes: Brasil, India, China, Tailandia, México, Pakistán, Australia, Colombia, Estados Unidos, Guatemala, entre otros.
El cultivo se localiza en las condiciones de climas cálidos y semiáridos, en tierras de riego y buen temporal, desde casi el nivel del mar hasta los 2,000 metros de altitud. Esta diversidad ambiental influye, junto con las prácticas de manejo, en los rendimientos de campo y fábrica. 
AZÚCAR
Con el nombre de Azúcar se identifica a la sacarosa natural, esta se extrae de vegetales como: Caña de azúcar, remolacha azucarera, sorgo azucarero y arce de Canadá. Se entiende por azúcar blanca la sacarosa purificada y cristalizada, según su presentación se designará: azúcar en cuadritos, azúcar de pilón, azúcar molido, azúcar cristalizado, granulado. 
El azúcar es el edulcorante natural por excelencia, se emplea en la industria alimenticia por sus propiedades funcionales como agente nutritivo, edulcorante, dispersante o de volumen. Se utiliza para la fabricación de bebidas, panificación y repostería, dulces y mermeladas, caramelos, conservas de frutas y otros alimentos.
La sacarosa: es un disacárido formado por una molécula de glucosa y una de fructosa, que se obtiene principalmente de la caña de azúcar o de la remolacha azucarera. En nuestro análisis nos orientamos a la obtención a partir de la caña de azúcar.
PROCESO DE TRANSFORMACIÓN DE LA CAÑA DE AZÚCAR 
El azúcar puede obtenerse principalmente a partir de la caña de azúcar, para su adquisición se requiere de un largo proceso, desde que la semilla de caña germina hasta que el azúcar se comercializa y distribuye a territorio nacional e internacional. A continuación se detalla el proceso de fabricación: 
LABORES DE CAMPO Y COSECHA
El proceso productivo de la caña de azúcar se inicia con el adecuamiento del terreno, las labores que se llevan a cabo son la descepada, subsolado, arada, rastrillada y surcada, labores que ayudan a incorporar las malezas y residuos de cultivos anteriores, des-compactar el suelo y dar la mejor condición para que este tenga el suficiente contacto con la semilla y se logre una excelente germinación. Siguiente a esto se procede a sembrar la caña.
Una vez la planta madura entre los 12 y 14 meses, las personas encargadas de cosecharla, es decir los “coteros”, se disponen a cortarla para que luego una maquina recoja la planta a través de un alce mecánico (ver imagen 1) y la deposite en el vagón para posteriormente transportarla hacia los patios de caña de los ingenios.
 Imagen 1: Alzadora de caña (MOTOCANA CM50 FLO)
PATIOS DE CAÑA
Se le realiza un muestreo de la caña que llega del campo para determinar las características de calidad y el contenido de sacarosa, fibra y nivel de impurezas. En el diagrama 1 se representa las propiedades o características que debe reunir la caña de azúcar para una buena calidad.
Diagrama 1: Características de calidad de la caña de azúcar
Luego se pesa en básculas y se conduce a los patios donde se almacena temporalmente o se coloca directamente en las mesas de lavado de caña para dirigirla a una banda conductora que alimenta las picadoras, proceso que se puede observar en la imagen número 2.
Imagen 2: Mesas alimentadoras
PICADO DE LA CAÑA
Las picadoras corresponden a unos ejes colocados sobre los conductos, accionados por turbinas y provistos de cuchillas giradoras que cortan los tallos de caña y los convierten en astillas, dándoles un tamaño uniforme para facilitar así la extracción del jugo en los molinos. La caña es desmenuzada con cuchillas rotatorias y una desfibradora antes de molerla para facilitar la extracción del jugo.
MOLIENDA
En este paso se ocasiona la extracción del jugo de la caña mediante la utilización de molinos por acción de compresión mecánica. La caña preparada por las picadoras llega a un tándem de molinos, constituido cada uno de ellos por tres o cuatro mazas metálicas y mediante presión extrae el jugo de la caña. En la imagen 3 presentada a continuación es posible observar el proceso de molienda.
Imagen 3 Proceso de la molienda
PESADO DE JUGOS
El jugo diluido que se extrae de la molienda se pesa en básculas con celdas de carga para saber la cantidad de jugo sacaroso que entra en la fábrica, posteriormente se hace pasar por sistemas de filtración con mallas encargadas de separar la mayor cantidad de bagacillo del jugo, es decir, apartar el material sobrante al exprimir la caña, enviando el jugo crudo hacia el proceso y retornando el bagacillo a los molinos. En el último molino se obtiene un material llamado bagazo el cual contiene bajo contenido de sacarosa y humedad.
Es importante tener en cuenta que muchas empresas como en el caso del ingenio azucarero Incauca S.A.S, tienen un subproceso de generación de vapor; aproximadamente el 10% del bagazo generado en el proceso de molienda es vendido para la producción de papel, mientras que el bagazo restante es enviado a las calderas para ser utilizado como combustible en la generación de vapor.
CLARIFICACIÓN
Después de obtener el jugo en la etapa de la molienda, se trata con una lechada de cal con el fin de elevar el PH para minimizar la pérdida de sacarosa. Con este proceso se ayuda a precipitar posibles impurezas que haya en el jugo y aumentar el poder coagulante. El proceso de clarificación se da por sedimentación, se decantan los sólidos y el jugo claro queda en la parte superior del tanque. 
EVAPORACIÓN
Luego de obtener el jugo clarificado se pasa al proceso de evaporación con el objetivo de eliminar gran parte del agua en el jugo. El jugo clarificado contieneun gran porcentaje de agua, cuando este se bombea a un sistema de evaporación por medio de vapor y el vacío se obtiene finalmente la meladura, esta es purificada en un clarificador. Para ejemplificar este proceso se adjuntan las imágenes 4 y 5 donde es posible observar la maquinaria utilizada para este proceso.
