Logo Studenta

Vega2023 RecSac REQUERIMIENTOSDECALIDADDECAAINDUSTRIAL

¡Este material tiene más páginas!

Vista previa del material en texto

REQUERIMIENTOS DE CALIDAD DE CAÑA: UNA REVISIÓN A LA DEFINICIÓN 
DE CALIDAD DE MATERIA PRIMA INDUSTRIAL 
 
Raisa Alejandra Vega Manzo y Fernando Rosales Dubón 
 Especialistas en Recuperación de Sacarosa, CENGICAÑA 
 
RESUMEN 
 
Actualmente existe gran cantidad de información sobre los diversos componentes químicos propios de la 
caña de azúcar. El objetivo del presente artículo es resumir dicha información y dar a conocer cada uno de 
estos, enfatizando la relevancia en el proceso industrial y así dar un mejor panorama de lo que engloba el 
término “calidad de caña” para el personal técnico de los ingenios. Para cada componente evaluado se 
describe el origen, los problemas asociados, y medidas propuestas para disminuir su concentración, sabiendo 
que estas ya están en práctica en los ingenios y en caso no, que sean consideradas para emplear. Debido a 
que este es un documento de revisión, no hay una sección de metodología, ya que no se realizó experimento 
específico. 
Palabras claves: caña, ingenio, campo, calidad. 
 
SUMMARY 
Currently there is a large amount of information on the various chemical components of sugar cane. The 
objective of this article is to summarize said information and make each of these known, emphasizing their 
relevance in the industrial process and thus give a better overview of what the term "cane quality" involves 
for the technical staff of the sugar mills. For each component evaluated, the origin, associated problems, 
and proposed measures to reduce their concentration are described, if these are not already being use at the 
mills, they should be considered. Because this is a review document, there is no methodology section, as no 
specific experiment was performed. 
Key words: sugarcane, sugarmill, field, quality. 
 
 
OBJETIVO 
 
• Conocer a fondo los constituyentes químicos propios de la caña que tienen incidencia directa sobre 
el proceso fabril, evaluando su origen, efectos y posibles mecanismos de control en el proceso 
agroindustrial. 
 
 
INTRODUCCIÓN 
 
A lo largo de los años el concepto de calidad de caña ha evolucionado, inicialmente se describía como caña 
con alto contenido de sacarosa, bajo contenido de sólidos solubles no-sacarosa y fibra. Pero dicha definición 
se ha quedado corta, por ello a medida que se tienen más información técnica el concepto de calidad de caña 
industrial contempla otros componentes químicos importantes que son resultado de la integración e 
interacción de factores agronómicos y de cosecha. 
 
Cuadro 1. Composición química promedio de los tallos y jugo de caña. Fuente: Meade & Chen, 1997. Honig, 1953. 
Constituyentes principales 
de los tallos 
Componentes Porcentaje (%) 
Agua 70-73 
Sólidos 
Sólidos solubles 
27-30 
15-17 
 Fibra (seca) 12-15 
Constituyentes principales 
de los jugos 
Componentes Porcentaje (%) 
base brix 
Azúcares 
 Sacarosa 70-90 
 Glucosa 2-4 
 Fructosa 2-4 
Sales 
Inorgánicas 
3.0-4.5 
1.5-4.5 
 Orgánicas 1.0-3.0 
Ácidos orgánicos Ácidos carboxílicos 
Aminoácidos 
1.0-3.0 
0.5-2.5 
Otros no azúcares orgánicos 1.5-2.5 
 
Es de gran importancia el conocimiento de estos componentes químicos y su influencia en la calidad del 
jugo extraído por los molinos, ya que comúnmente son responsables de efectos negativos en la recuperación 
de azúcar en la industria. El conocimiento permitirá crear sistemas de control en la cadena productiva del 
azúcar y mejorar así las condiciones operativas de fabricación y calidad del producto final. 
Por ello, el objetivo de este trabajo fue determinar los principales componentes químicos de la caña de 
azúcar, describiendo su origen, problemas asociados y posibles mecanismos de control que permitan al 
lector generar estrategias que permitan incrementar los niveles actuales de recuperación de azúcar. 
 
MARCO TEÓRICO 
La calidad de la caña, utilizada en la producción de azúcar, es el factor limitante para determinar la cantidad 
de azúcar que puede recuperar y envasar la fábrica. Esto se dice no solo por la cantidad de sacarosa que trae 
consigo, sino también por los otros componentes no-sacarosa que presentan interacción en diferentes puntos 
del proceso agroindustrial del azúcar. 
Se han realizado muchas investigaciones sobre los diversos constituyentes químicos que se encuentran en 
la caña de azúcar, presentando sus efectos en el procesamiento y la extracción de la sacarosa. Estos 
componentes químicos que ingresan al proceso de producción incluyen los propios de la planta, que pueden 
depender de la variedad y condiciones climáticas, al igual que los relacionados al manejo agronómico 
durante el crecimiento y la cosecha de caña. 
1. PRINCIPALES CONSTITUYENTES DE LA CAÑA DE AZÚCAR 
La composición general de la caña de azúcar es esencialmente una combinación de agua, solidos solubles 
(Brix) y fibra. Los que se conoce como jugo de caña es la solución acuosa, la unión de agua y solidos 
solubles, este último a su vez tiene un conjunto de constituyentes específicos como lo son la sacarosa, 
glucosa, fructosa, sales orgánicas e inorgánicas, ácidos orgánicos, aminoácidos y otros materiales 
colorantes. 
 
Figura 1. Componentes físicos y químicos de la caña de azúcar. Fuente: Larrahondo, 2012. 
Larrahondo (2012) describe la calidad de caña mediante sus características agronómicas, morfológicas y 
calidad de jugo, siendo esta última la característica de mayor importancia para el proceso industrial porque 
establece la cantidad de azúcar recuperable posterior a la extracción de molinos. El jugo de caña extraído es 
un líquido turbio con componentes no sacarosa en solución y suspensión, por ello la etapa posterior a la 
extracción consiste en la clarificación de dicho jugo. 
2. ANÁLISIS Y REVISIÓN DE LOS PRINCIPALES CONSTITUYENTES QUÍMICOS DEL 
JUGO DE CAÑA 
Constituyentes primarios 
 
• Brix (Sólidos solubles) 
 
El Brix es una medida técnica utilizada en la industria azucarera para determinar el contenido de sólidos 
solubles totales en una solución acuosa, expresados en términos de porcentaje. Es una medida importante 
porque indica la concentración de azúcares presentes en el jugo de la caña, lo cual es fundamental para 
evaluar la calidad y el rendimiento de la materia prima en la producción de azúcar. 
 
Los parámetros óptimos de Brix en la caña de azúcar pueden variar dependiendo de varios factores, como 
la región de cultivo, la variedad de caña, las condiciones climáticas y las prácticas agrícolas. Sin embargo, 
en general se considera que un contenido de Brix óptimo en el jugo de caña madura se encuentra en el rango 
de 16% a 20%, y puede ser un poco mayor en casos de épocas secas, donde el estrés hídrico es un factor 
relevante. 
 
