Molino de caña de azúcar

Un molino de caña de azúcar es una fábrica que procesa la caña de azúcar para producir azúcar cruda o blanca.

El término también se usa para referirse al equipo que tritura los palos de caña de azúcar para extraer el jugo.

Procesando

Hay una serie de pasos en la producción de azúcar sin refinar a partir de la caña:

1. Recepción y descarga de caña (recepción de caña en fábrica y descarga de los vehículos de transporte)
2. Preparación de la caña (cortar y triturar la caña para prepararla para la extracción del jugo)
3. Extracción de jugo (dos tecnologías son de uso común; molienda o difusión)
4. Clarificación del jugo (eliminar los sólidos en suspensión del jugo, generalmente lodo, ceras, fibras)
5. Evaporación del jugo (para concentrar el jugo en un jarabe espeso de aproximadamente 65°brix)
6. Clarificación del jarabe (eliminar los sólidos en suspensión del jarabe, típicamente tamaño coloidal de lodo, ceras, fibras, etc.)
7. cristalización
8. Centrifugación (Separación de los cristales de azúcar de las aguas madres, realizada por máquinas centrífugas)
9. Secado de azúcar
10. Embalaje y entrega

Estos pasos de procesamiento producirán un azúcar moreno o sin refinar. El azúcar blanco de molienda, también conocido como azúcar blanco de plantación, se puede producir introduciendo algún tipo de proceso de eliminación de color (a menudo sulfitado) entre las etapas de clarificación y evaporación del jugo mencionadas anteriormente. El azúcar crudo producido a menudo se refina para producir azúcar blanco. Esta refinación de azúcar se puede realizar en una fábrica completamente separada o en una refinería secundaria que está adjunta a la fábrica de azúcar sin refinar.

Extracción de jugo

Existen dos procesos para la extracción del jugo de la caña:

• fresado, y
• Difusión.

Molienda

La extracción de jugo por molienda es el proceso de exprimir el jugo de la caña bajo un conjunto de molinos usando alta presión entre pesados ​​rodillos de hierro. Esos molinos pueden tener desde 3 hasta 6 rodillos; cada conjunto de molinos se denomina molino tándem o tren de molinos. Para mejorar la eficiencia de extracción de la molienda, se agrega agua de imbibición en cada molino. Se vierte agua caliente sobre la caña justo antes de que entre al último molino del tren de molienda y se recircula hasta llegar al primer molino. El jugo exprimido de esta caña tiene una baja concentración de azúcar y se bombea al molino anterior y se vierte sobre la caña justo antes de que ingrese a los rodillos, el jugo de este molino se bombea de la misma manera hacia el tren de molienda. El jugo mixto (es decir, jugo de caña mezclado con el agua introducida en el último molino) se extrae del primer y segundo molino y se envía para su posterior procesamiento. Los trenes de molienda suelen tener cuatro, cinco o seis molinos en tándem. Para mejorar el rendimiento de extracción de la molienda antes de que la caña llegue al primer molino, normalmente se utilizan equipos de preparación de cuchillas y trituradoras.

Difusión

La difusión de caña de azúcar es el proceso de extraer la sacarosa de la caña con el uso de imbibición pero sin exprimir por molinos. La caña triturada se introduce en el difusor en el extremo de alimentación; Se vierte agua caliente sobre la caña triturada justo antes del extremo de descarga del difusor. El agua caliente se filtra a través del lecho de caña y elimina la sacarosa de la caña. Luego, este jugo diluido se recolecta en un compartimiento debajo del lecho de caña y se bombea a un punto un poco más cerca del extremo de alimentación del difusor y se permite que este jugo diluido se filtre a través del lecho de caña. En este punto, la concentración de sacarosa en la caña es más alta que la concentración de sacarosa en el jugo diluido que se acaba de mencionar y, por lo tanto, la sacarosa se difunde de la caña al jugo;

Clarificación de jugo

El jugo de caña de azúcar tiene un pH de aproximadamente 4,0 a 4,5, que es bastante ácido. El hidróxido de calcio, también conocido como leche de cal o agua de cal, se agrega al jugo de caña para ajustar su pH a 7. La cal ayuda a prevenir la descomposición de la sacarosa en glucosa y fructosa. Luego, el jugo con lima se calienta a una temperatura superior a su punto de ebullición. Luego, se permite que el jugo de cal supercalentado alcance su temperatura de saturación: este proceso precipita las impurezas que quedan retenidas en los cristales de carbonato de calcio. El jugo evaporado luego se transfiere a un tanque de clarificación que permite que los sólidos en suspensión se asienten. El sobrenadante, conocido como jugo claro, se extrae del clarificador y se envía a los evaporadores.

