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PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLACHA indice INDICE GENERAL DEL PROYECTO DOCUMENTO 1: MEMORIA I: MEMORIA DESCRIPTIVA II: CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS III. ANEXOS DOCUMENTO 2: PLIEGO DE CONDICIONES GENERALES DOCUMENTO 3: PLANOS DOCUMENTO 4: PRESUPUESTO DOCUMENTO 1: MEMORIA PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLACHA ÍNDICE MEMORIA DESCRIPTIVA Página I ÍNDICE DE LA MEMORIA I: MEMORIA DESCRIPTIVA.............................................................1 Capítulo 1: Introducción....................................................................................1 1.1 Objetivo del proyecto.....................................................................................1 1.2 Justificación del proyecto...............................................................................1 1.3 Ubicación y emplazamiento...........................................................................2 1.4 Legislación.....................................................................................................2 1.4.1 Legislación de interés general...................................................................2 1.4.2 Legislación específica: ámbito alimentario................................................3 1.4.3 Legislación medioambiental......................................................................5 Capítulo 2: La remolacha azucarera..............................................................13 2.1 Origen de la industria remolachera..............................................................13 2.2 Taxonomía y morfología..............................................................................15 2.3 Cultivo y recolección de la remolacha.........................................................17 2.4 Composición química de la remolacha........................................................20 Capítulo 3: El azúcar........................................................................................22 3.1 Introducción.................................................................................................22 3.2 Propiedades fisicoquímicas de la sacarosa.................................................23 3.3 Tipos de azúcar...........................................................................................24 Capítulo 4: Situación de la industria de la remolacha azucarera y el azúcar................................................................................................................27 4.1 Situación a nivel mundial.............................................................................27 4.2 Situación a nivel europeo.............................................................................27 4.3 Situación a nivel nacional............................................................................28 4.4 Estructura empresarial española.................................................................31 Capítulo 5: Proceso de obtención del azúcar...............................................33 5.1 Introducción.................................................................................................33 5.2 Recepción y almacenamiento de la remolacha...........................................34 5.2.1 Introducción.............................................................................................34 5.2.2 Recepción de la remolacha.....................................................................34 5.2.3 Almacenamiento de la remolacha...........................................................36 5.3 Alimentación de la fábrica............................................................................37 5.3.1 Introducción.............................................................................................37 5.3.2 Transporte al lavadero............................................................................38 5.3.3 Lavado de la remolacha..........................................................................39 5.3.4 Pesado de la remolacha..........................................................................41 PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLACHA ÍNDICE MEMORIA DESCRIPTIVA Página II 5.4 Extracción del azúcar...................................................................................41 5.4.1 Introducción.............................................................................................41 5.4.2 Molturación de la remolacha...................................................................41 5.4.3 Extracción del azúcar..............................................................................44 5.4.3.1 La difusión en la remolacha................................................................44 5.4.3.2 Mecánica de la difusión......................................................................45 5.4.3.3 Condiciones óptimas de la difusión....................................................46 5.5 Prensado y secado de la pulpa agotada......................................................47 5.5.1 Vaciado de difusores y transporte de la pulpa........................................47 5.5.2 Prensado de la pulpa agotada................................................................47 5.5.3 Desecación de la pulpa...........................................................................48 5.5.4 Uso de la pulpa.......................................................................................49 5.6 Depuración del jugo de difusión...................................................................50 5.6.1 Introducción..............................................................................................50 5.6.2 Propiedades y composición del jugo de difusión....................................50 5.6.3 Necesidad y fin de la depuración............................................................51 5.6.4 Despulpado del jugo................................................................................51 5.6.5 Calefacción del jugo................................................................................52 5.6.6 Depuración calco-carbónica del jugo......................................................52 5.6.6.1 Introducción........................................................................................52 5.6.6.2 Producción de cal y gas carbónico.....................................................53 5.6.6.2.1 La piedra caliza..............................................................................53 5.6.6.2.2 Combustible...................................................................................54 5.6.6.2.3 El horno de cal...............................................................................54 5.6.6.2.3.1 La reacción química en el horno...............................................57 5.6.6.3 Fabricación de la lechada de cal........................................................58 5.6.6.4 Encalado del jugo de difusión.............................................................59 5.6.6.4.1 Introducción...................................................................................59 5.6.6.4.2 Química de la depuración..............................................................60 5.6.6.4.3. Adición de la cal............................................................................62 5.6.6.5. Carbonatación del jugo encalado......................................................64 5.6.6.5.1. Introducción..................................................................................64 5.6.6.5.2. Primera carbonatación..................................................................64 5.6.6.5.3. Segunda carbonatación................................................................67 5.6.6.6. Filtración de los jugos carbonatados.................................................67 5.6.6.6.1. Introducción..................................................................................67 5.6.6.6.2. Filtros-prensa................................................................................685.6.6.7. Procesos complementarios de depuración.......................................71 5.6.6.7.1. Sulfitación del jugo........................................................................72 5.6.6.7.2. Los cambiadores de iones............................................................73 5.7. Evaporación del jugo..................................................................................74 PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLACHA ÍNDICE MEMORIA DESCRIPTIVA Página III 5.7.1. Introducción............................................................................................74 5.7.2. Evaporación de múltiple efecto..............................................................76 5.7.3. Perdidas de azúcar en la evaporación...................................................78 5.8. Cristalización del azúcar.............................................................................79 5.8.1. Introducción............................................................................................79 5.8.2. Proceso de cristalización........................................................................79 5.8.3. Aparatos empleados en la cristalización................................................81 5.8.4. Factores que influyen en la velocidad de cristalización.........................82 5.9. Secado y almacenamiento del azúcar........................................................83 Capítulo 6: Análisis y selección de equipos.................................................85 6.1. Análisis y selección de