 
 
• Fibra (Sólidos insolubles) 
 
Por definición, la materia insoluble de la caña se denomina fibra, y proviene principalmente de las paredes 
celulares, los haces celulares y la corteza del tallo (Larrahondo, 2012). La fibra de la caña de azúcar es una 
mezcla compleja de celulosa, hemicelulosa y lignina; su cantidad en el tallo es variable, dependiendo de la 
variedad de la caña, su edad y condiciones de crecimiento, entre otros factores. El porcentaje de jugo está 
directamente relacionado al contenido de fibra, inclusive son inversamente proporcionales entre ellas. Los 
valores de fibra comúnmente observados están entre 10-18% para tallos limpios (Rein, 2012). 
Constituyentes secundarios 
 
CARBOHIDRATOS: SACAROSA, GLUCOSA, FRUCTOSA Y OTROS POLISACÁRIDOS 
• Sacarosa 
La sacarosa es un disacárido que se encuentra ampliamente en la naturaleza y es el componente clave en la 
producción de azúcar. Está compuesta por dos monosacáridos, la glucosa y la fructosa, que se unen mediante 
un enlace glucosídico, alcanzando una estructura molecular de la forma C12H22O11. 
La sacarosa, al igual que otros azúcares, tienen el poder de rotar el plano de luz polarizada, por ello el 
método de análisisquímico más común en la industria es la polarimetría. El Pol se utiliza como sinónimo 
de la sacarosa, aunque realmente representa el contenido aparente de sacarosa expresado como un porcentaje 
en masa. Se considera “aparente” porque en soluciones con alto contenido de impurezas la polarimetría es 
poco confiable, a causa de la interferencia de otras sustancias ópticamente activas (rotaciones especificas 
dextro rotatorias y levo rotatorias), algunas de ellas se describen en el Cuadro 2. En los ingenios se hace uso 
de la cromatografía en corrientes donde se requiere una medida más exacta del contenido de sacarosa. 
Cuadro 2. Rotación óptica específica de algunas no-sacarosas. Fuente: Larrahondo, s.f. 
 
 
 
 
 
 
 
 
• Glucosa y fructosa 
La glucosa es un monosacárido que pertenece a la clase de los azúcares simples. Es conocida como la 
principal fuente de energía para los organismos vivos. En términos químicos, la glucosa es una hexosa, lo 
que significa que tiene una cadena de seis átomos de carbono en su estructura molecular (C6H12O6). Es 
soluble en agua y tiene un sabor dulce. 
La fructosa es otro monosacárido que también se clasifica como un azúcar simple. Al igual que la glucosa, 
la fructosa también es soluble en agua y tiene un sabor dulce. Químicamente, la fructosa es un cetohexosa, 
lo que significa que tiene una estructura de seis átomos de carbono (C6H12O6) y contiene un grupo cetona. 
Rotación óptica especifica de algunas no – Sacarosa, especialmente polisacáridos 
Compuesto Rotación óptica específica 
Sarkaran (Glucano) 
 
(α)D20 = +160˚ 
Origen: Posiblemente de las levaduras 
ISP (Polisacárido nativo) (α) D 20 = - 46˚ a -50˚ 
Origen: Natural en la caña. Depende de la variedad. 
Glucosa de Robert’s (α)D20 = + 120˚. 
Origen: Natural 
Polisacárido C.P 
 
(α)D20 = + 97˚ 
Origen: Aislado de azúcares crudos de Australia. 
Dextranas (Glucano) 
 
(α)D20 = + 200˚ ó mayor. 
Origen: Microbiano. Producido durante el deterioro de la 
caña. 
 
Figura 2. Estructura desarrollada de la glucosa y fructosa. 
Ambos son los componentes no-sacarosa más abundantes en la caña y se reconocen en conjunto como 
azúcares reductores. Larrahondo (2012) indica que el contenido de azúcares reductores se encuentra entre 
1-5% y que estos porcentajes variarán dependiendo del estado de madurez de la caña. Un jugo de caña con 
altos niveles de azúcares reductores puede resultar en una mayor fermentación durante el procesamiento a 
bajas temperaturas y una mayor formación de subproductos indeseables, lo que afecta la calidad del azúcar 
final. 
En etapas posteriores a la clarificación, donde la posibilidad de fermentación de azúcares es nula, los 
azúcares reductores toman un papel importante como indicadores de pérdidas. Por ejemplo, está demostrado 
que la fructosa es menos estable a la temperatura que la glucosa, entonces la fructosa se destruye con una 
tasa mayor que la glucosa durante la etapa de evaporación del proceso, esa diferencia permite medir 
indirectamente la destrucción de sacarosa en los evaporadores. 
En la operación en tachos los azúcares reductores disminuyen la solubilidad de la sacarosa, favoreciendo 
así la cristalización, factor clave para el agotamiento de mieles. Por esto es importante conservar los azucares 
reductores en el transcurso del proceso de cocimiento en tachos, pero desafortunadamente en dicho proceso 
se presentan reacciones como la de Maillard en donde se destruyen. Dicha reacción se da por la interacción 
de aminoácidos con azúcares reductores, dando como resultado subproductos de alto peso molecular y color 
obscuro a los cuales se les llaman melanoidinas. 
• Oligosacáridos 
Los oligosacáridos son componentes que están constituidos de dos y menos de 10 unidades de 
monosacáridos. Estos están presentes en baja concentración de forma natural en los jugos de la caña, pero 
tienden a acumularse luego del corte. Entre los oligosacáridos de mayor importancia en el proceso azucarero 
se encuentran: la teanderosa, rafinosa, melezitosa, erlosa, leucrosa, panosa, gentianosa, maltosa, cestosa, 
celobiosa e isomaltosa (Larrahondo, 2018). El Cuadro 3 se presenta más información del impacto de los 
oligosacáridos en el proceso agroindustrial del azúcar. 
Cuadro 3. Descripción del origen, problemas asociados y posibles mecanismos de control para los oligosacáridos. 
Origen Problemas asociados Mecanismos de control 
Actividad 
enzimática 
(Ej. Celobioso y 
Maltosa) 
- Degradación del contenido de sacarosa en el jugo 
de caña de azúcar. 
- Disminución de la concentración de azúcares 
fermentables para la producción de etanol. 
- Cosecha oportuna de la caña para evitar un exceso de 
madurez, ya que la madurez avanzada puede aumentar 
la actividad enzimática. 
- Uso de técnicas de procesamiento rápido para 
minimizar el tiempo entre la cosecha y el 
procesamiento (evitar el deterioro), lo que reduce la 
actividad enzimática. 
 
Como se puede observar, los oligosacáridos se encuentran vinculados al proceso de deterioro de la caña post 
cosecha, debido a la acción de microorganismos y enzimas. Las cantidades varían para diferentes 
variedades, por lo cual, los oligosacáridos no son buenos indicadores para efectuar un seguimiento de las 
pérdidas de sacarosa o deterioro de la calidad de los jugos después del corte (Rein, 2012). 
 
• Polisacáridos 
Los polisacáridos son carbohidratos de alto peso molecular presentes en la caña de azúcar y particularmente 
en los jugos extraídos. La concentración de polisacáridos solubles en el jugo varía significativamente de 
variedad en variedad, y pueden alcanzar valores de hasta 12 000 mg/kg de sólidos disueltos (Larrahondo, 
2018). 
Los polisacáridos encontrados en la caña de azúcar y sus productos derivados provienen de dos fuentes. 
Existen aquellos polisacáridos, como el almidón, que se dan por las actividades metabólicas de la planta en 
crecimiento; y también están los polisacáridos, como la dextrana, formado por las actividades de 
microorganismos que crecen en retoños de la caña, ya sea durante su vida o en alguna etapa de 
procesamiento posterior (Cuddihy et al., 2001). A continuación, se describen los polisacáridos más 
relevantes para el proceso de producción de azúcar. 
 
