1Analisis perdidas sacarosa miel final

ANÁLISIS DE PÉRDIDAS DE SACAROSA EN MIEL FINAL: CAUSAS Y TENDENCIAS Byron López Maldonado Profesional en Tecnología Azucarera CENGICAÑA RESUMEN Se hizo un análisis de las pérdidas de sacarosa en miel final que se han dado en las últimas zafras y que registraron un incremento marcado en la zafra 2012-2013. Se hizo una revisión bibliográfica de los componentes de la miel final, de la caña de azúcar y también los componentes que se analizan en Guatemala. Se clasificaron los factores que tienen influencia en que ingrese No Sacarosa con la caña y se hicieron correlaciones para conocer el efecto de las impurezas, en base a la pureza de jugo diluido, en las pérdidas de sacarosa en miel final y en la pureza aparente de la miel final. Se determinó que la variable que tiene mayor influencia en la pérdida, es la cantidad de miel final producida y que la pureza aparente de miel final es inversamente proporcional a ésta. Además, se observó que el aumento de pérdida de sacarosa en miel final en la agroindustria azucarera de Guatemala también tiene su componente en el incremento de la producción de azucares blancos, coincidiendo esto con los factores de calidad de jugo. ABSTRACT It’s presented an analysᴖs of the loss of sucrose ᴖn molasses that have occurred ᴖn recent harvests and recorded a marked increase in the 2012-2013 harvest. It was a literature review of the components of the molasses, sugar cane and components analyzed in Guatemala. Factors were classified with influence in the input of No Sucrose with cane and correlations were made to determine the effect of impurities, based on diluted juice purity, in sucrose losses in final molasses and the apparent purity of final molasses. It was determined that the variable that has the greatest influence on the loss of sucrose in molasses, is the amount of molasses produced and apparent purity of final molasses is inversely proportional to it. It was also observed that increasing loss of sucrose in molasses from the sugar industry in Guatemala also has a component in the increased production of white sugar coincidently with quality of sugar cane juices. 399 INTRODUCCIÓN Las pérdidas de sacarosa en miel final son las mayores pérdidas que se registran durante el proceso de producción de azúcar y han sido objeto de estudio por parte de muchos científicos del azúcar durante muchos años. Generalmente se ha asociado la pérdida en miel final con obtener una baja pureza aparente de miel final y se piensa que esta es la principal variable que puede indicar que está existiendo una muy aceptable adsorción de sacarosa en los cristales. Los estudiosos del tema han llegado a desarrollar ecuaciones que vaticinan la pureza aparente de la miel final en términos del contenido de azúcares reductores(glucosa y fructosa) y de los componentes denominados cenizas, siendo estas últimas componentes minerales del jugo asociados en su mayoría con un aumento de la solubilidad de la sacarosa y con tener propiedades melasigénicas. En los ingenios de Guatemala el componente cenizas solo se analiza en el producto final por razones de calidad y no se conoce que alguien utilice las ecuaciones para conocer la pureza de miel final objetivo. El conocimiento general en Guatemala es que a menor pureza en la masa tercera, se obtendrá menor pureza aparente en la miel final y los técnicos azucareros se esfuerzan por lograr por todos los medios posibles que las masas segunda y tercera se descarguen con bajas purezas para que las mieles también tengan una pureza baja. Sin embargo, se ha observado que cuando se tienen bajos contenidos de sacarosa en caña y baja calidad de los jugos desde el punto de vista de la variable pureza (pureza menor a 85%), también se registra un descenso en la pureza aparente de la miel final, pero a la vez se tiene un aumento de la cantidad de miel final producida, ya sea en galones o en kilogramos de miel final por tonelada de caña. Por el contrario, en periodos de tiempo de caña con altos contenidos de sacarosa en caña y purezas altas en jugos diluidos (mayor o igual a 86%), las purezas aparentes de la miel final se incrementan aunque la pérdida, dominada por la cantidad de miel producida, disminuye. Los gerentes en los momentos de caña con jugos de alta pureza que provocan miel final con pureza más alta, relacionan inmediatamente esto con problemas operativos en el área de cristalización y presionan para que se verifique por qué fue el aumento en la pureza. Actualmente, los esfuerzos más recientes por lograr un mayor agotamiento de la miel final están en el análisis del crecimiento de los cristales por medio de cristalografía con equipos que obtienen imágenes y desarrollan un análisis estadístico para saber si el cristal se está desarrollando y si van a haber cristales que se pasen las telas de las centrífugas y con respecto a equipo, la instalación de cristalizadores verticales de los cuales se sabe que disminuyeron la pureza aparente de la miel final en los ingenios que los instalaron. COMPONENTES DE LA MIEL FINAL La miel final tiene la mayoría de componentes no sacarosa que fueron introducidos con la caña y otros que se pudieron ir formando durante el proceso. Al decir la mayoría, se está expresando que estos componentes no sacarosa también pueden ir adheridos al azúcar comercial con sus consecuentes problemas de calidad. A continuación (Cuadro 1) se mencionan los principales componentes de la miel final o melaza según Rein, 2012. Cuadro 1. Rango de principales componentes de la miel final según Rein, 2012 Rango de valores de componentes normales de la melaza en g/100 g de miel final Sólidos Totales RDS(Brix) Sacarosa Fructosa Glucosa Fructosa + Glucosa Cenizas sulfatadas Oligosacáridos Polisacáridos Proteínas y compuestos nitrogenados Ácidos orgánicos 76-83 78-85 30-36 6-10 4-7 11-15 10-16 1-2 2-4 2-4.5 2-5 400 De estos componentes, en los ingenios de Guatemala se conoce normalmente el contenido de sólidos disueltos refractométricos (RDS o Brix), contra el desconocimiento de los Sólidos Reales disueltos que consisten en secar en horno la muestra, se conoce la sacarosa aunque en términos de Pol, siendo esta una sacarosa aparente, aunque algunos ingenios que cuentan con HPLC ya están mostrando valores de sacarosa real, no contando esta para el balance de Pol y pérdidas. Algunos también hacen azúcares reductores, haciendo fructosa y glucosa los que cuentan con HPLC pero no se reporta. Los valores de los otros componentes del Cuadro 1 no se analizan. Analizando los datos para miel final para un ingenio que analiza con polarimetría y HPLC, se determinó con polarimetría un valor promedio de Pol en miel final para 11 zafras en 29.56 g de sacarosa/100 g de miel final mientras que el análisis con HPLC determina 36.61 g de sacarosa/100 g de miel final, observándose para todos las zafras analizadas que el valor de sacarosa real siempre es mayor que el de sacarosa aparente. De todos los componentes de la miel final no sacarosa, se sabe desde que ingresan con la caña, que su destino es la miel final, aunque algunos reaccionarán en alguna parte del proceso o decantarán durante la clarificación, donde, posiblemente un 15 por ciento de la cachaza base seca puede estar compuesto de materiales que estuvieron disueltos en el jugo. Otros no azúcares se incrustarán. Analizando el Cuadro 1 se puede conocer que la sumatoria de los azúcares reductores más las cenizas sulfatadas pueden sumar entre 21 y 31 g/100 g de miel final siendo después de la sacarosa los componentes mayoritarios en peso de miel final. La presencia de azúcares reductores o azúcares invertidos hacen disminuir la solubilidad de la sacarosa considerablemente, incrementándose este efecto cuando se reduce la temperatura.