encaladoras...........................................................85 6.1.1. Introducción............................................................................................85 6.1.2. Pre-encaladoras.....................................................................................86 6.1.3. Encaladoras...........................................................................................87 6.1.4. Elección de las encaladoras...................................................................88 6.1.5. Encaladora empleada............................................................................88 6.2. Análisis y selección de las carbonatadoras................................................89 6.2.1. Introducción............................................................................................89 6.2.2. Tanques de primera carbonatación........................................................89 6.2.3. Tanques de segunda carbonatación......................................................91 6.2.4. Los sistemas de distribución de gas......................................................91 6.2.5. Carbonatadora elegida...........................................................................92 6.3. Análisis y selección de filtros......................................................................93 6.3.1. Introducción............................................................................................93 6.3.2. Tipos de filtros........................................................................................93 6.3.2.1. Filtros discontinuos de presión..........................................................94 6.3.2.2. Filtros continuos de presión...............................................................94 6.3.2.3. Filtros discontinuos de vacío.............................................................95 6.3.2.4. Filtros continuos de vacío..................................................................95 6.3.3. Elección del filtro....................................................................................95 6.3.3.1. Filtros prensa.....................................................................................96 6.3.4. Filtro empleado.......................................................................................97 6.4. Análisis y selección de intercambiadores de calor.....................................98 6.4.1. Introducción............................................................................................98 6.4.2. Tipos de intercambiadores de calor.......................................................99 6.4.2.1. Intercambiadores de tubería doble....................................................99 6.4.2.2. Intercambiadores enfriados por aire................................................100 6.4.2.3. Intercambiadores de placas............................................................101 6.4.2.4. Intercambiadores de carcasa y tubo...............................................102 6.4.3. Elección del intercambiador de calor...................................................103 PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLACHA ÍNDICE MEMORIA DESCRIPTIVA Página IV 6.4.4. Intercambiador de calor empleado.......................................................103 6.5. Análisis y selección del sistema de tuberías.............................................104 6.5.1. Introducción..........................................................................................104 6.5.2. Tipos de tuberías..................................................................................105 6.5.2.1. Dimensiones....................................................................................105 6.5.2.2. Calidad............................................................................................105 6.5.3. Tubería empleada................................................................................106 6.6. Análisis y selección del sistema de bombeo.............................................106 6.6.1. Introducción..........................................................................................106 6.6.2. Tipos de bombas..................................................................................107 6.6.2.1. Bombas de desplazamiento positivo o volumétricas.......................108 6.6.2.2. Turbobombas..................................................................................108 6.6.3. Elección de la bomba...........................................................................109 6.6.4. Bomba empleada.................................................................................110 Capítulo 7: Seguridad e higiene...................................................................112 7.1. Introducción..............................................................................................112 7.2. Disposiciones generales de seguridad.....................................................112 7.3. Seguridad contra accidentes....................................................................117 7.3.1. Instrucción personal.............................................................................117 7.3.2. Equipos de protección personal EPI's..................................................117 7.3.2.1. Ropa de trabajo...............................................................................118 7.3.2.2. Protección de la cabeza..................................................................120 7.3.2.3. Protección de la vista......................................................................122 7.3.2.4. Protección para los oídos................................................................123 7.3.2.5. Equipos de protección respiratoria..................................................125 7.3.2.6. Protección para manos y brazos.....................................................126 7.3.2.7. Protección del pie y la pierna..........................................................127 7.3.2.8. Sistemas anticaídas........................................................................129 7.3.3. Señalización de seguridad...................................................................131 7.3.4. Prevención y protección contra incendios............................................132 7.3.4.1. Sistemas automáticos de detección de incendio.............................132 7.3.4.2. Sistemas manuales de alarma de incendio.....................................1347.3.4.3. Sistemas de comunicación de alarma.............................................134 7.3.4.4. Sistemas de abastecimiento de agua contra incendios..................135 7.3.4.5. Prevención y control de incendio en la industria química...............135 7.3.5. Resguardo de maquinarias.................................................................139 PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLACHA ÍNDICE MEMORIA DESCRIPTIVA Página V Capítulo 8: El mantenimiento en la industria azucarera............................141 8.1. Introducción..............................................................................................141 8.2. Tipos de mantenimiento............................................................................142 8.2.1. Mantenimiento preventivo....................................................................142 8.2.2. Mantenimiento correctivo.....................................................................143 8.2.3. Mantenimiento predictivo.....................................................................143 8.3. Programa de mantenimiento.....................................................................144 8.3.1. Programa de mantenimiento en período de intercampaña..................144 8.3.2. Programa de inspección en período de campaña...............................146 Capítulo 9: Impacto ambiental......................................................................147 9.1. Introducción..............................................................................................147 9.2. Impacto medioambiental...........................................................................148 9.2.1. Sobre las aguas...................................................................................148 9.2.2. Sobre la atmósfera...............................................................................148 9.2.3. Sobre los suelos...................................................................................149 9.2.4. Relativo a ruidos...................................................................................149 9.2.5. Por embalajes......................................................................................149 9.2.6. Impacto sobre las condiciones sanitarias.............................................150 9.3. Medidas de reducción de impactos..........................................................150 9.3.1. Tratamientos de vertidos......................................................................150 9.3.2. Tratamientos atmosféricos...................................................................151 9.3.3. Tratamientos de sólidos.......................................................................151 9.3.4. Tratamientos de embalajes..................................................................152 9.4. Conclusiones respecto a la situación del sector en Andalucía.................152 9.4.1. Respecto a las aguas..........................................................................152 9.4.2. Respecto a las emisiones atmosféricas..............................................154 9.4.3. Respecto a los residuos, olores y ruidos.............................................154 Capítulo 10: