Caña de azúcar

La caña azucarera o caña de azúcar es una especie de hierba perenne alta (a menudo híbrida) (del género Saccharum, tribu Andropogoneae) que se utiliza para la producción de azúcar. Las plantas miden de 2 a 6 m (6 a 20 pies) de altura con tallos fuertes, articulados y fibrosos que son ricos en sacarosa, que se acumula en los entrenudos del tallo. La caña de azúcar pertenece a la familia de las gramíneas, Poaceae, una familia de plantas con flores económicamente importante que incluye maíz, trigo, arroz y sorgo, y muchos cultivos forrajeros. Es nativo de las regiones templadas cálidas y tropicales de la India, el sudeste de Asia y Nueva Guinea. La planta también se cultiva para la producción de biocombustibles, especialmente en Brasil, ya que las cañas se pueden usar directamente para producir alcohol etílico (etanol).

Cultivada en regiones tropicales y subtropicales, la caña de azúcar es el cultivo más grande del mundo por cantidad de producción, con un total de 1.900 millones de toneladas en 2020, y Brasil representa el 40% del total mundial. La caña de azúcar representa el 79% del azúcar producido a nivel mundial (la mayor parte del resto está hecho de remolacha azucarera). Alrededor del 70% del azúcar producido proviene de Saccharum officinarum y sus híbridos. Todas las especies de caña de azúcar pueden cruzarse y los principales cultivares comerciales son híbridos complejos.

La sacarosa (azúcar de mesa) se extrae de la caña de azúcar en molinos especializados. Se consume directamente en repostería, se utiliza para endulzar bebidas, como conservante en mermeladas y conservas, como acabado decorativo en tortas y pastelerías, como materia prima en la industria alimentaria o fermentado para producir etanol. Los productos derivados de la fermentación del azúcar incluyen falernum, ron y cachaça. En algunas regiones, la gente usa cañas de azúcar para hacer corrales, esteras, pantallas y techos de paja. La inflorescencia joven y sin expandir de Saccharum edule (duruka) se come cruda, al vapor o tostada, y se prepara de diversas formas en el sudeste asiático, como en ciertas comunidades insulares de Indonesia y en países oceánicos como Fiyi.

La caña de azúcar era un cultivo antiguo de los pueblos austronesio y papuano. Fue introducido en la Polinesia, la isla de Melanesia y Madagascar en tiempos prehistóricos a través de marineros austronesios. También fue introducido en el sur de China e India por comerciantes austronesios alrededor del 1200 al 1000 a. Los persas y los griegos encontraron las famosas "cañas que producen miel sin abejas" en la India entre los siglos VI y IV a.C. Adoptaron y luego difundieron la agricultura de caña de azúcar.Los comerciantes comenzaron a comerciar con azúcar, que se consideraba una especia costosa y lujosa, de la India. En el siglo XVIII, comenzaron las plantaciones de caña de azúcar en las naciones insulares del Caribe, América del Sur, el Océano Índico y el Pacífico. La necesidad de trabajadores para los cultivos de azúcar se convirtió en un importante impulsor de grandes migraciones, algunas personas aceptaron voluntariamente la servidumbre por contrato y otras fueron importadas a la fuerza como esclavos.

Etimología

El término "caña de azúcar" combina la palabra sánscrita, शर्करा (śárkarā, más tarde سُكَّر sukkar del árabe y sucre del francés medio y el inglés medio) con "caña", un cultivo cultivado en plantaciones en el Caribe - gana, hindi para caña. Este término fue utilizado por primera vez por los colonos españoles en las Indias Occidentales a principios del siglo XVI.

Descripción

La caña de azúcar es una hierba perenne tropical que forma brotes laterales en la base para producir múltiples tallos, típicamente de 3 a 4 m (10 a 13 pies) de alto y alrededor de 5 cm (2 pulgadas) de diámetro. Los tallos se convierten en tallos de caña, que cuando maduran constituyen alrededor del 75% de toda la planta. Un tallo maduro se compone típicamente de 11 a 16 % de fibra, 12 a 16 % de azúcares solubles, 2 a 3 % de carbohidratos sin azúcar y 63 a 73 % de agua. Un cultivo de caña de azúcar es sensible al clima, el tipo de suelo, el riego, los fertilizantes, los insectos, el control de enfermedades, las variedades y el período de cosecha. El rendimiento promedio de tallo de caña es de 60 a 70 toneladas por hectárea (24 a 28 toneladas largas/acre; 27 a 31 toneladas cortas/acre) por año, pero esta cifra puede variar entre 30 y 180 toneladas por hectárea según el conocimiento y el cultivo. enfoque de manejo utilizado en el cultivo de la caña de azúcar. La caña de azúcar es un cultivo comercial,El genoma de la caña de azúcar es uno de los genomas de plantas más complejos que se conocen, principalmente debido a la hibridación y poliploidización interespecíficas.