- Almidón 
El almidón, constituyente natural de la caña de azúcar, es un polisacárido formado por cadenas de amilosa 
y amilopectina, ambos polímeros de glucosa que la planta emplea como compuesto de almacenamiento 
alternativo de energía en forma de gránulos pequeños insolubles en el agua. Se forma en la caña de azúcar 
durante la ausencia de luz solar y es convertido en sacarosa en presencia de esta (Rein, 2012). 
El contenido de almidones depende en gran parte de la variedad de caña, concentrándose en los puntos de 
crecimiento de la planta y las hojas. La concentración de almidón es elevada en caña inmadura y caña en 
proceso de maduración (Cuddihy et al., 2001). No se debe olvidar que es una característica varietal, cada 
variedad presenta diferentes concentraciones naturales del almidón en el jugo y pueden ser reducidas 
mediante prácticas agrícolas como el riego y la fertilización con potasio (Larrahondo, 1995). 
Los jugos de caña contienen el almidón en forma de gránulos insolubles, los cuales durante la molienda se 
separan del tejido vegetal y se solubilizan. Estudios en Luisiana indican que el contenido en caña puede 
variar entre 275 y 1500 mg/kg de sólidos, con un promedio de 700 mg/kg (Larrahondo, 2018). 
 
Contaminación 
microbiana 
(Ej. Levanos e 
Inulina) 
- Reducción en la tasa de cristalización presentando 
dificultad en el agotamiento de mieles. 
- Modificación de hábito cristalino o forma del 
cristal. 
- Producción de oligosacáridos indeseables durante 
la fermentación del jugo de caña para la producción 
de etanol. 
 
- Implementación de buenas prácticas agrícolas para 
minimizar la contaminación microbianaen el campo, 
como la limpieza y el mantenimiento adecuados de los 
equipos de cosecha y transporte. 
- Uso de desinfectantes o agentes antimicrobianos en 
el tratamiento de la caña antes del procesamiento. 
- Uso de medidas higiénicas y sanitarias adecuadas 
para prevenir la contaminación microbiana. 
- Control de temperatura y pH durante la fermentación 
para favorecer el crecimiento de levaduras y 
minimizar la actividad microbiana indeseable. 
Evaluando el impacto en el proceso industrial, cuando los jugos se calientan, los gránulos de almidón se 
rompen y gelatinizan, aumentando mucho la viscosidad de las soluciones y afectando principalmente la 
filtración en las etapas del proceso. Estudios han demostrado que cerca del 80% de almidón sobrevive la 
clarificación y entre 10-20% de este termina en el cristal de azúcar crudo. 
Actualmente en el proceso de fabricación se utiliza la enzima termoestable amilasa para la reducción del 
almidón. Esta ataca los enlaces predominantes del compuesto y la adición permite mejorar la calidad del 
jugo, capacidad de fábrica y calidad azúcar producido, aunque esta práctica inevitablemente eleva los costos 
de producción. Las condiciones favorables para su uso consisten en Brix bajo y prolongado tiempo de 
reacción, por lo tanto, deben agregarse lo antes posible entre molienda y evaporación (Cuddihy et al., 2001). 
El almidón es un compuesto con rotación óptica entre +190° y +220°, mayor que la sacarosa (+66.4°). Por 
ello se ha estudiado la influencia en la determinación de sacarosa por polarimetría llegando a establecerse 
que por cada incremento de 100 mg/L de almidón, se incrementa en un 0.06% la lectura Pol y en 0.14 kg/t 
el indicador ATR (Larrahondo, s.f.). En el Cuadro 4 se presenta más información del impacto del almidón 
en el proceso agroindustrial del azúcar. 
Cuadro 4. Descripción del origen, problemas asociados y posibles mecanismos de control para el almidón. Fuente: 
Elaboración propia. 
 
 
- ISP (polisacárido nativo de la caña) 
Es un polisacárido presente en el jugo de caña fresca y sin deterioro, siendo nativo de la caña. Este al 
hidrolizarse muestra presencia de arabinosa, galactosa, xilosa, manosa, glucosa, raminosa y ácido 
glucurónico, haciendo un polisacárido heterogéneo con estructura complicada. 
El ISP no se remueve totalmente durante la etapa de clarificación de los jugos y puede ser detectado a la 
largo de la cadena industrial. El ISP se acompleja con muchos compuestos fenólicos, ácidos grasos (C14-
C18), el ácido aconítico y por lo tanto también contribuye al color natural del jugo de la caña. 
 
Origen Problemas asociados Mecanismos de control 
Nativo de la 
caña 
- Aumento de la viscosidad del jugo de caña. 
- Formación de geles y obstrucciones en los equipos 
de procesamiento. 
- Dificultad para la filtración en el proceso de 
refinamiento, considerando que el almidón se 
incorpora en los cristales de azúcar. 
- Influencia en las mediciones de sacarosa por 
polarimetría. 
- Selección de variedades de caña de azúcar con menor 
contenido de almidón. 
- Implementación de prácticas agrícolas, como el riego 
y la fertilización con potasio, para reducir el contenido 
de almidón en la caña de azúcar. 
- Procesamiento de caña madura con bajo contenido 
de materia extraña vegetal (hojas y el cogollo). 
- Implementación de técnicas de clarificación y 
filtración del jugo de caña para remover la mayor 
cantidad de almidón. 
- Uso de enzima amilasa para degradar el almidón 
durante el procesamiento de azúcar. 
- En caso de ser requerido, evaluar un ajuste de las 
mediciones polarimétricas para tener en cuenta la 
influencia del almidón en los resultados. 
El ISP exhibe una rotación especifica negativa (-46° a -50°), con un peso molecular que oscila entre 100 
000 y 300 000 daltons, con tendencia de transferirse al cristal de azúcar. La concentración del ISP en el jugo 
puede encontrarse entre 0.5% y 1.0% (base Brix) y en el azúcar crudo entre 0.1 y 0.5%. Se considera como 
uno de los factores que contribuyen a la formación de “floc” en la fabricación de bebidas carbonatadas 
(Larrahondo, 2018). 
Cuadro 5. Descripción del origen, problemas asociados y posibles mecanismos de control para el polisacárido nativo 
de la caña (ISP). 
 
