La obtención de azúcar a partir del jugo extraído de la caña comprende una serie de etapas donde se extrae y purifica la sacarosa. En este proceso, que se ve afectado por las variaciones en la materia prima y por la eficiencia de cada una de esas etapas, se busca obtener azúcar con la calidad deseada mediante un proceso más rentable, minimizando el impacto al medio ambiente.
De acuerdo a esto, el área de procesos físico-químicos contribuye a la competitividad y sostenibilidad del sector mediante la maximización de la recuperación de sacarosa, el aseguramiento de la calidad de materiales intermedios (jugos y mieles) y producto terminado, el control de las variables fisicoquímicas en los procesos y la obtención de productos de valor agregado a partir de subproductos del proceso.
Recuperación de sacarosa en el proceso de elaboración de azúcar
En el proceso fabril se realizan operaciones para separar otras sustancias (impurezas, agua) y formar cristales de sacarosa. Una de las eficiencias que se miden en el proceso es el porcentaje de sacarosa recuperada en forma de azúcar que se determina a partir de las pérdidas de sacarosa, las cuales se pueden maximizar por inadecuadas prácticas operativas y condiciones de operación y alta variabilidad en el proceso. Un porcentaje importante de estas pérdidas se presenta en subproductos como cachaza (utilizada en compostaje) y miel final, que contienen una cantidad residual de sacarosa. Adicionalmente, la sacarosa se puede perder por efectos de degradación (transformación de la sacarosa en sustancias no aprovechables) o por fugas a lo largo del proceso, lo que se conoce como pérdidas indeterminadas de sacarosa.
Las actividades del área están encaminadas al planteamiento y evaluación de estrategias tecnológicas, operativas y de control que contribuyan a:
- Disminución de las pérdidas indeterminadas en clarificación de jugo y meladura.
- Aseguramiento de la calidad del jugo filtrado como corriente de retorno con una mínima pérdida de sacarosa en cachaza.
- Minimización del efecto de la incrustación en evaporadores sobre las pérdidas de sacarosa.
- Minimización de pérdidas de sacarosa por destrucción térmica, por arrastre en tachos y evaporadores, por inversión y aparentes.
- Reducción de pérdidas de sacarosa en miel final y cachaza.
Insumos en la producción de azúcar
En el proceso de producción de azúcar se utilizan diversos insumos que facilitan el aseguramiento de la calidad de los materiales y la recuperación de sacarosa, además de garantizar la eficiente operación de los equipos. Los principales insumos utilizados son:
- Floculantes
- Cal
- Decolorantes
- Azufre
- Ácido fosfórico
- Tensoactivos
- Soda caustica
Las actividades del área están enfocadas en el uso eficiente de estos insumos manteniendo los parámetros de calidad del proceso, mediante la caracterización y aseguramiento de la calidad y de la cadena de proveedores, la estandarización de las condiciones de dosificación (preparación y sistemas de control) y la evaluación del uso de insumos más eficientes.
Eficiencia energética
Las necesidades térmicas del proceso de elaboración de azúcar se satisfacen a partir del vapor proveniente del área de cogeneración de la fábrica, que a su vez depende de la disponibilidad del combustible, el cual es principalmente el bagazo proveniente de la caña. Es importante resaltar que para realizar el aprovechamiento máximo de la energía de este vapor, la estación de evaporación mediante la cual se concentra el jugo de la caña, es de múltiples efectos generando vapores vegetales y condensados. De acuerdo a esto, el área busca generar alternativas que permitan realizar un empleo racional y eficiente del vapor en el proceso de fabricación de azúcar, mediante el uso de corrientes térmicas (vapores vegetales y condensados) para recuperar calor, la formulación de esquemas de operación alternativos, sistemas de control apropiados y la mitigación del impacto de las condiciones de operación sobre el consumo de vapor.
Calidad de producto terminado
Entre los parámetros más importantes para determinar la calidad del azúcar se encuentran la turbiedad y el color. Este último se encuentra determinado tanto por las características de la materia prima como por las transformaciones a las que se somete ésta a lo largo del proceso. Dentro del proceso existen etapas que buscan reducir el color de los materiales del proceso con el fin de asegurar la calidad requerida del producto final. El área investiga alternativas de proceso que sean amigables con el medio ambiente, reduzcan o mantengan los costos de operación y aseguren la obtención de productos de la calidad requerida.
Obtención de productos de valor agregado a partir de subproductos del proceso
A lo largo del proceso de producción de azúcar se generan subproductos que cuentan con características composicionales tales como presencia de compuestos antioxidantes o alto contenido de materia orgánica vegetal, las cuales son interesantes para la obtención de productos de valor agregado a través de procesos fisicoquímicos. El área investiga alternativas de aprovechamiento tales como obtención de biocombustibles a partir de la pirólisis de residuos agrícolas de cosecha o la compactación de la biomasa y la obtención de derivados a partir de vinaza, cachaza o miel final.
Reducción de impacto ambiental de proceso de producción de azúcar
La producción de caña y su procesamiento para la obtención de productos de valor agregado como el azúcar, el etanol y la energía eléctrica, entre otros, genera un impacto ambiental relacionado con el uso de insumos, consumo de agua y emisión de gases de efecto invernadero. El área trabaja en el diagnóstico de dicha emisión con el fin de proponer alternativas de proceso que permitan disminuir la generación de contaminantes al ambiente, además de proponer estrategias que permitan disminuir la captación de agua.