Historia

Los dos centros de domesticación de la caña de azúcar son uno para Saccharum officinarum por los papúes en Nueva Guinea y otro para Saccharum sinense por los austronesios en Taiwán y el sur de China. Los papúes y los austronesios originalmente usaban caña de azúcar principalmente como alimento para cerdos domesticados. La propagación tanto de S. officinarum como de S. sinense está estrechamente relacionada con las migraciones de los pueblos austronesios. Saccharum barberi solo se cultivó en India después de la introducción de S. officinarum.

S. officinarum fue domesticado por primera vez en Nueva Guinea y las islas al este de la Línea Wallace por los papúes, donde es el centro moderno de diversidad. Comenzando alrededor de 6000 BP, varias cepas fueron criadas selectivamente a partir del Saccharum robustum nativo. Desde Nueva Guinea, se extendió hacia el oeste hasta el sudeste asiático marítimo después del contacto con los austronesios, donde se hibridó con Saccharum spontaneum.

El segundo centro de domesticación es el sur de China continental y Taiwán, donde S. sinense era un culto principal de los pueblos austronesios. Las palabras para caña de azúcar se reconstruyen como *təbuS o *CebuS en protoaustronesio, que se convirtió en *tebuh en proto-malayo-polinesio. Fue uno de los principales cultivos originales de los pueblos austronesios desde al menos 5500 años antes de Cristo. La introducción del S. officinarum más dulce puede haberlo reemplazado gradualmente en toda su área de cultivo en el sudeste asiático marítimo.

Desde la isla del sudeste asiático, los viajeros austronesios extendieron S. officinarum hacia el este hacia Polinesia y Micronesia como una planta de canoa alrededor de 3500 AP. También se extendió hacia el oeste y el norte alrededor de 3000 AP a China e India por los comerciantes austronesios, donde se hibridó aún más con S. sinense y S. barberi. A partir de ahí, se extendió más hacia el oeste de Eurasia y el Mediterráneo.

La primera producción conocida de azúcar cristalino comenzó en el norte de la India. La evidencia más temprana de la producción de azúcar proviene de textos antiguos en sánscrito y pali. Alrededor del siglo VIII, los comerciantes musulmanes y árabes introdujeron el azúcar de la India medieval a las otras partes del califato abasí en el Mediterráneo, Mesopotamia, Egipto, el norte de África y Andalucía. En el siglo X, las fuentes afirman que todos los pueblos de Mesopotamia cultivaban caña de azúcar. Fue uno de los primeros cultivos traídos a América por los españoles, principalmente andaluces, de sus campos en las Islas Canarias, y los portugueses de sus campos en las Islas Madeira. En el Libro sobre agricultura del siglo XII de Ibn al-'Awwam se incluye un artículo sobre el cultivo de la caña de azúcar en España.

Durante miles de años, la caña fue un cultivo pesado y difícil de manejar que tenía que ser cortado a mano e inmediatamente molido para liberar el jugo en el interior, para que no se echara a perder en uno o dos días. Incluso antes de la época de la cosecha, había que cavar hileras, plantar tallos y cortar abundante madera como combustible para hervir el líquido y reducirlo a cristales y melaza. Desde los primeros rastros de la domesticación de la caña en la isla del Pacífico de Nueva Guinea hace 10.000 años hasta su avance de isla en isla hasta la antigua India en el 350 a. C., el azúcar se consumía localmente y requería mucha mano de obra. Seguía siendo poco más que una especia exótica, un glaseado medicinal o un edulcorante para los paladares de élite.

Cristóbal Colón trajo caña de azúcar por primera vez al Caribe durante su segundo viaje a las Américas, inicialmente a la isla Hispaniola (hoy en día Haití y República Dominicana). En la época colonial, el azúcar formaba un lado del comercio triangular de materias primas del Nuevo Mundo, junto con los productos manufacturados europeos y los esclavos africanos. El azúcar, a menudo en forma de melaza, se enviaba desde el Caribe a Europa o Nueva Inglaterra, donde se usaba para hacer ron. Luego, las ganancias de la venta de azúcar se utilizaron para comprar productos manufacturados, que luego se enviaron a África occidental, donde se intercambiaron por esclavos. Luego, los esclavos fueron llevados de regreso al Caribe para ser vendidos a los plantadores de azúcar. Las ganancias de la venta de los esclavos se usaron luego para comprar más azúcar, que se envió a Europa.