 
- Dextranas 
Las dextranas son polisacáridos de alto peso molecular formados por unidades de glucosas, unidas entre sí 
por enlaces α-1,6 en su mayor parte, aunque también existen moléculas con ramificaciones α-1,3 y α-1,4 
(Cuddihy et al., 2001), estas diferentes ramificaciones en su cadena molecular dependen de la clase de 
bacteria que las produzca. Estos polisacáridos son producidos por acción de bacterias como Leuconostoc 
mesenteroides y Leuconostoc dextranicum, las cuales utilizan la sacarosa como materia prima, aunque en la 
caña predomina la acción de la bacteria Leuconostoc mesenteroides (Larrahondo, 2018). 
Entonces, las dextranas no son compuestos propios de la caña, su formación está asociada principalmente 
con el deterioro de la caña después del proceso de corte y cosecha. Algunos escenarios específicos donde 
se producen son en tallos dañados por ataque de plagas (favorece la contaminación microbiana), en área 
expuesta del tejido interno de la caña por el corte mecanizado, la quema de caña en conjunto con altos 
tiempos de entrega al ingenio; en general, las tasas de deterioro son aceleradas fuertemente por altas 
temperaturas y porcentajes de humedad. También durante el proceso industrial se puede aumentar por falta 
de limpieza y saneamiento de equipos, dichas condiciones dan un ambiente propicio para el incremento de 
los microorganismos que facilitan la descomposición de sacarosa y ocasionan pérdidas indeterminadas en 
el proceso. 
Es importante resaltar que la síntesis de las dextranas a partir de la sacarosa sucede por acción de la enzima 
dextransucrasa. La conversión de sacarosa en dextrana tiene un rendimiento de aproximadamente el 25%, 
de modo que cada 0.01% de dextrana formado representa una pérdida innecesaria de azúcar del 0.04%. 
Entonces, se consumen aproximadamente 4 partes de sacarosa por cada parte de dextrana producida (Ravno, 
2005). Se debe resaltar que por cada molécula de azúcar que se consume en esta se utiliza solamente la 
fracción de glucosa, permaneciendo como subproducto la fructosa, la cual a su vez se descompone en ácidos 
orgánicos y otros productos coloreados que inducen en el descenso de pH; esto último aumenta la tasa de 
inversión de sacarosa por acidificación y también favorece la perdida de azúcar. 
Ravno (2005) estudió como el suministro de caña deteriorada con dextrana tiene un fuerte impacto en la 
producción, contaminando fácilmente el resto de las corrientes que presentan bajo contenido. Durante la 
evaluación de la operación industrial encontró que la caña ingresada al ingenio se encuentra en valores 
normales de 200 mg/kg, y que con solamente 2.6% de caña alimentada con dextrana alta (+10,000 mg/kg) 
los niveles de jugo alcanzan valores de 750 mg/kg, por lo que concluye que pequeños porcentajes de caña 
Origen Problemas asociados Mecanismos de control 
Nativo de la 
caña 
- Aumento de la viscosidad del jugo de caña. 
- Formación de geles y obstrucciones en los equipos 
de procesamiento. 
- Influencia en la calidad del azúcar producido, 
principalmente por la formación de Floc en bebidas 
carbonatadas. 
- Selección de variedades de caña de azúcar con menor 
contenido de polisacárido nativo. 
 
deteriorada presentan un alto impacto en el jugo extraído. También resalta que las tasas de deterioro son 
aceleradas fuertemente por altas temperaturas y condiciones de humedad, siendo ambas condiciones 
comunes en el campo. 
Adicionalmente, las dextranas tienen un efecto fuerte en las determinaciones de sacarosa, considerando que 
exhiben una rotación especifica altamente dextro rotatoria (mayor o igual a +200°). El efectoen la lectura 
Pol se da por el desvío del rayo de luz hacia el lado derecho, aumentando la lectura polarimétrica hasta 3 
veces más que la sacarosa (+66.4°), generando así un alto valor falso de Pol y en consecuencia 
sobreestimando el contenido de sacarosa en las corrientes del proceso. Se ha estudiado la influencia en la 
determinación de sacarosa en jugos por polarimetría, llegando a establecerse que por cada incremento de 
100 mg/L de dextrana se incrementa en un 0.07% la lectura Pol (Larrahondo, s.f.). 
La presencia de dextranas es claramente un indicador de pérdida de sacarosa, produciendo a su vez otras 
no-sacarosas. En el proceso industrial su impacto inicialmente se da en el área de clarificación, donde los 
altos niveles de dextrana en jugo actúan como una coraza protectora de los coloides e inhibe la coagulación, 
esto genera que los sólidos suspendidos se arrastren junto con el jugo clarificado y disminuyendo así la 
calidad de jugo. Esto puede generar consecuencias incluso hasta el producto final, el azúcar producido con 
jugos altos en dextranas presenta reducción de la filtrabilidad, siendo un resultado indirecto la baja eficiencia 
en clarificación. 
 
Las dextranas al ser un polisacárido también afectan directamente la viscosidad, incrementándola a lo largo 
del proceso. Por ejemplo, en estudios realizados con soluciones de sacarosa a 65%, 80 °C y 1% de dextrana 
se presentan incrementos de la viscosidad entre 100 y 130%, mientras que en soluciones al 3% de dextrana 
se observaron incrementos de la viscosidad en el rango de 250% – 350% (Larrahondo, 2018). Las altas 
viscosidades observadas en jugos de caña, debido a la presencia de dextranas, da como resultado una 
disminución de la tasa de cristalización, siendo más marcado en los materiales de baja pureza. Otros efectos 
relacionados al aumento de viscosidad son: disminución en la transferencia de calor en los evaporadores y 
tachos, aumento de punto de ebullición en las soluciones, disminución de calidad y rendimiento de azúcar. 
Asimismo, las dextranas no solo retardan la cristalización en sí, sino también inducen una elongación del 
eje “C” de los cristales al retardar selectivamente el crecimiento a lo largo de los ejes “A” y “B”, produciendo 
los denominados cristales agujas. Esta clase de cristales al ser más finos y frágiles afectan la centrifugación, 
generando purgas deficientes y aumento de polvillo en los secadores de azúcar. Adicionalmente, se han 
encontrado posibles efectos melasigénicos, es decir, altos contenidos de dextranas pueden disminuir el 
agotamiento y con ello aumentar las purezas de las mieles. 
Varios estudios realizados en los años 2000 al 2003 con niveles de dextrana en el jugo en el rango de 100 a 
5,000 mg/kg base Brix presentaron una buena linealidad en la correlación respecto a los contenidos de 
dextrana en el azúcar crudo, lo que permite inferir que alrededor del 20 % de la dextrana presente en el jugo 
termina ocluida en el azúcar crudo (Ravno, 2005). 
Las dextranas afectan la eficiencia industrial y calidad de azúcar obtenida, por lo tanto, debe tratar de 
reducirse la concentración de estos compuestos que llegan a los molinos de fábrica, tomando como una 
medida preventiva disminuir los factores que incrementan su formación. El Cuadro 6 resume los problemas 
asociados y las posibles medidas preventivas a considerar para minimizar el impacto de la dextrana en el 
proceso agroindustrial. 
 
 
 
Cuadro 6. Descripción del origen, problemas asociados y posibles mecanismos de control para las dextranas. 
 
En general los polisacáridos, distintos a la sacarosa y azúcares reductores, aumentan la viscosidad de las 
corrientes de proceso, esto a su vez esto genera aumentos de los tiempos de evaporación y disminuye las 
tasas de cristalización, generando así pérdidas indeterminadas. Estos aspectos dan lugar a un aumento en el 
tiempo necesarios para la fabricación de azúcar y algunos casos se llega a requerir reducir las tasas de 
molienda del ingenio, logrando un impacto global en la capacidad operativa del mismo. 
 
NO AZÚCARES ORGANICAS: ÁCIDOS ORGÁNICOS, AMINOÁCIDOS, CERAS Y COLORANTES 
• Ácidos orgánicos 
Los ácidos orgánicos en el jugo constituyen una parte variable, pero significativa, del total de no azúcares 
solubles de la caña, a ellos se debe la mayor proporción de la acidez titulable y son responsables del pH del 
jugo (5.2 a 5.4). La mayoría existen naturalmente en la caña en concentraciones relativamente bajas, como 
productos normales del metabolismo (Honig, 1953). Los ácidos orgánicos están frecuentemente presentes 
en las plantas en forma de sus sales, y por ello la concentración real de ácido libre suele ser baja. La 
solubilidad de los ácidos orgánicos y sus sales alcalinas aumenta con la temperatura, y es mayor en 
soluciones de sacarosa que en agua (Gil, 2007). 
En el proceso, los ácidos orgánicos afectan directamente la clarificación debido a la sensibilidad de esta 
etapa a la variación en las concentraciones de hidrógeno (pH). Estos ácidos compiten por la cal con el ácido 
fosfórico, y debido a su capacidad “buffer” (la capacidad de absorber grandes cantidades de cal u otra base 
con un pequeño cambio en el pH) aumentan la cantidad de cal requerida (Honig, 1953). Estos ácidos también 
son capaces de participar en reacciones complejas con azúcares y otros constituyentes orgánicos del jugo, 
relacionándose con la formación de compuestos melasígenos durante el procesamiento del azúcar. 
Adicionalmente, el ácido oxálico y el aconítico se han asociado con la formación de incrustaciones en 
calentadores y evaporadores (Gil, 2007). 
 