(Van del Poel, 1998). El efecto de las cenizas, siendo en su mayoría sales de potasio, sodio, litio, calcio y magnesio, consiste en aumentar la solubilidad de la sacarosa en solución, dificultando de ese modo la cristalización. Los polisacáridos como los arabinogalactanos y dextranas también tienen influencia sobre las condiciones de cristalización, pues la molécula de sacarosa, la cual exhibe dos enlaces intramoleculares en soluciones concentradas es desdoblada en presencia de estos polisacáridos para formar enlaces intramoleculares con agua y los polisacáridos, modificando de este modo la solubilidad de la sacarosa. Entonces, los no azúcares como las cenizas y otros aparte de que su destino desde el inicio es la miel final, y su peso se verá en la cantidad de miel producida, también actuarán en casi la totalidad de las veces provocando que mucha sacarosa se adhiera a ellos o no se pueda cristalizar y se sume más peso en la miel final. Esto nos lleva a la necesidad de conocer entonces, la composición de la caña en sus componentes mayoritarios desde que ésta ingresa al ingenio. FACTORES QUE AFECTAN LA COMPOSICIÓN DE NO SACAROSA EN LA CAÑA, EN EL JUGO DE CAÑA Y QUE PUEDEN AUMENTAR LA CANTIDAD DE MIEL FINAL La caña de azúcar se conoce como una materia prima muy heterogénea y su composición como se mencionó puede variar hasta entre dos tallos de la misma planta. La caña en su crecimiento puede ver afectados sus componentes por una gran cantidad de variables y luego cuando se pasa al proceso de producción los componentes, tanto sacarosa como no sacarosa, pueden variar su composición por los factores internos como la actividad microbiana, reacciones químicas, reacciones enzimáticas, reacciones debidas al pH y reacciones ocasionadas por la temperatura; los factores que pueden alterar la composición de la caña y del jugo y por lo tanto pueden alterar e incrementar la cantidad de no sacarosa que irá hacia la miel final, se han clasificado en factores biológicos o climáticos, factores agrícolas y logísticos, factores fabriles y también factores analíticos y administrativos. Estos factores pueden ser colocados en un diagrama de Ishikawa pero su gran cantidad no permite expresarlos 401 de forma gráfica tan fácilmente, por lo que se clasifican en forma de cuadro: Entre los factores biológicos (Cuadro 2) se observan los factores suelo, clima y la fisiología de la caña; estos factores pueden afectar la cantidad de sacarosa producida por la caña y a la vez pueden incluir más compuestos no sacarosa en la planta, como ejemplo, un exceso en los nutrientes principalmente potasio puede provocar mucha inclusión de éste, que es el compuesto inorgánico componente de las cenizas que más afecta el proceso de cristalización o las enfermedades que provocan una reacción de defensa de la caña de azúcar formando fenoles para combatir a las bacterias y virus. La latitud en la que se encuentra Guatemala provoca que no se tengan las concentraciones de sacarosa que se dan en las cañas de los países que están más cerca del ecuador y el viento, puede ser clave en la concentración de CO2 en la atmósfera que permita una mayor concentración de sacarosa. El factor suelo ha sido muy estudiado y se hacen labores para que la producción de azúcar por hectárea se maximice. El contenido de componentes inorgánicos depende del tipo de suelo, nivel de irrigación y condiciones de fertilización. (Se tiene estadísticamente comprobado que las cañas a mayor altura concentran mejor la sacarosa). En Guatemala se ha observado mayor concentración de sacarosa en el estrato alto. Los factores agrícolas y logísticos (Cuadro 3) tienen una gran influencia sobre el contenido de no sacarosa y posiblemente sean los de mayor influencia. Algunos de ellos como el corte mecanizado que pertenece a Corte, Alce y Transporte (CAT) puede influir por el contenido de materia extraña que puede acompañar a los tallos, que son la parte de la caña que se quisiera tener exclusivamente como materia prima y la materia extraña puede llegar a ser hasta un 15 por ciento del peso total de la caña, aportando cogollos, hojas, mamones, etc. Los cogollos por ejemplo se tienen datos que aportan una cantidad de sólidos disueltos del 6 al 9 por ciento y su pureza puede estar entre 21 y 37 por ciento. Cuadro 2. Factores biológicos que afectan la composición de la caña FACTORES BIOLÓGICOS Suelo Clima Fisiología de la caña Tipo Altura Sequía Invierno Normal Nutrientes Enfermedades Riego