Francia encontró sus islas de caña de azúcar tan valiosas que efectivamente intercambió su parte de Canadá, famosamente descartada por Voltaire como "unos pocos acres de nieve", a Gran Bretaña por su devolución de Guadalupe, Martinica y Santa Lucía al final de los Siete Años. ' Guerra. De manera similar, los holandeses mantuvieron Surinam, una colonia azucarera en América del Sur, en lugar de buscar el regreso de los Nuevos Países Bajos (Nueva York).

Los hornos de cocción de los siglos XVII al XIX convertían el jugo de caña de azúcar en azúcar sin refinar. Estas casas estaban unidas a plantaciones de azúcar en las colonias occidentales. Los esclavos a menudo ejecutaban el proceso de ebullición en muy malas condiciones. Cajas rectangulares de ladrillo o piedra servían como hornos, con una abertura en el fondo para avivar el fuego y retirar las cenizas. En la parte superior de cada horno había hasta siete marmitas o calderos de cobre, cada uno más pequeño y más caliente que el anterior. El jugo de caña empezaba en el caldero más grande. Luego, el jugo se calentó y se agregó cal para eliminar las impurezas. El jugo se desnataba y luego se canalizaba a marmitas cada vez más pequeñas. El último caldero, el "teache", era donde el jugo de caña se convertía en almíbar. El siguiente paso fue un canal de enfriamiento, donde los cristales de azúcar se endurecieron alrededor de un núcleo pegajoso de melaza.

La aprobación de la Ley de Abolición de la Esclavitud de 1833 condujo a la abolición de la esclavitud en la mayor parte del Imperio Británico, y muchos de los esclavos emancipados ya no trabajaban en las plantaciones de caña de azúcar cuando tenían la opción. Los plantadores de las Indias Occidentales, por lo tanto, necesitaban nuevos trabajadores y encontraron mano de obra barata en China e India. La gente estaba sujeta a contrato, una forma de contrato establecida desde hace mucho tiempo, que los obligaba a trabajar sin libertad durante un período fijo. Las condiciones en las que trabajaban los sirvientes contratados eran con frecuencia pésimas, debido a la falta de cuidado entre los plantadores. Los primeros barcos que transportaban trabajadores contratados de la India partieron en 1836. Las migraciones para atender las plantaciones de caña de azúcar llevaron a un número significativo de personas de etnia india, del sudeste asiático y china a establecerse en varias partes del mundo.En algunas islas y países, los inmigrantes del sur de Asia ahora constituyen entre el 10 y el 50% de la población. Las plantaciones de caña de azúcar y los grupos étnicos asiáticos continúan prosperando en países como Fiji, Sudáfrica, Birmania, Sri Lanka, Malasia, Indonesia, Filipinas, Guayana Británica, Jamaica, Trinidad, Martinica, Guayana Francesa, Guadalupe, Granada, Santa Lucía, Santa Lucía. Vincent, St. Kitts, St. Croix, Surinam, Nevis y Mauricio.

Entre 1863 y 1900, comerciantes y dueños de plantaciones en Queensland y Nueva Gales del Sur (ahora parte de la Mancomunidad de Australia) trajeron entre 55 000 y 62 500 personas de las Islas del Pacífico Sur para trabajar en las plantaciones de caña de azúcar. Se estima que un tercio de estos trabajadores fueron obligados o secuestrados como esclavos (lo que se conoce como blackbirding). A muchos otros se les pagaban salarios muy bajos. Entre 1904 y 1908, la mayoría de los 10.000 trabajadores restantes fueron deportados en un esfuerzo por mantener la homogeneidad racial en Australia y proteger a los trabajadores blancos de la mano de obra extranjera barata.

El azúcar cubano derivado de la caña de azúcar se exportaba a la URSS, donde recibía apoyos en los precios y se le aseguraba un mercado garantizado. La disolución del estado soviético en 1991 obligó al cierre de la mayor parte de la industria azucarera de Cuba.

La caña de azúcar sigue siendo una parte importante de la economía de Guyana, Belice, Barbados y Haití, junto con la República Dominicana, Guadalupe, Jamaica y otras islas.

Alrededor del 70 % del azúcar que se produce a nivel mundial proviene de S. officinarum e híbridos que utilizan esta especie.

Cultivo

El cultivo de caña de azúcar requiere un clima tropical o subtropical, con un mínimo de 60 cm (24 pulgadas) de humedad anual. Es uno de los fotosintetizadores más eficientes del reino vegetal. Se trata de una planta de C ₄, capaz de convertir hasta un 1% de la energía solar incidente en biomasa. En las principales regiones de cultivo de los trópicos y subtrópicos, los cultivos de caña de azúcar pueden producir más de 15 kg/m de caña. Una vez que fue un cultivo importante de la región sureste de los Estados Unidos, el cultivo de caña de azúcar disminuyó allí a fines del siglo XX y se limita principalmente a pequeñas plantaciones en Florida, Luisiana y el sureste de Texas en el siglo XXI. El cultivo de caña de azúcar cesó en Hawai cuando la última plantación de azúcar en funcionamiento en el estado cerró en 2016.