Evaporación de jugo

El jugo clarificado se concentra en un evaporador de efecto múltiple para hacer un jarabe de aproximadamente 50 por ciento de sacarosa en peso.

Cristalización y centrifugado

Este jarabe se concentra aún más al vacío en una marmita al vacío hasta que se sobresatura, los cristales de azúcar finamente molidos suspendidos en alcohol se introducen en la marmita como cristales semilla alrededor de los cuales se deposita la sacarosa y estos cristales luego aumentan de tamaño hasta que están listos para ser descargado (típicamente alrededor de 1 milímetro (0.039 in))

Son posibles varios esquemas de ebullición, el esquema de ebullición más utilizado es el esquema de tres ebulliciones. Este método hierve los licores de azúcar en tres etapas, llamadas A-, B- y C-.

Una centrífuga de azúcar tipo lote separa los cristales de azúcar del licor madre. Estas centrífugas tienen una capacidad de hasta 2200 kilogramos (4900 lb) por ciclo. El azúcar de las centrífugas se seca y se enfría y luego se almacena en un silo o se empaqueta directamente en bolsas para su envío.

Las aguas madres del primer paso de cristalización (producto A) se cristalizan nuevamente en tachos de vacío y luego se pasan a través de centrífugas de azúcar continuas. El licor madre se vuelve a cristalizar en tachos al vacío. Debido a la baja pureza, la evapocristalización por sí sola no es suficiente para agotar la melaza, por lo que la llamada masa cocida (en francés, "masa hervida") se pasa a través de cristalizadores de enfriamiento hasta una temperatura de aprox. Se alcanzan los 45 °C (113 °F). Luego, la masa cocida se vuelve a calentar para reducir su viscosidad y luego se purga en las centrífugas C-producidas. La escorrentía de las centrífugas C se denomina melaza.

El azúcar centrifugado de las centrífugas de productos B y C se vuelve a fundir, se filtra y se agrega al jarabe proveniente de la estación de evaporación.

Refinerías de fondo

Algunos ingenios de caña de azúcar tienen las denominadas refinerías de fondo. En las refinerías de back-end, el azúcar sin refinar producido en el ingenio se convierte en azúcar refinada de mayor pureza para el consumo local, la exportación o las empresas embotelladoras. Los residuos se utilizan para la generación de calor en los ingenios azucareros.

Energía en el ingenio azucarero

Los sólidos fibrosos restantes, denominados bagazo, se queman como combustible en las calderas de vapor de la planta. Estas calderas producen vapor a alta presión, que se hace pasar por una turbina para generar energía eléctrica (cogeneración). El vapor de escape de la turbina pasa a través de la estación evaporadora de efecto múltiple y se utiliza para calentar tachos de vacío en la etapa de cristalización, así como para otros fines de calefacción en el ingenio azucarero.

El bagazo hace que un ingenio azucarero sea más que autosuficiente energéticamente; el excedente de bagazo se destina a la alimentación animal, a la fabricación de papel oa la generación de electricidad para la venta.

Automatización industrial

Como en muchas otras industrias, la automatización de fábricas se ha promovido fuertemente en las refinerías de azúcar en las últimas décadas. El proceso de producción generalmente está controlado por un sistema de control de procesos central, que controla directamente la mayoría de las máquinas y componentes. Solo para ciertas máquinas especiales, como las centrífugas en la casa de azúcar, se utilizan PLC descentralizados por razones de seguridad.

Historia

Los ingenios azucareros aparecieron por primera vez en el mundo islámico medieval. Primero fueron impulsados ​​por molinos de agua y luego molinos de viento de los siglos IX y X en lo que hoy es Afganistán, Pakistán e Irán.

En el subcontinente indio, los ingenios azucareros se generalizaron en los siglos XIII y XIV, lo que aumentó considerablemente la producción de azúcar. La barra de tiro se aplicó a la molienda de azúcar, con evidencia de su uso en Delhi en 1540, pero posiblemente data de varios siglos antes, y se usó principalmente en el subcontinente indio del norte. Los laminadores de azúcar también aparecieron por primera vez en el subcontinente indio, utilizando el principio de rodillos y engranajes helicoidales, en el siglo XVII.