Subproductos de azucarera....................................................156 10.1. Melaza....................................................................................................156 10.2. Pulpa de remolacha................................................................................157 10.2.1. La pulpa como alimento.....................................................................157 10.2.2. Pulpa de remolacha como ingrediente de plásticos...........................158 10.3. Rabihojas................................................................................................159 10.4. Tierra vegetal..........................................................................................159 10.5. Carbocal y carbocal plus.........................................................................160 Capítulo 11: La energía en azucarera..........................................................162 11.1. Energía consumida en una azucarera....................................................162 11.2. Importancia de la energía en los costes de producción..........................163 Capítulo 12: Fichas internacionales de seguridad química.......................164 PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLACHA ÍNDICE MEMORIA DESCRIPTIVA Página VI II: CÁLCULOS JUSTIFICATIVOS................................................174 Capítulo 1: Introducción al diseño de equipos...........................................174 Capítulo 2: Balances al sistema...................................................................177 2.1. Introducción..............................................................................................177 2.1.1. Diagrama de flujo general del proceso................................................178 2.1.2. Diagrama de flujo de la etapa de depuración......................................179 2.2. Balances de materia.................................................................................180 2.2.1. Balance global de materia...................................................................180 2.2.1.1. Balance de materia a la etapa de extracción..................................181 2.2.1.2. Balance de materia a la etapa de prensado de pulpa.....................183 2.2.1.3. Balance de materia a la etapa de purificación.................................184 2.2.1.4. Balance de materia a la etapa de evaporación...............................186 2.2.1.5. Balance de materia al cristalizador..................................................187 2.2.2. Balance parcial de materia...................................................................190 2.2.2.1. Balance de materia a la unidad de pre-encalado............................190 2.2.2.2. Balance de materia a la unidad de encalado..................................192 2.2.2.3. Balance de materia a la unidad de 1º carbonatación......................193 2.2.2.4. Balance de materia a la 1º filtración................................................195 2.2.2.5. Balance de materia a la 2º carbonatación.......................................195 2.2.2.6. Balance de materia a la 2º filtración................................................196 2.3. Balance de energía...................................................................................197 2.3.1. Balance de energía a la etapa de extracción.......................................197 2.3.2. Balance de energía a la etapa de depuración.....................................200 2.3.3. Balance de energía a la etapa de evaporación....................................202 2.3.4. Balance de energía a la etapa de cristalización...................................204 Capítulo 3: Diseño de las unidades de pre-encalado y encalado.............207 3.1. Parámetros de diseño...............................................................................207 3.2. Cálculo de las dimensiones del tanque....................................................208 3.3. Cálculo del espesor..................................................................................211 3.4. Cálculo de la potencia del motor...............................................................213 Capítulo 4: Diseño de las unidades de primera y segunda carbonatación................................................................................................217 4.1. Parámetros de diseño...............................................................................217 4.2. Cálculo de las dimensiones del tanque....................................................217 4.3. Cálculo del espesor..................................................................................219 4.4. Cálculo del sistema de difusión del CO2...................................................221 Capítulo 5: Diseñode las unidades de filtración........................................230 PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLACHA ÍNDICE MEMORIA DESCRIPTIVA Página VII Capítulo 6: Diseño de los intercambiadores de calor................................235 6.1. Introducción..............................................................................................235 6.2. Cálculo del área de intercambio...............................................................236 6.3. Selección de los tubos del intercambiador...............................................238 6.4. Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor en función de los coeficientes individuales..................................................................................239 6.4.1. Cálculo de los coeficientes individuales...............................................240 6.5. Cálculo del nuevo intercambiador de calor elegido..................................248 6.5.1. Cálculo del coeficiente global de transferencia de calor......................249 Capítulo 7: Diseño del horno de cal.............................................................254 7.1. Balance de materia al horno.....................................................................254 7.2. Cálculo del volumen del horno..................................................................256 7.3. Cálculo de la pared del horno...................................................................258 Capítulo 8: Diseño del sistema de tuberías y bombas...............................261 8.1. Esquema del sistema principal de tuberías y bombas..............................261 8.2. Diseño del sistema de tuberías.................................................................262 8.2.1. Cálculo del diámetro nominal...............................................................262 8.2.2. Cálculo del Scheduler o número de catálogo.....................................265 8.3. Diseño de las bombas..............................................................................285 8.3.1. Cálculo de la potencia de las bombas..................................................286 8.3.2. Cálculo del NPSH de las bombas........................................................301 Capítulo 9: Diseño depósitos pulmón.........................................................307 9.1. Parámetros de diseño...............................................................................307 9.2. Cálculo de las dimensiones del tanque....................................................307 9.3. Cálculo del espesor..................................................................................310 PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLACHA ÍNDICE MEMORIA DESCRIPTIVA Página VIII III: ANEXOS..................................................................................312 ANEXO I: Acero inoxidable austenitico AISI 304 - 304L.................................312 ANEXO II: Densidades de soluciones acuosas de sacarosa..........................317 ANEXO III: Viscosidad de soluciones acuosas de sacarosa...........................321 ANEXO IV: Diagrama de Abakians.................................................................322 ANEXO V: Temperatura de ebullición de disoluciones azucaradas................323 ANEXO VI: Diagrama de Moody.....................................................................324 ANEXO VII: Espesor mínimo práctico de pared..............................................325 ANEXO VIII: Dimensiones de tuberías de acero normalizadas......................326 ANEXO IX: Intercambiadores de calor según norma TEMA...........................327 ANEXO X: Coeficientes típicos de transferencia global de calor en intercambiadores tubulares..............................................................................328 ANEXO XI: Diámetro de carcasa....................................................................329 ANEXO XII: Especificaciones para tubos de acero comercial según norma BWG................................................................................................................330 ANEXO XIII: Propiedades térmicas de vapor de agua....................................331 ANEXO XIV: Presión de vapor del agua.........................................................332 PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLACHA ÍNDICE MEMORIA DESCRIPTIVA Página IX PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 1 I: MEMORIA DESCRIPTIVA CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN 1.1. OBJETO DEL PROYECTO El presente proyecto tiene como objeto el diseño de una planta de obtención de azúcar a partir de remolacha azucarera, con una capacidad de molturación media de 5.400 t/día (225 t/h) obteniéndose una producción total estimada de 27 t/h de azúcar. Aunque el proyecto se centrará en el diseño de cada uno de los equipos que componen la etapa de depuración calco-carbónica, se hará una descripción de las restantes etapas que componen todo el proceso de obtención del azúcar de remolacha. 