Fertilización Humedad Precipitaciónnes Viento Humedad Horas luz Temperatura Latitud Variedad Cuadro 3. Factores agrícolas y logísticos que afectan la composición de la caña CAT Distancia finca-ingenio FACTORES AGRÍCOLAS Y LOGÍSTICOS Contenido de materia extraña en caña Variedad Tiempo Quema-molienda Época de siembra Hojas Distancia finca-ingenio Quemas criminales Época de corte Horario de quemas "Colchón" diario de caña Cantidad de frentes Corte Mecanizado Corte Manual Cantidad de Variedades Floración Raíces Cantidad de frentes de corte Puntas Mamones Puntas Cogollos Quemas criminales Capacidad Corte-alce- transporte Edad de corte Corte programado Corte fuera de programa No. De Corte Con Madurante Sin Madurante Trash mineral 402 Como ejemplo de cómo puede influir la composición de tallos y materia extraña en la pureza del jugo extraído, se tiene el estudio de Manechini, 2011 en Brasil en el que hizo mezclas de tallos, puntas y hojas, dándole los valores de pureza de jugo representados en la Figura 1. La pureza más baja registrada sucedió cuando mezcló un 90 por ciento de tallos con 2 por ciento de puntas y un 8 por ciento de hojas mientras que el de más alta pureza fue el de 96 por ciento de tallos con 4 por ciento de puntas. Las variedades tendrán su influencia en la capacidad que tiene la misma para concentrar sacarosa o su susceptibilidad para las enfermedades, siendo estas solo unas de las variables que pueden influir, en el Cuadro 4 se presentan los datos de Larrahondo, para dos variedades distintas y sus contenidos de polisacáridos solubles, fenoles y amino-nitrógenos para caña limpia y para cogollos. Las quemas accidentales o Figura 1. criminales, muchas veces suceden en caña que no ha llegado a su punto óptimo de madurez y pueden tener un alto contenido de azúcares reductores y aminoácidos. Los factores fabriles presentados en el cuadro 5, pueden alterar el contenido de los componentes no sacarosa en el jugo y provocar que se tenga una mayor tendencia a aumentar la cantidad de miel final producida. La operación de extracción y un mal manejo de sanitización, puede generar el desarrollo de polisacáridos que hidrolizan la sacarosa y la producción de ácidos a partir de la fructosa libre. El caso más común es el de la producción de dextrana, la cual tiene su ambiente ideal para formación en toda la sección de preparación y molienda por razones de temperatura y proviene de la inversión enzimática de la sacarosa a partir de la actividad de microorganismos. La dextrana producida aumentará la cantidad de miel final por no ser cristalizable y porque tiene características melasigénicas (que provoca la producción de miel final), alterando también el hábito de crecimiento de los cristales, provocando que muchos de ellos por tener forma de aguja, se pasen las telas de las centrífugas. En el proceso de clarificación un mal control del pH puede ocasionar inversión por hidrólisis ácida o reacciones entre azúcares reductores y otros compuestos que generan color. El mismo tanque flash y un mal diseño u operación pueden aumentar los componentes indeseables en el jugo que llegará a los tachos. También se cree que puede existir destrucción de azúcares reductores al reaccionar con el SO2 de la sulfitación lo que alteraría el balance AR/Cenizas, lo cual se debe comprobar. En la operación de evaporación se pueden dar muchas reacciones debido a las altas temperaturas que allí se manejan y que pueden generar hidrólisis ácida de la sacarosa y posteriormente reacciones de la fructosa por su más baja estabilidad produciendo ácidos y productos volátiles. Relación de pureza del jugo extraído a diferentes proporciones de tallos, puntas y hojas 403 Cuadro 4. Datos para dos variedades para algunas materias extrañas en caña limpia y en los cogollos, Larrahondo Cuadro 5. Factores fabriles que afectan la composición del jugo de caña y alteran la cantidad de mieles finales FACTORES FABRILES Operación de tachos Operación de y centrífugas clarificación Operación de evaporación Operación de extracción Cristalización Alcalización Variación de flujo