La caña de azúcar se cultiva en los trópicos y subtrópicos en áreas con abundante suministro de agua durante un período continuo de más de 6 a 7 meses cada año, ya sea de lluvia natural o mediante riego. El cultivo no tolera heladas severas. Por lo tanto, la mayor parte de la caña de azúcar del mundo se cultiva entre 22°N y 22°S, y algo hasta 33°N y 33°S. Cuando se encuentran cultivos de caña de azúcar fuera de este rango, como en la región de Natal en Sudáfrica, normalmente se debe a condiciones climáticas anómalas en la región, como las cálidas corrientes oceánicas que barren la costa. En términos de altitud, los cultivos de caña de azúcar se encuentran hasta los 1.600 mo 5.200 pies cerca del ecuador en países como Colombia, Ecuador y Perú.

La caña de azúcar se puede cultivar en muchos suelos que van desde molisoles altamente fértiles y bien drenados, pasando por vertisoles de gran agrietamiento, oxisoles y ultisoles ácidos infértiles, histosoles turbosos, hasta andisoles rocosos. Tanto la abundante luz solar como el suministro de agua aumentan la producción de caña. Esto ha convertido a los países desérticos con buenas instalaciones de riego, como Egipto, en algunas de las regiones de cultivo de caña de azúcar de mayor rendimiento. La caña de azúcar consume el 9% de la producción mundial de fertilizantes potásicos.

Aunque algunas cañas de azúcar producen semillas, el corte del tallo moderno se ha convertido en el método de reproducción más común. Cada esqueje debe contener al menos una yema, y ​​los esquejes a veces se plantan a mano. En países tecnológicamente más avanzados, como Estados Unidos y Australia, la plantación de palanquilla es común. Los tochos (tallos o secciones de tallos) cosechados por una cosechadora mecánica son plantados por una máquina que abre y vuelve a cerrar el suelo. Una vez plantado, un rodal se puede cosechar varias veces; después de cada cosecha, la caña produce nuevos tallos, llamados retoños.Las cosechas sucesivas dan rendimientos decrecientes, lo que eventualmente justifica la replantación. Se suelen hacer de dos a 10 cosechas dependiendo del tipo de cultivo. En un país con una agricultura mecánica que busca una alta producción de grandes campos, como en América del Norte, la caña de azúcar se vuelve a sembrar después de dos o tres cosechas para evitar una disminución de los rendimientos. En países con un tipo de agricultura más tradicional con campos más pequeños y cosecha manual, como en la isla francesa La Reunión, la caña de azúcar a menudo se cosecha hasta 10 años antes de volver a sembrar.

La caña de azúcar se cosecha a mano y mecánicamente. La recolección manual representa más de la mitad de la producción y es dominante en el mundo en desarrollo. En la cosecha manual, primero se prende fuego al campo. El fuego quema las hojas secas y ahuyenta o mata las serpientes venenosas, sin dañar los tallos ni las raíces. Luego, los cosechadores cortan la caña justo por encima del nivel del suelo usando cuchillos para caña o machetes. Un cosechador experto puede cortar 500 kg (1100 lb) de caña de azúcar por hora.

La cosecha mecánica utiliza una cosechadora o cosechadora de caña de azúcar. La serie Austoft 7000, el diseño original de la cosechadora moderna, ahora ha sido copiado por otras empresas, incluidas Cameco / John Deere.La máquina corta la caña en la base del tallo, pela las hojas, trocea la caña en trozos consistentes y la deposita en un transportador que la sigue al costado. La cosechadora luego sopla la basura de regreso al campo. Estas máquinas pueden cosechar 100 toneladas largas (100 t) cada hora, pero la caña cosechada debe procesarse rápidamente. Una vez cortada, la caña de azúcar comienza a perder su contenido de azúcar y el daño a la caña durante la cosecha mecánica acelera esta disminución. Esta disminución se compensa porque una cosechadora picadora moderna puede completar la cosecha de manera más rápida y eficiente que el corte y la carga manuales. Austoft también desarrolló una serie de transportadores hidráulicos de alta elevación en el campo para trabajar junto con sus cosechadoras para permitir una transferencia de caña aún más rápida, por ejemplo, al apartadero ferroviario más cercano. Esta cosecha mecánica no requiere prender fuego al campo; el residuo que deja en el campo la máquina consiste en puntas de caña y hojas muertas, que sirven como mantillo para la siguiente siembra.