1.2. JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO El uso del azúcar a lo largo de la historia ha ido cambiando. Hace unos siglos este producto se utilizaba únicamente con fines medicinales o bien para “darse un capricho”. Hoy en día, sin embargo, tanto su uso en la industria como en el ámbito doméstico, se ha normalizado, convirtiéndose el azúcar y sus derivados en elementos básicos de cualquier dieta equilibrada. Aunque en los últimos años el consumo de azúcar ha disminuido debido a la crisis mundial y a que el mercado mundial del azúcar es uno de los más distorsionados del mundo como resultado de un amplio conjunto de políticas de protección y de subsidio a la producción y exportaciones por parte de los principales países productores y consumidores del mundo. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 2 Aun así el azúcar es un producto básico en la alimentación humana y en la industria, usándose como materia prima en diferentes sectores como la industria alimentaria, farmacéutica, producción de alimentos para el ganado, etc. Como consecuencia consideramos que la producción de azúcar hoy en día es viable, y por tanto el estudio del proceso de obtención del azúcar y más en concreto, el estudio de una de sus etapas, como es la depuración calco- carbónica del jugo verde, es un tema interesante a desarrollar en el siguiente proyecto. 1.3. UBICACIÓN DE LA PLANTA La instalación estaría ubicada en Jédula, situada en el término municipal de Arcos de la Frontera. Se caracteriza por estar dentro de una gran superficie de terreno de regadío. La planta se alimentaria de los cultivos de esta zona y alrededores. Además cuenta con una buena red de comunicaciones, gracias a su amplia red de carreteras y ferrocarril; encontrándose también cerca de la zona portuaria. 1.4. LEGISLACIÓN 1.4.1. LEGISLACION DE INTERÉS GENERAL >> SEGURIDADGENERALDELOS PRODUCTOS Disposiciones nacionales Real Decreto 1801/2003, de 26 de Diciembre de 2003, sobre seguridad general de los productos. (B.O.E. 10.01.200 PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 3 Directiva objeto de transposición: Directiva 2001/95/CE del Parlamento Europeo y del Consejo de 3 de diciembre de 2001 relativa a la seguridad general de los productos [Diario Oficial L 11 de 15.1.2002] 1.4.2. LEGISLACIÓN ESPECÍFICA: ÁMBITO ALIMENTARIO >> CONTROL CON CARACTER GENERAL Disposiciones nacionales. Real Decreto 1945/1983, de 22 de Junio de 1983, por el que se regulan las infracciones y sanciones en materia de defensa del consumidor y de la producción agroalimentaria. (B.O.E. 15.07.1983). >> ETIQUETADO DE LOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS. Disposiciones nacionales. Real Decreto 1334/1999, de 31 de Julio de 1999, por el que se aprueba la Norma General de Etiquetado, Presentacióny Publicidad de los Productos Alimenticios. (B.O.E. 24.08.1999). Real Decreto 890/2011, de 24 de junio, por el que se modifica la norma general de etiquetado, presentación y publicidad de los productos alimenticios, aprobada por el Real Decreto 1334/1999. >> HIGIENE GENERAL DE LOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS. Disposiciones comunitarias de directa aplicación. Reglamento (CE) nº 852/2004 del Parlamento Europeo y del Consejo, de 29 de Mayo de 2003, relativo a la higiene de los productos alimenticios. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 4 Reglamento (CE) nº 2073/2005 de la Comisión, de 15 de Noviembre de 2005, relativo a los criterios microbiológicos aplicables a los productos alimenticios. Disposiciones nacionales. Real Decreto 640/2006, de 26 de Mayo de 2006, por el que se regulan determinadas condiciones de aplicación de las disposiciones comunitarias en materia de higiene, de la producción y comercialización de los productos alimenticios. (B.O.E. 27.05.2006). >> CRITERIOS MICROBIOLOGICOS. Disposiciones comunitarias de directa aplicación. Reglamento (CE) 2073/2005, de 15 de Noviembre de 2005, relativo a los criterios microbiológicos aplicables a los productos alimenticios, publicado en el DOCE L 338 DE 22.12.2005. Disposiciones nacionales. Real Decreto 135/2010, de 12 de febrero, por el que se derogan disposiciones relativas a los criterios microbiológicos de los productos alimenticios. >> MATERIALES EN CONTACTO CON LOS ALIMENTOS Disposiciones comunitarias de directa aplicación. Reglamento (CE) Nº 450/2009 de la Comisión, de 29 de mayo de 2009, sobre materiales y objetos activos e inteligentes destinados a entrar en contacto con alimentos. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 5 Reglamento (CE) 2023/2006, de 22 de Diciembre de 2006, de la Comisión, sobre buenas prácticas de fabricación de materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos. Reglamento (CE) 1935/2004, de 27 de Octubre de 2004, del Parlamento Europeo y del Consejo, sobre los materiales y objetos destinados a entrar en contacto con alimentos y por el que se derogan las Directivas 80/590/CEE y 89/109/CEE. >> AZUCARES. Disposiciones nacionales. Real Decreto 1052/2003, de 1 de Agosto, por el que se aprueba la Reglamentación Técnico-Sanitaria sobre determinados azúcares destinados a la alimentación humana. (B.O.E. 02.08.2003). Modificado por Real Decreto 1488/2009, de 26 de septiembre (B.O.E. 09.10.2009). Directiva objeto de transposición: Directiva 2001/111/CE del Consejo, de 20 de diciembre de 2001, relativa a determinados azúcares destinados a la alimentación humana. Real Decreto 1261/1987, de 11 de Septiembre, por el que se aprueba la Reglamentación Técnico-Sanitaria para la Elaboración, Almacenamiento, Transporte y Comercialización de los Azúcares destinados al consumo humano. (B.O.E. 14.09.1987). 1.4.3. LEGISLACIÓN MEDIOAMBIENTAL >> LEGISLACIÓN EUROPEA. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 6 General • Decisión 2002/358/CE de 25 de abril, relativa a la aprobación, en nombre de la Comunidad Europea del protocolo de Kioto. • Decisión 1600/2002/CE de 27 de Julio, por la que se establece el Sexto Programa de Acción Comunitario en materia de Medio Ambiente. • Directiva 2003/87/CE de 13 de octubre, por la que se establece un régimen para el comercio de derechos de emisión. • Directiva 96/61/CE de 24 de septiembre, relativa a la prevención y control, integrados de la contaminación. • Decisión 2000/479/CE, de 17 de julio, relativa a la realización del inventario europeo de emisiones (EPER). >> LEGISLACION NACIONAL. General Control Integrado de la Contaminación. • Ley 16/2002 de 1 de Julio del Mº de Medio Ambiente, de Prevención y Control Integrado de la Contaminación. (Artículos 3, 4, 7, 9, 12, 21 y 31). Evaluación de Impacto Ambiental. • R. Decreto legislativo 1302/86 del Mº de Medio Ambiente de Evaluación de Impacto Ambiental. • R. Decreto 1131/1988, de 30 de septiembre, por el que se aprueba el Reglamento para la ejecución del R. D. Legislativo 1302/86 de EIA. • Ley 6/2001, de 8 de mayo, de modificación del R D. 1302/86 de evaluación de impacto ambiental. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 7 Almacenamiento de productos químicos (Líquidos Corrosivos). • R Decreto 379/2001 de 6 de abril por el que se aprueba el reglamento de almacenamiento de productos químicos y sus ITC complementarias MIE- APQ – 1 a MIE – APQ – 7. Almacenamiento de productos petrolíferos. • Decreto 1427/1997, del Mº de Industria y Energía, que aprueba la instrucción técnica complementaria MI-IP 03 para las “Instalaciones Petrolíferas de uso propio”. • Real Decreto 1523/1999 que modifica la anterior. Ley de Industria. • Ley 21/1992 del Mº de Industria y Energía, de Industria. Acceso a la información. • Ley 38/95 de Acceso a la Información en materia de Medio Ambiente. • Ley 55/1999 de 28 de diciembre, de Medidas fiscales, Administrativas y del Orden Social. • Real Decreto Legislativo 1/2001 de 20 de julio (Art.15). Deducción de impuesto de sociedades por inversiones ambientales. • Ley 43/1995 de 27 de Diciembre del Impuesto de Sociedades. • Real Decreto 283/2001 que modifica determinados artículos del Reglamento del Impuesto de Sociedades. • Real Decreto 252/2003 por el que se modifica el Reglamento del Impuesto de Sociedades. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 8 • Ley 36/2003 de 11 de noviembre, de medidas de reforma económica, (Capitulo II, Art. 13 y 14sobre deducción por inversiones ambientales.). Seguridad - accidentes mayores. • Real Decreto 1254/99 sobre riesgos inherentes a los accidentes graves por sustancias peligrosas. • Real Decreto 407/1992, por el que se aprueba la norma básica de protección civil. Riesgos por legionelosis. • Real Decreto 865/2003, de 4 de julio por el que se establecen los criterios higiénicos sanitarios para la prevención y control de la legionelosis Emisiones Atmosféricas • Ley 38/1972 de 22 de Diciembre de Protección del Medio Ambiente Atmosférico. • Decreto 833/1975 de 6 de febrero que desarrolla la Ley 38/1972. • Orden de 18 de Octubre de 1976 sobre prevención y corrección de la contaminación atmosférica. • Resolución de 11 de septiembre de 2003, de la Secretaría General de Medio Ambiente por la que se dispone de la publicación del Acuerdo de 25 de julio de 2003, del Consejo de Ministros, por el que se aprueba el Programa de reducción progresiva de emisiones nacionales de dióxido de azufre (SO2), óxidos de nitrógeno (NOx), compuestos volátiles (COV) y amoniaco (NH3). Capa de Ozono. • Real Decreto 1796/2003, de 26 de diciembre, relativo al ozono en el aire ambiente. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 9 • Reglamentos (CE) nº 2037, 2038, y 2039/2000 del Parlamento Europeo y del Consejo de 29 de junio de 2000 sobre las sustancias que agotan la capa de ozono. • Decisión 2000/646/CE, del Consejo, de 17 de octubre de 2000 sobre la aprobación de la enmienda al Protocolo de Montreal relativo a las sustancias que agotan la capa de ozono. • Directiva 2002/3/CE del Parlamento y el Consejo, de 12 de febrero de 2002 relativa al ozono en el aire ambiente. Derechos de emisión. • Real Decreto Ley 5/2005, de 11 de marzo, de reformas urgentes para el impulso a la productividad y para mejora de la contratación pública. (Título III). • Ley 1/2005, de 9 de marzo, por la que se regula el régimen del comercio de derechos de emisión de gases de efecto invernadero. • Real Decreto 60/2005, de 21 de enero, por el que se modifica el Real Decreto 1866/2004, de 6 de septiembre, por elque se aprueba el Plan nacional de asignación de Derechos de Emisión, 2005-2007. Acuerdo del Consejo de Ministros, por el que se aprueba la asignación individual de derechos de emisión a las instalaciones incluidas en el ámbito de aplicación del Real Decreto Ley 5/2004. • Real Decreto 1866/2004, de 6 de septiembre, por el que se aprueba el Plan nacional de asignación de derechos de emisión, 2005-2007. Corrección de errores del Real Decreto1866/2004, de 6 de septiembre. Residuos • Ley 10/98, de 21 de Abril, de Residuos. • Orden MAM/304/2002 de 8 de febrero por la que se aprueban las operaciones de valorización y eliminación de residuos y la lista europea de residuos CER. • Real Decreto 1481/2001 de 27 de diciembre por el que se regula la eliminación de residuos mediante deposito en vertedero. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 10 • Real Decreto 72/1988 de ordenación y control de los fertilizantes y afines • Real Decreto 877/1991 que corrige el RD 72/1988. • Orden de 28 de mayo de 1998 sobre fertilizantes y afines. • Resolución de 13 de enero de 2000, que aprueba el Plan Nacional de Residuos Urbanos. Residuos Peligrosos • Real Decreto 833/88 que aprueba el Reglamento de Residuos Peligrosos. • Real Decreto 952/97 que modifica el Reglamento de la Ley de Residuos. • Orden de 28 de febrero de 1989 de gestión de aceites usados. • Orden de 13 de junio de 1990 que modifica la Orden anterior. • R. Decreto 1378/99 que establece medidas para la eliminación y gestión de PCB’s y PCT’s y aparatos que los contengan. • Resolución, de 9 de abril de 2001 que aprueba el Plan Nacional de descontaminación y eliminación de PCB´s y PCT´s. • R. Decreto 108/91 sobre contaminación por residuos de amianto. • R. Decreto 45/96 sobre pilas y acumuladores que contengan materias peligrosas. Residuos de envases • Ley 11/97 de Envases y Residuos de envases. • R. Decreto 782/98 que aprueba el Reglamento para desarrollo y ejecución de la Ley 11/97. • Ley 10/98 de Residuos, (Disposición Adicional Séptima). • Resolución de 30.9.98 de la Dirección General de Tributos, (sobre IVA en el Punto Verde). Ruido • Ley 37/2003 de 17 de Noviembre de Ruido. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 11 Vertido, captación y concesiones de agua • Ley 14/1986 de Sanidad. • Ley 10/2001 del Plan Hidrológico Nacional. • Real Decreto 1/2001 - Texto refundido de la Ley de Aguas. • R. Decreto 849/86 de 11 de abril por el que se aprueba el Reglamento del Dominio Público Hidráulico. • R Decreto 606/2003 de 23 de Mayo que modifica el RD 849/1986 del RDPH. • R. Decreto 650/87 que define los ámbitos territoriales de los organismos de cuenca. • R. Decreto 995/00 que fija objetivos de calidad para determinadas sustancias contaminantes y modifica el RD 849/86. >> LEGISLACIÓN ANDALUZA. General • Ley 7/94 de Protección Ambiental. • Decreto 292/95 que aprueba el Reglamento de Evaluación de Impacto Ambiental. • Decreto 297/95 que aprueba el Reglamento de Calificación Ambiental. • Decreto 153/96, que aprueba el Reglamento de Informe Ambiental. • Decreto 358/2000 Procedimiento para la instalación, ampliación, traslado y puesta en funcionamiento de los establecimientos e instalaciones industriales. • Orden de 16 de octubre de 2000 que dicta normas para el desarrollo del Decreto 358/2000. • Orden de 14 de mayo de 1999, que establece el procedimiento para la obtención del certificado de convalidación de inversiones destinadas a la protección del Medio Ambiente. • Decreto 281/2002 de 12 de noviembre por el que se regula el régimen de autorización y control de los depósitos de efluentes líquidos o de lodos procedentes de actividades industriales, mineras y agrarias. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 12 Emisiones atmosféricas • Decreto 74/1996 que aprueba el Reglamento de Calidad del Aire. Residuos • Decreto 104/2000, por el que se regulan las autorizaciones administrativas de las actividades de valorización y eliminación de residuos y la gestión de residuos plásticos agrícolas. • Orden de 12 de junio de 2002, por la que se regulan los documentos de control y seguimiento a emplear en la recogida de residuos peligrosos en pequeñas cantidades. Ruido • Orden 23 de febrero de 1996 que aprueba el Reglamento de Calidad del Aire en materia de medición, evaluación y valoración de ruidos y vibraciones. • Orden de 3 de Septiembre de 1998, que aprueba el modelo tipo de ordenanza municipal de protección del medio ambiente contra ruidos y vibraciones. Riesgo por legionelosis • Decreto 287/2002, por el que se establecen medidas para el control y la vigilancia de instalaciones de riesgo en la transmisión de la legionelosis (riesgos laborales). (Ref.D5 y D6) PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 13 CAPITULO 2: LA REMOLACHA AZUCARERA 2.1. ORIGEN DE LA INSDUSTRIA REMOLACHERA El azúcar cristalizado era ya conocido en Persia en el siglo IV a.C. y provenía seguramente de la India, donde se extraía de una variedad salvaje de caña. El cultivo de la remolacha se desarrolla en Francia y España durante el siglo XV, se cultivaba por sus hojas, que probablemente equivalían a las espinacas y acelgas. A partir de entonces la raíz ganó popularidad, especialmente la de la variedad roja conocida como remolacha. Ya en 1.705, un químico francés, Olivier de Serres, había advertido la presencia de un principio azucarado en la composición de la remolacha. Hacia el año 1.747, el químico alemán Magraff se dedicó a la investigación de los métodos de la extracción del azúcar de la remolacha, donde consiguió la extracción de un 6 % de su peso, aproximadamente, de la remolacha blanca de silesia, de la que se han obtenido todas las variedades de remolacha actualmente en cultivo. En 1.802, un discípulo de Magraff, Achard, se ocupó también en la extracción del azúcar de remolacha, y con ayuda del Estado montó la primera azucarera de remolacha en Silesia. Los resultados fueron relativamente satisfactorios, pero la incipiente azucarera basada en la remolacha tal vez no hubiera resistido la competencia con la caña de azúcar como materia prima si no hubiera sido por los bloqueos ingleses al continente europeo, lo que obligó a la búsqueda de nuevos recursos. En 1.811, Napoleón mandó plantar 32.000 hectáreas de remolacha, contribuyendo de este modo al establecimiento de las fábricas. En pocos años PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 14 se construyeron más de cuarenta fábricas de azúcar de remolacha, distribuidas desde el norte de Francia, Alemania, Austria, Rusia y Dinamarca. No fue hasta 1.877 cuando se montó en España, en Alcolea, la primera fábrica de azúcar de remolacha. Y en 1.882, los ensayos del farmacéutico López Rubio fue el punto de partida de la industria en la región granadina, con la creación en ella de la primera fábrica de Andalucía. Más tarde fue introducido el cultivo de la remolacha en Aragón, en donde adquirió, unos años después, su mayor desarrollo. La casi inmediata pérdida de nuestras colonias, creó una situación propicia para el envolvimiento de la industria azucarera de remolacha, determinando la instalación de nuevas fábricas, tan numerosas, que, sin zonas de remolachas, ni mercados consumidores del azúcar producido, dieron lugar a la creación de la Sociedad General Azucarera de España, en 1.903, concentrando la producción azucarera para racionalizarla más tarde controlando la cantidad de fábricas y evitando así la competencia sin límite, que hubiera llevado a la ruina. Desde entonces la relocalización de las zonas azucareras (las cuales se concentraban en la Zona del Duero y la Zona de Andalucía Occidental) y la concentraciónde la producción para conseguir una mayor competitividad y rentabilidad del cultivo, como objetivos, hizo que la industria azucarera españolase situara entre las principales productoras de azúcar de remolacha. La remolacha azucarera se cultiva en España en distintas zonas comprendidas entre la Zona Norte, que comprende la Zona del Duero y la del Ebro. La zona del Duero ocupa la región de Castilla-León, la Zona del Ebro formada por País Vasco, Navarra y La Rioja. La Zona Centro formada por Castilla la Mancha en la Cuenca del Guadiana y la Zona Sur que ocupa Andalucía y Badajoz. La remolacha de la Zona Norte y centro se cultiva en invierno y la de la Zona Sur en verano (Ref. L2). PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 15 2.2. TAXONOMÍA Y MORFOLOGÍA La remolacha azucarera es una planta perteneciente a la familia Quenopodiaceae y cuyo nombre botánico es Beta vulgaris L. La remolacha actual es una planta bianual; el primer año o período, desde que la semilla germina hasta el otoño, se forma una raíz, que se introduce en el suelo, y se desarrollan las hojas insertas en el cuello; en la primavera siguiente la planta forma un tallo, que se ramifica