Origen Problemas asociados Mecanismos de control 
Bacteriano - Aumento de la viscosidad del jugo de caña de 
azúcar y materiales de proceso. 
- Clarificación con baja eficiencia. 
- Influencia en las mediciones de sacarosa por 
polarimetría. 
- Formación de cristales alargados e irregulares, los 
cuales son frágiles y con geometría indeseable para 
el cliente. 
- Procesamiento de caña fresca y limpia. 
- Evitar la quema de caña. Y en caso sea quema 
accidental, se debe procesar rápidamente. 
- Implementación de planes para la detección 
temprana de caña deteriorada. 
- Implementación de técnicas limpieza y saneamiento 
efectivas en el proceso industrial. 
- Monitoreo regular del contenido de dextrana en el 
jugo de caña de azúcar. 
- Uso de enzima dextranasa para degradar las 
dextranas durante el procesamiento de azúcar. 
- Al detectar dextrana se debe evaluar la influencia de 
esta en los resultados polarimétricos para evaluar la 
posibilidad de un ajuste. Comparar respecto a 
resultados cromatográficos. 
La concentración de ácidos orgánicos no nitrogenados está comprendida en un rango de 1.1-3.0g/100 g de 
materia seca, siendo los principales constituyentes los ácidos aconítico, ácidos cítrico, fumárico, glicólico, 
málico, oxálico y tartárico. Estos ácidos orgánicos se presentan en el jugo mixto como trazas, aunque durante 
el proceso aparecen otros ácidos que no son constituyentes naturales de la caña, como el ácido acético y 
láctico, formados por la acción microbiana que se da después o durante la cosecha de caña (Larrahondo, 
2018). 
Cuadro 7. Ácidos orgánicos no nitrogenados presentes en el jugo de caña. Fuente: Honig, 1953. 
Ácido 
Concentración 
(ppm/ % °Brix) 
Naturales 
Oxálico 40 - 200 
Cítrico 900 - 1800 
Tartárico 10 - 180 
Málico 1200 - 1800 
Aconítico 5000 - 8000 
Succínico 100 - 200 
Glicolítico Trazas - 150 
Formados durante el proceso 
Láctico 250 - 670 
Acético 200 -300 
 
El otro grupo de ácidos orgánicos corresponden a los nitrogenados, conocidos como aminoácidos. Entre los 
principales aminoácidos considerados en el jugo de caña se encuentra el ácido aspártico, glutámico y 
alanina. Las sustancias nitrogenadas están presentes en raíces, tallos, hojas y jugos de caña y su principal 
funciónes acelerar las diversas actividades biológicas de la planta (Honig, 1953). 
Cuadro 8. Ácidos orgánicos nitrogenados presentes en el jugo de caña. Fuente: Honig, 1953. 
Compuesto Libre 
% Solidos Seco en 
Proteína 
Aminoácidos 
Asparagina 0.71 −−− 
Glutamina 0.19 −−− 
Aspártico 0.11 0.06 
Glutámico 0.05 0.08 
Alanina 0.06 0.05 
Valina 0.03 0.04 
Aminobutírico 0.03 0.03 
Treonina 0.02 0.04 
Isoleucina 0.01 0.03 
Glicina <0.01 0.04 
Otros Trazas <0.03 
 
A continuación, se amplía la información de los ácidos orgánicos, considerando los que provienen de la 
caña y son relevantes para el proceso de producción de azúcar. 
- Ácido aconítico 
El ácido presente en mayor cantidad en los jugos de caña es el aconítico, encontrándose entre dos o tres 
veces más concentrados que todos los demás ácidos combinados. En la caña puede existir en dos formas 
geométricas: el isómero trans (la forma predominante en el jugo de caña fresco) y el isómero cis. Aunque 
la caña de azúcar también produce ácido cis-aconítico, no se acumula en la misma proporción que el ácido 
trans-aconítico porque se utiliza en el ciclo de Krebs. En las células de caña de azúcar, la forma trans puede 
isomerizarse a la forma cis, que luego se consume (Walford, 1996). 
Los ácidos orgánicos se acumulan en las plantas cuando la asimilación de cationes es mayor que la de 
aniones, para mantener el equilibrio de carga. La acumulación de ácidos orgánicos es mayor cuanto mayor 
es la fijación de CO2, por dicha razón sus concentraciones son mayores en las plantas en desarrollo y en las 
partes verdes de la caña. 
Gil (2007) confirmó que las concentraciones más altas de ácido aconítico se encuentran en las puntas y las 
hojas de la caña de azúcar. Durante su experimento evaluó el jugo extraído de muestras de tallos limpios, 
puntas y hojas, concluyendo que el jugo extraído del material vegetal presenta 2 a 3 veces más trans-
aconítico, y que en cañas inmaduras la concentración de trans-aconitico puede ser de aproximadamente 4 
veces mayor que en cañas maduras. 
Su presencia es importante en el proceso, esto debido al rol que cumple en la capacidad “buffer” del jugo y 
a su efecto inhibitorio en la precipitación del fosfato de calcio, incrementando así el consumo de cal durante 
clarificación y representando un mayor costo en la producción de azúcar. Datos en la literatura demuestran 
que solamente se elimina un 16 a 20% del ácido aconítico en la clarificación en forma de aconítico de Ca 
(Zossi et al., 2010). Posteriormente, parte de este se precipita en etapas posteriores en forma de 
incrustaciones, especialmente en evaporadores, ya que la solubilidad de las sales de acónito disminuye en 
proporción al aumento de la concentración de sacarosa, por ello las incrustaciones de estas sales se 
encuentran con mayor frecuencia en los cuerpos de los últimos evaporadores. 
Otra consecuencia del aumento del ácido aconítico y otros ácidos orgánicos es la caída de pH en los jugos 
y su consecuente aumento de acidez. Ambas variables favorecen las pérdidas de sacarosa induciendo la 
hidrolisis de esta, dando lugar a la formación otras no-sacarosas como la glucosa y fructosa. 
- Aminoácidos y proteínas 
Los principales componentes nitrogenados en la caña son las proteínas y aminoácidos, estos últimos son la 
base y los componentes moleculares de las proteínas. Mediante métodos cromatográficos se ha determinado 
la presencia de 11 aminoácidos esenciales en el jugo de caña (Ver Cuadro 8). Dichos valores pueden variar 
según la edad de la planta (el contenido de aminoácidos disminuye con la edad de la caña), las condiciones 
climáticas (en condiciones de sequía el contenido de aminoácidos aumenta significativamente) y la cantidad 
de fertilizante nitrogenado empleado (incrementos en la dosificación de N incrementan el contenido de no 
azúcares y principalmente al aumento de aminoácidos y contenido fenólico total) (Van der Poel, 1998). 
Cualquier variedad de caña poseen esencialmente los mismos aminoácidos que el jugo, pero la mayor parte 
de su nitrógeno está en forma de proteína. Las sustancias nitrogenadas están presentes en raíces, tallos, hojas 
y jugos de caña y su principal función es acelerar las diversas actividades biológicas de la planta. 
La cantidad de componentes nitrogenados presentes en la caña de azúcar es muy pequeña, siendo una 
concentración aproximada de 0.5 g por cada 100 g de materia seca (°Brix) en el jugo de caña. Entonces, 
muchas veces este aspecto hace pasar por desapercibido la importancia de los componentes nitrogenados en 
la fabricación de azúcar y no afectan directamente la recuperación de azúcar. De forma indirecta si ejercen 
influencia en el proceso, principalmente en la clarificación y cristalización. 
Los compuestos nitrogenados a pesar de ser compuestos con poca concentración, su efecto depende de la 
baja solubilidad en soluciones de azúcar y su reacción con los azúcares reductores presentes, formando así 
colorantes de alto peso molecular (sin carga) difíciles de remover durante la clarificación. El efecto más 
significativo de estos se presenta con la reacción de Maillard durante la cristalización, siendo una de las 
principales causantes de la coloración de azúcar. La reacción de Maillard se produce entre un compuesto de 
carbonilo (que usualmente es un azúcar reductor) y aminoácidos, trayendo consigo la producción de 
múltiples compuestos coloreados conocidos como melanoidinas (Nurst, 2005). Los efectos de esta reacción 
se hacen evidentes con la formación de un color rojizo en las masas cocidas, aumento de la viscosidad y 
espuma en los tanques de mieles (Rein, 2012). 
Investigaciones más complejas del tema en la industria azucarera demuestran que en la etapa de 
cristalización existe una disminución del contenido de aminoácidos seguido de un aumento de la relación 
fructosa/glucosa y color en la miel final, con lo que se concluye generación de melanoidinas como productos 
de la reacción de Maillard. 
El Cuadro 9 resume los problemas asociados y las posibles medidas preventivas a considerar para minimizar 
el impacto de los ácidos orgánicos descritos anteriormente. 
Cuadro 9. Descripción del origen, problemas asociados y posibles mecanismos de control para los ácidos orgánicos. 
 