Plantaciones de caña de azúcar en Brasil, el mayor productor del mundo

Plagas

El escarabajo de la caña (también conocido como gusano de la caña) puede reducir sustancialmente el rendimiento de los cultivos al comer raíces; se puede controlar con imidacloprid (Confidor) o clorpirifos (Lorsban). Otras plagas importantes son las larvas de algunas especies de mariposas/polillas, incluida la polilla del nabo, el barrenador de la caña de azúcar (Diatrea saccharalis), el barrenador africano de la caña de azúcar (Eldana saccharina), el barrenador mexicano del arroz (Eoreuma loftini), el gusano soldado africano (Spodoptera exeta), hormigas cortadoras de hojas, termitas, salivazos (especialmente Mahanarva fimbriolata y Deois flavopicta) y el escarabajo Migdolus fryanus. El insecto saltamontes Eumetopina flavipesactúa como un vector de virus, lo que provoca la acrobacia ramu de la enfermedad de la caña de azúcar.

Patógenos

Numerosos patógenos infectan la caña de azúcar, como la enfermedad de los brotes herbáceos de la caña de azúcar causada por 'Candidatus Phytoplasma sacchari', la enfermedad de la cola de látigo o el carbón de la caña de azúcar, el pokkah boeng causado por Fusarium moniliforme, la bacteria Xanthomonas axonopodis causa la enfermedad de las encías y la enfermedad de la podredumbre roja causada por Colletotrichum falcatum. Las enfermedades virales que afectan a la caña de azúcar incluyen el virus del mosaico de la caña de azúcar, el virus del rayado del maíz y el virus de la hoja amarilla de la caña de azúcar.

Fijación de nitrogeno

Algunas variedades de caña de azúcar son capaces de fijar nitrógeno atmosférico en asociación con la bacteria Gluconacetobacter diazotrophicus. A diferencia de las leguminosas y otras plantas fijadoras de nitrógeno que forman nódulos de raíces en el suelo en asociación con bacterias, G. diazotrophicus vive dentro de los espacios intercelulares del tallo de la caña de azúcar. Recubrir las semillas con la bacteria es una tecnología recientemente desarrollada que puede permitir que cada especie de cultivo fije nitrógeno para su propio uso.

Condiciones de los trabajadores de la caña de azúcar

Se estima que al menos 20.000 personas han muerto de enfermedad renal crónica en América Central en las últimas dos décadas, la mayoría de ellos trabajadores de la caña de azúcar a lo largo de la costa del Pacífico. Esto puede deberse a trabajar largas horas en el calor sin una ingesta adecuada de líquidos.

Procesando

Tradicionalmente, el procesamiento de la caña de azúcar requiere dos etapas. Los ingenios extraen azúcar en bruto de la caña recién cosechada y, a veces, el azúcar "blanco de ingenio" se produce inmediatamente después de la primera etapa en los ingenios de extracción de azúcar, destinados al consumo local. Los cristales de azúcar aparecen naturalmente de color blanco durante el proceso de cristalización. Se agrega dióxido de azufre para inhibir la formación de moléculas inductoras de color y para estabilizar los jugos de azúcar durante la evaporación. Las refinerías, a menudo ubicadas más cerca de los consumidores en América del Norte, Europa y Japón, producen azúcar blanca refinada, cuyo 99 % es sacarosa. Estas dos etapas se están fusionando lentamente. El aumento de la riqueza en los trópicos productores de caña de azúcar aumenta la demanda de productos de azúcar refinado, lo que impulsa una tendencia hacia la molienda y el refinado combinados.

Molienda

El procesamiento de la caña de azúcar produce azúcar de caña (sacarosa) a partir de la caña de azúcar. Otros productos del procesamiento incluyen bagazo, melaza y torta de filtración.

El bagazo, la fibra seca residual de la caña después de extraer el jugo de caña, se utiliza para varios propósitos:

• combustible para las calderas y hornos
• producción de papel, productos de cartón y paneles reconstituidos
• mantillo agrícola
• como materia prima para la producción de productos químicos

El uso principal del bagazo y los residuos del bagazo es como fuente de combustible para las calderas en la generación de vapor de proceso en las plantas azucareras. La torta de filtración seca se utiliza como suplemento alimenticio para animales, fertilizante y fuente de cera de caña de azúcar.