Capacidad Calentamiento Lavado de caña Cantidad de Tiempo de Retención picadoras Centrifugación Separación de cachaza pH Sanitización Diseño de tachos Jugo filtrado Temperatura Microorganismos Impurezas Lavado en centrífugas Wong y Tse, 1996 comentan sobre la formación de cestosas en la evaporación es debido a reacciones entre D-fructosa y sacarosa para formar este trisacárido, siendo está reacción promovida por la formación de fructosa en los primeros efectos y por la mayor concentración de sacarosa en los últimos. La cestosa no cristaliza. Las operaciones en tachos y centrífugas en general sufren con todos los materiales extraños naturales de la caña y los formados en el proceso previo, pero la operación misma y falta de control puede generar aún un aumento en la cantidad de miel final a producir, desde que no se logra el máximo agotamiento posible en los tachos de primera para obtener más azúcar comercial. El diseño del tacho y la falta de agitador pueden afectar la deposición de sacarosa y el coeficiente de variación del azúcar el cual está muy relacionado con la cantidad de sacarosa que se pasará las telas de las centrífugas. Los agitadores y controles automáticos en tachos para masa primera en los ingenios de Guatemala son escasos y estos se consideran más para la operación de tachos de agotamiento. El mal cálculo del semillamiento completo puede integrar a la cristalización una cantidad de núcleos insuficiente o exagerada que pueden dejar sacarosa sin adsorberse o cristales que no crezcan. El muestreo y falta de cuidado en el análisis de la miel final, puede reportar mayores o menores pérdidas desde la poca cantidad de muestras tomadas, hasta una mala dilución de la miel final que genere un valor erróneo de los sólidos disueltos en la miel final y en el contenido de sacarosa en la miel. Cuadro 6. Factores fabriles que afectan la composición del jugo de caña y alteran la cantidad de mieles finales FACTORES ANALÍTICOS Y DE MEDICIÓN Mediciones de materia prima, Análisis de laboratorio productos y subproductos Métodos Báscula de caña Muestreo Báscula de miel Báscula de azúcar 404 superior a la esperada, no se había tomado en cuenta el factor cantidad de miel final. En Guatemala, ha habido una tendencia la última década a un aumento en la cantidad de miel final producida, en términos de galones de miel final por tonelada de caña, como se muestra en la figura 2, representada por la línea color celeste, aunque también se ve la tendencia a un aumento en la cantidad de azúcares blancos producidos y un descenso de la sacarosa en caña, identificada como Pol% caña. La producción de azúcares blancos demanda una mayor cantidad de agua aplicada en lavado en las centrífugas para mantener los parámetros de calidad del producto y siempre va a representar una mayor pérdida en las mieles finales. ANÁLISIS DE PÉRDIDA EN MIEL FINAL EN INGENIOS DE GUATEMALA La operación de agotamiento en Guatemala, generalmente se ha reducido a la obtención de una baja pureza aparente de la miel final y aunque la pérdida sea 25,000,000 16.00 13.69 13.48 13.52 13.37 13.37 13.66 13.16 13.20 13.01 20,000,000 14.00 12.97 12.65 12.94 12.00 10.00 15,000,000 10,000,000 6.42 6.27 6.34 6.33 6.55 6.70 5.95 6.04 6.01 6.20 5.82 5.57 8.00 6.00 4.00 5,000,000 CRUDO STD REF POL%CAÑA GAL MF/TC 2.00 0.00 0 2011-2012 2010-2011 2009-2010 2008-2009 2007-2008 2006-2007 2005-2006 2004-2005 2003-2004 2002-2003 2001-2002 2000-2001 Figura 2. Relación producción de azúcares crudo, estándar (STD) y refino (REF) y el Pol% caña y el galonaje de miel final por tonelada de caña para agroindustria Guatemalteca, 2000-2012 405 tachos. En un ingenio informaron que un factor que había correlacionado con la alta pérdida la zafra 2011-2012, era la cantidad de azúcares reductores en jugo diluido, sin embargo para esta zafra, estaban en menor proporción que la zafra anterior. Como en otros ingenios se estaba dando el mismo caso y al no contar con datos de no azúcares en jugo, se procedió a revisar la relación de la pérdida contra la pureza del jugo diluido que se presenta en la