y echa hojas, y más adelante flores y semillas. Al fabricante le interesa especialmente la remolacha al terminar el primer período de su ciclo vegetativo, cuando ha terminado de acumular azúcar en su raíz. En la planta se distinguen tres órganos principales: -- Raíz: tiene forma cónica, y por su crecimiento vertical hacia abajo, pocas veces se la ve sobresalir del suelo. Presenta lateralmente, en su periferia, dos surcos opuestos curvados en hélice, cuya profundidad y visibilidad acentuada son características de sus cualidades azucareras y en los que se insertan las raicillas secundarias, cuya abundancia se considera también característica de las raíces ricas en azúcar. Cortada una remolacha transversalmente, según planos normales al eje de la raíz, se distinguen una serie de anillos concéntricos, alternativamente claros y más oscuros; los primeros están integrados por los tejidos celulares más blandos, poco ricos en azúcar, y los más oscuros están constituidos por tejidos fibrosos, formados por haces de vasos que conducen el jugo de las hojas a la raíz; cuanto más próximos están los anillos oscuros mejor es la calidad de la remolacha; la remolacha rica tienen siempre el tejido fibroso más desarrollado que la pobre, y es más duro. A lo largo del eje, rodeado por las series de anillos descritos, la raíz presenta una serie de vasos conductores de PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 16 la savia agrupados en dos haces, leñosos para la savia ascendente y cribosos para la descendente. -- El cuello: es en el que va insertas las hojas, adquieres un desarrollo mayor o menor, según el número de hojas formadas durante el ciclo vegetativo; en circunstancias normales su espesor es pequeño, pero cuando, por causas meteorológicas, ataques de insectos o enfermedades, las primeras hojas han experimentado pérdidas, obligando a la planta a la formación de otras nuevas, el cuello adquiere un desarrollo mucho mayor, hecho importante, porque, por ser el cuello rico en sales y pobre en azúcar, las fábricas contratan generalmente la remolacha descuellada, y la cosecha es entonces comparativamente menor. -- Las hojas: son más o menos numerosas según las variedades, son de tamaño relativamente desarrollado, con el limbo verde en forma de pala y el pecíolo, grueso y consistente, prolongado como nerviación principal que mantiene la hoja erguida; aparecen de fuera adentro en el cuello y la más nueva ocupa el vértice de aquél. Su número, como ya hemos dicho, depende de las variedades, lo mismo que su consistencia, anchura y rugosidad. Imagen de la remolacha azucarera: FUENTE: remediosnaturales.com PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 17 La remolacha azucarera debe ser, en general, alargada, de forma cónica, regular, sin brotes y de un solo cuerpo, de carne consistente y dura, que dé jugo sólo por presión. Se prefieren, naturalmente, entre las distintas variedades, aquellas que dan el mínimo de substancias salinas y la máxima riqueza en azúcar. 2.3. CULTIVO Y RECOLECCIÓN DE LA REMOLACHA El cultivo de la remolacha, requiere para su vegetación normal, determinadas condiciones climatológicas de humedad, temperatura y luminosidad. Respecto de la humedad, la remolacha tiene grandes exigencias, debido a la gran superficie de sus hojas, en relación con el volumen total de sus tejidos. Conviene una precipitación no excesiva, sobre todo al final del cultivo, ya que esto se asocia a una disminución de la riqueza en azúcar. Respecto de la temperatura, en general, es una planta de climas relativamente fríos, ya que en estos casos se obtienen cosechas mayores y de más riqueza que en climas calurosos. Desde el punto de vista de la constitución del terreno, hay que señalar que los mejores suelos para el cultivo son los de consistencia media, poco arcillosos, suaves y profundos, con predominio de elementos finos y una cantidad de arcilla que retenga la sin llegar a endurecer el suelo al desecarse. Es conveniente un sustrato profundo, que favorezca el crecimiento de la raíz. En cuanto a la composición química de las tierras, cabe destacar que un exceso de materia orgánica provoca, debido al exceso de nitrógeno en las PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 18 raíces, jugos de purezas inferiores y que los suelos más convenientes sean los alcalinos con pH mayor que 7. El terreno se prepara en otoño, mediante una labor profunda, a la vez que se extiende el abono. Las labores complementarias varían mucho de una región a otra, con el fin de disgregar el suelo, conservar la humedad y añadir los abonos, dejando el terreno preparado para la siembra. La época de siembra va en función de las condiciones climatológicas y otras circunstancias, tales como el peligro de enfermedades y ataques de insectos. Se recomienda, como fechas aproximadas para la siembra directa, desde finales de enero a mediados de abril. Las épocas más adecuadas en nuestros climas, son el mes de febrero, par Centro y Andalucía, y de marzo hasta la primera quincena de abril para el Norte. La siembra de la semilla debe hacerse entre dos o tres centímetros de profundidad, para evitar el peligro de desecación o heladas y que los gérmenes no puedan alcanzar la superficie antes de agotar las reservas y mueran. Las primeras hojas de la planta que aparecen sobre el terreno se produce, según las condiciones más o menos favorables para la germinación de las semillas, a los diez o doce días de sembradas, momento a partir del cual, se debe procurar que estén provistas de aire y agua; evitando que otras plantas consuman los nutrientes necesarios para el desarrollo de la remolacha. En cuanto al riego, es difícil establecer unas normas, puesto que este varía mucho según las regiones. Si bien se considera suficiente de ocho a diez riegos, de los cuales se dan uno o dos en la preparación y el resto durante el desarrollo del cultivo; ya que el abuso de los riegos, sobre todo en los últimos periodos de la vegetación, junto a unas temperaturas moderadas favorecen la aparición de hojas nuevas que se nutrirían de las reservas de la raíz disminuyendo así notablemente su riqueza. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 19 Durante el desarrollo de la remolacha, la cantidad de azúcar acumulada en la raíz va ascendiendo, hasta llegar a su completa madurez, memento en el que se alcanza su máximo valor. Esta misma progresión se observa en la pureza de su jugo. Se reconoce la madurez por el paso del tono verde de lashojas al amarillo, y las hojas inferiores se desecan. Hoy en día, la mayor parte de las fábricas analizan periódicamente muestras de remolacha de sus diferentes zonas de cultivo, con suficiente anterioridad a la época de la campaña. Determinando así su riqueza en azúcar y la pureza de su jugo. Estos análisis permiten seguir el proceso de la maduración hasta el momento en el que se alcancen los valores máximos. Cuando la remolacha ha alcanzado su madurez, conviene proceder seguidamente a su arranque y entrega, para evitar el peligro de que una temperatura favorable origine la aparición de nuevas hojas, a costa de las reservas de las raíces, que como se indicó anteriormente provoca un detrimento de la cosecha en cantidad y calidad. Una vez recolectada la remolacha, se exige que esta se entregue descuellada en corte plano por debajo del nacimiento de las hojas superiores, y mondada por la parte en que se adhieren las hojas inferiores. Es conveniente que el cultivador no arranque más remolacha de la que puede entregar, para evitar pérdidas de peso por evaporación o por los peligros de que se hielen, por ser en general, potestad de la fábrica el rechazarla, ya que es el suelo donde mejor se conserva. La remolacha arrancada y cargada es transportada a la báscula en la que debe entregarse. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 20 2.4. Composición química de la remolacha La selección científica de las semillas de remolacha ha conseguido que en los países centroeuropeos se alcance una riqueza media que rebasa el 18 por 100. En España la riqueza varía del 13 al 18 por 100. Además de este aumento de riqueza, se ha conseguido una disminución del no-azúcar soluble y un aumento del marco y de la materia seca de las hojas, que han llegado a hacer de la remolacha una de las plantas de mayor contenido en materias nutritivas. La remolacha azucarera en estado de madurez está constituida por jugo y marco. El marco es, después del azúcar, es constituyente predominante en la materia seca de la remolacha, y está compuesto de materias leñosas y celulósicas, procedentes de las paredes de las células y de los vasos que integran los tejido de la raíz. El azúcar se encuentra totalmente en el jugo. La composición tanto cualitativa como cuantitativa de la remolacha se puede ver en la siguiente tabla: PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 21 REMOLACHA (100 KG) AGUA SOLIDOS (75 KG) (25 KG) AZUCAR NO-AZUCAR (17,5 KG) (7,5 KG) MARCO NO-AZUCAR (5 KG) SOLUBLE (2,5 KG) COMPUESTOS COMPUESTOS COMPUESTOS ORGANICOS ORGANICOS MINERALES: NITROGENADOS: NO NITROGENADOS: (0,5 KG) (1,1 KG) (0,9 KG) K2O, Na2O proteínas azúcar invertido CaO, MgO aminoácidos sust. péptidas P2O5, SO3 amidas ác. orgánicos Al2O3, F2O3 amoniaco grasas SiO3, Cl2O5 bases nitrogenadas saponinas colorantes Datos suministrados por azucarera Ebro PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 22 CAPITULO 3: El AZÚCAR 3.1. INTRODUCCIÓN El producto denominado normalmente azúcar, también llamada "azúcar común" o "azúcar de mesa", está constituido por la especie química llamada sacarosa. Su formula química cuantitativa es C12H22O11. En la imagen inferior se pueden ver diferentes representaciones de la molécula de sacarosa. 