 Imagen 5: Equipos de evaporación multi-etapa
Imagen 4: Proceso evaporación
CRISTALIZACIÓN
Esta técnica se lleva a cabo en unos tachos (ver imagen 6) que son recipientes al vacío, el material resultante que contiene líquido y cristales se denomina masa cocida, esta fase se lleva a cabo empleando el proceso de tres cocimientos para de esta manera lograr la mayor concentración de sacarosa.
Imagen 6: Tachos para la cristalización
CENTRIFUGACIÓN
En esta fase es donde los cristales se separan del licor madre por medio de una masa centrifuga en unos tambores rotatorios, la miel que sale de las centrifugas se bombea a tanques de almacenamiento con el fin de someterla a evaporaciones y cristalización en los tachos. Después de realizadas tres cristalizaciones se obtiene miel que se retira del proceso y se comercializa como materia prima para fabricar alcoholes. En la siguiente imagen se observa una de las centrifugas utilizadas para este proceso.
Imagen 7: Tambores rotatorios para la centrifugación
SECADO
Como es posible observar en la imagen 8, el azúcar húmedo se lleva por elevadores y bandas para alimentar las secadoras, donde el azúcar se coloca en contacto con el aire caliente que entra en contracorriente. Es necesario que el azúcar tenga baja humedad.
Imagen 8: Secador de tambor (vista inferior)
ENFRIAMIENTO
El azúcar se debe secar a una temperatura cercana a los 60 °C para después pasar por los enfriadores, que llevan el aire frio en contracorriente, y finalmente reducir la temperatura para proceder con el envase.
ENVASE
El azúcar seca y fría se empaca en sacos de distintos pesos y presentaciones de acuerdo con el mercado, para después despachar a la bodega el producto terminado y finalmente ser comercializado. En la imagen número 9 se visualiza el proceso descrito anteriormente.
Imagen 9: Envase presentación del azúcar 50 kilos
ALMACENAMIENTO DEL PRODUCTO TERMINADO
Las diferentes presentaciones de azúcar son almacenadas en condiciones de humedad y temperatura controladas. Algunas de las condiciones son:
· Humedad relativa (%): 55 – 65.
· Temperatura: 2°C sobre la temperatura ambiente.
· Preferiblemente acondicionar un sistema regulador de humedad
Imagen 10: Bodega de almacén para producto terminado
COMERCIALIZACIÓN
Finalmente la azúcar es transportada en diferentes presentaciones a las diversas tiendas y compañías de acuerdo a las necesidades del comprador, se comercializa tanto nacional como internacionalmente.
DIAGRAMAS DE PROCESOS
Para ejemplificar todo el proceso descrito anteriormente se han tomado diagramas del proceso de producción de compañías como CEICAÑA (ver diagrama 2) e Incauca S.A.S (ver diagrama 3). Además, con el fin de condensar la información presentada en este documento, se ha realizado un diagrama de procesos con cada una de las etapas de elaboración del azúcar a partir de la caña (ver diagrama 4).
Diagrama 2: Proceso de producción de CECICAÑA
Diagrama 3: Proceso de producción de Icauca S.A.S
Imagen 11: Simbología del diagrama de procesos
Diagrama 4: Diagrama del proceso de elaboración del azúcar a partir de la caña
CONCLUSIONES
1. Al realizar esta investigación logramos conocer el proceso que conlleva la producción del azúcar a partir de la caña, ver como un producto tan esencial para la vida cotidiana requiere una serie de pasos minuciosos donde el más mínimo error perjudicaría la salud de las personas.
2. Pudimos también identificar muchos factores que intervienen con la producción del azúcar como lo es la energía y el medio ambiente, resultó bastante interesante saber que mientras se produce el azúcar se logra sacar beneficio de esta en la parte de producción de energía tanto para la empresa como la red pública.
3. La caña de azúcar es de gran importancia tanto para nuestro país como para el mundo. Igualmente, ha subsistido a través del tiempo y su producción, importación y exportación ha generado grandes movimientos económicos para todos los países.
4. Además de lo mencionado anteriormente también se logró hacer uso de diagramas nuevos como lo es el diagrama analítico de procesos, que nos permitió condensar toda la información obtenida.
BIBLIOGRAFÍA
· Ing. Juan Carlos Oscar Hedman. “Proceso de producción del azúcar”. Ingeniería e industrias. Facultad de ingeniería – U.Na.M. [En línea]. Disponible en: https://aulavirtual.fio.unam.edu.ar/pluginfile.php/4757/mod_resource/content/0/elaboracion_azucar.pdf
· Ingenio San Carlos. “Fabrica, transformamos el mundo de la tierra en energía”. [En línea]. Disponible en: www.ingeniosancarlos.com.co/procesos/fabrica 
· Carlos Alderetes. “Calderas a Bagazo”. (Primera edición 2016). [En línea]. Disponible en: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAhAGsAA/libro-calderas-a-bagazo
· INCAUCA S.A.S. “Procesos”. [En línea]. Disponible en: http://www.incauca.com/es/procesos/
· CENICAÑA. “Proceso de obtención de azúcar”. (2004). [En línea]. Disponible en: http://www.cenicana.org/pop_up/fabrica/diagrama_obtencion.php
9
1213112
Transporte hacia los patios de caña
Transporte hacia el almacen
Comercialización
TOTAL
Enfriamiento
Envase
Almacenamiento
SIMBOLO
Labores de campo y cosecha
Patios de caña
Picado de la caña
DESCRIPCIÓN DE LA ACTIVIDAD
Evaporación 
Cristalización
Centrifugación
Secado
Molienda
Pesado de jugos
Clarificación