Figura 3 y la Figura 4 que representa el modelo de regresión entre estas dos variables. Se escogió utilizar la pureza del jugo diluido pues éste es el jugo que ingresa a la fábrica y del cual se separarán las pérdidas en cachaza y en miel final, y la diferencia de 100 menos la pureza, indica el porcentaje de no sacarosa. Se observó el comportamiento del incremento en la pérdida conforme se redujo la pureza del jugo diluido en el tiempo. Sin embargo, durante la zafra 2012-2013 se registró una pérdida en miel final que preocupó a los gerentes de los ingenios y a pesar de producir la misma proporción de azúcares blancos que los otros años, esta pérdida iba en aumento durante el transcurso de la zafra. El otro fenómeno era que no se estuvieran registrando purezas altas de miel final que indicaran un mal agotamiento en el área de PZA JDILUIDO CONTRA PERD MIEL FINAL(TON*100/TC) ZAFRA 12-13 AGROINDUSTRIA 1.22 87.00 1.20 86.00 1.18 PZA JDIL 85.00 1.16 84.00 1.14 83.00 1.12 82.00 1.10 1.08 81.00 1 Figura 3. PZA JUGO DIL PERD MIEL FINAL 2 3 4 5 6 7 CUADRO PROD 8 9 10 11 Pureza de jugo diluido y pérdida de sacarosa en miel final en ton*100/ton de caña para zafra 20122013 para agroindustria azucarera de Guatemala PÉRDIDA DE SACAROSA EN MIEL FINAL(TON*100/TC) VERSUS PUREZA DE JUGO DILUIDO ZAFRA 2012-2013 AGROINDUSTRIA Pérdida de Sac miel final 1.22 Figura 4. 1.20 y = -0.0439x3 + 11.327x2 - 975.14x + 27983 R² = 0.9636 1.18 1.16 1.14 1.12 84.00 84.50 85.00 85.50 Pureza de jugo diluido 86.00 86.50 Modelo de regresión para la pureza de jugo diluido y pérdida en miel final para zafra 2012-2013 agroindustria azucarera de Guatemala 406 su buen ajuste que mientras más baja sea la pureza del jugo diluido, se producirá una mayor cantidad de miel final debido a que están ingresando más no sacarosas al sistema y ellos aparte de ir directo a la miel final, acarrearán una cantidad proporcional de sacarosa. La Figura 6 para la zafra 2011-2012 muestra el mismo comportamiento y un ajuste muy alto. Se determinaron los modelos de regresión para la pureza del jugo diluido contra la cantidad de miel final producida, para la zafra 2012-2013 con un R2 de 0.9582 y para la zafra 20112012 un R2 de 0.9808. La Figura 5 relaciona la pureza del jugo diluido y la cantidad de kg de miel final producidos por tonelada de caña, e indica por Para las dos zafras analizadas se observó que durante el transcurso de las mismas, la pureza del jugo diluido fue disminuyendo, aunque los valores para la zafra 2012-2013 fueron menores y por lo tanto reportaron mayor producción de miel final. PUREZA DE JUGO DILUIDO CONTRA KG DE MIEL FINAL/TON CAÑA ZAFRA 2012-2013 AGROINDUSTRIA KG DE MIEL FINAL/TC 45.00 40.00 35.00 30.00 y = -3.6076x3 + 925x2 - 79061x + 2E+06 R² = 0.9582 25.00 20.00 84.00 84.50 85.00 85.50 86.00 86.50 PUREZA DEL JUGO DILUIDO Figura 5. Relación entre la pureza de jugo diluido y los kilogramos de miel final producidos por tonelada de caña para la zafra 2012-2013 agroindustriaazucarera de Guatemala PUREZA DE JUGO DILUIDO CONTRA KG DE MIEL FINAL/TON CAÑA ZAFRA 2011-2012 AGROINDUSTRIA KG DE MIEL FINAL/TC 40.00 35.00 y = -0.7637x3 + 195.01x2 - 16600x + 471110 R² = 0.9808 30.00 25.00 20.00 84.00 84.50 85.00 85.50 86.00 86.50 87.00 87.50 PUREZA DE JUGO DILUIDO Figura 6. Relación entre la pureza de jugo diluido y los kilogramos de miel final producidos por tonelada de caña para la zafra 2011-2012 agroindustria azucarera de Guatemala 407 pureza más allá de los esquemas de incentivos para los cultivadores. El análisis de datos llevó a analizar el comportamiento de la pureza del jugo diluido con la pureza de la miel final que se presentan en las Figuras 7 y 8 para la zafra 2012-2103. La relación de estas dos variables indicó que una baja pureza de jugo diluido, que puede indicar por lo mismo, una baja calidad de caña, llevará a obtener una baja pureza de miel final y viceversa. Entonces se esperaría que cuando entra caña con jugos de mayor calidad se registre una elevación en la pureza de la miel final pero también se tendrá una menor producción de miel final según los