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. La sacarosa se encuentra en todas las plantas, y en cantidades apreciables en otras plantas distintas de la caña de azúcar o la remolacha, como el sorgo y el arce azucarero. En ámbitos industriales se usa la palabra azúcar o azúcares para designar los diferentes monosacáridos y disacáridos, que generalmente tienen sabor dulce, aunque por extensión se refiere a todos los hidratos de carbono. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 23 Diferentes representaciones de la molécula de sacarosa: FUENTE: educacionquimica.wordpress.com 3.2. PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE LA SACAROSA La sacarosa pura cristaliza en prismas blancos, del sistema monoclínico. Los cristales obtenidos normalmente tienen un brillo vivo, son totalmente transparentes y al romperlos esparcen una luz azulina. Funde a los 160 ºC y calentada a 210 ºC se transforma en una masa de color pardo denominada caramelo, utilizada en la elaboración de dulces y pasteles, así como para la saporización y coloración de líquidos. Si se calienta por encima de 145 °C en presencia de compuestos amino, derivados por ejemplo de proteínas, tiene lugar el complejo sistema de reacciones de Maillard, que genera colores, olores y sabores generalmente apetecibles, y también pequeñas cantidades de compuestos indeseables. El azúcar cristalizado no ejerce acción sobre la luz polarizada, y tanto cristalizado como en solución, es mal conductor de la electricidad. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 24 En condiciones estándar (25 ºC y 1 atm.) la densidad de la sacarosa es de 1.587 g/cm3. Su poder calorífico es de 3.932 calorías. Su acidez es de 12.62 pKa y su solubilidad en agua es de 203,3 g/100 ml (293K). Las disoluciones azucaradas tienen un punto de ebullición superior al del agua, y aumenta a medida que aumenta su concentración. El azúcar es una importante fuente de calorías en la dieta alimenticia moderna, pero es frecuentemente asociada a calorías vacías, debido a la completa ausencia de vitaminas y minerales. En alimentos industrializados el porcentaje de azúcar puede llegar al 80 %.La Organización Mundial de la Salud recomienda que el azúcar no supere el 10% de las calorías diarias consumidas (Ref. L2, D3). 3.3. TIPOS DE AZÚCAR El azúcar se puede clasificar por su origen (de caña de azúcar o remolacha), pero también por su grado de refinación o sus características. Normalmente, la refinación se expresa visualmente a través del color (azúcar moreno, azúcar rubio, blanco), que está dado principalmente por el porcentaje de sacarosa que contienen los cristales. Los tipos de azúcar que se comercializan habitualmente son los siguientes: Azúcar blanco: Es el azúcar con más grado de pureza con más del 99 por ciento de sacarosa. Es fruto de un proceso de refinamiento moderno. Azúcar glacé: También conocido como gass, glasé, en polvo o "lustre". Es azúcar blanco finamente molido. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 25 Azúcar moreno (también llamado "azúcar prieto", "azúcar negro" o "azúcar crudo"): se obtiene del jugo de caña de azúcar y no se somete a refinación, solo cristalizado y centrifugado. Este producto integral, debe su color a una película de melaza que envuelve cada cristal. Normalmente tiene entre 96 y 98 grados de sacarosa. Su contenido de mineral es ligeramente superior al azúcar blanco, pero muy inferior al de la melaza. Azúcares líquidos: Se obtiene disolviendo el azúcar en agua desmineralizada. Terrones de azúcar: Son de azúcar blanco o moreno y se les da esa forma mediante vapor de agua y presión. Azúcar ecológico de caña integral: se obtiene de cultivos donde se han empleado métodos ecológicos. Azúcar candy moreno: Es azúcar moreno que se presenta en cristales de gran tamaño. Esto se consigue alargando el proceso de cristalización durante la producción. Azúcar extrafino: es un azúcar blanco cuyos cristales han pasado por una serie de tamices para que tengan un tamaño menor del normal. Se utiliza a veces en repostería o en bebidas para que se disuelva mejor. Perlas de azúcar blanco: habituales en el norte de Europa. Es azúcar blanca que se presenta en perlas duras con forma ovalada. Se utilizan pararepostería ya que en el horno no se derriten del todo y dejan una textura crujiente. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 26 A continuación podemos ver una imagen de los diferentes tipos de azúcar. Fuente: wikipedia.org De arriba a abajo y de izquierda a derecha: azúcar blanca refinada, azúcar sin refinar, azúcar moreno y caña de azúcar molida sin procesar. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 27 CAPITULO 4: SITUACIÓN DE LA INDUSTRIA DE LA REMOLACHA AZUCARERA Y EL AZÚCAR 4.1. SITUACIÓN A NIVEL MUNDIAL La caña de azúcar y la remolacha azucarera son las dos principales fuentes de producción de azúcaren el mundo. La producción mundial de azúcar en la campaña 2012/13 supero los 172 millones de toneladas. Datos sacados de COAG A nivel mundial, los principales países productores de azúcar son Brasil, con 38,6 millones de toneladas en la campaña2012/2013, India con 27,4 millones de toneladas y China con 13,9 millones de toneladas en la misma campaña. 4.2. SITUACIÓN A NIVEL EUROPEO En Europa, la remolacha de producción azucarera surge al mejorar los rendimientos de la remolacha ordinaria con las experiencias realizadas por grupos de químicos franceses y alemanes, de cara a garantizar una cierta independencia respecto al abastecimiento de azúcar procedente de las colonias europeas. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 28 Con el paso del tiempo se han ido consiguiendo mayores rendimientos de remolacha por hectárea debido, principalmente, a la utilización de semillas monogérmenes, a la mecanización del cultivo y al control de plagas y enfermedades mediante semillas resistentes. En las últimas décadas, han aumentado tanto la producción de remolacha por parcela, como los rendimientos en azúcar de la remolacha, lo que determina mayores producciones de azúcar por hectárea. En la UE-27 la producción de azúcar alcanzó los 17 millones de toneladas en la campaña 2012/13. 4.3. SITUACIÓN A NIVEL NACIONAL Prácticamente el 100% de la producción de azúcar español procede de la remolacha, pues actualmente sólo se cultivan unas cuantas hectáreas de caña de azúcar que producen menos de 15 toneladas de azúcar al año. Datos sacados de mercas-ediciones.es De la producción total de remolacha azucarera, el grueso se cultiva en la zona norte del país y se recoge en los meses de otoño e invierno. En la campaña2012/2013, prácticamente el 74% de la producción nacional de remolacha azucarera se cultivó en Castilla y León. El resto procedió de Andalucía (16%), País Vasco (5%), La Rioja (4%) y Navarra (1%). PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 29 Datos sacados de COAG Datos sacados de mercas-ediciones.es El mercado comunitario de azúcar se rige por cuotas de producción, un precio mínimo de la remolacha y los mecanismos comerciales. La reforma europea de la OCM del azúcar del 2006, recogida en los Reglamentos 318/2006, 319/2006 y 320/2006, junto con sus posteriores modificaciones e interpretaciones, supuso un cambio radical en el panorama mundial, europeo y nacional del azúcar. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 30 En España la cuota y por tanto la producción de azúcar se redujo en un 50%, lo que llevó aparejado el cierre de 7 fábricas azucareras. Azucarera Ebro cerró las fábricas de Guadalcacín y La Rinconada en el Sur y Peñafiel en el Norte y ACOR la fábrica de Valladolid. La cuota de producción asignada a España por la Unión Europea se sitúa en 498.480,2 toneladas, distribuidas entre las distintas industrias: Azucarera Ebro: 378.480,2 toneladas ACOR: 120.000 toneladas La superficie de remolacha azucarera se situó alrededor de las 38.500 hectáreas y el precio medio que percibieron los agricultores fue de 3,45 euros/100 kilogramos, según datos del Ministerio de Agricultura. Por otro lado, en el año 2012, las exportaciones españolas de azúcar de remolacha se elevaron a 143.900 toneladas, por un valor de 102 millones de euros. Datos sacados de mercas-ediciones.es PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 31 4.4. ESTRUCTURA EMPRESARIAL ESPAÑOLA La producción de azúcar en España se encuentra repartida entre dos grandes grupos. El líder del sector es una importante compañía británica que aparece como la segunda productora de azúcar a nivel mundial. La producción de materia prima corresponde a unos 8.000 agricultores, suministrando empleo directo a 2.000 trabajadores. Su cuota de producción de 380.000 toneladas aproximadamente y tiene tres fábricas de producción en el norte de la península (La Bañeza, Toro y Miranda) y una en el sur (Guadalete). La segunda empresa solo posee una planta productora en la zona norte (Olmedo) con una cuota de producción de 120.000 toneladas. Se trata de una Sociedad Cooperativa con unos 8.600 agricultores socios. También se dedica a la producción de biocarburantes (biodiesel) y energía solar fotovoltaica. Estas empresas también se dedican a refinar azúcar, como la fábrica de Guadalete, que es refinadora a tiempo completo. Datos sacados de mercas-ediciones.es PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 32 Datos sacados de COAG También podemos ver algunas graficas que muestran la evolución en el consumo de azúcar y edulcorantes. Datos sacados de mercas-ediciones.es PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 33 CAPITULO 5: PROCESO DE OBTENCIÓN DEL AZÚCAR 5.1. INTRODUCCIÓN A continuación vamos a describir el proceso de producción de azúcar a partir de remolacha azucarera. En la siguiente imagen podemos ver un esquema de la obtención del azúcar en la industria azucarera. FUENTE: www.azucarera.es PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 34 Las principales etapas que componen el proceso de producción son: recepción y almacenamiento de la remolacha lavado de la remolacha corte de la remolacha y extracción de azúcar depuración del jugo de difusión evaporación del jugo cristalización del azúcar secado y almacenamiento 5.2. RECEPCIÓN Y ALMACENAMIENTO DE LA REMOLACHA 5.2.1. INTRODUCCIÓN Las remolachas una vez recolectadas son transportadas a la fábrica, donde son almacenadas o directamente enviadas a las instalaciones de lavado. La manipulación en el transporte, descarga y almacenamiento constituye la primera fase en el tratamiento de la remolacha. Es importante, por lo tanto, minimizar las pérdidas causadas por estas manipulaciones. 