La melaza se produce en dos formas: blackstrap, que tiene un sabor fuerte característico, y un jarabe de melaza más puro. La melaza de Blackstrap se vende como alimento y suplemento dietético. También es un ingrediente común en la alimentación animal y se utiliza para producir etanol, ron y ácido cítrico. Los jarabes de melaza más puros se venden como melaza y también se pueden mezclar con jarabe de arce, azúcares invertidos o jarabe de maíz. Ambas formas de melaza se utilizan para hornear.

Refinación

El refinado de azúcar purifica aún más el azúcar en bruto. Primero se mezcla con jarabe pesado y luego se centrifuga en un proceso llamado "afinación". Su propósito es eliminar la capa exterior de los cristales de azúcar, que es menos pura que el interior del cristal. Luego, el azúcar restante se disuelve para hacer un jarabe, con aproximadamente un 60 % de sólidos en peso.

La solución de azúcar se aclara mediante la adición de ácido fosfórico e hidróxido de calcio, que se combinan para precipitar el fosfato de calcio. Las partículas de fosfato de calcio atrapan algunas impurezas y absorben otras, y luego flotan hasta la parte superior del tanque, donde pueden eliminarse. Una alternativa a esta técnica de "fosfatación" es la "carbonatación", que es similar, pero utiliza dióxido de carbono e hidróxido de calcio para producir un precipitado de carbonato de calcio.

Después de filtrar los sólidos restantes, el jarabe clarificado se decolora por filtración a través de carbón activado. En esta función se utiliza tradicionalmente carbonilla ósea o carbón activado a base de carbón. Algunas impurezas que forman color restantes son adsorbidas por el carbón. Luego, el jarabe purificado se concentra hasta la sobresaturación y se cristaliza repetidamente al vacío para producir azúcar blanca refinada. Como en un ingenio azucarero, los cristales de azúcar se separan de la melaza mediante centrifugación. El azúcar adicional se recupera mezclando el jarabe restante con los lavados de la afinación y cristalizando nuevamente para producir azúcar moreno. Cuando ya no se puede recuperar económicamente más azúcar, la melaza final aún contiene entre un 20 y un 30 % de sacarosa y entre un 15 y un 25 % de glucosa y fructosa.

Para producir azúcar granulada, en la que los granos individuales no se aglomeran, el azúcar debe secarse, primero calentándola en un secador rotatorio y luego soplando aire frío durante varios días.

Jarabe de caña de cinta

La caña de cinta es un tipo subtropical que alguna vez se cultivó ampliamente en el sur de los Estados Unidos, tan al norte como en la costa de Carolina del Norte. El jugo se extraía con trituradoras tiradas por caballos o mulas; el jugo se hervía, como el jarabe de arce, en una sartén plana y luego se usaba en forma de jarabe como edulcorante. Actualmente no es un cultivo comercial, pero algunos productores encuentran ventas listas para su producto.

Contaminación por procesamiento de caña de azúcar

El material particulado, los productos de combustión y los compuestos orgánicos volátiles son los principales contaminantes emitidos durante el procesamiento de la caña de azúcar. Los productos de combustión incluyen óxidos de nitrógeno (NO _X), monóxido de carbono (CO), CO ₂ y óxidos de azufre (SO _X). Las posibles fuentes de emisión incluyen los granuladores de azúcar, el equipo de embalaje y transporte de azúcar, las operaciones de descarga a granel, las calderas, los hornos de regeneración de carbón granular y carbón, los sistemas de transporte de adsorbente regenerado, los hornos y el equipo de manipulación (en algunas instalaciones), los tanques de carbonatación y las estaciones de evaporación de efectos múltiples. y marmitas al vacío.

Producción

Producción de caña de azúcar – 2020
País	(Millones de toneladas)
Brasil	757.1
India	370.5
Porcelana	108.1
Pakistán	81.0
Tailandia	75,0
México	54.0
Estados Unidos	32.7
Australia	30.3
Mundo	1,869.7
Fuente: FAOSTAT, Naciones Unidas

En 2020, la producción mundial de caña de azúcar fue de 1.870 millones de toneladas, con Brasil produciendo el 40% del total mundial, India con el 20% y China produciendo el 6% (tabla).

A nivel mundial, se dedicaron 26 millones de hectáreas al cultivo de caña de azúcar en 2020. El rendimiento promedio mundial de los cultivos de caña de azúcar en 2020 fue de 71 toneladas por hectárea, liderado por Perú con 123 toneladas por hectárea. El rendimiento teórico posible de la caña de azúcar es de unas 280 toneladas por hectárea al año, y pequeñas parcelas experimentales en Brasil han demostrado rendimientos de 236 a 280 toneladas de caña por hectárea.

De 2008 a 2016, la producción de caña de azúcar que cumple con los estándares experimentó una tasa de crecimiento anual compuesto de alrededor del 52 %, mientras que la caña de azúcar convencional aumentó menos del 1 %.