• Ceras 
Las ceras se definen químicamente como una mezcla compleja de compuestos orgánicos, donde predominan 
los ésteres de los ácidos grasos de cadena larga (C14-C36), alcoholes de peso molecular elevado (C16 a C30) 
y otros compuestos como esteroles (Hernández et al., 2021). En el caso de la caña de azúcar, se sintetiza en 
forma de lípidos, parte de los cuales recubren los tallos en forma de una película cérea y constituye una 
barrera física y/o química con el exterior, controlando la transferencia de masa y el ataque de enfermedades. 
(Honig, 1969). 
La mayoría de la cera (compuestos cerosos) que se forma en los tallos de la caña es acumulada dentro de 
los residuos (cachaza) provenientes de la clarificación del jugo en las fábricas de azúcar. En realidad, se 
pueden encontrar en otros subproductos como bagazo o vinaza, pero la cachaza es la fuente principal para 
extraerla. Por el momento no se reconoce si generan interferencia en la producción de azúcar, a excepción 
del tratamiento que se debe dar para su eliminación durante el proceso de clarificación y filtración. 
• Colorantes 
El “color” es un término utilizado para cubrir un amplio rango de componentes químicos responsables del 
color final del azúcar, siendo este un parámetro de calidad muy importante para la industria. Este influye en 
el proceso industrial, principalmente cuando se quiere producir azúcar blanco, ya que alcanzar dichos 
parámetros ocasiona costos adicionales. 
Los componentes químicos responsables del oscurecimiento del azúcar se encuentran en la propia materia 
prima o se pueden originar durante el proceso de producción. La cantidad de componentescoloreados 
representa alrededor del 17% de los no azúcares orgánicos en el jugo de caña. Larrahondo (1995) resalta 
que los no azúcares coloreados mayoritarios en la caña son las clorofilas, xantofilas, carotenos y flavonoides; 
los primeros tres compuestos son insolubles en agua y se separan fácilmente durante la clarificación del 
jugo, pero el último tiene importancia en el proceso de fabricación por ser solubles en agua y no eliminarse 
con facilidad. 
Origen Problemas asociados Mecanismos de control 
Nativo de la 
caña 
- Aumentan la capacidad “buffer” del jugo y crean 
un efecto inhibitorio en la precipitación del fosfato 
de calcio, requiriendo así mayor consumo de cal. 
- Incrustaciones en calentadores y evaporadores. 
- Caída de pH y aumento de acidez en los jugos que 
favorece las pérdidas de sacarosa por hidrolisis. 
- Clarificación con baja eficiencia. 
- Formación de no-sacarosas (glucosa, fructosa y 
melanoidinas). 
- Procesamiento de caña madura con bajo contenido 
de materia extraña vegetal (hojas y el cogollo). 
 
En general, los colorantes nativos de la caña de azúcar son los fenoles y flavonoides, siendo los responsables 
por el 60 al 75 % del color en el azúcar sin refinar. Los compuestos fenólicos son responsables de la 
pigmentación de las flores y frutas, siendo importantes agentes antioxidantes, componentes del sabor y 
esenciales para los cultivos, porque brindan resistencia al ataque de plagas o insectos causantes de diversas 
enfermedades en las plantas. Los fenoles en los jugos de caña son por lo general incoloros en la planta, pero 
se oxidan con moléculas amino-nitrogenadas y hierro formando compuestos coloreados durante el proceso 
(Zossi et al., 2010). Se consideran de los principales pigmentos presentes en el jugo de caña por ser los 
responsables del aumento del color al azúcar cuando se encuentra almacenada. 
Por otro lado, los flavonoides son compuestos fenólicos también, pero más complejos. Como se mencionó, 
estos pueden pasar sin ser removidos en el proceso de clarificación, esto debido a su alta solubilidad en el 
agua. Los flavonoides más comunes en la caña de azúcar son las antocianinas, los flavonoles y las flavonas 
(Larrahondo, 1995). 
Se ha llegado a determinar que la materia extraña vegetal, especialmente los cogollos y hojas, son los 
principales aportadores de colorantes naturales y precursores de color al proceso, sin tomar en cuenta que 
también tiene incidencia generando impurezas como polisacáridos y compuestos amino-nitrógenos. El 
cogollo es un componente que tiene alta incidencia en los niveles de color, entregando desde cinco a ocho 
veces más precursores de color que la caña limpia. Esta información se condensa en el Cuadro 10, 
presentando el resto de los componentes de la caña con respecto al color del jugo extraído y el contenido de 
fenoles. 
Cuadro 10. Promedio de color ICUMSA y fenoles totales en materiales originados de la cosecha de la caña. 
Fuente: Herrera, 2014. 
Material Color ICUMSA 
Fenoles totales 
 (ppm °Brix) 
Entrenudos 5,500 2,300 
Nudos 20,700 4,855 
Raíces 28,900 8,868 
Tallo limpio 13,400 4,140 
Cogollos 139,700 21,855 
 
Otros factores determinantes que considerar en campo para controlar los componentes coloreados son: la 
variedad caña y el riego aplicado en condiciones de sequía. Estudios han determinado que los niveles de 
materiales pigmentados y precursores de color en los jugos se relacionan con la variedad. Adicionalmente, 
se menciona que el estrés hídrico en la caña de azúcar puede presentar un aumento del 100% de los 
componentes coloreados y amino-nitrógenos, generando con ello problemas de color en el material de 
proceso. 
Durante la producción de azúcar también se forman melaninas, melanoidinas, caramelos y productos de 
degradación alcalina de las hexosas. En el caso del procesamiento industrial de azúcar, la formación de 
sustancias coloreadas es inminente y progresiva a medida que los materiales se procesan, observándose 
mecanismos específicos de generación de color en cada etapa (Cuadro 11). 
Cuadro 11. Mecanismos de generación de color predominantes en el proceso industrial. Fuente: Herrera, 2014. 
Etapa Mecanismo 
Extracción Pardeamiento enzimático 
Clarificación Degradación alcalina de azúcares reductores 
Evaporación Pardeamiento no enzimático: Caramelización y reacción de Maillard 
Cristalización Pardeamiento no enzimático: Reacción de Maillard 
 