modelos de regresión de las Figuras 4 y 5. ¿Que debería hacer las fábricas en estos casos?: las fábricas no deberían tener limitadas sus capacidades en tachos pues se observa que las cantidades de mieles a tratar al observar estos fenómenos aumentarán o disminuirán dependiendo la calidad de caña. Cuando entra caña con mayor contenido de sacarosa se debería lograr tener un mayor tiempo de retención en cristalizadores para permitir un mayor agotamiento, darle mayor tiempo a las templas en los tachos sobre todo en masa tercera y manejar la cantidad de cristales de acuerdo con la cantidad de sacarosa disponible. Se debería tener un medio para analizar el crecimiento y distribución de cristales para ver el comportamiento del tamaño medio de cristales en cada etapa del proceso como por ejemplo analizadores de partículas o como mínimo microscopios Rein, 2012 en el capítulo 18 expresa que la cantidad de masa cocida C depende de: La cantidad de no-sacarosa en el jugo crudo. La recuperación de no-sacarosa La pureza escogida de la masa cocida C La pureza del azúcar C que es reciclada a las masas de alto grado Y además que: las fábricas ejercen poco control en la calidad del jugo crudo y su . PZA JUGO DILUIDO CONTRA PZA MIEL FINAL AGROINDUSTRIA ZAFRA 2012-13 87.00 38.50 38.00 86.00 37.50 37.00 PZA JDIL 85.00 PZA JDIL 36.50 84.00 36.00 35.50 83.00 PZA MFINAL 35.00 34.50 82.00 34.00 81.00 33.50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 CUADRO PROD Figura 7. Pureza de jugo diluido y pureza de miel final para la zafra 2012-2013 Agroindustria azucarera de Guatemala 408 PUREZA APARENTE DE LA MIEL FINAL PUREZA DEL JUGO DILUIDO CONTRA PUREZA DE LA MIEL FINAL PARA ZAFRA 2012-2013 AGROINDUSTRIA Figura 8. 38.50 38.00 37.50 37.00 36.50 36.00 35.50 35.00 34.50 84.00 y = -1.5193x3 + 389.67x2 - 33313x + 949259 R² = 0.9957 84.50 85.00 85.50 86.00 86.50 PUREZA DEL JUGO DILUIDO Pureza de jugo diluido y pureza de miel final para la zafra 2012-2013 agroindustria azucarera de Guatemala Se debe tomar en cuenta que los libros siempre relacionan la pérdida de sacarosa en miel final con la pureza de la miel final pero nunca se comenta en ellos acerca de las propiedades de los materiales entrando al área de tachos. Rein y Smith(1981) desarrollaron una fórmula para pureza de miel final objetivo, basada en determinaciones de azúcar con cromatografía líquida de gases(GLC por su nombre en inglés), obteniendo la siguiente fórmula : q = 33.9 – 13.4ln[(w f + wg)/wA] (1) Donde : q Pureza GLC sacarosa/sólidos disueltos determinados por secado. wf GLC fructosa en miel final en g/100 g de sólidos disueltos. wg GLC glucosa en miel final en g/100 g de sólidos disueltos. wa Cenizas sulfatadas en miel final en g/100 g de sólidos disueltos. Las purezas objetivo no son las mismas en todos los países pero las diferencias son probablemente marginales, pero lo que sí se debe hacer es determinar los componentes glucosa, fructosa y cenizas sulfatadas, y con estas buscar la pureza objetivo en Guatemala. Además, según J.E. Larrahondo, existen pérdidas en el área de cristalización por tiempos de retención, temperaturas y pH que pueden ser determinadas por el método de Vukov, el cual solo se ha utilizado para determinación de pérdidas en evaporación. Lionnet (1987) determinó por balances de fábrica entre la meladura y el final del proceso, pérdidas por inversión promedio entre 0.5 y 0.7 por ciento en base a azúcar. Schaffler(1992) indicó que las pérdidas de sacarosa por inversión son de 2 a 3 veces mayores que las predichas por el método de Vukov. La agroindustria debe tomar en cuenta que los rendimientos en los últimos años han ido disminuyendo junto con la calidad de jugos que presentan menos pureza, lo cual hace más dificultosa la extracción de la sacarosa desde el mismo tandem, lo cual puede significar mayor cantidad de materia extraña. Se escogieron datos para 11 zafras(Figura 9) para un ingenio de mediana capacidad y se puede observar la tendencia de la pureza de jugo diluido(este ingenio mantiene la diferencia pureza de jugo primario-pureza de jugo diluido similar en el transcurso de las zafras). Se observa un descenso drástico entre la pureza del jugo diluido de la zafra 20112012 y la de la zafra 2012-2013, representando este descenso de pureza, una pérdida en miel final una libra de sacarosa/tonelada de caña superior para la zafra 2012-2013. 