Etanol

El etanol generalmente está disponible como subproducto de la producción de azúcar. Se puede utilizar como biocombustible alternativo a la gasolina y se usa ampliamente en automóviles en Brasil. Es una alternativa a la gasolina y puede convertirse en el principal producto del procesamiento de la caña de azúcar, en lugar del azúcar.

En Brasil, se requiere que la gasolina contenga al menos un 22% de bioetanol. Este bioetanol se obtiene de la gran cosecha de caña de azúcar de Brasil.

La producción de etanol a partir de la caña de azúcar es más eficiente desde el punto de vista energético que la del maíz, la remolacha azucarera o los aceites de palma/vegetales, especialmente si se utiliza bagazo de caña para producir calor y energía para el proceso. Además, si los biocombustibles se utilizan para la producción y el transporte de cultivos, el aporte de energía fósil necesario para cada unidad de energía de etanol puede ser muy bajo. EIA estima que con una tecnología integrada de caña de azúcar a etanol, las emisiones de CO ₂ del pozo a las ruedas pueden ser un 90% más bajas que las de la gasolina convencional. Un libro de texto sobre energías renovables describe la transformación de la energía:

Actualmente, en Brasil se producen anualmente 75 toneladas de caña de azúcar en bruto por hectárea. La caña entregada a la planta procesadora se denomina quemada y cosechada (b&c), y representa el 77% de la masa de la caña cruda. La razón de esta reducción es que se separan los tallos de las hojas (que se queman y cuyas cenizas se dejan en el campo como abono), y de las raíces que quedan en el suelo para brotar para la siguiente cosecha. La producción promedio de caña es, por lo tanto, de 58 toneladas de b&c por hectárea por año.

Cada tonelada de b&c rinde 740 kg de jugo (135 kg de sacarosa y 605 kg de agua) y 260 kg de bagazo húmedo (130 kg de bagazo seco). Dado que el valor calorífico inferior de la sacarosa es de 16,5 MJ/kg y el del bagazo es de 19,2 MJ/kg, el valor calorífico total de una tonelada de b&c es de 4,7 GJ, de los cuales 2,2 GJ proceden de la sacarosa y 2,5 del bagazo.

Por hectárea al año, la biomasa producida corresponde a 0,27 TJ. Esto es equivalente a 0,86 W por metro cuadrado. Asumiendo una insolación promedio de 225 W por metro cuadrado, la eficiencia fotosintética de la caña de azúcar es de 0,38%.

Los 135 kg de sacarosa que contiene 1 tonelada de b&c se transforman en 70 litros de etanol con una energía de combustión de 1,7 GJ. La eficiencia práctica de conversión de sacarosa-etanol es, por lo tanto, del 76% (comparado con el 97% teórico).

Una hectárea de caña de azúcar rinde 4.000 litros de etanol por año (sin aporte energético adicional, porque el bagazo producido excede la cantidad necesaria para destilar el producto final). Esto, sin embargo, no incluye la energía utilizada en labranza, transporte, etc. Por lo tanto, la eficiencia de conversión de energía solar en etanol es del 0,13%.

Aplicaciones de bagazo

La caña de azúcar es un cultivo importante en muchos países. Es una de las plantas con mayor eficiencia de bioconversión. El cultivo de caña de azúcar es capaz de fijar de manera eficiente la energía solar, produciendo unas 55 toneladas de materia seca por hectárea de tierra al año. Después de la cosecha, el cultivo produce jugo de azúcar y bagazo, la materia seca fibrosa. Esta materia seca es biomasa con potencial como combustible para la producción de energía. El bagazo también se puede utilizar como fuente alternativa de pulpa para la producción de papel.

El bagazo de caña de azúcar es una fuente de energía potencialmente abundante para los grandes productores de caña de azúcar, como Brasil, India y China. Según un informe, con el uso de las últimas tecnologías, el bagazo producido anualmente en Brasil tiene el potencial de satisfacer el 20% del consumo de energía de Brasil para 2020.

La producción de electricidad

Varios países, en particular aquellos que carecen de combustibles fósiles, han implementado medidas de conservación y eficiencia energética para minimizar la energía utilizada en el procesamiento de la caña y exportar cualquier exceso de electricidad a la red. El bagazo generalmente se quema para producir vapor, que a su vez genera electricidad. Las tecnologías actuales, como las que se utilizan en Mauricio, producen más de 100 kWh de electricidad por tonelada de bagazo. Con una cosecha mundial total de más de mil millones de toneladas de caña de azúcar al año, el potencial energético mundial del bagazo supera los 100 000 GWh. Utilizando Mauricio como referencia, se podría producir un potencial anual de 10 000 GWh de electricidad adicional en toda África. La generación eléctrica a partir del bagazo podría volverse muy importante, particularmente para las poblaciones rurales de las naciones productoras de caña de azúcar.