Dentro de fábrica la etapa idónea para la disminución del color en el jugo es la sulfitación. Está consiste en 
la aplicación de dióxido de azufre gaseoso (SO2) directamente al jugo de caña con la finalidad de inhibir y/o 
reducir los compuestos colorantes. El dióxido de azufre actúa como agente reductor y antioxidante, 
reaccionando con los compuestos orgánicos presentes en el jugo, como las melanoidinas, responsables del 
color oscuro. Después de esta etapa las no-sacarosas que reaccionaron se pueden eliminar con facilidad en 
las etapas posteriores. Además de reducir el color, el dióxido de azufre tiene un efecto beneficioso en la 
inhibición de reacciones de oxidación y en la prevención de la formación de sustancias no deseadas, como 
ácidos fenólicos y pectinas. 
El resto de los pigmentos coloreados que se encuentran en los jugos se eliminan, en su mayoría, en la etapa 
de clarificación. Durante esa etapa se emplean agentes coagulantes y floculantes para facilitar la formación 
de flóculos que atrapan y aglutinan la materia suspendida en el jugo. Los flóculos formados se decantan en 
la parte inferior de los clarificadores y se retiran en forma de lodo. La importancia de la etapa de clarificación 
radica en su capacidad para eliminar eficientemente los componentes coloreados del jugo de caña. Además 
de mejorar el color, la clarificación también contribuye a la estabilidad y vida útil del azúcar. La presencia 
de componentes coloreados puede promover reacciones de degradación y oscurecimiento del producto a lo 
largo del tiempo. Al eliminar estos componentes, se asegura una mayor estabilidad y una vida útil más 
prolongada para el azúcar producido. 
El Cuadro 12 resume los problemas asociados y las posibles medidas preventivas a considerar para 
minimizar el impacto de los componentes colorantes en el proceso agroindustrial. 
Cuadro 12. Descripción del origen, problemas asociados y posibles mecanismos de control para los colorantes 
naturales de la caña. 
 
NO AZÚCARES INORGÁNICAS: SALES INORGÁNICAS (CENIZAS) 
Los constituyentes inorgánicos de la caña de azúcar se presentan como iones solubles en agua, sales, 
constituyentes de moléculas orgánicas complejas o compuestos insolubles, que pueden encontrarse en el 
jugo de caña como sólidos suspendidos, y generalmente son removidos durante la etapa de clarificación 
(Herrera, 2014). 
La caña es una planta que absorbe poca sustancia mineral del terreno donde es cultivado, su contenido de 
material inorgánico proviene de lo absorbido por la planta durante su crecimiento, por lo cual contiene poca 
ceniza soluble. Las cenizas que se encuentra originalmente en la caña son de aproximadamente 0.5% y están 
constituidas principalmente por cationes de potasio, calcio, magnesio y sodio; y aniones de cloruro, sulfato 
y fosfato. Los cationes mayoritarios son potasio y calcio, y los aniones son silicatos, cloruros, fosfatos y 
sulfatos. En general, su concentración en el jugo dependerá del tipo de suelo, nivel de riego, condiciones de 
fertilización y presencia de materia extraña (Rein, 2012). 
 
Origen Problemas asociados Mecanismos de control 
Nativo de la 
caña 
- Responsables del color del azúcar crudo. 
- Degradación de color del azúcar almacenado. 
 
- Caracterización de las principales variedades de caña 
por color y sus componentes coloreados principales. 
- Procesamiento de caña con bajo contenido de 
materia extraña vegetal (hojas y el cogollo). 
- Aplicación deriego en campo de manera oportuna. 
- Uso de dióxido de azufre en el proceso (sulfitación). 
Cuadro 13. Ácidos orgánicos no nitrogenados presentes en el jugo de caña. Fuente: Honig, 1953. 
Constituyente Concentración 
(% grados Brix) 
Cationes Potasio (K2O) 0.77 - 1.31 
Sodio (Na2O) 0.01 - 0.04 
Calcio (CaO) 0.24 - 0.48 
Magnesio (MgO) 0.1 - 0.39 
Hierro (Fe2O3) 0.006 - 0.04 
Aluminio (A12O3) 0.0005 - 0.17 
Cobre (CuO) 0.002 - 0.003 
Zinc (ZnO) 0.003 - 0.012 
Manganeso (MnO) 0.007 
Silicio (SiO2) 0.016 - 0.101 
Aniones Cloro (Cl) 0.16 - 0.27 
Fosfato (P2O5) 0.14 - 0.4 
Sulfato (SO3) 0.17 - 0.52 
 
Muchas de las cenizas solubles determinadas vienen por la variedad, los componentes de la fertilización y 
el tipo de suelo. La mayor parte del contenido en el proceso está representado por el potasio, calcio y 
magnesio. El potasio es el que se encuentra en mayor contenido, llegando a representar entre el 30-50% de 
las cenizas, esto es resultado del nivel de extracción del componente (extraído en el mismo grado que la 
sacarosa) y la poca remoción de este durante el proceso de clarificación. En el caso del calcio y magnesio 
son componentes que tienen alto índice de extracción (entre 75-90%) y tienden a incrementarse en la 
clarificación por el uso de cal y aumento del pH, estos pueden causar incrustaciones en los equipos de etapas 
posteriores. 
Dentro de los aniones, los fosfatos son de los mayoritarios en el jugo de caña, tanto en forma de fosfatos 
inorgánicos como orgánicos. Su importancia en la producción de azúcar se da durante el proceso de 
clarificación con cal, porque su concentración influye fuertemente en la eficiencia. Según Rein (2007), el 
nivel de fosfatos en el jugo debe ser, como mínimo, de 200 mg/kg, expresado como P2O5, para que la 
clarificación sea satisfactoria. Con esta concentración, se elimina una mayor cantidad de coloides, el 
contenido de calcio en el jugo claro es menor, y por consiguiente presenta menor turbidez, los flóculos se 
forman con mayor velocidad, la sedimentación es más rápida y se obtiene un jugo menos coloreado. 
Entonces, el contenido fósforo es clave para la clarificación y el contenido de éste en los jugos se espera 
que sea entre 300 y 600 mg/l expresado como P2O5. En el Cuadro 14 se describen algunos otros componentes 
de las cenizas claves para el proceso. 
Cuadro 14. Separación de no-azúcares inorgánico. Fuente: Honig, 1953. 
Cationes Extraídos con el jugo en el procedimiento 
estándar de molienda 
Disminución o incremento en la operación 
de clarificación 
K2O Extraído en el mismo grado que la sacarosa. No removido 
Na2O Se deja en el bagazo relativamente más Na2O No removido 
CaO Extraído en un 75-85% Incremento en la clarificación por el uso de cal 
MgO Extraído en un 80-90% Incremento en la clarificación a un pH>7.8 
Fe2O3 Extraído en un 50-70% Removido en un 50-90% 
Al2O3 Extraído en un 40-60% Removido en un 70-95% 
Aniones 
Cl Extraído en el mismo grado que la sacarosa No removido 
SO3 Extraído en un 75-85% No removido 
P2O5 Extraído en un 75-85% Removido cuando se tiene contenido de P2O5 
en el jugo filtrado bajo 
SiO2 La extracción es variable, dependiendo de la 
calidad de caña se puede encontrar en 10-35% 
Removido, dependiendo de los otros no-
sacarosa separables 
 