5.2.2. RECEPCIÓN DE LA REMOLACHA La época en que las fábricas comienzan la campaña es muy variable, pues depende, no solamente de las condiciones climatológicas y del estado de madurez de la remolacha, sino también del tonelaje total que la fábrica debe trabajar en la campaña y de su capacidad de molienda. La conveniencia de trabajar remolacha madura todo el tiempo que dura la campaña es uno de los factores de mayor importancia para fijar la fecha del comienzo de la recepción. En la práctica esto es difícil, ya que si la cantidad de remolacha que se trata durante la campaña es grande, en relación a la PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 35 capacidad de molienda, sería conveniente empezar pronto, desde el momento en el que la raíz alcance su madurez optima, para evitar trabajar con remolachas en mal estado al final de la campaña. Las fábricas reciben la remolacha en los centros de recepción donde se instalan las básculas para su pesado. Descarga de remolachassobre una tolva: FUENTE: www.gominolasdepetroleo.com Durante la descarga de la remolacha algunas fábricas eliminan parte de la tierra y desechos orgánicos adheridos, lo que favorece su conservación en caso de ser necesario su almacenamiento durante un periodo de tiempo prolongado. La descarga puede ser de forma mecánica, hidráulica o manual. La descarga manual produce heridas en las raíces lo que se traduce en pérdidas de azúcar. La descarga hidráulica tiene la ventaja de no ocasionar heridas en las raíces descargadas. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 36 La remolacha recibida en la fábrica raramente llega en las condiciones estipuladas en los contratos, respecto a la limpieza y descoronado. Por lo que se procede a la determinación del descuento o tara a deducir del peso bruto. Cuando la remolacha llega a la fábrica es necesario determinar: El peso bruto: hace referencia al peso de la remolacha sin descuellar, la tierra adherida y demás elementos extraños (desechos orgánicos, piedras y grava) La tara: es la diferencia entre el peso bruto y el peso de la remolacha una vez limpia y descuellada. El valor de la tara se da en tanto por ciento del peso bruto. El peso neto: es la diferencia entre el peso bruto y la tara. Siendo por tanto la cantidad de remolacha con la que se trabaja. La riqueza en azúcar o contenido medio de sacarosa. La determinación de la tara y la riqueza en azúcar se llevan a cabo en el laboratorio (Ref. L2 y L3). 5.2.3. ALMACENAMIENTO DE LA REMOLACHA La remolacha sigue viviendo y respirando después de ser arrancada, aunque esto favorece su conservación, lleva consigo una destrucción de azúcar y la transformación de esta en otros compuestos. Si la respiración cesa y la planta muere la podredumbre invade la raíz favoreciendo la fermentación alcohólica. Por lo tanto es necesario que durante la conservación no le falte el aire. El calor favorece esta función fisiológica, mientras que el frio la retrasa. Otros factores que también alteran la remolacha son la humedad y las heridas producidas durante su manejo, así como la tierra adherida a las raíces, que obstruyen total o parcialmente los poros. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 37 La mayor parte de las fábricas, para el almacenamiento de la remolacha que reciben, disponen de silos o depósitos de obra, de capacidad variable según las necesidades de la fábrica. Los silos deben construirse de modo que se facilite el acceso y salida de los vehículos que transporte. El porcentaje de las pérdidas de azúcar durante el almacenamiento depende de la temperatura, la ventilación y los cambios de humedad. En resumen, conviene que las remolachas estén bien ventiladas durante su almacenamiento, por lo que los silos no deben tener demasiada altura; se preservara las raíces de calentamientos que las desecan; se recomienda la vigilancia de la temperatura para evitar el aumento excesivo de la misma y proteger la remolacha de las heladas. A demás de las pérdidas de azúcar durante el almacenamiento, es importante evitar la transformación de la sacarosa en azúcar invertido, que produce productos coloreados en la depuración y dificulta la cristalización (Ref. L2). 5.3. ALIMENTACIÓN DE LA FÁBRICA 5.3.1. INTRODUCCÓN La remolacha que se encuentra almacenada en los silos, debe ser transportada y lavada antes de su entrada a la fábrica donde se llevará a cabo la extracción del azúcar. PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 38 5.3.2. TRANSPORTE AL LAVADERO La remolacha que se encuentra almacenada en los silos se conduce al lavadero mediante transporte hidráulico o en seco. Siendo más común el transporte hidráulico. El transporte se lleva a cabo por una red de canales procedentes de los silos, los cuales se reúnen en un colector. De aquí pasa a un dispositivo regulador (rueda reguladora o registro oscilante) y termina en un dispositivo elevador (rueda elevadora o bomba de remolacha). Las dimensiones y el acabado de los canales, debe favorecer la circulación de la remolacha evitando interrupciones o detenciones en el arrastre. Las instalaciones intercalan en sus canales dispositivos despedradores y deshierbadores. Los despedradores consisten en una especie de fosas donde se acumulan las piedras, que se retiran periódicamente. Los deshierbadores son otros dispositivos a manera de rejillas que permiten el paso de las raíces y detienen brozas, hojas, etc. Para el transporte hidráulico de la remolacha no conviene usar agua limpia, ya que la densidad del agua es menor que la densidad de la remolacha, provocando el hundimiento de esta y dificultando su arrastre. Para evitar todo esto se emplea agua cenagosa de mayor densidad proveniente de otros usos de la fábrica. Las remolachas arrastradas en los canalizos deben elevarse a la parte superior de los lavaderos (Ref. L2 y L3). PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 39 5.3.3. LAVADO DE LA REMOLACHA La remolacha llega al lavadero acompañada de una cantidad variable de tierra, piedras, etc. Es necesario eliminar estos elementos para evitar gastos de importancia y trastornos en la molienda y en la fábrica misma. Para el lavado de la remolacha se emplea un lavador a chorro, que está constituido por un transportador que permita circular la remolacha en una capa uniforme, bajo la acción de chorros de agua a presión elevada. El transportador está formado por una serie de rodillos que favorece la rotación de la remolacha. Los inyectores dirigen el agua de lavado sobre la parte superior de la remolacha. A continuación la remolacha se escurre en un tamiz vibrante y las aguas del lavado son enviadas a unos depósitos decantadores, donde se lleva a cabo una concentración de los lodos. Las aguas menos cargadas son recicladas como agua de transporte, mientras que las más cargadas son enviadas a las balsas de decantación. La tierra, piedras, brozas, etc. Acumuladas en los lavaderos es conveniente que se eliminen periódicamente. En la imagen siguiente se puede ver parte del proceso de lavado de las remolachas: PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 40 FUENTE: gominolasdepetroleo.com Un lavado óptimo influye en: El proceso de fabricación del azúcar: o Reduce el desgaste de las cuchillas de los cortarraíces. o Disminución de las infecciones y desgaste durante la extracción. o Se favorece la posterior depuración, filtración y evaporación de los jugos. El prensado y secado de las pulpas: o Reducción de los desgastes. o Mejora del rendimiento de las prensas de pulpa. o Eliminación de las materias minerales insolubles en las pulpas secas. Reducción de las pérdidas de azúcar. Eliminación de la materia orgánica. Dos parámetros a tener en cuenta para la determinación de un lavado correcto son: La tara residual después del lavado, que depende fuertemente de la tara inicial. Las pérdidas de azúcar durante el proceso de lavado, que depende: PROCESO DE DEPURACIÓN CALCO-CARBÓNICA EN LA OBTENCIÓN DEL AZÚCAR DE REMOLAHCA MEMORIA DESCRIPTIVA Página 41 o del tipo de lavadero y la duración del lavado. o y del tipo de transporte empleado; así como de las condiciones de entrega, almacenamiento y desalmacenamiento. 5.3.4. PESADO DE LA REMOLACHA Al salir de los lavaderos las remolachas son llevadas a los aparatos dispuestos para su pesado, corte y agotamiento. Para conocer la cantidad de sacarosa que entra en la fábrica se deben medir dos parámetros, que son la polarización de la remolacha (riqueza en sacarosa) y su peso. Se comprende, entonces, la necesidad de su determinación y de que esta sea lo más exacta posible, evitando que las indicaciones sean falseadas.
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