Se están diseñando plantas recientes de tecnología de cogeneración para producir de 200 a más de 300 kWh de electricidad por tonelada de bagazo. Como la caña de azúcar es un cultivo estacional, poco después de la cosecha la oferta de bagazo alcanzaría su punto máximo, lo que requeriría que las plantas generadoras de energía gestionen estratégicamente el almacenamiento del bagazo.

Producción de biogás

Una alternativa más ecológica a la quema de bagazo para la producción de electricidad es convertir el bagazo en biogás. Se están desarrollando tecnologías para utilizar enzimas para transformar el bagazo en biocombustible avanzado y biogás.

La caña de azúcar como alimento

En la mayoría de los países donde se cultiva caña de azúcar, varios alimentos y platos populares se derivan directamente de ella, tales como:

• Caña de azúcar cruda: masticada para extraer el jugo
• Sayur nganten: una sopa indonesia hecha con tallo de trubuk (Saccharum edule), un tipo de caña de azúcar
• Jugo de caña de azúcar: una combinación de jugo fresco, extraído a mano o en pequeños molinos, con un toque de limón y hielo para hacer una bebida popular, conocida como air tebu, usacha rass, guarab, guarapa, guarapo, papelón, aseer asab, ganna sharbat, mosto, caldo de cana, o nước mía
• Jarabe: un edulcorante tradicional en los refrescos, ahora reemplazado en gran medida en los EE. UU. por el jarabe de maíz con alto contenido de fructosa, que es menos costoso debido a los subsidios al maíz y las tarifas del azúcar.
• Melaza: se utiliza como edulcorante y almíbar acompañando a otros alimentos, como el queso o las galletas.
• Jaggery: una melaza solidificada, conocida como gur, gud o gul en el sur de Asia, se produce tradicionalmente evaporando el jugo para hacer un lodo espeso, y luego enfriándolo y moldeándolo en cubos. La producción moderna liofiliza parcialmente el jugo para reducir la caramelización y aclarar su color. Se utiliza como edulcorante en la cocina de platos principales, dulces y postres tradicionales.
• Falernum: una bebida dulce y ligeramente alcohólica hecha de jugo de caña de azúcar
• Cachaça: la bebida alcohólica destilada más popular de Brasil; es un licor hecho de la destilación del jugo de la caña de azúcar.
• El ron es un licor elaborado a partir de productos de la caña de azúcar, generalmente melaza, pero a veces también jugo de caña. Se produce más comúnmente en el Caribe y sus alrededores.
• Basi es una bebida alcohólica fermentada hecha de jugo de caña de azúcar producido en Filipinas y Guyana.
• La panela, piezas sólidas de sacarosa y fructosa obtenidas de la ebullición y evaporación del jugo de caña de azúcar, es un alimento básico en Colombia y otros países de América del Sur y Central.
• La rapadura es una harina dulce que es una de las refinaciones más simples del jugo de caña de azúcar, común en países de América Latina como Brasil, Argentina y Venezuela (donde se le conoce como papelón) y el Caribe.
• Rock candy: jugo de caña cristalizado
• Pastel de Sirop
• Viche, una bebida alcohólica colombiana casera

La caña de azúcar como alimento

Muchas partes de la caña de azúcar se usan comúnmente como alimento para animales donde se cultivan las plantas. Las hojas son un buen forraje para los rumiantes.

Galería

• Campos de caña de azúcar en el Instituto de Investigación de la Caña de Azúcar de Bangladesh (BSRI)
• Campos de caña de azúcar en BSRI
• Campos de caña de azúcar en BSRI
• Campos de caña de azúcar en BSRI
• Proveedor de caña de azúcar en Dhaka
• tallos de caña de azúcar
• Floración de caña de azúcar
• Plantación de caña de azúcar
• hojas de caña de azúcar
• Plantación de caña de azúcar
• caña de azucar de china
• Caña de azúcar
• Flores de caña de azúcar
• Caña de azúcar cosechada por mujeres, provincia de Hòa Bình, Vietnam
• Evaporador con bandeja con deflectores y cucharón de espuma para hacer jarabe de caña de cinta
• Un video de la extracción de jugo de caña de azúcar.
• Caña de azúcar y cuenco de azúcar refinada
• Caipirinha, un cóctel elaborado con cachaça derivada de la caña de azúcar
• Procesamiento de caña de azúcar
• Hombre Hausa vendiendo caña de azúcar en Kaduna en Nigeria