Todos estos componentes inorgánicos son asociados con el aumento de la solubilidad de la sacarosa y con 
tener propiedades melasigénicas, lo cual dificulta el proceso de cristalización y el agotamiento de las mieles 
(Sahadeo, 1998). Varias fuentes en literatura indican que la solubilidad de la sacarosa disminuye en 
presencia de azúcares reductores y que la mayoría de las cenizas tienden a aumentarla, por lo tanto, es de 
esperar que la pureza de las mieles finales dependa de la influencia de las proporciones de estas sustancias. 
Lo anteriormente descrito corresponde a las cenizas solubles, pero existen otras que son insolubles, estas se 
relacionan directamente con el suelo que trae consigo la caña y se eliminan durante la clarificación en forma 
de lodo. Generalmente los tallos no llegan limpios a la fábrica, existen hojas y material mineral ligados que 
depende de la influencia del clima y método de recolección. La mayoría de suelo se elimina por el 
clarificador, pero cuando existen excesos al sistema estos sobrecargan el equipo y disminuyen su eficiencia, 
dando como resultado jugos turbios que afectan la calidad del azúcar. 
El Cuadro 15 resume los problemas asociados y las posibles medidas preventivas a considerar para 
minimizar el impacto de los componentes inorgánicos (cenizas) en el proceso agroindustrial. 
Cuadro 15. Descripción del origen, problemas asociados y posibles mecanismos de control para las no-azúcares 
inorgánicas (sales). 
 
 
 
 
CONCLUSIÓN 
 
Se han analizados los componentes químicos nativos de la caña de azúcar que tiene incidencia en el proceso 
fabril, siendo estos los carbohidratos (distintos a la sacarosa), no azúcares orgánicos e inorgánicos. Aunque 
algunos de ellos no influyan directamente sobre la recuperación de azúcar, llegan a ser importantes en la 
calidad de producto final a obtener. Cada uno representa un desafío distinto, en el estudio se consideraron 
varios puntos de vista para campo y fabrica, así como posibles mecanismos de control a implementar. El 
reconocer el origen de cada uno y los problemas asociados permitió generar propuestas para mitigar su 
efecto, mejorando así la operación industrial (aumento de la recuperación) y facilitando el alcance de un 
producto final de calidad. 
 
 
 
Origen Problemas asociados Mecanismos de control 
Nativo de la 
caña 
- Altos porcentajes de extracción de la mayoría de 
los componentes en molinos. 
- Sobrecarga del proceso de clarificación (cuando 
ingresan altos porcentajes). 
- Tiene efecto melasigénico que limita el proceso de 
cristalización. 
 
- Procesamiento de caña madura con bajo contenido 
mineral (suelo y cepas). 
- Evaluar capacidad de los sistemas de clarificación y 
filtración del jugo de caña, considerando cambios en 
el contenido de minerales en la materia prima (propios 
de la caña y adquiridos durante la recolección). 
- Dosificar la cantidad justa de componentes químicos 
en la clarificación (para no agregar componentes 
inorgánicos). 
REFERENCIAS 
Badui, S. 2006. Química de los alimentos. 4ta edición. México. Pearson Education. 33 p. 
Chen, J., & Chou, C. C. 1985. Cane Sugar Handbook. 12 ed. Wiley. 
Cuddihy, J.; Porro, M.E.; Rauh, J. 2001. The presence of total polysaccharides in sugar production 
and methods for reducing their negative effects. Journal of the American Society of Sugar Cane 
Technologist v. 21. 
 
Cuddihy, M., Rein, P., & Eggleston, G. 2001. Microbiological control in sugarcane processing: a 
review. Sugar Tech. 93-109 p. 
 
Gil, Nicolas J. 2007. Ácido aconítico de la caña de azúcar: producción y aplicación industrial. Faculty 
of the Louisiana State University and Agricultural and Mechanical College. 164 p. 
 
Hernández Ramos, Eduardo; Díaz de los Ríos, Manuel; Almazán del Olmo, Oscar; Rojas Núñez, 
Hermys; Martín González, Aurora; García Marty, Leslie. 2021. La cera de la caña de azúcar y el 
ICIDCA. Orígenes, conocimientos y experiencias. Instituto Cubano de Investigaciones de los 
Derivados de la Caña de Azúcar (ICIDCA). Cuba. 66 p. 
Herrera, O.; García Cárcamo, R.; y Renderos Arrué, J. 2014. La generación de color en el proceso de 
producción de azúcar: Influencia de la materia prima. Universidad Centroamericana José Simeón 
Cañas. El Salvador. 
 
Honig, P. 1953. Principles of sugar technology; Tomo I y II. Elsevier Company. 
 
Larrahondo, J. 1995. Calidad de la caña de azúcar. El cultivo de la caña en la zona azucarera de 
Colombia. Cali, Colombia: CENICAÑA. 337-354 p. 
Larrahondo, J. 2012. Composición y caracteristicas químicas de la caña de azúcar y su impacto en elproceso de elaboración de azúcar . Universidad del Valle. Cali, Colombia. 110 p. 
 
Larrahondo, J. 2018. Composición de la caña de azucar y el proceso azucarero. Apuntes de química 
azucarera. Santiago de Cali, Colombia. 180 p. 
Larrahondo, J. s.f. Flavonoides de la Caña de Azúcar: presencia e importancia en el proceso azucarero. 
Recuperado el 3 de junio de 2023, de: 
https://www.academia.edu/16785123/Flavonoides_de_la_ca%C3%B1a_de_azucar 
Larrahondo, J. s.f. Evaluación de la calidad de la caña de azúcar y muestreo. Recuperado el 30 de mayo 
de 2023, de: https://servicios.laica.co.cr/laica-cv-
biblioteca/index.php/Library/download/kbvYXjTfmZOqItNbmtOiqnGERerRqnKH 
Larrahondo, J. E. y Ramos, R., A. A. 2012. Calidad de la caña y procesos de fábrica para obtención 
del azúcar. CENGICAÑA-ATAGUA, Guatemala. 
Meade, & Chen, J. 1997. Manual de azúcar de caña. Limusa. Distrito federal, Mexico. 
Nursten, H. 2005. The Maillard reaction chemistry, biochemistry and implication. United Kingdom: 
University of Reading. 2-50 p. 
Ravno, A. B., y Purchase, B. S. 2005. Dealing with dextran in the South African sugar industry. 
International Sugar Journal. 255-269 p. 
Rein, P. 2012. Ingeniería de la caña de azúcar.Alemania: Bartens. 
Sahadeo, P. 1998. The effect of some impurities on molasses exhaustion. Proceedings of the South 
African Sugar Technologists. 285-289 p. 
Van der Poel, P. W. 1998. Sugar Technology. Beet and Cane Sugar Manufacture. Berlin: Bartens. 
 Walford, SN. 1996. Composition of cane juice. Proceedings of the South African Sugar Technologists 
no. 70. 265-266 p. 
 
Wiggins, L. y Williams, J. 1995. Nutritional Value of Crops, Amino Acid Content of West Indies 
Sugar Cane. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 341-345 p. 
 
Zossi, Silvia B.; Cardenas, Gerónimo J.; Sorol Natalia; y Sastre Marcos. 2010. Influencia de 
compuestos azúcares y no azúcares en la calidad industrial de caña de azúcar en Tucumán. Parte I 
y II. Revista Industrial y Agrícola de Tucumán vol. 87. Argentina. 15-27 p.

Continuar navegando