409 PUREZA DE JUGO DILUIDO DE INGENIO 06 ZAFRAS 00-01 A 12-13 89 Pureza jugo (%) 88 87 86 85 Pureza de jugo diluido 84 83 82 00-01 02-03 04-05 05-06 06-07 07-08 08-09 09-10 10-11 11-12 12-13 Zafra Figura 9. Pureza de jugo diluido zafras 2000-2001 a 2012-2013 ingenio de mediana capacidad de molienda en Guatemala Este fenómeno es a nivel nacional y la parte agronómica debe analᴖzar el factor “Pureza de los ᴗugos” en vista de las implicaciones que tiene la calidad del jugo en las pérdidas de sacarosa y en la calidad del producto final. Acciones a tomar serían: El control estricto de calidad en el corte de la caña para que se reduzcan los porcentajes de materias extrañas y lograr un balance para que también se cumpla el tonelaje de caña por hectárea esperado, lo cual debe ser un consenso entre las gerencias agrícola e industrial. Se debe caracterizar en el transcurso de la zafra los tallos y la materia extraña para saber cual en el principal actor en la baja pureza de jugos puesto que no se puede concluir si el jugo de los tallos va bajando su pureza a lo largo de la zafra. Durante los períodos con alta calidad de jugos, al haber mucha sacarosa disponible, se debe trabajar en controlar la cantidad de cristales, los tiempos de la tres templas de masa cocida y verificar el tiempo de retención de la masa tercera en cristalizadores para conocer si se necesita mayor capacidad de equipo. La pregunta ahora es : ¿Cómo será la calidad de los jugos primario y diluido para la zafra 2013-2014? Por análisis climáticos se cree que la productividad general por hectárea será igual o levemente mejor para la zafra 2013-2014 que para la anterior. La calidad de jugos se debe monitorear desde el inicio de la zafra. CONCLUSIONES La pureza aparente de la miel final es proporcional a la pureza del jugo diluido. La pureza de miel final es inversamente proporcional a la pérdida de sacarosa en miel final. La cantidad de miel final producida es el factor más determinante en la pérdida en miel final. Las impurezas del jugo de caña pueden ser disminuídas si se reduce el porcentaje de materia extraña en la caña de azúcar. Una correlación que se alimente de datos cada día puede llevar a conocer la cantidad de miel final que se producirá en base a la pureza del jugo diluido. 410 Los factores que afectan a la pérdida de sacarosa en miel final tienen componentes agronómicos y fabriles y se deben controlar y tomar acción para conocer su influencia y minimizar su impacto. Es necesario hacer el análisis de cenizas sulfatadas y caracterizarlas ya sea en jugo diluido, meladura o miel final para conocer su origen. La alta pureza de miel final en período de caña con jugos de alta pureza refleja la falta de capacidad de agotamiento para este tipo de materiales ya sea falta de tachos o falta de cristalizadores. Obtener la pureza objetivo por ingenio y por país. RECOMENDACIONES Rein, Peter. 2012. Ingeniería de la Caña de Azúcar. Editorial Bartens. Alemania. Capítulos 18 y 21. Se recomienda caracterizar las materias extrañas de la caña a lo largo de toda la zafra. Se recomienda buscar ecuación que vaticine la pureza aparente de la miel final y la cantidad de miel final que se producirá. Relacionar Azúcares Reductores/Cenizas sulfatadas contra pureza aparente de miel final para determinar ecuaciones para ingenio y para Guatemala. BIBLIOGRAFÍA Manechini, Celio. 2011. Impurezas e Qualidade de Cana-deAçucar: Impurezas e Qualidade de Cana Colhida Mecanicamente. STAB-CANAOESTE. Brasil. L Wong Sak Hoi and Tse Chi Shum. 1996. Estimation of sucrose inversion in evaporators. Proc. S Afr Sug Technol Assn. Sudáfrica. Páginas 136-240. Van der Poel, P.W., Schiweck, H. y T. Schwartz.1998. Sugar Technology-Beet and Cane sugar Manufacture. Editorial Bartens. Alemania. Capítulo 12. 411